Parceria visa fomentar pesquisas e
desenvolvimentos científicos relacionados a materiais supercondutores com
nióbio
A CBMM, líder
mundial na produção e comercialização de produtos de nióbio, e o Centro
Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização supervisionada
pelo Ministério de Ciência, Tecnologia de Inovações (MCTI), firmaram acordo de
cooperação em pesquisa e desenvolvimento tecnológico e científico na área de
materiais supercondutores com aplicação de nióbio.
“O objetivo deste acordo de cooperação é
fazer ciência, desenvolver tecnologias e aplicá-las em todas as escalas,
agregando valor a novos produtos de interesse da sociedade.”, comenta James Citadini,
Gerente de Engenharia e Tecnologia do CNPEM.
“A CBMM atua para diversificar o mercado
global de Nióbio, e para isso investe cerca de R$200 milhões de reais por ano
em seu Programa de Tecnologia, sendo o segmento de supercondutores um dos mais
inovadores. Entendemos que não há alternativa para a produção desses materiais
em grande escala que não passe pela utilização do Nióbio”, destaca Rodolfo
Morgado, gerente do segmento de Produtos Especiais da CBMM.
O CNPEM é uma organização que tem por missão prover e
contribuir para o desenvolvimento científico e tecnológico do País, nas áreas
de sua competência. Para a compreensão das propriedades de materiais
supercondutores, o CNPEM tem a sua disposição a infraestrutura do Sirius, que
conta com diversas estações de pesquisa que propiciam o estudo do comportamento
magnético dos materiais.
O acordo
Este acordo visa
também propiciar o projeto, desenvolvimento e aplicações da supercondutividade
como elemento chave do desempenho de equipamentos nas mais variadas áreas,
incluindo médica, energia, física de partículas, elétrica e eletrônica, defesa,
gerando componentes de alto valor agregado.
A ciência, tecnologia
e aplicações que estão na essência da atuação do CNPEM, ao estarem aliadas ao
expertise de empresas como a CBMM, resultarão numa estratégia completando um
ciclo.
“Este acordo
tem o potencial de colocar o Brasil como um produtor de materiais e
equipamentos supercondutores, de classe mundial quanto à qualidade e
desempenho, a partir de produtos desenvolvidos no país.”, pondera Antonio José
Roque da Silva, Diretor-Geral do CNPEM.
“Com essa parceria vamos acelerar o
desenvolvimento de tecnologias disruptivas em território nacional,
proporcionando um ambiente de inovação em toda a cadeia produtiva. Acreditamos
que se trata de uma oportunidade relevante para tornar o Brasil protagonista em
todo o mundo e detentor de conhecimentos avançados neste segmento”, comenta
Ricardo Lima, vice-presidente da CBMM.
O nióbio
O Nióbio é um metal
que possui alta condutividade térmica e elétrica, maleabilidade, ductilidade e
alta resistência à corrosão, ao calor e ao desgaste. Por essas características é
utilizado em diversas ligas metálicas para aprimorar as propriedades de
diferentes materiais.
Este elemento pode ser
aplicado na estrutura de edifícios e pontes, em veículos, turbinas de avião,
foguetes e sondas espaciais, além de tubulações de gás e baterias elétricas.
Além disso, é essencial para o desenvolvimento de materiais supercondutores. A
supercondutividade é a propriedade que permite a certos materiais conduzirem
corrente elétrica sem resistência e, portanto, sem perda de energia.
Os supercondutores já são utilizados em
aplicações que visam transmissão de energia e motores elétricos muito mais
eficientes, máquinas de ressonância magnética e outros equipamentos de
diagnóstico médico de alto desempenho, além da confecção de equipamentos para
pesquisas científicas, como em magnetos para aceleradores de partículas.
No entanto, uma grande limitação para o
uso de materiais supercondutores em larga escala é a necessidade de serem
mantidos a temperaturas baixíssimas, próximas do zero absoluto (-273.15°C),
exigindo sua associação a grandes infraestruturas de resfriamento. Sendo assim,
há uma constante busca por materiais supercondutores que operem a temperaturas
cada vez mais próximas da temperatura ambiente, o que viabilizaria uma
verdadeira revolução tecnológica. E é
aqui que ligas de nióbio-titânio fazem a diferença, desempenhando papel vital
para a operação desses equipamentos.
EMA
Uma das novas estações
experimentais a serem inauguradas no Sirius, denominada Ema, é um dos recursos
mais avançados para experimentos que buscam soluções para tecnologias que
envolvem a supercondutividade.
