Pesquisadores criam cortador de melhor desempenho para perfuração de minerais e rochas Inovação

Um grupo de cientistas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) criou um novo tipo de produto, pensado para ser utilizado sobretudo na indústria do petróleo e da construção civil. O material é um cortador de melhor desempenho para ser usado na perfuração de minerais e rochas e em operação de usinagem de metais e ligas não ferrosas. A ferramenta teve o patenteamento concedido pelo Instituto Nacional da Propriedade Intelectual (INPI) no ano passado, dia 14 de dezembro.

A invenção é formada por três camadas, uma de corpo de diamante sinterizado, um substrato de carbeto cementado e uma interface de carbeto cementado, com composição ligeiramente diferente. Essa interface é um dos diferenciais, talvez o principal, para potencializar a eficiência do novo produto. “A vantagem da presente invenção é a utilização dessa interface com composição próxima ao substrato e, com o mesmo ligante do corpo de diamante sinterizado, acaba-se por melhorar a aderência de ambos. A fraca aderência da camada de diamante à superfície do substrato reduz a vida útil da ferramenta, situação que nós conseguimos contornar”, explica Meysam Mashhadikarimi.

Atualmente professor do Departamento de Engenharia de Materiais, o iraniano Meysam era aluno de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM) em 2016 e foi responsável pelo processo de fabricação e caracterização do material patenteado. Ele frisa que a adição de uma camada de interface entre o substrato e a camada de diamante evita a infiltração de cobalto na camada de diamante. Um material formado do modo tradicional pode estar sujeito a uma série de deficiências, surgidas, por exemplo, das temperaturas, que fazem ocorrer a expansão dos componentes e influenciam também as constantes elásticas.

“Essa infiltração é responsável por um problema chamado grafitização de diamante na fabricação de aplicação de ferramentas diamantadas. Driblar essa situação é que nos concede a possibilidade de aumentar a vida útil de ferramentas”, realça. A grafitização é o momento no qual o diamante, material com características de alta dureza, transforma-se em grafite, com característica oposta.

A invenção recebeu a denominação Compósito de corte de tripla camada formado por um substrato de carbeto cementado e corpo de diamante sinterizado, unidos através de uma interface e seu método de produção e contou com a participação também dos docentes Uilame Umbelino Gomes e Marcello Filgueira, orientadores do projeto de pesquisa e responsáveis por planejar e analisar os resultados. Além da UFRN, a Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) também detém direitos sobre a invenção, em uma cooperação que envolveu os laboratórios de Materiais Cerâmicos e Metais Especiais (LMCME) da UFRN e o de Materiais Avançados (LAMAV) da UENF, bem como os grupos de pesquisa de Materiais e Tecnologia do Pó e o Research Group on Advanced Diamond Cutting Tools and Powder Metallurgy, ambos da UFRN, e o Grupo de Estudos em Materiais Avançados (GEMa) da UENF.

Os pesquisadores pontuam que a ferramenta pode ser fabricada na forma de inserts (brocas) ou cutters (cortadores), utilizados para usinar metais não ferrosos, pedras rochas e perfuração de poços de petróleo. A usinagem, no caso, é o processo de desgaste mecânico que visa a dar forma a uma peça. O fresamento e a furação são exemplos de processos de usinagem. “Já fizemos protótipos do material, com testes em diversos ensaios, sob diversas condições. Realizar o patenteamento da invenção é importante, pois mostra que os valores aplicados em ciência e tecnologia são investimentos, haja vista o realce da contribuição da pesquisa para a sociedade”, finaliza Uilame Umbelino Gomes.

Do Irã ao Brasil: “precisava de novos desafios” 

Localizado na Ásia, o Irã é um país que desperta curiosidade no Brasil; afinal, ao contrário da história dos Estados Unidos ou da Europa, nos conteúdos abordados costumeiramente nas escolas, não há aprofundamento, às vezes sequer contato com informações sobre o país. Saber que o Irã é “rodeado” pelo Paquistão, Afeganistão, Turcomenistão, Iraque, Turquia e Azerbaijão, que integrou o Império Persa e é um país muçulmano, com forte alicerce econômico no Petróleo, está fora do raio de conhecimento da maioria.

E o que dizer da educação do país? Meysam falou um pouco sobre o sistema educacional do Irã e sobre as dúvidas e certezas acerca da mudança para o Brasil, distante e comumente desconhecido pelos iranianos. Em seu depoimento, escrito após a equipe da Agência de Inovação ter ido ao laboratório entrevistá-lo, ele contou um pouco da experiência.

“Nasci na cidade de Teerã, capital do Irã, filho de Mohammad Mashhadikarimi e Pourandokht Banimostafa, ambos com 68 anos. Tenho um irmão mais velho, Mahdi, e duas irmãs mais novas, Masoume e Maryam. Sou casado com Bita Haj Nabi e tenho uma filha brasileira de três anos, Amitis. Toda a minha educação básica foi feita em escolas públicas. Inicialmente, em 1990, aos sete anos de idade, comecei minha primeira parte do ensino básico na escola Eslamie, na cidade de Parchin, província de Teerã, onde meus pais trabalhavam.

