Unicamp usa prototipagem em processo de produção de novos materiais e energia
A prototipagem rápida pode ser aplicada até mesmo na fabricação
de componentes que farão parte da produção de materiais com
propriedades específicas, mais eficiente e sustentável a partir
de fontes renováveis. Esta é uma das aplicações do Laboratório
de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA) da Faculdade
de Engenharia Química na Unicamp, oferecidas pelo Sistema
Vantage S, fabricada pela Stratasys e fornecida à instituição
pela SISGRAPH.
Rubens Maciel Filho (Professor Titular e Coordenador do LOPCA) e
André Jardini (Pesquisador Sênior do
LOPCA), da Faculdade de Engenharia Química da
Unicamp, informam que o LOPCA adquiriu recentemente uma
máquina de prototipagem rápida com tecnologia FDM (Fused
Deposition Modeling ou Deposição de Material Fundido). “Esse
equipamento será empregado na fabricação de microreatores e
sistemas incorporados para a tecnologia de processo microquímico orientada
a uma produção eficiente e sustentável de energia e dos
materiais nos mais diversos ramos da indústria”.
Maciel Filho e Jardini explicam que os microreatores e os
dispositivos microfluídicos vêm surgindo como solução na
realização de reações químicas em microcanais para a descoberta
de medicamentos ou produção de produtos químicos especializados,
ou até mesmo como suporte para o desenvolvimento de novas
energias, além da instrumentação e análise para diagnóstico
molecular.
Maciel Filho explica que com a tecnologia de microreatores é
possível desenvolver novos materiais de forma
ECONOMIA DE 80% DE TEMPO E CUSTOS
Segundo os pesquisadores da Unicamp, a miniaturização de
componentes e de sistemas é uma tendência global dos setores
tecnológicos mais avançados. “Nas últimas décadas, têm surgido
necessidades cada vez maiores de microcomponentes e de
microestruturas, dado o constante aumento do número de
aplicações técnicas nas mais diversas áreas da química fina,
biomedicina, farmacêutica, microeletrônica, telecomunicações,
indústria automotiva e aeroespacial, entre outras”.
Para se atingir os objetivos deste projeto, diz Jardini, a
máquina FDM fornece um meio rápido e preciso para a fabricação e
design dos microreatores. “Estimamos uma economia de 80% do
tempo e custos no ciclo de desenvolvimento de microreatores com
microdetalhes internos (cavidades e microcanais) e resolução
espacial micrométrica”.
O LOPCA realiza pesquisas científicas com o uso da tecnologia de
prototipagem rápida, presta serviços nas áreas de Engenharia,
Design e Saúde e, principalmente, realiza parcerias com a
iniciativa privada, utilizando inclusive mecanismos de
financiamentos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São
Paulo (programa PIPE e PITE) para o desenvolvimento destes
projetos.
BEM ESTAR DA POPULAÇÃO
Na opinião de Jardini, oferecer aos alunos a possibilidade do
contato com tecnologias como a prototipagem rápida só traz
benefícios. “Devido à escala da microquímica, o desenvolvimento
da tecnologia de processo microquímico ainda enfrenta muitos
desafios, ao mesmo tempo em que trouxe novos questionamentos
para o meio científico. Na conversão da dimensão macro para
micro existem diversos desafios científicos a serem pesquisados
e novos processos para serem
desenvolvidos. Este cenário é interessante para trabalhos
conjuntos entre alunos de graduação e pós-graduação
com pesquisadores e professores experientes, trazendo assim, uma
incessante procura por novos descobrimentos, alternativas e
desenvolvimentos úteis a sociedade e ao bem estar e melhora na
qualidade de vida da população”.
Para o pesquisador da Unicamp, a procura incessante de novos
caminhos, novos destinos e novas ferramentas, faz evoluir o
conhecimento da comunidade científica da Universidade em suas
diversas áreas desde a Engenharia, Arquitetura, Saúde, Biologia,
Física e Química, entre outras.
A IMPORTÃNCIA DA MICROQUÍMICA
Jardini conta que a tecnologia micro-química representa uma
fronteira nova, nascida no início dos anos de 1990. “Esta
tecnologia foca no estudo de processos de engenharia química e
nos princípios dos microequipamentos e microsistemas. Por causa
da pequena dimensão dos microreatores, as áreas superficiais
específicas aumentam, o efeito de superfície se intensifica e os
fenômenos de transporte (vazão, transferência térmica e
transferência de massa) conduzem a aumentos notáveis nas taxas
de transferência, que excedem de dois a três ordens de grandeza,
àquelas dos equipamentos de tamanho convencional”.
A aplicação da tecnologia microquímica vai melhorar muito a
eficiência dos sistemas de processo e reduzir seu volume e
massa. “As dimensões usuais do processo químico são normalmente
de larga escala, visando redução do custo de produção. O
processo microquímico, no entanto, dá prioridade a eficiência,
velocidade, flexibilidade e a redução de massa”.
O sistema de engenharia microquímica pode ser concebido em
estruturas modulares, com etapas de produção separadas
fisicamente, adequando-se às demandas de produção, suprimento de
materiais, reduzindo estoque, operações de transporte e com
maior segurança operacional, otimizando a utilização dos
diversos recursos.
“O processo da microquímica deverá evoluir da mesma forma que a microeletrônica e seu desenvolvimento exercerá uma influência revolucionária na engenharia química”.