A estação de pesquisa foi projetada para
estudar materiais submetidos a temperaturas extremamente altas, mais de 8000°C,
ou extremamente baixas, próximas do zero absoluto; ou também a pressões
extremamente altas, equivalentes ao dobro da pressão no centro da Terra. Quando
a matéria é submetida a essas condições extremas, ela pode apresentar novas
propriedades físicas e químicas, passando, por exemplo, de condutor para
isolante, de magnético para não magnético, e vice-versa, ou mesmo apresentar
características que não existem em condições normais como é o caso dos
materiais supercondutores.
Tais condições só podem ser desvendadas por
um feixe de raios X de alto brilho, como o produzido pelo Sirius, a partir da
combinação de diversas técnicas, como difração, espectroscopia de absorção e
espalhamento inelástico de raios X. Nessa linha será possível responder
perguntas sobre a estrutura atômica dos materiais e como elas mudam de acordo
com as condições de baixíssima temperatura ou altíssima pressão necessárias
durante o processo de manufatura de um material supercondutor.
"No Sirius temos como investigar as
aplicações em condições excepcionais. Entender quais fatores garantem as
propriedades desejadas e quais estratégias podem ser buscadas para a manufatura
do material. São recursos que não tínhamos até agora e que pouquíssimos lugares
no mundo têm", esclarece Citadini.
CERN
O Brasil foi aceito
recentemente como membro associado do CERN (Organização Europeia para Pesquisa
Nuclear) que opera o maior colisor de partículas do mundo o Large Hadron
Collider (LHC). A organização firmou em novembro do ano passado um acordo de
cooperação científica com o CNPEM para desenvolvimento de tecnologias aplicadas
à física de aceleradores, imãs e materiais supercondutores. Conhecimentos de
enorme valor para o desenvolvimento de novas tecnologias tanto no campo da
ciência quanto em diversos setores da indústria.
"Como
resultado dessa parceria, um trabalho que poderia levar anos para
desenvolvimento de um projeto conceitual de um novo ímã supercondutor que
pretendemos usar no Sirius, foi concluído em seis meses ", revela
Citadini.
O CERN, responsável
pela operação do Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior colisor de partículas
do planeta, trabalha no projeto do Futuro Colisor de Hádrons (FCC), uma
infraestrutura quatro vezes maior, com cerca de 100 quilômetros de extensão,
voltada para pesquisa de fundamentos da física. Projeto que demanda recursos
humanos e fornecimento de materiais certificados sob os mais elevados padrões
tecnológicos.
“Dentro do tema de supercondutividade, a
CBMM busca alavancar o uso do nióbio em novas aplicações. Dada a alta
complexidade dessa tecnologia, parcerias desse tipo tem o potencial de acelerar
o processo, conectando institutos e empresas com grande conhecimento em suas
áreas de atuação e gerando oportunidade para inovação e criação de novas
empresas no Brasil”, finaliza Morgado.
Sobre a CBMM
Líder mundial na produção e
comercialização de produtos de Nióbio, a CBMM possui mais de 400 clientes, em
50 países. Sediada no Brasil, com escritórios e subsidiárias na China, Países
Baixos, Singapura, Suíça e Estados Unidos, a companhia fornece produtos e
tecnologia de ponta aos setores de infraestrutura, mobilidade, aeroespacial e
energia. Em 2019, investiu na 2DM, empresa dedicada ao Grafeno. E 2021,
investiu na Echion com o objetivo de acelerar inovações no segmento de
mobilidade elétrica.
Sobre o CNPEM
Ambiente de pesquisa e desenvolvimento sofisticado e
efervescente, único no País e presente em poucos polos científicos no mundo, o
Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma organização
social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações
(MCTI). O CNPEM reúne equipes multitemáticas altamente especializadas,
infraestruturas laboratoriais mundialmente competitivas e abertas à comunidade
científica, linhas de pesquisa em áreas estratégicas, projetos inovadores em
parcerias com o setor produtivo e ações de treinamento para pesquisadores e
estudantes.
O Centro
constitui um ambiente movido pela busca de soluções com impacto nas áreas de
Saúde, Energia, Meio Ambiente, Novos Materiais, entre outras. As competências
singulares e complementares presentes no CNPEM impulsionam pesquisas e
desenvolvimentos inovadores nas áreas de luz síncrotron; engenharia de
aceleradores; descoberta de novos medicamentos, inclusive a partir de espécies
vegetais da biodiversidade brasileira; mecanismos moleculares envolvidos no
início e progressão do câncer; doenças cardíacas e neurodesenvolvimento;
nanopartículas funcionalizadas para combater bactérias, vírus, câncer; novos
sensores e dispositivos nanoestruturados para os setores de petróleo e gás e
saúde; soluções biotecnológicas para o desenvolvimento sustentável de
biocombustíveis avançados, bioquímicos e biomateriais.
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