Na última terça-feira, 2 de agosto, a FEI, reconhecida por sua excelência no ensino, na pesquisa, extensão e inovação, em parceria com a CBMM inauguraram o Centro de Integridade Estrutural e Desempenho de Materiais, localizado no campus da instituição em São Bernardo do Campo, São Paulo.
O laboratório, de escopo diferenciado no Brasil, nasce da colaboração entre pesquisadores, liderados pelo Prof. Dr. Gustavo Donato, Reitor da FEI, alunos (de graduação, mestrado e doutorado) e o mercado, representado pela parceria com a CBMM, que tem expertise na tecnologia do Nióbio, um metal estratégico para a produção de aços microligados e que se destaca de forma promissora dentre os materiais estudados.
“Como laboratório, temos o objetivo de caracterizar de maneira detalhada o comportamento de materiais de alto desempenho e desenvolver técnicas de projeto e avaliação de integridade estrutural que garantam estruturas reais seguras, eficientes e sustentáveis para os mais variados setores. Para isso, empregamos desenvolvimentos analíticos, experimentos e simulações computacionais em ambiente controlado, prevendo e mitigando acidentes ou falhas em instalações reais, os quais, quando ocorrem, podem gerar impactos ambientais, econômicos e a perda de vidas humanas”, explicou o Reitor da FEI. No cotidiano do laboratório, que envolve receber materiais, preparar amostras, conduzir caracterizações e ensaios, tratar dados obtidos e comparar tudo à luz da teoria, com previsões numéricas e computacionais, o Nióbio ganhou status de projeto.
“Nosso foco atual de investigação está nos aços microligados ao Nióbio, aplicados a tubulações que transportam, prioritariamente, gás e fluidos de alta responsabilidade sob elevada pressão. O projeto em parceria com a CBMM, que se beneficia da estrutura do Centro de Integridade Estrutural e Desempenho de Materiais, tem avançado com resultados inéditos no que se refere a reproduzir o comportamento de trincas reais, estudar e especificar as melhores propriedades mecânicas e microestruturais dos materiais microligados para evitá-las, assim como aprimorar as metodologias de projeto e avaliação de integridade estrutural em prol de eficiência e segurança” afirmou o Prof. Dr. Gustavo Donato.
“As abordagens empregadas são igualmente aplicáveis a outros setores, como estrutural, de energia ou automotivo, nos quais são demandadas estruturas e componentes cada vez mais leves, resistentes e seguros”, complementou o Reitor.
“Na prática, conseguimos reproduzir como as trincas podem se propagar em tubulações de gás, simular as consequências dessas falhas e compreender como evitá-las. Tudo em ambiente de risco controlado, com o auxílio de recursos computacionais e racionalização de materiais. Ao comprovar as propriedades dos aços com Nióbio, testando até o limite de sua resistência, é possível não apenas oferecer ao mercado materiais com características superiores, mas também fomentar a melhoria das normas existentes, que regulamentam diversas indústrias”, explica Mariana Perez de Oliveira, gerente do Programa Técnico da CBMM.
O laboratório e projeto colaborativo contam com o conhecimento aplicado da academia, especialistas internacionais e consultores da CBMM. Além de infraestrutura com equipamentos exclusivos e inovadores, que permitem estudos de performance em materiais avançados utilizados em áreas como energia, infraestrutura, mobilidade, saúde e robótica. Há a expectativa de que, nos próximos meses, o laboratório também abrigue estudos de manufatura aditiva combinada a otimização topológica e metamateriais, para o desenvolvimento de órteses de reabilitação ortopédica, em projeto recém-aprovado pela FINEP em 2022 com a participação de diferentes pesquisadores e alunos da FEI e do laboratório.
Fomento: produtos e metodologias
Com projetos na área de comportamento mecânico e fadiga desde 2000, o grupo de pesquisa focado em integridade estrutural, fadiga e mecânica da fratura da FEI surgiu em 2008. A parceria com a CBMM teve início em 2016, após o entendimento de sinergias em desenvolver testes mais aprofundados em materiais avançados com Nióbio. Em 2019 ocorreu a montagem do laboratório, que está em funcionamento e recebendo aprimoramentos desde então, e que foi agora oficialmente inaugurado.
O Centro de Integridade Estrutural e Desempenho de Materiais conta com laboratório de caracterizações e simulações com 55 m2, área de ensaios dinâmicos (DWTT) com 100 m2 e faz uso da estrutura do Centro de Laboratórios Mecânicos e de Materiais da FEI, na qual são conduzidas preparações de amostras, usinagens, ensaios de impacto Charpy, tração, fadiga, mecânica da fratura, tratamentos térmicos, análises macro e micrográficas ou de difração de raios-X para avaliação de fases e tensões residuais.
Cinco projetos de Iniciação Científica envolvendo alunos da graduação, além de 5 dissertações de mestrado já resultaram do projeto em andamento no laboratório em parceria com a CBMM, estando em andamento mais 3 teses de doutorado. A expectativa é que entre 6 e 8 alunos e pesquisadores atuem nos variados projetos nos próximos 2 anos.
