PolivalentesOs MCA têm se tornado importante componente na fabricação de aviões e foguetes espaciais, além de automóveis, tanques de caminhões, piscinas, aparelhos ortopédicos, acessórios domésticos e na construção civil.Se o futuro nos reserva a conquista do espaço, então certamente os Materiais Carbonosos Avançados (MCA) farão parte dele. Os MCA são um tipo novo de plástico, leve e de alta resistência, tendo se tornado importante componente na fabricação de aviões e foguetes espaciais, além de automóveis, tanques de caminhões, piscinas, aparelhos ortopédicos, acessórios domésticos e na construção civil. Por esse motivo, os MCA são chamados por alguns pesquisadores como ‘‘o plástico do século 21’’.
O mais conhecido deles é a fibra de carbono, mas há também o carbono-carbono e, mais recentemente, o fulereno. Sua importância econômica e vasta aplicação enfatizam a necessidade de que o Brasil desenvolva as técnicas da fabricação desses materiais, o que requer pesquisa científica e alta tecnologia.
Parte importante desse trabalho é desenvolvida, desde 1994, pelo Laboratório de Combustíveis Alternativos do Instituto de Física da Universidade de Campinas (Unicamp), em cooperação com o Instituto Tecnológico da Aeronáutica (Ita), do Centro Tecnológico da Aeronáutica (CTA), da Usiminas e da Petrobrás. Essas instituições fazem parte do projeto temático ‘‘Síntese de Caracterização de Materiais Carbonosos Avançados’’, que tem o apoio da Fapesp e é coordenado pelo professor Carlos Alberto Luengo, da Unicamp.
No ano passado, os pesquisadores conseguiram dominar o processo para a obtenção do chamado ‘‘piche mesofásico’’, principal matéria-prima para a fabricação dos materiais carbonosos. Nesse processo, o piche comum é diluído em óleos extraídos do alcatrão (um subproduto das usinas siderúrgicas, derivado do carvão mineral) e transforma-se em piche de alto padrão, o mesofásico, a partir do qual são produzidos os MCA.
Atualmente o piche mesofásico está cotado a cerca de US$ 9 mil a tonelada e o mercado internacional é dominado pelo Japão e Estados Unidos. Para se ter uma idéia do que representa esse preço, basta compará-lo com o do piche comum, que custa aproximadamente US$ 200 a tonelada. A produção do piche mesofásico em âmbito nacional, além de diminuir os custos de produção dos MCA, encontra utilização para o alcatrão, um resíduo siderúrgico altamente tóxico e poluente.
Pureza Como resultado da pesquisa, a Usiminas requisitou a patente do processo de obtenção do piche mesofásico ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi), no segundo semestre de 1996. O autor do projeto é o engenheiro da empresa, Arnaldo Terra Gontijo, que foi orientado pelos professores Carlos Alberto Luengo, da Unicamp, e Satika Otani, da Divisão de Materiais, do CTA.
O objetivo, agora, é aperfeiçoar a pureza do piche, que hoje é de 75%. Pretende-se chegar a 100%, o ideal para a fabricação dos materiais carbonosos, tal como é fornecido pelo Japão, que já trabalha há 20 anos na produção de piche mesofásico. Para isso a Usiminas pretende continuar os investimentos na pesquisa.
‘‘A produção dos MCA, no entanto, não pode ficar dependente da obtenção de piche 100% puro’’, defende Carlos Luengo. Ele acredita ser preciso trabalhar também com piche importado, pois o desenvolvimento tecnológico dos materiais carbonosos não pode esperar até que o piche nacional esteja disponível na quantidade necessária, com a pureza desejável. O mercado dos MCA está em plena expansão e movimenta cerca de US$ 1 bilhão por ano, não incluídas as instituições que produzem para seu próprio uso, como a agência espacial norte-americana, Nasa.
Altas temperaturas Os materiais carbonosos foram descobertos na década de 60, mas tinham aplicação basicamente na indústria bélica e, por isso, as pesquisas mantiveram-se em sigilo durante anos. Nos anos 80 percebeu-se que eles poderiam ser aplicados em vários outros setores e seu mercado começou a crescer. Hoje são usados, por exemplo, na fabricação da cauda dos foguetes, em uma parte chamada ‘‘túbera’’, que está sujeita a altas temperaturas. É o caso do carbono-carbono, uma mistura de extratos do piche comum com a fibra de carbono. A tecnologia de fabricação da túbera utilizando materiais carbonosos é tão importante que os países que a detêm, em geral, não vendem a fórmula e sequer o material.
Além disso, os MCA são também empregados em pára-choques de automóveis, jet skis, bicicletas, perucas, varas de pescar, aparelhos ortopédicos e biocomponentes.
O pesquisador Choyu Otani, do CTA, está desenvolvendo, em colaboração com o Hospital das Clínicas da Unicamp, componentes à base de carbono pirolítico, um tipo de MCA que pode ser aplicado em transplantes e outros tipos de cirurgia. Isso dá uma dimensão da amplitude de aplicação dos materiais carbonosos avançados. O mais novo MCA é o fulereno. Ele foi descoberto em 1985 pelos pesquisadores, Harold Kroto, inglês, e Richard Smalley e Robert Curi, norte- americanos. Apesar de ainda não ter aplicações práticas definidas, o fulereno desperta grande interesse nos cientistas. Além de ser um material supercondutor, apresenta atividades biológicas em células vivas, e enzimas, quando se usa polímeros modificados, solúveis em água, desse material. O material poderá ter, assim, função importante na medicina e na química, por exemplo. A pesquisa sobre o fulereno é desenvolvida principalmente no Laboratório de Combustíveis Alternativos do Instituto de Física da Unicamp, sob a coordenação de Carlos Alberto Luengo.
O projeto ‘‘Síntese de Caracterização de Materiais Carbonosos Avançados’’ reúne seis professores-doutores, oito doutorandos, dois mestres, cinco mestrandos, dois engenheiros, sete técnicos e dois bolsistas de iniciação científica. Até o final de 1996 o projeto tinha recebido R$ 1 milhão, sendo R$ 265 mil da Fapesp, R$ 400 mil da Usiminas, R$ 100 mil da Petrobrás e o restante do CTA, Ita e Unicamp.
A previsão para este ano é de que os investimentos continuem, permitindo o avanço nas pesquisas sobre o fulereno e a produção, em escala industrial, do piche mesofásico. As pesquisas com o fulereno prometem trazer aplicações em áreas como a química de moléculas (supercondutores), a ótica e a médica.

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