Laboratório em destaque: seção UCS do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies – processamento a plasma e caracterização de superfícies no laboratório e em empresas de base tecnológica.

plasmaO Programa de Pós-Graduação em Materiais da UCS, sede da seção UCS do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, completa seus 10 anos de existência em agosto deste ano, comemorando também seus quase 100 mestrados defendidos, seu curso de doutorado aprovado em 2011 e a nota 5 obtida na última avaliação da CAPES.

Na área de Engenharia de Superfícies, o PGMAT iniciou os trabalhos em 2005 com um pequeno equipamento de nitretação a plasma com fonte DC contínua, construído no próprio laboratório. Hoje conta com os seguintes equipamentos de processamento de superfícies: nitretadora/oxidadora a plasma, sistema de pulverização catódica DC e RF (magnetron sputtering) e sistema de evaporação por feixe de elétrons (ion platting).

Em 2008, a equipe de professores do PGMAT foi muito ativa na iniciativa de reunir grupos de pesquisa de Engenharia de Superfícies do país e elaborar o projeto para o edital do Programa INCTs do CNPq que originou nosso Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies.

Desde então, o PGMAT da UCS tem crescido significativamente na análise (caracterização) de superfícies. Além de trabalhar com equipamentos usuais da área de Materiais (MEV, DRX, espectrômetro de infravermelho por transformada de Fourier), o PGMAT vem desenvolvendo competências na técnica GD-OES, que realiza levantamentos qualitativos e quantitativos dos elementos químicos presentes nas amostras em função da profundidade e no uso do nanoindentador, que permite mensurar o atrito e a dureza de uma amostra na escala nanométrica. O PGMAT/ seção UCS do Instituto possui um dos dois únicos equipamentos de GD-OES da América Latina, e com ele tem desenvolvido tanto trabalhos acadêmicos, alguns em colaboração com outros laboratórios do Brasil e Argentina, quanto estudos para empresas.

GDOES

Equipamento de GD-OES,um dos dois únicos da América Latina.

 

Para implantar a infraestrutura de pesquisa em Engenharia de Superfícies, a seção UCS do nosso Instituto tem implementado um modelo de cofinanciamento que envolveu recursos de agências de financiamento públicas, da UCS e do setor industrial da região. A região de Caxias do Sul sedia um dos principais pólos metal-mecânicos do país e um crescente pólo da indústria plástica, entre muitos outros segmentos industriais.

A equipe da seção UCS do Instituto conta com cientistas de materiais, físicos, químicos e engenheiros, além de seus bolsistas de iniciação científica, mestrandos e doutorandos. Essa equipe multidisciplinar imprime aos trabalhos de pesquisa um equilíbrio entre a compreensão dos fenômenos de superfície e sua aplicação e transferência à indústria. Este último ponto tem ocorrido por meio das empresas criadas por estudantes e professores do PGMAT: a Plasmar Tecnologia que hoje atende mais de 200 clientes com seus tratamentos de superfície e a recém-fundada Fineza, que produz e comercializa produtos de casa e cozinha de aço inox revestidos usando tecnologias a plasma.

Ainda no campo das interações com a indústria, a seção UCS do Instituto tem realizado convênios e contratos com empresas como Bosch e Tramontina, bem como trabalhos para pequenas empresas da região. A seção UCS também participa do projeto com a Vale junto a outros laboratórios associados do Instituto.

Na parte de difusão do conhecimento, a seção UCS foi responsável por oferecer cerca de 30 palestras e seminários gratuitos para profissionais da indústria, estudantes de ensino técnico, graduação e pós-graduação e professores, com mais de mil participantes no total. Além disso, a seção UCS promoveu a publicação de mais de 50 notícias e artigos em veículos de comunicação da região de Caxias do Sul divulgando a seção UCS do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, suas ações e a Engenharia de Superfícies.

Pesquisas atuais em Engenharia de Superfícies

  • Atrito em nanoescala: entendimentos dos mecanismos de dissipação energética e modelagem do fenômeno de atrito em nanoescala.
  • Revestimentos DLC em aços: novas contribuições no entendimento da intercamada de adesão.
  • Eficiência energética em dispositivos mecânicos e eletromecânicos.
  • Revestimentos PVD sobre vidro para aplicações decorativas: entendimento da intercamada de adesão.
  • Tratamentos de superfície para ação bactericida.

