Milhares de anos depois que o processo de produção de cerâmica foi inventado, uma nova solução foi finalmente desenvolvida, com alto potencial de impacto no custo de produção, percentagens de rejeições e sustentabilidade geral da indústria.

A cerâmica foi um dos primeiros materiais que nossos ancestrais dominaram e se transformaram em ladrilhos de cerâmica, cerâmica e tijolos de argila. Com todo esse know-how acumulado - as primeiras estatuetas humanas e animais feitas de barro surgiram por volta de 24.000 aC - você pode ser perdoado por pensar que os atuais produtores de cerâmica usam processos bem oleados com mínima ou nenhuma perda ou defeito.

A verdade é, estamos longe disso. Em vez de melhorar com o tempo e experiência, a forma como as cerâmicas são produzidas não mudou muito. Eles ainda são obtidos por um processo chamado formação - onde os pós inorgânicos, com ou sem água, são moldados no produto desejado - seguido pela queima em alta temperatura, tipicamente acima de 1 000 ° C.

“Ambas as etapas são cruciais para as propriedades mecânicas e qualidade do produto final, mas ainda hoje, o processamento e design de cerâmica são essencialmente baseados em tentativa e erro, "diz a Prof. Andrea Piccolroaz, coordenador do projeto CERMAT2 (Novas tecnologias cerâmicas e novos dispositivos e estruturas cerâmicas multifuncionais). "A consequência dessa abordagem é uma taxa extremamente alta de rejeições, o que tem impacto não apenas no custo de fabricação, mas também na sustentabilidade da indústria cerâmica. Não é tão surpreendente que a indústria de cerâmica seja uma das que mais demandam energia, e é responsável por grande parte das emissões de gases de efeito estufa e poluentes ”.

CERMAT2 visa nada menos que uma revolução, que veria a indústria cerâmica se distanciar de suas formas tradicionais para adotar uma abordagem mais racional e científica. Esta abordagem, com base em modelagem mecânica não linear avançada, envolveria uma modelagem matemática constitutiva de materiais cerâmicos, análise experimental, caracterização, e simulação numérica com o método dos elementos finitos. O objetivo? Otimizando o projeto através do uso de Prototipagem Virtual - sob a qual o projeto é validado in silico usando um software de engenharia auxiliado por computador sem fazer uso de um protótipo físico.

"Desenvolvemos com sucesso este método, e agora entregamos as rotinas numéricas e o software para o design ideal de materiais cerâmicos para nossos parceiros industriais, "O Prof. Piccolroaz se entusiasma." Isto não é apenas um avanço no nosso conhecimento dos materiais cerâmicos, mas também um passo em frente no design mecânico da cerâmica. "

Para indústrias que desejam mudar seus hábitos, O Prof. Piccolroaz promete uma redução significativa nos custos de fabricação graças ao uso da prototipagem virtual. Além disso, ferramentas de software desenvolvidas no âmbito do projeto permitirão prever as propriedades mecânicas das peças finais, que se espera tenha um grande impacto na minimização de defeitos e, portanto, na redução de rejeitos.

CERMAT2 foi concluído em outubro de 2017, mas o trabalho continua desde então. Um dos objetivos do projeto envolveu o treinamento de uma nova geração de jovens pesquisadores em mecânica sólida não linear avançada e implementação numérica, com aplicações na produção de cerâmica. Alguns desses pesquisadores já criaram um start-up de sucesso com o objetivo de estender e divulgar os métodos CERMAT2 na indústria cerâmica. "Continuaremos a colaboração com eles para tornar nossa nova tecnologia o novo padrão para a produção de cerâmica, “Conclui o Prof. Piccolroaz.