Tocha de plasma desenvolvida por pesquisadores do IFGW vai chegar em breve à siderurgia

MANUEL ALVES FILHO

Um projeto que está sendo conduzido por pesquisadores do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp abre perspectiva para a elevação da produtividade e da qualidade do aço brasileiro. Membros do Grupo de Física e Tecnologia de Plasma (GFTP) do Departamento de Eletrônica Quântica trabalham no desenvolvimento de uma tocha de plasma para a aplicação na siderurgia. A tecnologia, que só é utilizada em países desenvolvidos como o Japão, transforma energia elétrica em energia térmica, o que permite manter estável a temperatura do distribuidor do sistema de lingotamento contínuo, tanque intermediário que gera as barras do metal. A expectativa, conforme o coordenador do projeto, professor Aruy Marotta, é que a infra-estrutura necessária para a instalação do equipamento na indústria comece a ser implantada a partir do ano que vem.

O projeto da tocha de plasma, que conta com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), é o resultado de uma parceria entre a Unicamp e a Villares Metals S.A, localizada em Sumaré. De acordo com Marotta, considerado o pioneiro nessa linha de pesquisa no país, o aparelho é uma espécie de resistência que produz temperaturas altíssimas (de 3 mil a 70 mil graus centígrados). Em vez de um fio de metal, porém, ele é composto por um arco elétrico, que mantém um “relâmpago” contínuo.

Graças à tocha de plasma, é possível manter a temperatura estável no distribuidor de aço do lingotamento contínuo, algo em torno 15 graus acima da temperatura liquidus (cerca de 1.500 graus centígrados). No método convencional, explica o pesquisador, ocorre grande oscilação de temperatura. A panela que transporta o metal líquido tem uma temperatura muito alta. Com o passar o tempo (o processo leva cerca de uma hora), tanto ela quanto o distribuidor vão esfriando, comprometendo a qualidade do produto final. Segundo Marotta, quando o aço está muito quente ocorre o que os técnicos chamam de segregação, ou seja, a sua estrutura não fica homogênea. Já quando o metal está frio a tendência é que partículas de cerâmica (inclusões) sejam formadas em seu interior, o que também compromete a qualidade do aço.

Além de ajudar a elevar a produtividade e qualidade do aço brasileiro, a tocha de plasma também deverá contribuir para a redução dos custos de produção, conforme o coordenador do projeto. Como o equipamento mantém a temperatura do sistema contínua, não haverá a necessidade de o metal ser superaquecido em sua etapa inicial. Isso fará com que haja economia de energia e aumentará a vida útil do material refratário e dos eletrodos que compõem os fornos industriais. O ganho financeiro proporcionado pela nova tecnologia só poderá ser calculado, porém, quando ela estiver operando em escala industrial. Por enquanto, a tocha está sendo preparada para entrar em fase de testes laboratoriais.

Histórico – O professor Aruy Marotta vem pesquisando a aplicação da tocha de plasma há aproximadamente 20 anos. Inicialmente, ele empregou a tecnologia no corte de metais. Porém, só depois de concluída a construção e instalação do novo Laboratório de Plasma Industrial da Unicamp, em maio de 2001, é que projetos de porte industrial puderam ser desenvolvidos. Atualmente, o GFTP mantém entendimentos com outros grupos empresariais para o desenvolvimento de novas pesquisas. O equipamento, como lembra o pesquisador, tem inúmeras aplicações. Uma delas está na síntese de novos materiais cerâmicos.

Um dos materiais sintetizados num reator a plasma tem aplicações como eletrodo de célula combustível e resistência elétrica para fornos de alta temperatura. As tochas de plasma podem ser empregadas, ainda, para tornar inerte o lixo doméstico, industrial ou hospitalar, com inúmeras vantagens sobre o método convencional. A incineração comum gera, por exemplo, gases tóxicos. A queima por meio da tocha de plasma elimina esse problema. Além disso, um dos subprodutos resultantes do processo é sólido e pode ser usado como pedra para revestir estradas, por exemplo.

A Petrobras manteve contato com o professor Marotta, para analisar a possibilidade de converter o metano, que é descartado durante a extração do petróleo, em gás de síntese, que pode ser usado para se transformar em combustível, como a gasolina. Ou seja, o desafio é pegar um gás barato, fazer um upgrade com a tocha de plasma e transformá-lo num gás de alto valor agregado. “Esta é mais uma possibilidade de aplicação das tochas de plasma em nosso laboratório”, afirma Marotta.