Nancy, terra de gravuras e texturização de superfícies.

28/06/2012

Na cidade francesa de Nancy, no século XVII, o artista Jacques Callot implementava algumas inovações na confecção das matrizes que usava para realizar suas gravuras. Ao longo da sua vida, o artista produziu mais de 1.400 gravuras, como esta, chamada “Os dois pantaleões”:

Uma das inovações de Callot foi o uso de um verniz diferente, que era aplicado na madeira pela comunidade dos lutiers (fabricantes de violinos e outros instrumentos de corda) de Florença e Veneza. Outra foi a troca da ferramenta habitualmente utilizada para cavar o verniz nas matrizes por uma outra ferramenta, tomada dos ourives. Com essas inovações, o artista conseguiu agilizar e flexibilizar o envernizamento das matrizes e obter traços mais dinâmicos nos desenhos.

Na mesma cidade, só que quatro séculos depois, o professor e pesquisador Thierry Czerwiec, em seu laboratório do Institut Jean Lamour, faz parte de uma comunidade mundial de cientistas que, como Jacques Callot, grava superfícies metálicas, só que numa escala muitíssimo menor.

O tema de pesquisa de Czerwiec é conhecido como texturização de superfícies e consiste na produção de arranjos regulares (padrões) que se erguem a alguns micro ou nanometros de altura.

Alguns dos desenhos obtidos pelos pesquisadores que trabalham com texturização revelam, por meio de microscópios, formas belíssimas. Entretanto, na maior parte dos casos, o objetivo da texturização não é impactar visualmente, e sim conseguir determinadas propriedades que interessam segmentos industriais como o de energia, óptica, microeletrônica ou automotivo. Um exemplo: uma economia de combustível de 4% em motores de combustão interna pode ser obtida por meio da texturização parcial de anéis de pistão.

Num seminário promovido pelo Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies e o PGMAT da UCS  no dia 12 de junho em Caxias do Sul, o professor Czerwiec (na foto baixo) falou por cerca de uma hora sobre a texturização de superfícies e ilustrou suas palavras com muitas imagens. O público pôde apreciar rosas micrométricas, nanopontos com propriedades magnéticas usados para armazenamento de dados e conjuntos de minúsculos morros que imitam a microtextura da folha do loto com o objetivo de obter superfícies autolimpantes,  entre muitas outras imagens.

Crédito: Daniela Schiavo.

Mas como são obtidas essas superfícies micro e nanotexturizadas? O professor Czerwiec apresentou uma série de técnicas. Algumas delas texturizam a superfície ao adicionar material, criando relevos. Outras conseguem desenhar os padrões mediante a remoção de material (como era o caso, escalas a parte, das matrizes de Callot). Em outros casos, o material se desloca de uma parte da superfície para outra. Finalmente, existem os casos de autoformação de padrões em consequência de interações espontâneas entre componentes do material.

No final do seminário, o pesquisador francês apresentou uma inovação de seu grupo de pesquisa do Institut Jean Lamour: uma técnica de texturização para aço inoxidável e outros materiais austeníticos.  A técnica consiste em realizar uma nitretação a plasma numa amostra coberta por uma malha de cobre, a qual acaba funcionando como máscara. Os pesquisadores de Nancy tomaram essa malha emprestada do microscópio eletrônico de varredura, onde ela é usada como porta-amostras.

No processo de nitretação a plasma, íons de nitrogênio bombardeiam a superfície da amostra mascarada e interagem com os elementos presentes no aço, formando novos compostos que fazem a amostra crescer através dos furos da malha de cobre. O resultado é uma superfície microtexturizada.

Para os iniciados na área de materiais e para os curiosos que desejam ver as imagens das microtexturas, segue a apresentação do professor Czerwiec, publicada no Slideshare do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies:

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Mais recursos para reduzir atrito em motores de combustão externa

12/02/2010

Otimizar o projeto de componentes, engrenagens, anéis, camisas e pinos é um caminho arduamente perseguido pelos engenheiros de projetos de motores para reduzir o atrito. Os químicos concentram-se no desenvolvimento de óleos cada vez menos resistentes ao movimento. Os que se dedicam à engenharia dos materiais buscam novos revestimentos com baixo atrito.

No curso do professor Etsion, ministrado entre 2 e 5  de fevereiro de 2010 no Departamento de Engenharia Mecânica da USP, explorou-se um outro recurso, a texturização das superfícies. O pesquisador relatou sua vasta experiência na texturização por laser de selos mecânicos, mancais e anéis de pistão de motores de combustão interna. Mostrou resultados de até 4% de economia de combustível obtidos apenas com a texturização parcial dos anéis. Mais do que isto, o pesquisador, apresentou para os 40 participantes de 9 empresas e 3 instituições os fundamentos que permitem explicar e modelar os fenômenos causados pela texturização.

Com isto ganha a engenharia de superfícies no Brasil que encontrou neste curso apoio para acelerar suas contribuições à redução de atrito empregado esta técnica. Para saber mais veja o programa do curso e a bibliografia de cada aula

Amilton Sinatora