O carbono é nosso?

Projeto da UFMG poderá tornar o país apto a competir no mercado mundial de nanomateriais

Diogo Domingues

Marcos Pimenta: grupo da UFMG lidera pesquisa de nanotubos no Brasil

Ana Maria Vieira

Planta piloto para fabricação em escala pré-industrial de nanotubos de carbono, insumo essencial para produtos de alta tecnologia, deve ser instalada em Belo Horizonte. A proposta, orçada em R$ 30 milhões, prevê construção de módulo de pelo menos três mil metros quadrados para abrigar o Centro de Tecnologia em Nanotubos (CTNanotubos). Será a primeira instalação do gênero do país. “A previsão para 2011 é que a produção mundial de nanotubos atinja milhares de toneladas, mas o Brasil ainda não é competitivo nesse mercado”, afirma Marcos Pimenta, professor do Departamento de Física da UFMG e coordenador do projeto.

O projeto nasceu após avaliação, feita pela Rede Temática de Nanotecnologia da Petrobras, do valor estratégico dessa modalidade de empreendimento para o país. Convidados em novembro de 2009 a apresentar proposta que suprisse essa lacuna, pesquisadores da UFMG sugeriram a instalação do CTN. Desde o final da década de 90, físicos da instituição lideram nacionalmente a pesquisa, a produção e o fornecimento desses nanomateriais a academias brasileiras. Além disso, registraram dez pedidos de patentes – três deles internacionais – de produtos baseados em nanotubos de carbono.

Segundo Marcos Pimenta, o CTNanotubos poderá ser viabilizado por meio de parcerias com a própria Petrobras, o Ministério de Ciência e Tecnologia e a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior, que no final de maio liberou R$ 500 mil para a etapa inicial do empreendimento – que inclui a elaboração do plano de negócios. A expectativa é que o Centro integre o complexo do Parque Tecnológico de Belo Horizonte. “O projeto já foi apresentado ao órgão”, relata Pimenta.

A aplicação industrial dos nanotubos alcança as áreas de energia, eletrônica, medicina e indústrias química e petroquímica. Com estrutura cilíndrica formada por átomos de carbono, o diâmetro dessas moléculas corresponde a bilionésima parte do metro (um nanômetro). Essa característica lhe assegura propriedades diferenciadas de resistência mecânica e condutividade elétrica e térmica. A simples adição de 0,5% de nanotubos em determinados materiais pode aumentar sua resistência em até 20 vezes.

“Grande parte da produção hoje se destina ao revestimento de carcaças plásticas de componentes eletrônicos produzidos na Ásia. A introdução de nanotubos nos plásticos dissipa as imensas cargas estáticas desses componentes”, explica o professor. O uso industrial, no entanto, é bastante recente, e poucas empresas lideram a produção mundial dos nanotubos e de suas aplicações. “Até muito recentemente, os nanotubos de carbono estavam disponíveis em quantidades limitadas e a preços exorbitantes. Hoje, já é possível obtê-los em volumes maiores”, registra Pimenta. Ele observa que o salto decorreu sobretudo da expansão de investimentos em pesquisa sobre o material. Apenas os Estados Unidos aplicaram US$ 8 bilhões na área de nanotecnologia, em 2008. Com o aumento da produção no mercado, a previsão é que o custo entre em movimento de queda nos próximos anos. “Isso permitirá às mais diversas indústrias a exploração de novos mercados por meio de produtos combinados com nanotubos de carbono”, projeta Marcos Pimenta.

Cimento e plástico

Os produtos resultantes da combinação de materiais tradicionais com nanotubos de carbono também terão espaço no CTNanotubos. Como registram os pesquisadores no projeto encaminhado à Petrobras, a planta piloto deverá oferecer variedade de nanomateriais de carbono. Mas outra área das instalações será destinada ao desenvolvimento de aplicações demandadas pelo mercado e, mais imediatamente, ao escalamento – aumento da capacidade e produção – de cimento e plástico “aditivados” com nanotubos.

Pesquisas com esses dois nanocompósitos encontram-se em estágio avançado na UFMG. Vantagens do cimento nanoestruturado já foram relatadas em reportagem publicada pelo BOLETIM em 2008 (edição 1622). À época, o professor Luiz Orlando Ladeira explicava que o “supercimento” teria potencial para atuar como redutor de porosidade e reforço estrutural do cimento, com resistência até três vezes superior à dos materiais convencionais. Uma de suas possíveis aplicações seria em plataformas petrolíferas subaquáticas.

Outro “combo”, o nanocompósito de plástico, poderia ser aplicado em tubulações de perfuração petrolífera, aumentando sua resistência em ambiente marinho, conforme projeto em colaboração com a Petrobrás, coordenado na UFMG por Glaura Goulart.

“A meta é que, cinco anos após a instalação do Centro, o país tenha uma planta industrial capaz de produzir até três toneladas de nanotubos de carbono ao ano”, calcula Pimenta. A função do Centro de Tecnologia em Nanotubos, no entanto, não é se tornar unidade industrial. Sua tarefa é estabelecer know-how para o país migrar da produção em escala pré-industrial para a industrial e promover capacitação técnica das empresas que usam essa tecnologia. O CTNanotubos, que deverá admitir cerca de 20 profissionais, também contará com laboratório para pesquisa e proposição de protocolos de uso seguro dos nanotubos.