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Jun 28, 2023

O Metal é Rei para um Futuro Sustentável (e Rentável)

James D. Blythe Siga - Ouça Compartilhe Da mesa de James Blythe - Ok, ouvintes, peguem seus óculos de garrafa de coca mais grossos e protetores de bolso. Vamos conversar um pouco sobre ciência dos materiais para começar

James D. Blythe

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Da mesa de James Blythe -

Ok, ouvintes, peguem seus óculos de garrafa de coca mais grossos e protetores de bolso. Vamos conversar um pouco sobre ciência dos materiais para começar sua semana.

Durante muito tempo, a metalurgia (a ciência dos metais e ligas metálicas) não foi particularmente atraente. “Puxa, Sr. Blythe, não descobrimos todos os metais que existem? O que poderia sobrar? Ainda fazemos tudo em aço, que chato! Você ouviu falar sobre esse último compósito de grafeno-nano-ponto-micro-tubo? Eu posso entender esse sentimento.

No entanto, num mundo de supermateriais, o metal é supremo.

Quando um trabalho precisa ser feito de forma absolutamente positiva, você chama os metais. Quando um edifício deve ser construído ou uma estrutura de carro deve ser fabricada, você chama de metais. Se você precisa de resistência, durabilidade e trabalhabilidade, você chama metais.

Novas ligas metálicas estão sendo inventadas o tempo todo. Alguns pontos a menos de carbono aqui, mais alguns pontos de escândio ali, esse tipo de coisa. Os grandes avanços na metalurgia, no entanto, não foram tão atraentes ou abaladores como poderiam ter sido na década de 1960. O que ficou para trás, no entanto, não foi a investigação e o desenvolvimento de novas ligas, mas a implementação e adopção das já existentes. Pior ainda, a infra-estrutura americana para apoiar estes materiais críticos tem caído continuamente sob as pressões económicas da Ásia e das infra-estruturas envelhecidas.

Claro, não é tão contundente quanto uma manchete da Popular Mechanics como “Cientistas inventam o Unobtanium! Mais barato que papel higiênico, mais forte que aço!” Mas é muito mais importante para o nosso futuro no mundo real.

As pessoas lamentam a fixação da sociedade moderna pelos plásticos, mas há uma razão pela qual estes materiais de engenharia proliferam tanto em bens de consumo. No entanto, numa economia circular e sustentável, os plásticos e os compósitos têm dificuldade em encontrar um bom lugar para viver. Numa economia circular, precisamos de pensar no fim da vida útil dos nossos dispositivos. Quando um produto ou dispositivo se torna obsoleto, como o reprocessamos ou reutilizamos? Para o reprocessamento de plásticos e compósitos, suas opções são limitadas (se houver).

Então, o que vem a seguir no horizonte?

Ligas leves como alumínio e titânio são o futuro. Esses materiais de fabricação pesados ​​não são novos, mas muitas vezes são esquecidos em favor dos produtos siderúrgicos comuns. Os metais são infinitamente recicláveis ​​e à medida que mais empresas adotam novas abordagens de design, há potencial para que estas ligas nos levem a um futuro mais rentável e sustentável.

A principal barreira? Custo e dependência de exportações estrangeiras. Vamos discutir, certo?

Vocês, metalúrgicos hardcore, provavelmente já ouviram isso antes. Para aqueles que não são iniciados, provavelmente não têm ideia do que estou falando.

Na construção e fabricação e em muitas outras indústrias, há uma longa história de engenheiros e cientistas desconsiderando o que é “novo”. Como tal, muitos fabricantes, designers e oficinas de trabalho ainda acreditam que o aço estrutural antiquado é o rei e que todos os outros metais existentes são impraticáveis.

Está errado, mas entendo o sentimento.

O aço alimenta grande parte do nosso mundo industrial. Domina as indústrias de transporte e construção como o material de escolha. Forte, barato, prontamente disponível e altamente funcional; estas são as marcas registradas de bons produtos siderúrgicos. Também é pesado.

O peso reduz a eficiência do combustível e impõe limites significativos ao desempenho automotivo. As peças se desgastam mais rapidamente e precisam ser substituídas com mais frequência.

Nas indústrias de construção, o aço é usado para reforçar o concreto, fornecer estrutura estrutural e até mesmo moldá-lo em revestimentos leves para proteção contra intempéries. Segundo algumas estimativas, a utilização de aço na construção é excessiva — com base no projeto de engenharia — para obter poupanças em mão-de-obra ou em fatores de segurança adicionais. [1] Isso significa excesso de peso e desperdício na produção. Novas técnicas estão sendo desenvolvidas para reduzir esse peso.