Engenharia de materiais
- Com a globalização da economia, o reaproveitamento e a transformação dos materiais se tornaram essenciais para a diminuição do custo final dos produtos, o que tem aquecido o mercado para o engenheiro de materiais.
A Engenharia de Materiais é um ramo da engenharia em que a interdisciplinaridade da física e química são utilizadas no estudo, na produção e transformação da matéria. Cabe ao engenheiro de materiais estudar a estrutura, as propriedades, as aplicações, o processamento e o desempenho de materiais novos ou já existentes para fins práticos. As principais áreas são metais, polímeros, cerâmicos e compósitos.
- Compete também ao engenheiro de materiais atuar na fase de projeto, de modo a escolher os materiais mais indicados para as aplicações desejadas.
Materiais metálicos:
Os materiais metálicos são normalmente combinações de elementos metálicos. Eles apresentam um grande número de elétrons livres, isto é, elétrons que não estão presos a um único átomo. Muitas das propriedades dos metais são atribuídas a estes elétrons. Por exemplo, os metais são excelentes condutores de eletricidade e calor e não são transparentes à luz. A superfície dos metais, quando polida, reflete eficientemente a luz. Eles são resistentes mas deformáveis. Por isto são muito utilizados em aplicações estruturais.
- Entre os quatros grupos de materiais mencionados anteriormente, os materiais metálicos, e em particular os aços, ocupam um lugar de destaque devido à sua extensiva utilização. Cerca de 70 dos 92 elementos da tabela periódica encontrados na natureza têm caráter metálico preponderante. Os metais mais tradicionais, tais como cobre, ouro e ferro são conhecidos e utilizados há alguns milênios.
Materiais cerâmicos:
Enquanto as cerâmicas tradicionais são obtidas a partir de matérias primas naturais tais como argilo-minerais e areia; as cerâmicas avançadas são feitas a partir de óxidos, nitretos, carbonetos e boretos de alta pureza, têm composição definida e o tamanho, a forma e a distribuição das partículas são controlados. Por outro lado, o mercado mundial de cerâmicas tradicionais é pelo menos uma ordem de grandeza maior que o de cerâmicas avançadas
- A argila é usualmente plástica após ser suficientemente pulverizada e umedecida e é nesta condição conformada. Após a secagem, ela se torna rígida e adquire alta dureza após a queima em temperaturas elevadas. As cerâmicas tradicionais à base de sílica, alumina ou magnésia são também muito utilizadas como refratários em fornos e dispositivos utilizados na fusão e tratamentos térmicos dos metais e ligas.
Os vidros tradicionais são misturas de óxidos e devem ser classificados como materiais cerâmicos. Eles também são materiais bastante antigos. Por volta do ano 4000 antes de Cristo já existiam vidros decorativos no Egito. Em 1500 a.C., a produção de vidros já estava relativamente estabelecida
Materiais poliméricos:
Os polímeros são constituídos de macromoléculas orgânicas, sintéticas ou naturais. Os plásticos e borrachas são exemplos de polímeros sintéticos, enquanto o couro, a seda, o chifre, o algodão, a lã, a madeira e a borracha natural são constituídos de macromoléculas orgânicas naturais.
- Os polímeros são baseados nos átomos de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor e em outros elementos não metálicos. A ligação química entre átomos da cadeia é covalente, enquanto a ligação inter-cadeias é fraca, secundária, geralmente dipolar.
Materiais compósitos:
Os materiais compósitos são materiais projetados de modo a conjugar características desejáveis de dois ou mais materiais.
- A madeira é um material compósito natural, em que a matriz e o reforço são poliméricos. O concreto é outro compósito comum. Neste caso, tanto a matriz como o reforço são materiais cerâmicos. No concreto, a matriz é cimento Portland e o reforço é constituído de 60 a 80% em volume de um agregado fino (areia) e de um agregado grosso (pedregulho). O concreto pode ainda ser reforçado com barras de aço.
Biomateriais
- Suas áreas de atuação abrangem quase todo o setor de materiais (siderurgia, metais não ferrosos, conformação mecânica, soldagem, fundição, materiais cerâmicos, bio-materiais, polímeros, metalurgia física, engenharia de superfícies, tratamento de emissões e gestão ambiental e pela qualidade).
O curso:
O Curso de Engenharia de Materiais forma um engenheiro com perfil para atuar na área de pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicação tecnológica, inspeção e qualificação de materiais, onde é necessário o conhecimento das relações entre propriedades e aplicação, para os quais são exigidos conhecimentos básicos nas áreas de Física e Química do Estado Sólido, Química Inorgânica, Química Orgânica, Física e Química de Polímeros, Metalurgia Física, Cerâmica Física, Química Analítica, Controle da Qualidade, Gestão Ambiental, caracterizando o profissional por uma formação interdisciplinar.
