Jubileu de prata da nitretação iônica no Brasil – parte 2

Primeiro artigo publicado em revista nacional (Metalurgia, da ABM) sobre nitretação iônica, em 1991: repercussão na indústria.

Primeiro equipamento de nitretação iônica construído na UFRN em 1985.

Gostaria de resgatar mais alguns dados históricos da nitretação iônica que tiveram importância na disseminação da técnica no Brasil, bem como seu desdobramento para o uso do plasma em outras aplicações industriais.

Em 1989 aconteceu o  I Seminário Brasileiro de Materiais Resistentes ao Desgaste, promovido pela ABM com apoio da Escola Politécnica – USP. Esse foi o primeiro palco de discussão da técnica para um público constituído por estudantes, pesquisadores e profissionais da indústria nacional. Lembro-me que nesse fórum apresentei um trabalho intitulado: “Desenvolvimento de um sistema para nitretação iônica”, no qual apresentei resultados ainda preliminares em aços inoxidáveis e aço carbono. Esse trabalho abriu discussões e motivou uma aproximação com profissionais de indústrias nacionais como a Ermeto S.A., Cofap e Brasimet.

A primeira possuía um problema bem definido, que consistia na nitretação de anilhas de aço inox, usada para engate rápido, recentemente desenvolvida pela empresa. Essas anilhas necessitavam “cravar” uniformemente, quando apertadas contra as paredes de um tubo de inox, para vedar saídas de fluídos. Quando as mesmas eram nitretadas por banho de sais, apresentavam camadas irregulares, inviabilizando a vedação. Com a nitretação iônica foi possível solucionar esse problema. Isso motivou a construção, pela empresa, de um protótipo com capacidade para nitretar 1500 peças/batelada.  O reator foi desenhado, construído e montado em Jundiaí. A fonte, de 40 kW, também foi desenvolvida na própria empresa. Participei como consultor na montagem e testes preliminares. Os testes foram positivos, necessitando de pequenos ajustes no sistema de refrigeração, quando necessitava usar mais de 40% da capacidade de potência. Infelizmente, por questões econômicas, o projeto foi abortado e a consolidação do primeiro equipamento industrial genuinamente nacional não ocorreu.

As empresas Cofap, representada na época pelo eng. Jan Vatavuk, e a Brasimet, representada pelo eng. João Vendramin, tiveram também uma participação importante na disseminação da técnica no Brasil. Foram eles que “costuraram” a vinda, em 1994, do primeiro equipamento industrial de nitretação, o qual foi adquirido pela Brasimet. Também nesse período foi adquirido outro equipamento semi-industrial pela Universidade de Mogi das Cruzes (UMC), tendo o Prof. Carlos Pinedo e esses engenheiros como principais articuladores de um evento que reuniu mais de 70 engenheiros de empresas para divulgar o serviço disponível naquela instituição.

Nesse período (90-94) aconteceram muitos fatos importantes também na academia. O DEMa-UFSCar construiu um equipamento de plasma pulsado, que era parte do tema do meu doutorado. Mais dois equipamentos semelhantes foram em seguida construídos para a EESC-USP e DF-UFSCar. Por outro lado, a UFSC produzia grande número de teses e dissertações, algumas delas desenvolvidas em empresas como Embraco e Lupatech, que resultaram em parcerias com a indústria e disseminaram novos grupos de pesquisa. A UFRGS produzia trabalhos com base na implantação iônica de nitrogênio em aços, o que culminaria na área de nitretação iônica. Também outras instituições que possuíam facilidades para o desenvolvimento de pesquisas em plasma, como fontes de alta tensão, sistemas de vácuo, espectrômetros de emissão, entre outras, passaram a desenvolver pesquisas na área. Esses são os casos do ITA-INPE (São José dos Campos), Unicamp e USP-SP.

Atualmente a técnica está completamente disseminada no país, com 4 grupos na região nordeste, 1 na região centro-oeste, 15 na região sudeste e 10 na região sul, que formam os pilares para aplicação da tecnologia de plasma em diferentes aplicações.

Clodomiro Alves Junior
Professor titular – UFRN

Veja a parte 1 de “Jubileu de prata da nitretação iônica no Brasil”

Um novo equipamento para teste de próteses

A agência USP de notícia trouxe  neste mês uma notícia importante para os estudiosos de tribologia. Na Escola Politécnica (Poli) da USP acaba de ser desenvolvido o Simulador Multiaxial de Movimento Humano. “Trata-se do primeiro equipamento nacional capaz de testar próteses ortopédicas de articulações como quadril, joelho, coluna, ombro e tornozelo, comercializadas no Brasil. De acordo com o engenheiro e doutorando André Luís Lima Oliveira, a máquina encontra-se em funcionamento e realiza ensaios especificados pela normas internacionais para controle de qualidade que estão sendo implantadas no País”.

