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.

25/07/2014

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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Engenharia Física

30/11/2010

O Simpósio Brasileiro de Engenharia Física ocorreu neste ano em Porto Alegre.

De 1 a 3 de novembro foi realizado em Porto Alegre o VI Simpósio Brasileiro de Engenharia Física com o título: “Oportunidades para a indústria de base tecnológica no pais”. O Simpósio Brasileiro de Engenharia Física tem sido um importante fórum de discussão entre os setores acadêmico e industrial a respeito da carreira de engenheiro físico e das várias formas de atuação desse profissional nos setores de pesquisa, desenvolvimento e inovação tecnológica das empresas.

As cinco edições realizadas até 2009 ocorreram em São Carlos, no campus da UFSCAR.  Neste ano o evento realizou-se em Porto Alegre em virtude da abertura do curso de Engenharia Física na Universidade Federal do Rio Grande do Sul neste mesmo ano.

Os principais objetivos do simpósio foram: identificar desafios enfrentados pela indústria de base tecnológica no Brasil que estejam intimamente ligados à Engenharia Física, divulgar aos estudantes de Engenharia Física as áreas de atuação de maior interesse por parte das empresas, divulgar a Engenharia Física junto a um número crescente de empresas (potenciais parceiros/empregadores), propiciar o contato de estudantes e professores entre si e com potenciais parceiros ou empregadores, integrar os diferentes cursos de Engenharia Física existentes e em planejamento no país.

Foi possível ouvir empresas e instituições de diferentes portes, algumas incubadas em universidades, e aprender sobre as várias oportunidades de atuação do engenheiro físico, que é uma profissão ainda nova no país, embora seja bem estabelecida em outros lugares. Tivemos também palestras de engenheiros físicos já formados na UFSCAR que contaram suas experiências profissionais e onde estão atuando no momento. O Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies esteve presente apoiando o evento e também por meio de uma palestra do pesquisador Carlos Figueroa. Em sua palestra, Figueroa falou sobre o Instituto e também sobre sua experiência como empreendedor na empresa Plasmar Tecnologia, incubada na Incubadora Tecnológica de Caxias do Sul. Foi muito interessante ver como a interação academia-empresa pode funcionar bem e dar frutos de novos empreendimentos.

A próxima edição do simpósio ainda não tem data definida, mas deve ocorrer na sua casa de fundação em São Carlos.

Gabriel Soares


Plasma: física, engenharia e spin-offs

03/09/2010

Tratamentos de superfícies a plasma: competência do Instituto.

No passado mês de agosto participei do III Encuentro de Jóvenes Investigadores de Materiales, realizado em Concepción del Uruguay (Entre Rios – Argentina).

Além de fazer uma apresentação técnica sobre engenharia de superfícies por plasma, participei de uma mesa redonda sobre transferência tecnológica, onde comentei a minha experiência com spin-offs acadêmicas, entendidas aqui como empresas criadas a partir da vontade de pesquisadores ou estudantes de transformar em produtos e serviços pessoalmente as pesquisas e o conhecimento desenvolvido na universidade.

A criação de empresas de base tecnológica é, de fato, um dos mecanismos possíveis de transferência – uma alternativa a transferir a tecnologia para empresas já existentes.

Universidades com excelência acadêmica como a de Stanford e o MIT estão entre as principais geradoras de spin-offs acadêmicas, como ilustram os exemplos do professor Langer e de Page e Brin que coloquei nos meus slides (como são poucos, insiro aqui a apresentação):

No âmbito do nosso Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, participo junto a alguns estudantes de uma spin-off de engenharia de superfícies por plasma, a Plasmar Tecnologia. O primeiro serviço que oferecemos foi a nitretação a plasma, tema que estudei no meu doutorado na Unicamp. Além de quatro estudantes da UCS, a Plasmar atraiu um doutor formado pela Universidade de Birmingham (berço da engenharia de superfícies) que veio morar aqui em Caxias do Sul e lidera as atividades de P&D da empresa.

Após a apresentação no painel em Concepción del Uruguay, percebi o interesse e vontade de muitos estudantes da área de Materiais de se aproximar de pesquisas mais aplicadas e, mais do que isso, de montar um empreendimento de base tecnológica. É muito importante que as instituições e professores não apaguem a chama desses estudantes, criando as devidas condições de trabalho que favoreçam a criação de empreendimentos de base tecnológica.

Ainda no evento dos jovens pesquisadores, fiquei sabendo do sítio web do Instituto de Física del Plasma, centro de pesquisa em plasma ligado ao CONICET (o principal órgão governamental de promoção da ciência e tecnologia na Argentina) e à UBA (a Universidade de Buenos Aires). O site tem bastante informação de qualidade sobre física do plasma, como as informações sobre descarga de gases e eletrodinâmica de fluidos parcialmente ionizados.

Até a próxima e bom feriadão!

Carlos A. Figueroa


Desenvolvimento Regional e Tribologia

17/06/2010
Harvard & Leslie University

"Universidades geram renda para a região sem desvantagens da industrialização."

O Grupo de Pesquisa em Gestão de CT&I e Desenvolvimento Sustentável no Nordeste, ligado à UFRN,  promoveu um debate sobre empreendedorismo e inovação nas parcerias universidade-empresa. O geólogo Jerônimo Pereira dos Santos tratou das empresas incubadas no Rio Grande do Norte e do empreendedorismo numa apresentação que me prendeu a atenção pelas novas possibilidades de se tratar a questão da inovação.

Um ponto muito importante é que a questão da inovação no Rio Grande do Norte tem que considerar a quantidade e o porte das empresas, em menor número e muito menores do que em São Paulo, bem como a situação social específica. Esta situação pode ser analisada por meio da seguinte pergunta. A sociedade quer para o Rio Grande do Norte os problemas da industrialização que existem nos estados (países) industrializados?
Longe de ser óbvia a resposta incita a criatividade.
Por exemplo, no debate, ao fim das apresentações, aventou-se a hipótese de que o ensino universitário de qualidade pode, por si só, representar um pólo de crescimento regional. O paradigma mencionado foi a região de Boston na qual concentram-se universidades de alta qualidade, o que gera renda para a região sem muitas das desvantagens da industrialização. Pensou-se por exemplo que um programa que tivesse como meta “ganhar um prêmio Nobel” poderia catalizar iniciativas rumo a um ensino superior de qualidade. A relação desta idéia com a da iniciativa como a do Instituto Internacional de Neurociência de Natal Edmond e Lyli Safra foi imediata. O Instituto beneficia a população local por meio de serviços de saúde, aumento de renda, fixação dos habitantes na região, educação de qualidade, tudo isto em torno de um projeto que em última instância é um projeto que visa pesquisa de ponta.
Outro caminho surgido no debate foi o de se acoplar iniciativas envolvendo alta tecnologia a algumas das potencialidades locais. A exploração da xelita (minério de tungstênio), vista em décadas anteriores como fonte de suprimento de minério e, portanto, como uma versão local da tradicional industria extrativa mineral, foi tratada como possível fonte de bissulfeto de tungstênio, um parente (não necessáriamente mais pobre!) do bissulfeto de molibdênio, um poderoso lubrificante. Esta abordagem, em que pese manter um aspecto extrativista no processo produtivo, focaliza uma aplicação que envolve tecnologia avançada de processamento na aplicação, por exemplo,  na indústria petrolífera local.
Amilton Sinatora