- Com a globalização da economia, os mercados estão mais competitivos. Qualidade é essencial. Os materiais estão presentes em tudo que se faz para atender aos interesses e às necessidades humanas. A carreira de Engenheiro de Materiais é ampla. Um currículo deste curso pode compreender Ciências Básicas, Ciências Aplicadas e Tecnologia. Geralmente dá-se ênfase a Metais, Cerâmicas e Polímeros, além das sub-áreas em Vidros, Compósitos e Reciclagem, entre outras.
O profissional:
- Apesar das áreas de Engenharia Metalúrgica e Química contarem há tempos com cursos para formação de Engenheiro Metalúrgicos e Químicos, a área de Materiais como um todo passou a contar com formação de pessoal em nível de graduação somente a partir de 1970; e sua ocupação, que antes era confiada a Engenheiros Metalúrgicos, Mecânicos, Químicos, Civil e outros, passa agora a contar com um profissional mais adequado.
O Ministério do Trabalho, por intermédio do Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia-CONFEA, baixou a Resolução no 241/76 em 31 de Julho de 1976 publicada no Diário Oficial da União de 18 de Agosto de 1976, à folha 3.298, Secção I - Parte II; estabelecendo as atribuições do Engenheiro de Materiais, como segue:
"Compete a esse profissional supervisão, estudo, projeto, especificação, assistência, consultoria, perícia e pareceres técnicos; ensino, pesquisa, ensaio, padronização, controle de qualidade; montagem, operação e reparo de equipamentos e outras atividades referentes aos procedimentos tecnológicos na fabricação de materiais para a indústria e suas transformações industriais; e equipamentos destinados a essa produção industrial especializada, seus serviços afins e correlatos".
A Engenharia de Materiais integra a Modalidade Industrial de Engenharia onde se incluem as Engenharias Aeronáutica, Mecânica, Industrial, Metalúrgica, de Minas, Naval, de Petróleo, Química, de Tecnologia de Alimentos e Têxtil.
O Currículo do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais está incluído entre as seis grandes áreas de Engenharia como estabelecido pelo Processo no 8.877/74 do Conselho Federal de Educação, aprovado em 2 de dezembro de 1975, de acordo com o parecer no 4.807/75 da Comissão de Especialistas de Ensino de Engenharia. Esse Currículo é provisoriamente baseado em duas áreas tradicionais, Metalurgia e Química, e o aluno desse curso pode ter ênfase em Metais, Cerâmicas e Polímeros. A base científica em Matemática, Física, Química e Ciência de Materiais é indispensável para a sua formação. Os Engenheiros de Materiais com ênfase em Metais ou Metalurgia geralmente têm em seus currículos 400 horas ou mais de disciplinas cursadas nesta área.
- Essa nova categoria de Engenheiros está cumprindo uma função catalítica no desenvolvimento de novas tecnologias dentro das metas do Plano Básico de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Governo Federal.
Atuação do profissional:
A produção de vidros laminados e temperados permitiu seu uso em aplicações mais severas e com maior segurança. Tais como o Para-brisa de automóveis.Engenheiro de Materiais pesquisa materiais e processos; desenvolve produtos e aplicações, tanto para novos materiais como para produtos já existentes. Tais como:
- Análise de Falhas (inspeção, criminalística);
- Cerâmicas Eletrônicas;
- Cerâmicos simples (Azulejos, Louças);
- Tecnologia do Pó;
- Supercondutores;
- Semicondutores;
- Compósitos;
- Plásticos de Engenharia;
- Tubulações (Dutos, Risers);
- Materiais Nucleares;
- Materiais de Construção;
- Metais Estruturais;
- Fibras Ópticas;
- Borrachas;
- Cerâmicas Refratárias;
- Vidros;
- Biomateriais;
- Materiais Recicláveis;
- Aços e Ligas Especiais;
- Soldagem;
- Ligas Refratárias.
Mercado de trabalho:
O mercado de trabalho do Engenheiro de Materiais abrange área de fornecimento de matérias-primas; indústria de transformação; prestação de serviços; assistência e consultoria; instituições de ensino, de fomento, de pesquisa e de desenvolvimento científico e tecnológico. No mercado de trabalho os engenheiros de materiais têm desempenhado importante papel na indústrias metalúrgicas e química.
Laboratório de engenharia de materiais