A notícia segue com uma análise mais detalhada do funcionamento deste equipamento para ensaios de desgaste e fala sobre a importância do mesmo. Recomendo aos interessados a leitura e o contato com o inventor, o engenheiro André Luís Lima Oliveira, ou com o orientador do trabalho, o Prof. Dr. Raul Gonzalez Lima – respectivamente aluno de doutorando e professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica da USP.

A questão de confiabilidade das próteses que abordamos no post Falhas tribológicas de próteses de fêmur poderá ser adequadamente investigada com o equipamento desenvolvido ou, melhor, com uma bateria de equipamentos como o desenvolvido! Isto porque para aplicações in vivo é fundamental conhecer a durabilidade, ou seja, desenvolver modelos preditivos de vida média. Como a média não gera conforto nestes casos (afinal se a SUA prótese quebra com 3 anos não vai lhe interessar se a vida média é de dez ou vinte anos) é fundamental levantar experimentalmente a distribuição de probabilidade de falha por desgaste das próteses. Apenas com estes dois dados, vida média e distribuição de probabilidade de falhas, será possível oferecer garantias com base ética para os pacientes necessitados.  Sobre a questão do desenvolvimento de modelos de desgaste ver Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?.

Outra oportunidade que se abre com a construção e validação do equipamento de ensaio de desgaste de próteses é a de realizar experimentos com abordagem multidisciplinar integrando aspectos da engenharia mecânica e de medicina, como já vem ocorrendo, ampliando-os com a inclusão da análise de aspectos de engenharia dos materiais, de tribologia, de química, física, biologia…. Esta oportunidade não depende obviamente apenas da existência do equipamento, mas da perspectiva aberta e colaborativa de trabalho implantada pelo Prof. Raul Lima no Laboratório de Engenharia Ambiental e Biomédica (LAB).

Por fim, cabe chamar a atenção para os colegas pesquisadores e estudantes dos grupos de pesquisa que integram o Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies para esta magnífica oportunidade de colaboração que permitirá avaliar em escala mais próxima do uso real os desenvolvimentos que o Instituto realiza visando aplicação biológica.

Amilton Sinatora

Efeito do uso do álcool combustível nas válvulas dos motores

Efeito do uso do álcool combustível nas válvulas dos motores.

Todos os que estudam tribologia, em especial os pesquisadores preocupados com tribologia de motores, precisam estudar na edição de setembro de 2009 da revista Quatro Rodas a matéria do jornalista Péricles Malheiro. Ele acompanhou a  desmontagem do motor do Punto ELX 1.4 da FIAT.

A reportagem trás resultados muito interessantes sobre o efeito do álcool nos componentes automotivos. Após 60 mil quilômetros a carroceria, os anéis sincronizados e a região de contato dos garfos seletores de marcha com as luvas estavam ?intactos? revelando a boa saúde do veículo nestes componentes que destacamos não entram em contato com o álcool combustível.

Os usuários havia detectado um aumento do consumo urbano e rodoviário que teve aumentos de 5,6 e 17,8 % , respectivamente. Uma análise do motor mostrou que a pressão nos quatro cilindros era de 196,6; 113,3; 180 e novamente, 180 psi, indicando que algo não estava bem nos cilindros 2, 3 e 4.

O estudo do motor mostrou que o cabeçote mostrava sinais de escorregamento de óleo pelas válvulas que chegou a contaminar a câmara de combustão e o cilindro 2 era o com dano mais intenso. A reportagem explica que este dano pode ter decorrido da perda de eficiência dos retentores que trabalham em contato com o lubrificante devido a desgaste ou uso de combustíveis adulterados.

Devido ao interesse nos motores a álcool por seu positivo impacto ambiental, esta reportagem mostra que se deve pesquisar o desgaste associado ao uso do álcool. Estes estudos ganham importância diante da eminente elevação da pressão específica dos motores, ou seja, a elevação das forças e das temperaturas nos motores para reduzir seu tamanho e seu consumo.

Amilton Sinatora 18-09-09

Todos os que estudam tribologia, em especial os pesquisadores preocupados com tribologia de motores, precisam estudar na edição de setembro de 2009 da revista Quatro Rodas a matéria do jornalista Péricles Malheiro. Ele acompanhou a  desmontagem do motor do Punto ELX 1.4 da FIAT.

A reportagem traz resultados muito interessantes sobre o efeito do álcool nos componentes automotivos. Após 60 mil quilômetros, a carroceria, os anéis sincronizados e a região de contato dos garfos seletores de marcha com as luvas estavam intactos revelando a boa saúde do veículo nestes componentes que, destacamos, não entram em contato com o álcool combustível.

