Jornada, João Alziro Herz da

Portuguese

Fundação de Economia e Estatística: Revistas Eletrônicas FEE - SEPLAG (Secretaria de Estado de Planejamento e Gestão)

A IMPORTÂNCIA DOS NOVOS MATERIAIS 
NO DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL* 
João Alziro Herz da Jornada* 
Acho queoenfoque dos colegasque me acompanham é um enfoque mais técnico, 
mais cientifico. É um pouco difícil entrarmos especificamente na área econômica. De 
qualquer maneira, a importância econômica é tão grande que, mesmo para nós que 
não entendemos do assunto, dá para perceber a magnitude dessa importância. Sobre 
isso gostaria de fazer um comentário muito genérico sobre a relevância dos materiais. 
Os materiais são pilares básicos de qualquer civilização. Isso tanto é verdade que o 
desenvolvimento da Humanidade sempre foi acompanhado por desenvolvimento de 
materiais. Um dos aspectos mais óbvios desse fato é que várias épocas de desenvol-
vimento da Humanidade são denominadas pelos materiais característicos da época. 
Por exemplo. Idade do Bronze, Idade da Pedra Polida, da Pedra Lascada, Idade do 
Ferro. Hoje em dia, muitas vezes, ouve-se dizer que estamos na Idade do Plástico. Isso 
indica a importância que desempenham os materiais. A disponibilidade de materiais 
adequados é que vai propiciar o desenvolvimento das diversas tecnologias. Por 
exemplo, toda a tecnologia de informática que atualmente está revolucionando a 
sociedade moderna é baseada na possibilidade de se produzir silício, que é um material 
tradicional (não dá para se dizer que é um novo material), mas produzir silício em 
altíssimo grau de pureza e com altíssimo grau de perfeição estrutural, sem defeito 
nenhum naestrutura, um cristal bastante perfeito. E isso tudo com um preço muito baixo. 
É isso que possibilita fazer um ciiip, o que viabiliza se fazer um computador. 
Gostaria de fazer uma breve observação sobre uma classificação muito genérica 
de materiais. Normalmente, nós podemos classificar materiais em quatro grupos muito 
abrangentes, em função de suas propriedades e de algumas características físicas e 
químicas. Existe um grupo muito grande que são os metais, que têm características que 
não preciso explicitar aqui. Outro conjunto muito grande são os materiais cerâmicos, 
por exemplo, o vidro e todos os materiais que são inorgânicos e não-metálicos, via de 
regra consolidados ou sinterizados por alta temperatura. Uma classe extremamente 
importante hoje em dia são os polímeros, que inclui toda a classe de plásticos, 
elastômeros, borrachas, etc. É uma classe relativamente nova de materiais, mas, como 
todo mundo sabe, muito relevante. Existe uma outra que poderia se pensar em termos 
de mistura dessas outras classes, que chamamos de compósitos, ou seja, materiais 
que têm uma mistura, por exemplo, plástico e cerâmica. Essa é uma área moderna e 
altamente significativa. Com essa possibilidade de misturar diferentes classes, pode-se 
Transcrição da palestra proferida na Jornada de Estudos FEE/NEI 
Físico e Professor da Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
obter uma extensa variação de materiais, com propriedades muito diversificadas e, 
eventualmente, otimizadas para um dado tipo de aplicação. 
O tema de hoje não é essencialmente materiais, mas novos materiais. Isso é outro 
assunto que, na minha opinião, merece consideração. O que chamamos de novos 
materiais? Há um aspecto estrito da terminologia "novos materiais" que é mais ou 
menos óbvio, isto é, são materiais novos que não existiam antes, talvez hâ 40 ou 50 
anos atrás. Mas, em geral, "novos materiais" é aplicado no sentido lato. Não só materiais 
novos, que não se conheciam antes de um determinado tempo, mas materiais antigos, 
materiais tradicionais, que agora são produzidos com um conhecimento tecnológico 
muito maior, com um apoio científico, um apoio de engenharia muito mais intenso, de 
tal sorte que as propriedades resultantes são muito melhores do que o material 
tradicional, tendo em vista que existe um maior controle, um grau de pureza químico 
muito maior, um grau de pureza estrutural também muito maior, etc. Isso é extrema-
mente importante, porque hoje em dia existem muitos materiais que, no sentido estrito, 
são materiais tradicionais, mas, simplesmente, porque têm um controle de pureza muito 
maior ou porque têm adição de microligas em quantidade muito pequena, bastante 
controlada, podem ser considerados "novos materiais". Então, podem-se ter proprieda-
des que não eram consegu idas antes. O que caracteriza essencial mente o termo "novos 
materiais" não é simplesmente o fato de serem novos, mas o fato de que são materiais 
fabricados com alto conteúdo tecnológico. Esse é o grande diferencial, que permite dois 
resultados: propriedades muito melhores e também propriedades controladas. Com 
conhecimento científico, muitas vezes, se podem criar materiais com propriedades "sob 
encomenda", dentro de certos limites. 