Minientrevista com o coordenador da equipe do PGMAT no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, professor Carlos Alejandro Figueroa

FigueroaCarlos A. Figueroa obteve em 2004 o diploma de doutor em Física pela UNICAMP, com um trabalho sobre as propriedades da superfície de ligas metálicas nitretadas. Durante o doutorado, realizou um estágio de pesquisa na ANSTO (Sidney, Austrália), onde se especializou em nitretação a plasma de alta tensão. Tem graduação em Ciências Químicas pela Universidade de Buenos Aires – UBA (Argentina).

É professor e pesquisador do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da UCS e sócio-diretor da Plasmar Tecnologia, empresa de tratamentos e revestimentos de superfície por plasma. Atuou como gerente Técnico e Comercial da Plasma-LIITS, empresa de nitretação por plasma incubada na Unicamp. Ganhou os prêmios PETROBRAS de Tecnologia (2013) enquanto orientador de um trabalho de iniciação científica; Pesquisador Gaúcho, categoria pesquisador na indústria (2011); Siemens de Ciência e Tecnologia, modalidade Energia (2008), e Santander de Ciência e Inovação, categoria Indústria (2007), entre outros. É membro do comitê editorial da revista científica Surface & Coatings Technology.

Até o momento, é autor de quatro patentes e 67 artigos publicados em revistas internacionais indexadas e com revisão por pares. Atua principalmente nos seguintes temas de pesquisa: materiais metálicos, caracterização de superfícies em nanoescala, modificação de superfícies por plasma, filmes finos para eficiência energética e revestimentos avançados para aplicação em transporte.

1. Quais foram, na sua avaliação, os principais resultados conseguidos por seu grupo no contexto do nosso INCT?

Existe uma diversidade de resultados:

  • Consolidação de colaborações com diferentes participantes do Instituto (PUC-Rio, UNICAMP, UFRGS, etc.).
  • Projeto Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies – VALE (atender demandas corporativas).
  • Criação da primeira spin-off corporativa (Fineza) a partir de um trabalho de mestrado com corpos de prova feitos na Plasmar Tecnologia. O sócio-fundador é o segundo empreendedor surgido no grupo com perfil técnico-científico e com empresa aberta e funcionando.
  • Serviços tecnológicos a grandes empresas como Bosch e Tramontina.

2. Escolha os artigos científicos mais destacados publicados por seu grupo no contexto do Instituto

  • Rovani, A. C.; Fischer, R. R.; Cemin, F.; Echeverrigaray, F. G. ; Basso, R. L. O.; Amorim, C.L.G.; Soares, G.V.; Baumvol, I.J.R.; Figueroa, C. A. “Effect of hydrogen on plasma post-oxidation of ferrous alloys“, Scripta Materialia, v. 62, p. 863 (2010). doi:10.1016/j.scriptamat.2010.02.024
  • Milani, R.; Cardoso, R.P.; Belmonte, T.; Figueroa, C. A.; Perottoni, C.A.; Zorzi, J.E.; Soares, G.V.; Baumvol, I.J.R. “Nitriding of yttria-stabilized zirconia in atmospheric pressure microwave plasma“, Journal of Materials Research, v. 24, p. 2021 (2009).DOI: 10.1557/JMR.2009.0245
  • Aguzzoli, C.; Marin, C.; Figueroa, C. A.; Soares, G. V.; Baumvol, I. J. R. “Physicochemical, structural, and mechanical properties of Si3N4 films annealed in O2“, Journal of Applied Physics, v. 107, p. 073521 (2010). doi:10.1063/1.3359655

3. Comente os pontos positivos de ser um participante do nosso Instituto.

O Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies é o maior espaço comum da ciência e tecnologia brasileira com foco em Engenharia de Superfícies. Participar deste pioneiro instituto é contribuir para entender e solucionar problemas da área de superfícies em termos científicos e/ou tecnológicos trabalhando em equipe com cientistas de destaque nacional e internacional. Essa diversidade gera uma riqueza única na solução de problemas complexos.

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