[17ª Edição] Pesquisa e Inovação: Prof. Ana Paula da Luz

Pesquisa e Inovação: Professora Ana Paula
Escrito por: Augusto da Veiga

Conte um pouco sobre você e sua trajetória.
Sou natural de Aparecida-SP e passei a maior parte da minha infância e adolescência em Taubaté-SP. Sempre tive em mente que gostaria de estudar e me preparar da melhor maneira possível para enfrentar os desafios profissionais no futuro. Então, antes mesmo de iniciar a graduação, pensava em seguir os estudos até o doutorado. No momento da escolha do curso de graduação fiquei em dúvida entre três opções: Matemática, Física e Engenharia Química. Pela localização da universidade (proximidade da casa dos meus pais), qualidade do curso e, pensando numa possível maior facilidade para me posicionar no mercado de trabalho, optei pelo curso de Engenharia Química na Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP, que antigamente se chamava FAENQUIL – Faculdade de Engenharia Química de Lorena).
Ao longo do curso de graduação, fui descobrindo novas áreas de atuação dentro do campo da Engenharia e fui convidada pelo Prof. Sebastião Ribeiro, que ministrava a disciplina de química inorgânica, para desenvolver um projeto de Iniciação Científica sob sua orientação. Este professor atua até hoje no Departamento de Engenharia de Materiais da EEL-USP e seu campo de pesquisa abrange principalmente cerâmicas técnicas (SiC, Si3N4, etc.) e materiais refratários. Dessa forma, essa foi minha primeira experiência e contato com a área de Engenharia de Materiais e, especificamente, com materiais cerâmicos.
Em virtude da boa experiência vivenciada nestes dois anos que atuei como aluna de IC no Depto. de Engenharia Materiais na EEL-USP, optei por continuar meus estudos nesta instituição no nível de mestrado, ainda no estudo de cerâmicas técnicas e sob orientação do Prof. Sebastião. Após um ano de mestrado, meu orientador teve a oportunidade de vir à São Carlos para desenvolver um projeto de pós-doutorado no GEMM (Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais), aqui no DEMa-UFSCar, sob a supervisão do Prof. Anchieta. Apesar de ter ficado sem a presença do meu orientador na etapa final de desenvolvimento do meu projeto de mestrado, a vinda dele para o DEMa acabou me influenciando a tentar uma oportunidade de doutorado aqui na UFSCar. Nessa mesma época, o Prof. Pandolfelli havia divulgado no site da Associação Brasileira de Cerâmicas (ACM) que havia uma vaga disponível para aluno de doutorado no GEMM. Assim, após algumas conversas com o Prof. Pandolfelli e, depois de passar na prova de seleção do PPGCEM, vim para São Carlos em 2007 para fazer meu doutorado no tema: Concretos Refratários Contendo Carbono.
Devido às boas experiências obtidas ao longo do doutorado, optei por continuar desenvolvendo pesquisas no nível de pós-doutorado no GEMM e sob supervisão do Prof. Pandolfelli. Após este período, fui também contratada e prolonguei minha atuação junto a esse grupo como pesquisadora, agora desenvolvendo um projeto de pesquisa financiado pela empresa Petrobras. Sendo assim, contando com o período do doutorado, pós-doutorados e contratação, venho atuando em parceria com o Prof. Pandolfelli por aproximadamente 13 anos. No ano de 2019, finalmente iniciei novas atividades e desafios, agora atuando como docente do curso de Engenharia de Materiais do DEMa-UFSCar.

Qual é o tema de sua linha de pesquisa?
Ao longo de minha carreira acadêmica me dediquei ao estudo de materiais cerâmicos refratários, os quais podem ser aplicados em diversos processos industriais que possuem equipamentos que operam em altas temperaturas. Assim, atualmente, minha linha de pesquisa principal é voltada para a otimização do processo de secagem de concretos refratários, visto que essa é uma das etapas que consomem mais energia ao longo do processo de instalação desses materiais.

Qual a motivação para esta pesquisa?
A secagem dos concretos refratários avançados passou a ser uma etapa crítica na instalação desses produtos, pois um aquecimento muito agressivo dessas estruturas pouco porosas e permeáveis pode levar à degradação da resistência mecânica ou mesmo à explosão dos revestimentos, enquanto que uma programação lenta e conservadora pode não ser viável do ponto de vista econômico e energético.
A maioria dos fabricantes de produtos refratários ainda insiste no uso de taxas de aquecimento lentas para evitar a explosão destes materiais, sendo que normalmente tais práticas são baseadas puramente em experiências empíricas. Consequentemente, uma definição mais adequada do procedimento de secagem para diferentes sistemas de concretos faz-se necessária para os usuários e fabricantes desses produtos.

Quais são os objetivos?
O objetivo principal é a avaliação sistêmica e crítica dos parâmetros experimentais e dos modelos matemáticos propostos na literatura para descrever o processo de secagem de concretos, a fim de se propor novas soluções (baseadas em conceitos teóricos e fundamentais envolvendo os mecanismos de transferência de massa e calor e em ferramentas computacionais) para a definição de curvas de aquecimento de refratários avançados que resultem em menor risco de trincamento/explosão desses produtos e maior rapidez para finalização dessa etapa crítica, durante seu primeiro ciclo de aquecimento.

Quais as possíveis aplicações?
A implementação de curvas otimizadas de secagem pode vir a contribuir fortemente para a redução de gastos energéticos e do tempo de parada dos equipamentos industriais que utilizam concretos refratários como revestimento, como equipamentos usados na produção do aço, vidro, cimento, etc, resultando assim em consideráveis ganhos de produtividade ao usuário e numa maior aceitação do uso de tais monolíticos como possíveis substitutos aos materiais conformados tradicionais (tijolos).

Existem desafios a serem superados? Se sim, quais?
Sim, existem muitos desafios. Do ponto de vista experimental, estamos em busca de alternativas para modificar a microestrutura dos refratários e facilitar o processo de transferência de massa durante aquecimento. Porém, temos que nos atentar para obter um balanço adequado entre diferentes propriedades (resistência mecânica a verde, porosidade, permeabilidade, condutividade térmica, etc.). Essa é uma das maiores dificuldades, visto que temos diversos sistemas refratários e, ao se alterar uma matéria-prima da formulação, acabamos modificando os parâmetros mencionados acima.
Para nos auxiliar na seleção de procedimentos de aquecimento ajustados (que não favoreçam a pressurização e explosão dos revestimentos cerâmicos), estamos também explorando o uso de ferramentas open source de programação, para aplicar modelos matemáticos na previsão do processo de secagem de concretos refratários. O desafio aqui é avaliar criticamente os modelos disponíveis e parâmetros mais importantes para serem considerados nestas simulações.

Há vagas de IC para a área? Se sim, existem pré-requisitos?
Sim, há vagas de IC para a área, tanto no desenvolvimento de atividades experimentais quanto no desenvolvimento de programas para simulação da secagem. Estamos em busca de estudantes que sejam curiosos, motivados, pró-ativos e dedicados ao projeto escolhido.

[Texto retirado de nossa 17ª Edição, disponível em: bit.ly/EdicoesAMateria]