Grafeno aumenta durabilidade de equipamentos e reduz paradas na mineração
Uma parceria entre a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e a Vale desenvolveu placas de desgaste reforçadas com grafeno para aumentar a durabilidade de equipamentos, reduzir paradas operacionais e ampliar a segurança nas operações de mineração.
Submetidos diariamente a toneladas de material abrasivo, chutes e revestimentos sofrem desgaste constante, exigindo intervenções frequentes para manutenção. Além dos custos, essas atividades podem aumentar a exposição das equipes a áreas operacionais.
Uma tecnologia desenvolvida em Minas Gerais busca enfrentar esse problema combinando pesquisa científica e aplicação industrial: placas de desgaste reforçadas com grafeno.
Pesquisadores do Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano) da UFMG, em parceria com a Vale, desenvolveram um novo material projetado para resistir por mais tempo às condições severas da mineração. O resultado é um revestimento mais durável e menos suscetível a entupimentos, dois desafios importantes nas operações de transporte de minério.
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Grafeno reforça placas utilizadas em chutes
As placas são utilizadas nos chamados chutes, estruturas responsáveis pelo escoamento do material entre diferentes etapas do processo produtivo.
Nesses pontos, a combinação de abrasão intensa, umidade e impacto provoca desgaste acelerado e acúmulo de minério, podendo causar interrupções da operação para limpeza ou substituição de componentes.
A inovação está na composição do material.
A equipe trabalhou com UHMWPE (polietileno de ultra-alta massa molar), material já conhecido por sua resistência mecânica, combinado a nanomateriais de carbono, especialmente óxido de grafeno reduzido, adicionado em baixas concentrações.
Essa combinação resultou em um nanocompósito com propriedades superiores às dos revestimentos convencionais.
Material reduz aderência do minério
Além da maior resistência à abrasão, o novo material apresenta hidrofobicidade acentuada, característica que dificulta a aderência do minério às superfícies.
Na prática, isso pode representar menos entupimentos, menor necessidade de intervenção humana e maior continuidade operacional.
Segundo a coordenadora do projeto, a professora Glaura Goulart Silva, do Instituto de Química da UFMG, um dos desafios foi equilibrar desempenho e viabilidade industrial.
“O material precisaria suportar condições severas, mas também ser aplicável em escala real. Os resultados mostraram que é possível alcançar ambos”, afirma.
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Tecnologia passou por testes em condições reais de mineração
O desenvolvimento ocorreu em duas fases. A primeira foi dedicada à prova de conceito em laboratório, com a validação das propriedades do nanocompósito.
Na segunda etapa, a tecnologia avançou para testes em campo, permitindo avaliar seu desempenho em condições reais de mineração.
O projeto envolveu estudantes de graduação e pós-graduação e resultou em registro de patente e artigos científicos.
Para a engenheira de materiais Luciana Vasconcelos Cambraia, doutora pela UFMG e integrante da pesquisa, os benefícios também alcançam a segurança operacional.
“Quando se reduz a frequência de manutenção, diminui-se também a exposição dos trabalhadores a áreas de risco. É um avanço que impacta custos, produtividade e segurança”, explica.
Patente pode levar tecnologia à escala industrial
A patente, de titularidade compartilhada entre UFMG e Vale, está em processo de licenciamento, com foco na produção em escala e futura comercialização do material.
A expectativa é que a tecnologia possa chegar ao mercado como alternativa para operações de mineração e outras atividades envolvendo o manuseio de materiais abrasivos.
O projeto também reforça a atuação do CTNano UFMG na conexão entre pesquisa científica e indústria. Criado há 15 anos, o centro desenvolve soluções baseadas em nanomateriais para setores estratégicos como mineração, siderurgia, energia e papel e celulose.
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Na mineração, a aplicação do grafeno mostra como avanços desenvolvidos em laboratório podem chegar às operações industriais com potencial para aumentar a vida útil dos equipamentos, reduzir intervenções e melhorar a eficiência dos processos.