Gostaria de salientar, agora, um outro aspecto a respeito desse assunto, que está 
subjacente no próprio título deste painel Vantagem Técnica e Econômica e Si tuação 
das Formas Tradic ionais. 
No título, tem-se a impressão de que há um conflito, alguma coisa versus outra, 
como novos materiais substituindo materiais tradicionais. Esse aspecto de substituição 
é um aspecto menor dos novos materiais. O aspecto a destacar dessa área é que as 
novas propriedades vão viabilizar novas aplicações, É relevante notar-se que, nessa 
área de novos materiais, a questão fundamental não é que u m a cerâm ica vai desbancar, 
por exemplo, um metal, ou que o plástico vai fazer desaparecer o metal na fabricação 
do automóvel ou coisa assim, mas que esta leva enorme quantidade de novos materiais 
que viabilizarão usos que até hoje simplesmente não podiam existir. Vão viabilizar 
dispositivos e tecnologias que atualmente não podiam ser usadas industrialmente, 
porque não havia material suficiente ou não havia material adequado. Um exemplo, 
para não ficar só na teoria, é o caso da madeira. A madeira é um material extremamente 
corriqueiro, barato, tradicional. Lembro-me de que, quando criança, líamos nos jornais 
sobre o grande avanço do plástico. Falava-se então: "o plástico é o material do futuro, 
vai substituir a madeira, os móveis serão de plástico". Hoje em dia, ninguém pensa em 
móveis de plástico. Nos países mais desenvolvidos, a madeira é um item ainda muito 
utilizado, apesar de muito antigo. Essa questão poderia ser ilustrada com um exemplo 
de minha área de pesquisa, o diamante sintético. Houve desenvolvimentos muito 
importantes nessa área, e, atualmente, é possível se sintetizarem compactos de 
diamantes relativamente grandes, com uma tecnologia bastante nova. Esses materiais 
estão sendo usados na indústria madeireira, para usinagem de madeira, na fabricação 
de móveis. Então está se usando um material muito antigo e está se usando também 
um material novíssimo, de alta tecnologia, para fazer com que a produção desses 
artefatos com esse material antigo se tome muito mais econômica, mais eficiente, etc. 
Por exemplo, uma fresa de diamante, hoje, para fabricar perfis de madeira, pode durar 
em produção cerca de dois meses, enquanto uma fresa de metal-duro, que é um 
material bem mais duro que o aço e que está se usando agora normalmente, dura duas 
horas. O aço comum dura, talvez, meia hora. Pode-se perceber que o diferencial de 
custo é enorme, mesmo que o custo unitário de uma ferramenta de diamante seja muito 
alto. Além disso, atualmente as ferramentas são automatizadas. Qualquer parada de 
uma máquina-ferramenta, tipo uma máquina CNC para madeira, que já é corriqueira, 
acarreta uma tremenda perda: pára a máquina, reajusta, afia, etc. Vemos novos 
materiais ocupando novos nichos, novos usos e não necessariamente a mera substi-
tuição de materiais tradicionais. Claro que existem casos de se substituir algum material 
tradicional, mas o mais importante é que eles vão criar aplicações que anteriormente 
não existiam, vão viabilizar novas tecnologias e vão ter um impacto econômico indireto. 
Eu teria dificuldade para dizer quanto é que isso vale, quanto é que isso implica. Eu 
poderia dizer algo sobre a minha área, diamantes sintéticos. A produção de diamante 
sintético para finalidade industrial está, atualmente, em torno de um bilhão de dólares 
por ano. Isso não é grande coisa a nível mundial, mas é um valor razoável. Indireta-
mente, porém, a importância dele é muito maior. O impacto é fantástico. O diamante é 
o material mais duro que existe, sendo extremamente importante para a preparação do 
ferramental a ser usado na indústria. Ou seja, é um material muito duro que vai ser 
utilizado para preparar outros materiais também muito duros que, por sua vez, vão ser 
utilizados em usinagens. Pois bem, foi feito um estudo no Departamento de Comércio 
Americano, e s e constatou que, se fosse retirado o diamante como material da indústria 
para ser substituído por outro inferior, a produção industrial dos países desenvolvidos 
cairia para a metade. O efeito indireto é muito grande e muito difícil de ser quantificado. 