Os usuários haviam detectado um aumento do consumo urbano e rodoviário de 5,6 e 17,8 % , respectivamente. Uma análise do motor mostrou que a pressão nos quatro cilindros era de 196,6; 113,3; 180 e novamente, 180 psi, indicando que algo não estava bem nos cilindros 2, 3 e 4.

O estudo do motor mostrou que o cabeçote tinha sinais de escorregamento de óleo pelas válvulas, chegando a contaminar a câmara de combustão, e o cilindro 2 era o que apresentava dano mais intenso. A reportagem explica que este dano pode ter decorrido da perda de eficiência dos retentores que trabalham em contato com o lubrificante devido a desgaste ou uso de combustíveis adulterados.

Devido ao interesse nos motores a álcool por seu baixo impacto ambiental, esta reportagem mostra que se deve pesquisar o desgaste associado ao uso do álcool. Estes estudos ganham importância diante da eminente elevação da pressão específica dos motores, ou seja, a elevação das forças e das temperaturas nos motores para reduzir seu tamanho e seu consumo.

Amilton Sinatora

Tribologia na conformação plástica – a contribuição do Rio Grande do Sul

Tribologia na conformação plástica – a contribuição do Rio Grande do Sul.

Os filmes finos resistentes ao desgaste tem grande aplicação em ferramentas. A razão é óbvia diante da intensidade das forças aplicada entre as ferramentas e os materiais nas operações de corte e de conformação plástica. A crescente proteção ambiental limita cada vez mais o uso de lubrificantes o que torna os filmes mais valiosos ainda para a proteção das ferramentas.

Em Outubro todos os que se dedicam ao estudo da tribologia e á fabricação de filmes tribológicos terão uma oportunidade especial para conhecer as demandas atuais e as tendências mais importantes no desenvolvimento de ferramentas para estampagem. De 14 a 16 de outubro em Porto Alegre será realizado o XXIX SENAFOR, Seminário Nacional de Forjamento que sediará a 13th International Forging Conference. Este evento, um marco na história do forjamento brasileiro, ocorre no Rio Grande do Sul há quarenta anos, devido á visão e iniciativa do Prof. Lirio Schaeffer lider do evento.

No próximo SENAFOR a tribologia e os tratamentos de superfícies serão abordados em alguns trabalhos técnicos experimentais que versarão sobre tratamentos de ferramentas por lazer (Vasconcelos), revestimentos duplex (Skonieski) e recobrimentos lubrificantes (Lima). No evento será apresentado um trabalho sobre modelagem de desgaste de um matriz de forjamento a quente de autoria do Professor Cetlim da UFMG .

A participação do INES, Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, no SENAFOR consistirá na apresentação do desenvolvimento de uma prensa hidráulica para medição de coeficiente de atrito na conformação plástica. Parte do trabalho de doutorado do engenheiro Mario Vitor Leite e construída com financiamento do CNPq o equipamento permite a avaliação dos tratamentos de superfície de ferramentas, de lubrificantes e mesmo de projeto de ferramentas.

Amilton Sinatora 01-09-09

Os filmes finos resistentes ao desgaste tem grande aplicação em ferramentas. A razão é óbvia diante da intensidade das forças aplicada entre as ferramentas e os materiais nas operações de corte e de conformação plástica. A crescente proteção ambiental limita cada vez mais o uso de lubrificantes o que torna os filmes mais valiosos ainda para a proteção das ferramentas.

Em outubro todos os que se dedicam ao estudo da tribologia e à fabricação de filmes tribológicos terão uma oportunidade especial para conhecer as demandas atuais e as tendências mais importantes no desenvolvimento de ferramentas para estampagem. De 14 a 16 de outubro em Porto Alegre será realizado o XXIX SENAFOR, Seminário Nacional de Forjamento que sediará a 13th International Forging Conference. Este evento, um marco na história do forjamento brasileiro, ocorre no Rio Grande do Sul há quarenta anos, devido à visão e iniciativa do Prof. Lirio Schaeffer, líder do evento.

No próximo SENAFOR a tribologia e os tratamentos de superfícies serão abordados em alguns trabalhos técnicos experimentais que versarão sobre tratamentos de ferramentas por lazer (Vasconcelos), revestimentos duplex (Skonieski) e recobrimentos lubrificantes (Lima). No evento será apresentado um trabalho sobre modelagem de desgaste de um matriz de forjamento a quente de autoria do Professor Cetlim da UFMG .

A participação do  Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies no SENAFOR consistirá na apresentação do desenvolvimento de uma prensa hidráulica para medição de coeficiente de atrito na conformação plástica. Parte do trabalho de doutorado do engenheiro Mario Vitor Leite e construída com financiamento do CNPq, o equipamento permite a avaliação dos tratamentos de superfície de ferramentas, de lubrificantes e mesmo de projeto de ferramentas.

Amilton Sinatora