Processo inovador permite modificar peças metálicas para ter mais resistência à corrosão

Pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da Universidade Federal do Piauí (UFPI) desenvolveram um sistema de deposição de filmes finos que viabiliza determinadas modificações superficiais por plasma em peças metálicas. Com essas alterações, ferramentas de uso na indústria como brocas, por exemplo, passam a ter uma dureza diferenciada, o que proporciona menor desgaste em instrumentos usualmente submetidos a processos mecânicos diversos. Além disso, a tecnologia melhora a resistência à corrosão de componentes metálicos.

Essa “técnica” criada surge de uma adaptação do sistema de nitretação (uso do nitrogênio para endurecer um material) e deposição de filmes por plasma com gaiola catódica. Também chamada de CCPD (em inglês, Cathodic Cage Plasma Deposition), consiste no uso de uma gaiola de material específico, seja titânio, nióbio ou cobre, com furos igualmente espaçados, nos quais ocorrem o efeito de cátodo oco devido à diferença de potencial produzido por uma fonte de tensão entre o porta-amostra, que está em contato com a gaiola, e as paredes internas do reator.

Esse efeito de cátodo oco consiste na concentração de energia do plasma, ocasionando sputtering nas paredes internas dos furos. Dessa maneira, o material do qual consiste a gaiola é “arrancado”, de modo que, combinado ou não com elementos presentes na atmosfera gasosa, é depositado sobre a superfície da amostra. Portanto, filme de titânio, óxido ou nitreto de titânio podem ser depositados sobre a superfície de aços por meio dessa técnica.

“Para a confecção da gaiola catódica de determinado material, é necessária a obtenção de uma placa sólida capaz de ser moldada, a fim de que vários furos igualmente espaçados sejam feitos ao longo de todo o cilindro, dado o aspecto de gaiola. O fato de ser necessária a aquisição da placa sólida para a fabricação da gaiola torna a escolha do material limitado. Essa limitação existe porque nem todo material ou mistura de materiais é disponibilizado no mercado em forma de placas sólidas”, explica Maxwell Santana Libório, um dos inventores envolvidos.

Por outro lado, continua o pesquisador, materiais disponíveis em forma de pó são encontrados com facilidade. “Além de aquisição mais fácil, é possível a realização de misturas e compactação desses pós em forma cilíndrica semelhante aos furos presentes nas gaiolas utilizadas na técnica CCPD. Portanto, a nossa nova configuração de deposição por plasma, chamada de cilindros catódicos, propõe facilitar ou possibilitar a deposição de materiais antes não explorados pela técnica CCPD”, complementa.

Servidor técnico-administrativo da UFRN, lotado na Escola de Ciências e Tecnologia (ECT), Libório pontua que o estímulo para desenvolver a nova tecnologia ocorreu diante da difícil confecção de gaiolas catódicas a partir de placas sólidas de determinadas composições químicas, bem como diante da necessidade de realizar deposições de materiais compostos usando essa ferramenta.

“Viu-se como solução a modificação do sistema de deposição por plasma a partir do uso de pós, dispostos em cilindros compactados, chamados de cilindros catódicos. O uso dessa nova configuração irá promover um avanço nos estudos de materiais compostos com diversas finalidades, como melhoria de resistência mecânica e à corrosão, e do comportamento tribológico, ótico e elétrico de materiais”, identifica Maxwell.

A invenção teve seu depósito de pedido de patente realizado no mês de junho, sob o nome: Nova configuração de tratamento por plasma denominado de cilindros catódicos (CCy). O processo é fruto da conjunção de pesquisas e estudos desenvolvidos dentro de dois programas de pós-graduação, o de Engenharia Mecânica, com a dissertação de Luciano Lucas Fernandes Limas, sob orientação do professor Thércio Henrique de Carvalho Costa, e o de Ciências e Engenharia de Materiais, pela tese do João Freire de Medeiros Neto. Também contou com um estágio de pós-doutorado do professor da UFPI Rômulo Ribeiro Magalhães de Sousa, sendo, os dois últimos, realizados sob orientação e supervisão do professor Rubens Maribondo do Nascimento, do Departamento de Engenharia de Materiais e atual pró-reitor de Pesquisa da UFRN.

Especificamente na idealização da técnica, atuaram Maxwell Libório, Thércio Henrique e Michelle Cequeira Feitor, esta professora no Departamento de Engenharia Têxtil da UFRN. O processo patenteado, cujas titulares são a UFRN e a UFPI, foi desenvolvido e está sendo utilizado no Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma da UFRN, já tendo sido apresentado em uma dissertação no primeiro semestre de 2023. Também é objeto de uma tese em desenvolvimento, um artigo publicado e três artigos submetidos.

Como pedir uma patente?

Para patentear e proteger uma nova tecnologia, a Lei de Propriedade Industrial (9.279/96) prevê que um invento atenda aos requisitos de novidade, atividade inventiva e aplicação industrial – podendo ser patenteados processos, produtos ou ambos. Em contrapartida ao depósito e consequente concessão, o inventor se obriga a revelar detalhadamente todo o conteúdo técnico da matéria protegida, o que contribuirá para o desenvolvimento tecnológico mundial, tornando-a um importante instrumento para a divulgação de informação tecnológica e estimulando novos desenvolvimentos científicos.

Na UFRN, a notificação de invenção é realizada no Sigaa, na aba Pesquisa. Na página da Agência de Inovação da Reitoria (Agir), está disponível um manual para que os cientistas saibam do procedimento pertinente para cada tipo de solicitação, no qual também estão disponíveis os telefones e e-mails para contato, dúvidas e fornecimento de orientações. O tempo médio de análise de patentes atual é de cinco anos, mas pode ser maior ou menor, de acordo com a área. Dados do próprio Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi) referentes ao ano de 2022 mostraram que, após o pedido de exame, foram necessários em média 6,1 anos para decisões sobre patentes na área de telecomunicações, enquanto na divisão de fármacos o tempo foi de 5,8 anos.

A Agir é a unidade responsável pela proteção e gestão dos ativos de propriedade intelectual, como patentes e programas de computador, dentro do âmbito da UFRN. Entre suas atribuições, a Agência de Inovação também tem responsabilidade na transferência de tecnologia desses ativos e organização dos ambientes promotores de inovação, acompanhando e estimulando, por exemplo, as atividades das incubadoras da Universidade, bem como as atividades dos parques e polos tecnológicos.

Imagens: Cícero Oliveira

Fonte: Agecom/UFRN