O Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ), dirigido pelo Acadêmico Edson Watanabe, inaugurou, no dia 14 de setembro, o seu Núcleo de Microscopia Eletrônica, o mais avançado laboratório do Brasil destinado à caracterização de materiais de engenharia e bioengenharia. O Núcleo está instalado em um prédio, construído especialmente para abrigá-lo, na área anexa ao Bloco I da Coppe, no Centro de Tecnologia (CT) da UFRJ, na Cidade Universitária.
O novo laboratório reúne equipamentos de última geração, como microscópios eletrônicos de transmissão e de varredura, com resolução atômica, que são capazes de mapear a composição química dos materiais, identificando o átomo e sua posição relativa, e de efetuar a reconstrução tridimensional de fases e precipitados. Os equipamentos possibilitam estudar materiais em escala nanométrica.
“Um importante diferencial do laboratório é sua capacidade de realizar esse mapeamento em alta velocidade, devido à configuração do microscópio de transmissão, que possui quatro detectores de raios X inseridos em sua coluna. Uma análise que antes era feita em seis horas poderá ser realizada em alguns minutos”, explica Luiz Henrique de Almeida, professor da Coppe e coordenador do Núcleo.
Para que os resultados dos ensaios sejam precisos e não sofram interferências do ambiente externo, eles foram instalados sobre blocos inerciais de 54 e 80 toneladas completamente independentes da estrutura do prédio, que possui 205 metros quadrados. Estes blocos pesadíssimos garantem que mesmo vibrações externas mínimas de alta ou de baixa frequência não afetem os microscópios. Além disso, para garantir a estabilidade térmica do ambiente as salas tiveram um tratamento de isolamento térmico especial e foi instalado um sistema de ar condicionado, com estabilidade de 0,2ºC/h e baixa velocidade de sopro.
Ao todo, foram investidos R$ 7,3 milhões na aquisição dos equipamentos e na construção do prédio do Núcleo. Já está prevista uma segunda fase, na qual será erguido um prédio anexo, estruturalmente independente, que abrigará laboratórios de preparação de amostras, sala de computadores para acesso remoto e secretaria.
Núcleo funcionará como laboratório multiusuário
A implantação do Núcleo de Microscopia Eletrônica contou com financiamento da Finep, BNDES, CNPq, Cenpes/Petrobras, Vallourec do Brasil e Faperj, além de recursos próprios da Coppe, provenientes de uma emenda parlamentar apresentada pelo deputado federal Miro Teixeira e de projetos coordenados por professores e pesquisadores das instituições que integram o Comitê Gestor do Núcleo, que funcionará como um laboratório multiusuário.
De acordo com esse modelo de gestão, as instituições parceiras, como o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello (Cenpes/Petrobras), o Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/UFRJ), Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), Indústrias Nucleares do Brasil (INB) e o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), podem utilizar as instalações, participam da administração e contribuem financeiramente para manutenção do laboratório. O modelo prevê, ainda, que até 30% do tempo do Núcleo poderá ser destinado ao atendimento de clientes externos à Universidade. Os recursos resultantes desses trabalhos serão integralmente aplicados na unidade.
Um dos idealizadores do laboratório, o Acadêmico Martin Schmal, do Programa de Engenharia Química da Coppe, destaca a importância da iniciativa para o Brasil. “Considero fundamental para o país contar com essa moderna infraestrutura, destinada a estudos básicos e tecnológicos avançados, que poderá beneficiar estudos e avanços em ampla gama de áreas”, afirma Schmal, um dos maiores especialistas do país na área da engenharia química, que começou a trabalhar no projeto de implantação da unidade em 2005.
Laboratório possibilitará avanços em vários campos do saber
Os ensaios realizados no novo laboratório contribuirão para avanços em diferentes áreas do conhecimento. Já estão programados testes no desenvolvimento de materiais para a fabricação de ligas mais resistentes e com melhor desempenho para o refino de petróleo. Essas ligas poderão ser utilizadas em fornos de reforma, em temperaturas mais altas e durante mais tempo, evitando acidentes, diminuindo as paradas para manutenção e, consequentemente, reduzindo custos. Esses avanços poderão resultar na redução de metais pesados e, consequentemente, na diminuição da poluição. Outro exemplo é o desenvolvimento de novos materiais, como nanotubos e grafenos.
Os equipamentos instalados no Núcleo possibilitarão o desenvolvimento de novos polímeros e catalisadores, em processos de separação por membranas e de pesquisas na área de catálise voltadas para o setor de petróleo e gás natural. Também permitirão avanços no estudo de compostos que possibilitam o armazenamento do hidrogênio, úteis no desenvolvimento de pilhas a combustível e de novos materiais supercondutores, fundamentais para um mundo mais sustentável.
Para a Coppe, a implantação do Núcleo dará maior autonomia e agilidade a pesquisas em andamento, uma vez que algumas análises de pesquisas realizadas em seus programas tinham de ser testadas no exterior ou, de forma mais limitada, no Brasil.
A engenheira química Carla Brandão Woyames será uma das primeiras usuárias do Núcleo. Doutoranda do Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Coppe, Carla usará os equipamentos para preparar as amostras da tese que defenderá em 2016 sobre ligas metálicas para área nuclear. Caso não pudesse contar com a nova estrutura, a pesquisadora teria de fazer os ensaios no Brasil, de forma bem mais restrita e menos precisa, ou precisaria contar com laboratórios no exterior para concluir sua pesquisa.
