Pesquisadores da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), na região dos Campos Gerais do Paraná, desenvolveram um equipamento que utiliza técnica especial de fabricação de componentes por moldagem. Idealizado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais (PPGECM), o processo ocorre por injeção, em condições especiais de fluxo, para alcançar o elevado nível de dispersão de nanopartículas na peça final produzida.

A ideia surgiu durante o experimento de Mestrado do estudante Emiliano Amadei, sob a orientação do professor Benjamim de Melo Carvalho. “Na fase experimental da pesquisa, utilizamos uma máquina universal de ensaios. O equipamento foi adaptado para possibilitar o processo de produção de nanocompósitos, porém o volume de dados quantitativos, que poderiam ser extraídos do experimento, era relativamente pequeno”, relata o aluno, agora no Doutorado.

Atuando há quase quinze anos com projetos de infraestrutura e processos em indústrias, Emiliano diz que a experiência na área ajudou a pensar os parâmetros e dados quantitativos necessários para a avaliação completa do processo de produção de nanocompósitos poliméricos. “Tinha apenas uma idealização do cenário no qual gostaria de prosseguir com a pesquisa, mas a partir dessa parametrização, consegui elaborar uma lista de materiais para montagem desse novo equipamento”, relembra.

O projeto conta com a contribuição de empresas, além de recursos próprios. Até o momento, já foi investido um total de R$ 93 mil, com previsão de aporte financeiro complementar em torno de R$ 20 mil. “O equipamento é fruto de financiamento empresarial coletivo, de parceiros e amigos de trabalho, que se predispuseram em apoiar a pesquisa”, destaca Emiliano.

O professor Benjamim ressalta que a nanopartícula está revolucionando a produção em diversos segmentos, como fabricação de embalagens, área da saúde e a indústria em geral. “As nanopartículas como nanocelulose, grafeno, nanotubos de carbono e nanopartículas metálicas têm permitido significativas melhorias em desempenho mecânico, elétrico, antiviral ou bactericida”, pontua.

EQUIPAMENTO – Os pesquisadores explicam que, para alcançar todo o potencial de benefícios da incorporação de nanopartículas, é fundamental que sejam dispersas realmente em escala manométrica, no material utilizado para a fabricação de um produto. “Em função das dimensões nanométricas, tais partículas apresentam elevadíssima área superficial, com grande tendência de aglomeração”, frisa o professor Benjamin.

Segundo o docente, duas rotas têm sido exploradas para alcançar a dispersão nanométrica dessas partículas em polímeros: “modificação química e desenvolvimento de condições de fabricação especiais”. A tecnologia desenvolvida na UEPG utiliza a segunda alternativa e interfere na etapa de fabricação. A inovação está nas condições especiais de fluxo a serem aplicadas diretamente no processo final de produção do componente, ao invés de serem utilizadas em processos intermediários.

Com a técnica desenvolvida, as condições especiais de fabricação são aplicadas já na produção final da peça, durante a moldagem por injeção, onde um polímero fundido é injetado num molde metálico, adquirindo a geometria do produto desejado.