Outro ponto a ressaltar é o de que os aspectos técnicos e econômicos ligados a 
novos materiais devem ser discutidos no mesmo contexto em que discutimos novas 
tecnologias, ou seja, novos materiais são essencialmente novas tecnologias. Os novos 
materiais são descobertos, sào sintetizados, em termos de novas tecnologias. Todo o 
problema fica muito diferente dos materiais tradicionais, onde as questões são colocadas 
mais em termos de jazidas, em termos de recursos naturais. Hoje em dia, quando se fala 
em novos materiais, o problema é quem é que sabe fazer novos materiais e não quem 
é que tem no seu subsolo ou nas suas florestas tal riqueza. Esse é um considerável 
contraste com o que nós poderíamos chamar de materiais tradicionais. Então esses 
materiais envolvem um conteúdo tecnológico bastante elevado. Uma conseqüência a 
ressaltar é que o aspecto econômico dos recursos naturais fica em segundo plano. É 
superado pelo aspecto tecnológico. É mais importante agora quem sabe fazer do que 
quem tem a jazida. Por exemplo, no caso do silício, que é base de todo o computador, 
a base para fazer um chip. O silício em si é o material mais abundante da crosta terrestre. 
A areia é feita de silício, S1O2, dióxido de silício. Qual é o problema de fazer uma barra 
de silício pura? Tem-se que saber refinar o silício, ultrapurificar e saber transformá-lo num 
cristal extremamente perfeito. Deve-se, também, saber cortar, polir, etc. Basicamente, é 
tecnologia. E assim acontece com muitos outros materiais. (Materiais cujas jazidas 
estavam concentradas em poucos países estão paulatinamente sendo menos usados. 
Na área de aço, por exemplo, aços microligados — aços que prescindam do uso de 
metais de liga que sào mais raros — são uma realidade atualmente. Entendendo melhor 
a metalurgia, podemos criar aços que tenham muito menor necessidade de adição de 
ligas. Portanto, não há tanta necessidade de se correr para minérios especiais de 
tungstênio, tântalo, etc. porque se sabe fazer o mesmo aço com muito melliorqualidade 
mesmo sem ter elementos de liga. 
Gostaria agora de analisar o último aspecto do título, que diz respeito a fornece-
dores tradicionais. Uma das preocupações aqui é como é que ficam os fornecedores 
tradicionais frente a esses novos avanços que estão surgindo, Esse problema deve ser 
olhado dentro do contexto já comentado de que devemos considerar os novos materiais 
como essencialmente novas tecnologias. Como é que os fornecedores tradicionais vão 
se ver com esses novos avanços? Ou seja, como é que uma empresa tradicional vai 
se haver frente a novas tecnologias de produção que fabricam um produto muito melhor 
e muito mais barato. Então o primeiro aspecto a considerar é que, via de regra, não 
necessariamente um fornecedor tradicional precisa temer pelo avanço de novos mate-
riais. Eu ressaltei aqui o caso da madeira que, hoje em dia, é um material que, ninguém 
duvida, continuará, por muito tempo, como de grande importância. Agora, é necessário 
que essas indústrias, esses fornecedores tradicionais, estejam ligadas aos desenvol-
vimentos científicos, tecnológicos, na área de materiais para poderem usar novos 
materiais nos seus processos produtivos. Na Europa, nos EUA, hoje, a indústria de 
móveis que não usar máquinas CNC e ferramenta diamantada está fadada ao fracasso 
econômico, porque não se toma mais competitiva. Ela pode continuar fabricando seus 
armários de madeira, mas tem que atentar para a evolução tecnológica. Assim, ela 
usará novos materiais para trabalhar um material tradicional, com qualidade muito 
superior, A mesma coisa eu poderia dizer quanto â indústria da construção civil. Nós 
ainda vamos utilizar tijolo e pedra por muitos anos, mas vamos produzir materiais 
melhores, com tecnologia melhor, usando tecnologias mais sofisticadas e, eventual-
mente, nesse processo produtivo, algum material com melhores qualidades. 
Há um aspecto que talvez seja importante para nós, aqui no Brasil. Cada vez mais 
a tecnologia se torna importante. Qual o problema que tem um fornecedor tradicional? 
O problema não é essencialmente temer que o material dele vá ser suplantado por um 
outro. Mas o problema todo é se ele sabe ou não tirar proveito desses novos avanços, 
desses novos materiais que estão surgindo, para incorporar ao seu processo produtivo. 
