A indústria cerâmica se desenvolveu utilizando para formulação de seus produtos o conceito de composição constante. O material utilizado para confeccionar um azulejo, ou um sensor, uma xícara ou cimento para construção é obtido a partir de uma combinação de várias matérias primas. Durante muito tempo acreditou-se que a qualidade dos produtos cerâmicos estaria garantida com a aplicação de formulações já consagradas por exemplo: mistura se duas partes da matéria A, com três partes da matéria B e mais uma pitada de C, como já se fazia anteriormente, obtendo a composição ideal para determinado produto. Só que há alguns anos essa prática começou a ser questionada, uma vez que os componentes das misturas, as matérias primas, são em sua maior parte encontradas na forma de pó. E os lotes desses produtos tendem a não ser exatamente iguais em sua distribuição granulométrica, isto é, a variação de tamanho de grãos desses produtos. Um melhor empacotamento, ou seja, a maneira como esses grãos se fecham, significa menos espaços vazios e menor porosidade. Vários estudos realizados confirmaram que mais importante do que manter uma formulação inalterada é estabelecer a distribuição granulométrica constante. Consegue-se isto alterando as quantidades de matéria prima na mistura. Só assim, as características de uma cerâmica permanecem inalteradas ao longo do tempo. Em muitos casos em que se atribui a má qualidade de um produto final a uma falha do processo – uma prensa defeituosa por exemplo – o problema estava na matéria prima. A identificação do problema não o resolveu de imediato.
Determinar a distribuição granulométrica de cada lote de matéria prima e calcular a partir daí quais são as quantidades exatas para mistura é oneroso e demorado, com os método tradicionais. Um software desenvolvido em conjunto entre a Alcoa e o Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais (GEMM) da UFSCar, batizado PSDesigner é capaz de controlar não só a distribuição granulométrica, mas também a composição química, a área superficial, a densidade e o custo final das composições elaboradas para a indústria cerâmica. Estas e outras variáveis também são importantes para os processos preditivos e total controle de qualidade “Apesar da importância do assunto para a indústria, não se tem verificado na literatura a existência de uma metodologia de formulação completa, que envolva outras variáveis além da granulometria, diz Rafael Giuliano Pileggi, um dos autores do sistema. Essa lacuna é devida á complexidade do problema, já que as variáveis devem ser tratadas de forma simultânea.
A Alcoa é a maior fornecedora de matéria prima sintética para a indústria cerâmica no Brasil. Tem interesse em mostrar para seus clientes que eventuais problemas com produtos finais não se devem a problemas com a matéria prima, mas sim a formulações inadequadas. o sistema está em testes em empresas, entre elas a Carborundum e a Refratários Brasil. Fica pronto em março de 1999 e será oferecido a todos os clientes Alcoa e demais interessados no Brasil e no exterior. Está sendo preparada uma versão em inglês. “Esse produto agrega muito valor à nossa assistência técnica”, diz Sérgio Luiz Vendrasco, gerente técnico e de qualidade da Alcoa. O PSDesigner nasceu na UFSCar, mais especificamente do projeto de mestrado de Rafael Giuliano Pileggi. Foi desenvolvido originalmente em uma planilha Excel. A Alcoa, que há vários anos desenvolve pesquisas junto ao GEMM, se interessou. Pileggi e o prof. Victor Carlos Pandolfelli desenvolveram a metodologia do programa. A empresa fez a criação do software em ambiente Windows. O processo de implementação ficou concluído em um ano e meio.
O software pode ser considerado inédito, uma vez que os dois únicos existentes no mundo semelhantes, não são dedicados, pois a grosso modo são planilhas do Excel. O software consiste basicamente em um banco de dados de matérias primas, contendo informações sobre as outras quatro variáveis consideradas. Também tem cinco módulos operacionais: entrada de dados das matérias primas, especificação de curvas alvo de distribuição granulométrica, especificação das demais características do produto cerâmico, desenvolvimento completo da formulação cerâmica e emissão de relatórios. O software assume o controle da distribuição granulométrica da composição como sendo a variável primária da formulação. A composição química, área superficial, densidade e custo, são tratadas como variáveis de restrição ao ajuste de granulometria. Os testes com o PSDesigner foram estimulantes. As empresas que passaram a utilizar o conceito através do uso do software obtiveram importantes resultados. Um dos produtos que serviram como laboratório foi um tipo de refratário chamado concreto auto escoante. Sua principal característica é que ele não precisa vibrar para ser moldado. Antes, para obter a fluidez ideal, o produto consumia algo entre 17% e 20% de água em sua preparação. O problema: nos concretos, cada 1% de água a mais significa redução entre 5 a 10% na resistência mecânica. Com o controle da distribuição granulométrica, a quantidade de água foi reduzida para 13%. Menos poroso, sua resistência aumentou entre 30% e 40%.
Fonte:
Tecnologia & Inovação para a indústria, Sebrae, 2003, página 238
acesso em agosto de 2003
