Aumento da segurança em materiais cerâmicos industriais é objeto de pesquisa

Imagem: Marca dos 20 anos do Prêmio CAPES de Tese (CGCOM/CAPES)

Rafael Vargas Maginador é doutor em Engenharia de Produção, com dupla diplomação pelo Brasil e pela França, e foi bolsista da CAPES/MEC. Vencedor do Prêmio CAPES de Tese na área de Engenharia II, ele é autor do trabalho Fracture of Refractories at Room and Elevated Temperatures Analyzed with Wedge Splitting Tests and Image Correlation. A pesquisa aborda o aumento da segurança e da eficiência de processos industriais. Seu trabalho se concentra no desenvolvimento de metodologias para estudar como materiais cerâmicos, chamados concretos refratários, se comportam em condições extremas. Criador de um equipamento único no mundo, essencial para a pesquisa, ele estuda a propagação de rachaduras nesses materiais para, assim, otimizar sua utilização em indústrias de base, como a siderurgia. 

Fale da sua trajetória acadêmica, da graduação ao doutorado. 
Tive o privilégio de começar a graduação já ciente da possibilidade de uma trajetória acadêmica. Durante a graduação tive um contato inicial com a pesquisa no projeto Jovens Talentos para a Ciência da CAPES/MEC. Logo na sequência, busquei uma bolsa de iniciação científica com a Fapesp. Pude, ainda, fazer o meu doutorado em cotutela, o que permitiu a obtenção de um duplo diploma pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), no Brasil, e pela Universidade Paris-Saclay na França. Acredito que dois pontos foram muito benéficos para o meu percurso. O primeiro foi manter uma temática similar ao longo de todas as etapas (iniciação científica, mestrado e doutorado), com um aumento de complexidade em cada fase, o que ajudou no aprofundamento na literatura da área, no amadurecimento do meu entendimento sobre o tema e das ferramentas utilizadas, além de contribuir para a maturidade do projeto. O segundo ponto foi manter um bom relacionamento com os orientadores, com os quais continuei trabalhando com ambos até o fim do doutorado, no início de 2024. 

Sobre o que é a sua pesquisa? Explique o conteúdo da sua tese. 
Meu doutorado focou no desenvolvimento de metodologias avançadas para caracterizar o processo de crescimento de trincas em concretos refratários. A principal característica desses materiais é permanecerem funcionais mesmo em condições extremas, como na parede interna de panelas de siderurgia diretamente em contato com metais fundidos, sendo essenciais para diversas indústrias de base. No entanto, é crucial estudá-los em condições o mais próximas da sua utilização final. Dessa forma, realizei experimentos que permitiam visualizar a propagação de uma trinca em duas situações: a primeira, em altas temperaturas (até 900°C), por meio da fotografia da superfície de uma amostra. Para essa etapa, uma parte importante do projeto foi projetar e construir um forno com janelas específico para essa fase, permitindo visualizar dois lados opostos da amostra, uma vez que não existem alternativas comerciais adaptadas para esse tipo de estudo. A segunda situação foi em temperatura ambiente, mas dentro de um tomógrafo de raios-X, o que possibilitou visualizar a trinca se propagando no interior do material em quatro dimensões (3D + tempo). Foram realizadas simulações desses processos de propagação de trincas, as quais foram melhoradas até que os resultados estivessem consistentes com os dados experimentais. Essas ferramentas permitiram mostrar como a temperatura de processamento do material e desses experimentos pode afetar o trincamento, além de fornecer indícios das limitações que temos ao visualizarmos somente a superfície desses materiais.

O que vale destacar de mais relevante na sua pesquisa? 
Acredito que os avanços mais importantes foram os novos métodos: experimentais, com a construção de um equipamento único no mundo que possibilitará novos estudos termomecânicos, hoje disponível na UFSCar, e numéricos, pelo acoplamento de medidas complexas a simulações computacionais. 

Imagem: Rafael Vargas Maginador e equipe (Arquivo pessoal)

De que forma a sua pesquisa pode contribuir para a sociedade? 
Essas metodologias permitem uma melhor caracterização de materiais refratários e dos fenômenos que ocorrem durante a sua fratura. Desse modo, auxiliam no aumento da segurança de aplicações avançadas de engenharia, uma vez que permitem estimar com mais precisão o tempo de vida útil dos refratários. Ademais, promovem economias financeiras ao otimizar o dimensionamento das peças e reduzir o consumo de energia nos processos industriais em altíssima temperatura, facilitando a seleção de materiais mais eficientes. 

Qual a importância para você de sua tese ter sido escolhida a melhor na área?  
É uma honra receber tamanho prêmio, conhecendo as excelentes pesquisas realizadas no Brasil. Este reconhecimento me motiva a continuar trabalhando como pesquisador, buscando sempre excelência. A partir disso, espero contribuir para que esse percurso da carreira acadêmica seja possível para mais jovens que estão começando, além de continuar me esforçando para entendermos cada vez melhor fenômenos importantes para a sociedade — aqueles que ainda não são totalmente compreendidos.

Foi bolsista da CAPES/MEC? Se sim, de que forma a bolsa contribui para sua formação? 
Sim, fui bolsista durante o projeto Jovens Talentos para a Ciência em 2013. Foi um projeto bastante interessante, pois tive o primeiro contato — principalmente — em como fazer uma revisão bibliográfica, uma etapa crucial da pesquisa científica. Esse projeto foi um ponto-chave para eu perceber que me identificava com essa carreira e que queria prosseguir como pesquisador. 

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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