Qual é a grande necessidade dele? A sua grande necessidade é ter condições de se 
inserir dentro dos avanços científicos e tecnológicos. Esse fornecedor certamente terá 
que comprar tecnologia, adaptar tecnologia e aí ele terá que se ver com o que comprar, 
como comprar, para fazer uma compra inteligente de tecnologia. Para ser competitivo, 
ele poderá estar fabricando um produto muito tradicional, mas deverá ter grande 
capacidade tecnológica, para poder escolher e fazer uma compra inteligente de 
tecnologia. Esse é o grande problema que tenho observado no Brasil. Muitas vezes se 
diz que não há necessidade de pesquisa tecnológica, porque se pode comprar lá fora. 
Tudo bem, não vamos redescobrir a roda aqui. Mas a pesquisa científica viabiliza a 
formação de uma massa crítica que permite ter condições de escolher o que comprar, 
de ter conhecimento, de saber o que chamamos de know why, saber como é que as 
coisas ocorrem e aí poder escolher a tecnologia adequada. Isso é fundamental. É 
questão de sobrevivência para nossa indústria. É ter condições de acesso ao conheci-
mento científico para saber o que ela deve incorporar em seu processo, o que ela deve 
comprar, o que é bobagem, modismo, etc. 
Para finalizar e para não ficar muito no aspecto filosófico, gostaria de fazer breves 
comentários sobre a minha área específica — cerâmica. Nessa área de cerâmica, tem 
havido um desenvolvimento extremamente grande nos últimos anos, e, a partir da II 
Guerra Mundial, houve um expressivo avanço no entend imento dos mecan ismos físicos 
e químicos responsáveis pelas propriedades macroscópicas dos materiais. Isso teve 
um impacto significativo não só no campo das cerâmicas, mas em todos os materiais. 
Foi nessa época, mais ou menos, que se fundou uma nova disciplina no conliecimento 
humano que, hoje em dia, está bem consolidada e que se chama Ciência de Materiais. 
A nossa Universidade está agora implantando um curso de doutorado em Ciência de 
Materiais. A área de cerâmica é uma área extremamente tradicional, uma área já 
milenar, e talvez um dos primeiros objetos plasmados pela mão do homem tenha sido 
um objeto de cerâmica, de barro. Essa área teve um impacto marcante, porque esse 
conhecimento científico possibilitou produzir materiais cerâmicos com propriedades 
nunca antes encontradas. Tradicionalmente, o material cerâmico tem várias proprieda-
des muito desejadas. Por exemplo, são quimicamente inertes, resistem à alta tempe-
ratura, têm uma boa estabilidade e, enfim, são materiais relativamente baratos. Mas, 
por outro lado, são materiais extremamente frágeis e apresentam bastante dificuldade 
para usinagem. Esse problema da fragilidade foi atacado com uma base científica sólida 
e viabilizou a produção de cerâmicas de muito melhorqualidade, Hoje em dia, é possível 
fazer-se uma gama de cerâmica, com tenacidade muito maior, que resista a um impacto 
muito grande. Há cinco anos atrás, existiu um grande entusiasmo nessa área de 
cerâmica chamada nova cerâmica, cerâmicas finas ou cerâmicas high-tech, de se fazer 
muita coisa nova. Por exemplo, de se fabricarem motores de automóvel de cerâmica e 
até utensílios, como facas e tesouras de cerâmica. Aparentemente, isso ainda vai 
ocorrer, porém não tão rapidamente como se pensa. No Japão, já se podem comprar, 
nos supermercados, facas grandes de cerâmica, tesouras de cerâmica, que apresen-
tam alto grau de resistência. 
Na área automotiva, também há uma grande expectativa de impacto. Pensava-se 
em fabricar turbinas para automóveis, para aviões, de cerâmica, que funcionariam em 
temperatura muito mais alta e, portanto, com rendimento termodinâmico superior e bem 
menos poluentes, muito mais rentáveis do ponto de vista energético e mais leves. 
Chegou-se a criar protótipos de automóveis com motor de cerâmica, entretanto, até o 
presente, não foram consolidados. Essas áreas de grande impacto de cerâmica ainda 
estão por vir, mas, mesmo que se tornem realidade, não se pode dizer que desbanca-
rão, por exemplo, o metal. Não são uma ameaça a outros materiais, mas são comple-
mentares. Apesar de não ser fabricado um automóvel com motor todo de cerâmica, 
existem dispositivos de cerâmica em automóveis de última geração, como o rotor da 
turbina para turbo-carregador de automóvel e vários componentes de dentro do auto-
móvel, como catalisadores, trocadores de calor, que já são de cerâmica e já estão 
incorporados na tecnologia normal. Assim, novos materiais não são necessariamente 
materiais novos, e o problema central é mais um problema de novas tecnologias. 


A importância dos novos materiais no desenvolvimento industrial

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A importância dos novos materiais no desenvolvimento industrial

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