A educação no Irã inclui cinco anos na primeira parte do ensino básico, três anos na segunda parte do ensino básico e quatro anos no estudo médio. No segundo ano do ensino médio, os alunos escolhem sua área de estudo entre as quatro áreas disponíveis: Ciência Matemática e Física, Ciências Humanas, Ciências Experimentais e Escolas Técnicas. No entanto, o sistema de educação mudou e agora incluiu seis anos de ensino básico e seis anos de ensino médio, e os alunos escolhem sua área no quarto ano do ensino médio.

Iniciei o meu ensino médio na escola Hassan Asgari e, no ano seguinte, escolhi a área de Ciência Matemática e Física para poder continuar meus estudos em Engenharia na universidade. A princípio, comecei a conhecer a Engenharia de Materiais e Metalurgia através de meu tio, professor Banimostafa, que é professor de Engenharia Mecânica há 25 anos. Ele me incentivou a prestar o vestibular para Engenharia.

Assim fiz. O vestibular das universidades no Irã é unificado para todos os estudantes do país que estudaram na mesma área de estudo durante o ensino médio. Após o vestibular, os participantes podem escolher a sua área de estudo na universidade de acordo com os seus resultados e classificação. Consegui ser aprovado e escolhi Engenharia de Materiais e Metalurgia na Universidade Semnan, localizada a 300 quilômetros da capital. Comecei meu curso de Metalurgia Industrial em 2001 e me formei após quatro anos. Para estudantes de Engenharia no Irã, há dois cursos especiais de graduação: a formação industrial e o projeto final, similares ao estágio e TCC. Fiz a minha formação industrial no Khavar Spring Co, um ramo da Mercedes Benz no Irã que produz mola de lâmina e espiral para automóveis, no qual apliquei o meu conhecimento teórico em Metalurgia, especialmente na área de Tratamento Térmico, e que representou uma etapa de grande importância para a minha formação profissional. No último ano da minha graduação, participei das seleções para o curso de mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais. Assim como na graduação, no Irã, a seleção do vestibular para a pós-graduação é para todos os estudantes que querem se especializar em uma área.

Com a minha classificação, escolhi estudar Identificação e Seleção de Materiais Metálicos na Universidade de Ciência e Tecnologia do Irã, instituição localizada na capital e uma das universidades tecnológicas mais antigas (desde 1929) no Irã. Isso era 2005. Depois do meu mestrado, saí da atividade acadêmica e continuei o meu trabalho na indústria, ramo no qual sempre almejei estar. Nessa época, meu interesse era a aplicação de meu conhecimento metalúrgico em projetos industriais reais. Gostei muito dos cinco anos de trabalho em indústrias diferentes, mas depois senti algo faltando em minha vida. Precisava de novos desafios e buscava mudanças, porque estava sem nada de novo a descobrir. Tive duas opções: mudar o meu trabalho e começar um novo ou iniciar o doutorado; neste caso, escolhi a segunda. É aqui que a minha história encontra a da UFRN.

Depois de uma longa conversa com a minha esposa, decidimos ir ao exterior para continuar o estudo. Comecei a entrar em contato com professores de universidades em todo o mundo no início de 2013. Austrália, Áustria, Inglaterra e Brasil eram as possibilidades. Através do envio de uma proposta de pesquisa completa na área de Metalurgia do Pó e também dos meus documentos e currículo Lattes, fui selecionado para o doutorado no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Era o primeiro aluno internacional do programa.

Ser aceito no PPGCEM foi muito importante. Escolhi estudar no Brasil, pois sabia que o Programa está entre os melhores programas de pós-graduação no Brasil. Durante as conversas com o professor orientador para apresentar e submeter a proposta, percebi que a equipe e a infraestrutura do grupo de pesquisa eram o que eu precisava para mudar a minha vida. Conversas amigáveis, receptividade e as informações fornecidas pelo professor Umbelino, meu orientador, foram outra razão para a minha decisão final.

Nesse contexto, cheguei em Natal por volta de meia-noite do dia 4 de outubro de 2013, depois de uma viagem de 32 horas. Então uma nova vida, em um novo país com cultura diferente, parecia difícil. Impressão errada: foi mais fácil do que pensava. Com a receptividade dos meus novos amigos, dos professores da universidade e de pessoas brasileiras amáveis, consegui me adaptar ao novo país muito rápido. Comecei a aprender a língua portuguesa como a minha terceira língua, e isso foi o aspecto mais complicado da minha vida no Brasil, mas eu consegui e agora posso me comunicar com as pessoas de um modo geral.

Fui aprovado no doutorado em todas as disciplinas com conceitos A ou B, considerando que todas foram, exceto uma, cursadas em português. Depois de fazer alguns testes na UFRN e preparar dados suficientes, em novembro de 2015, fui para a UENF com a finalidade de concluir o meu projeto com outros equipamentos disponíveis na instituição. Foi uma grande experiência que tive com o professor Marcello Filgueira, cuja pesquisa nos trouxe resultados muito bons, entre os quais a concessão de duas patentes”.