A estudante de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Franciele Dias Castro, vinculada ao Laboratório de Engenharia de Superfícies (LabSurf) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), está realizando pesquisa na Universidade Concórdia, em Montreal, Quebec, Canadá.
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Um dos principais interesses da pesquisadora é aprofundar seus conhecimentos em sistemas de spray de plasma em suspensão e aprender novas técnicas para avançar em sua pesquisa sobre revestimentos cerâmicos de carboneto de silício e alumínio de ítrio (SiC-YAG) lubrificados em água, utilizando cinza da casca de arroz, um resíduo da indústria de beneficiamento do arroz, que também é um subproduto com grande potencial para diversas aplicações.
A doutoranda é egressa do curso de Física Bacharelado da FURG e está no Canadá desde o início deste mês para um período de quatro meses de estudos. "A experiência está sendo muito boa. A universidade tem um espaço muito bom para estudar e têm áreas para momentos de descanso e também para fazer as refeições. O laboratório é muito bem equipado e a equipe de trabalho é ótima e muito atenciosa. Quando cheguei precisei fazer um treinamento. Aprendi muitas coisas e cuidados que não tinha conhecimento, na separação e descarte de ácidos, e como agir quando houver acidentes, como derramamento de ácido no laboratório", conta.
Ainda quanto às diferenças vivenciadas no exterior e a expectativa em relação ao período, Castro não vê a hora de iniciar os experimentos e conferir os resultados. Ela comenta que, no laboratório de tribologia da Concórdia, há diferentes tipos de tribômetros - equipamento de laboratório usado para estudar e medir o atrito, o desgaste e a lubrificação entre superfícies em movimento relativo. "Um deles é o tribômetro que faz lubrificação a vapor. Não temos essa técnica no Laboratório de Engenharia de Superfícies. Estou muito curiosa para saber o resultado dos ensaios utilizando esse tribômetro. Esse tipo de ensaio é muito interessante, pois em turbinas a vapor, por exemplo, as pás sofrem desgaste por atrito em um ambiente de alta umidade e temperatura. Com esse tribômetro, podemos simular essa condição e saber se o revestimentos será resistente ao desgaste", afirma.
Sobre a pesquisa
O objetivo é desenvolver superlubricidade em revestimentos cerâmicos via plasma spray. Além do reaproveitamento da casca de arroz, como alternativa sustentável que reduz o impacto ambiental e a demanda por recursos naturais, espera-se, na prática, que a técnica reduza o atrito e o risco de desgaste e fissuras nas peças. Isso porque os revestimentos cerâmicos, quando lubrificados em água, formam tribofilmes (películas finas) na superfície. Esses tribolfilmes são capazes de diminuir a tensão de cisalhamento (tensão interna capaz de causar fissuras ou cortes) e de reduzir significativamente o coeficiente de atrito.
A formação de tribofilmes é crucial na tribologia, a ciência que estuda o atrito, o desgaste e a lubrificação dos materiais. Os tribofilmes atuam na redução do atrito e na minimização do desgaste, protegendo as superfícies em movimento e prolongando a vida útil dos materiais. No Canadá, a pesquisa é realizada por meio de um doutorado sanduíche, com orientação do professor Pantcho Stoyanov. "Embora aqui seja um laboratório de tribologia, há uma parceira com o laboratório de aspersão térmica. Pretendo fazer revestimentos utilizando a técnica de suspensão a plasma, mas ainda estamos estudando as condições. É uma ótima técnica, mas precisamos definir alguns parâmetros importantes como tipo de material, viscosidade da solução, temperatura de fusão do material e tamanho das partículas e se precisa fazer um revestimento de ligação", explica.
A cinza de casca de arroz pode conter aproximadamente 60% de sílica, o que a torna interessante para aplicação em revestimentos como camada protetora para melhorar propriedades, como resistência à corrosão, desgaste, calor e impacto. "A casca de arroz possui em sua composição alto teor de silíca (dióxido de silício). Na literatura há registro que a sílica ao ser hidratada, nesse caso, lubrificação com água, gera reações triboquímicas que formam filmes que promovem a baixa tensão de cisalhamento. Ou seja, esses tribofilmes ajudam na diminuição do atrito e do desgaste, diminuem os danos que são causados pelo desgaste. A idea é usar a sílica para gerar esses tribofilmes. Os materiais cerâmicos reagem bem com a água, então a cinza vem para, vamos dizer assim, aumentar a probabilidade de formar esses filmes", detalha.
No Brasil, a pesquisa é orientada pela professora da FURG e coordenadora do Labsurf Henara Lillian Costa Murray, que coordena o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) em Tribologia Verde Voltada à Transição Energética (CT-Trib) e é coordenadora adjunta do Curso de Mestrado em Engenharia Mecânica. A previsão de conclusão da pesquisa é em março de 2027.
Sobre o Labsurf
O Laboratório de Engenharia de Superfícies (LabSurf) da FURG realiza pesquisas e projetos nas áreas de revestimentos e modificações superficiais, com especial ênfase em aplicações envolvendo corrosão ou tribologia. Conceitos fundamentais das áreas de física, química, materiais, mecânica do contato e mecânica dos fluidos ajudam a entender fenômenos superficiais associados às áreas de atrito, desgaste, lubrificação, corrosão, molhabilidade, dentre outros.
O desenvolvimento de novos revestimentos e/ou modificações superficiais melhoraram o desempenho de sistemas de engenharia, bem como de áreas associadas, como bio-engenharia, odontologia, medicina, fármacos, alimentos, entre outras. O laboratório está associado ao Programa de Mestrado em Engenharia Mecânica da FURG e ao Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da UFPel. Saiba mais no perfil do Labsurf no Instagram.
