Você sabe o que é e o que faz a engenharia de materiais? Como ela pode impactar nos resultados da gestão da manutenção e na competitividade industrial? Nesse artigo vamos abordar a importância dessa ciência para empresas de qualquer ramo da indústria;
A gestão eficiente da manutenção é um fator determinante para a competitividade industrial, especialmente em setores como mineração, siderurgia, papel e celulose, agricultura e geração de energia. Esses ambientes operacionais desafiadores exigem soluções que garantam a durabilidade e a confiabilidade dos equipamentos. Nesse contexto, a engenharia de materiais emerge como uma área essencial, capaz de desenvolver estratégias e tecnologias para proteger componentes críticos contra os principais mecanismos de desgaste.
Entre as soluções mais eficazes estão os revestimentos contra desgastes, que oferecem proteção localizada e customizadas às condições operacionais, prolongando a vida útil dos ativos e reduzindo custos de manutenção. Mais do que uma medida corretiva, essas tecnologias representam um diferencial estratégico na gestão de ativos industriais.
Engenharia de Materiais e o Combate ao Desgaste Prematuro
A engenharia de materiais fornece ferramentas para compreender e solucionar os desafios relacionados ao desgaste e à degradação de componentes. Esse conhecimento é aplicado em três etapas principais:
- Análise dos Mecanismos de Falha – Identificar os processos que causam a deterioração, como abrasão, erosão, corrosão e fadiga. Nesse sentido é importante o conhecimento de tribologia, que é a ciência que estuda a interação entre as superfícies. Nela, são aprofundadas as questões relacionadas à lubrificação, atrito e desgastes.
- Seleção de Materiais, Tratamentos de Superfícies e Revestimentos Adequados – Escolher materiais com propriedades específicas para resistir aos esforços mecânicos, químicos e térmicos do ambiente.
- Aplicação de Tecnologias de Proteção – Criar barreiras protetoras sobre superfícies críticas, minimizando os impactos das condições de operação.
Esse ciclo de análise e intervenção permite customizar os componentes às demandas operacionais, prevenindo falhas prematuras e otimizando o desempenho do sistema como um todo.
Desafios de Desgaste e Como os Revestimentos Atuam
Em ambientes industriais, os componentes estão sujeitos a diversos mecanismos de desgaste que comprometem sua integridade. Entre os mais comuns pode-se destacar os seguintes
- Desgaste por Abrasão: Resulta do atrito com partículas duras, como minério e areia.
- Desgaste por Erosão: Ocorre pelo impacto de partículas transportadas por fluidos, como lama ou água.
- Desgaste por Corrosão: É causada por reações químicas com substâncias corrosivas ou umidade.
- Desgaste por Cavitação: Decorre da formação e colapso de bolhas em líquidos, típica em bombas e turbinas hidráulicas.
- Desgaste por Impacto: Provocado por choques mecânicos repetitivos e cargas elevadas.
Para combater esses mecanismos, os revestimentos contra desgastes criam uma camada protetora que resiste a essas agressões, preservando a integridade do material-base.
A Engenharia de Materiais e as Tecnologias de Revestimento Contra Desgastes e Suas Aplicações
A aplicação de revestimentos contra desgastes utiliza processos avançados para garantir aderência, resistência e precisão. Atualmente, existem diversas tecnologias disponíveis. Abaixo vão ser abordadas a três que vem sendo amplamente utilizadas. Elas atualmente são definidas com tecnologias de manufatura aditiva por conseguir aportar ligas complexas em substratos não necessariamente nobres, o que pode fazer com que as empresas tenham uma grande economia.
1. Aspersão Térmica
Essa técnica projeta materiais metálicos, compostos ou cerâmicos fundidos sobre uma superfícies preparada, formando uma camada protetora unida mecanicamente. A grande vantagem desse processo é a possibilidade de aplicar revestimentos sem ocasionar alterações na estrutura da peça.
2. PTA (Plasma Transfer Arc)
Utiliza um arco plasma para fundir e depositar materiais altamente resistentes sobre a superfície do componente. Esse processo aplica revestimentos espessos (a partir de 1 mm de camada) com elevadíssima resistência ao desgaste por abrasão e impacto. Muito utilizado para revestir peças de equipamentos de mineração, siderurgia, indústria de fabricação de cimento e agricultura.
3. Laser Cladding
Emprega um feixe de laser para fundir materiais com precisão, criando uma camada protetora com mínima distorção térmica. Esse processo tem a capacidade de aplicar camadas finas ( a partir de 0.3 mm de espessura ) com união metalúrgica ao substrato. Seu baixo aporte térmico permite a aplicação de revestimentos com essas características em peças com pouca massa, sem ocasionar deformação.
Impactos Diretos da Engenharia de Materiais na Gestão da Manutenção
Os revestimentos contra desgastes trazem impactos positivos e mensuráveis para a manutenção industrial:
- Redução de Paradas Não Programadas – Componentes protegidos apresentam menor incidência de falhas, permitindo maior controle sobre os cronogramas de manutenção.
- Aumento da Vida Útil dos Equipamentos – A resistência aprimorada reduz a necessidade de substituições frequentes.
- Diminuição dos Custos Operacionais – Menos reparos emergenciais e maior previsibilidade orçamentária.
- Melhoria na Produtividade – Equipamentos mais confiáveis operam de forma contínua, otimizando processos produtivos.
- Sustentabilidade e Eficiência – Recuperar componentes desgastados reduz o consumo de matéria-prima e os impactos ambientais.
Estudos de Caso: Resultados Reais com Revestimentos Contra Desgastes
Caso 1 – Mineração: Prolongamento da Vida de Britadores
Desafio: Equipamentos sujeitos a abrasão intensa apresentavam falhas recorrentes a cada 6 meses.
Solução: Aplicação de revestimentos por aspersão térmica.
Resultado: A vida útil foi triplicada, reduzindo paradas e custos com reposição.
Caso 2 – Agricultura: Equipamentos Mais Confiáveis Durante a Safra
Desafio: Eixos de máquinas agrícolas falhavam durante operações críticas.
Solução: Revestimento por PTA, aumentando a resistência à abrasão.
Resultado: A durabilidade cresceu 40%, permitindo maior disponibilidade durante a colheita.
Caso 3 – Siderurgia: Resistência ao Calor e à Abrasão em Rolos Transportadores
Desafio: Rolos transportadores sofriam desgaste precoce por calor e atrito.
Solução: Revestimento por laser cladding com materiais resistentes ao calor.
Resultado: O intervalo entre substituições dobrou, reduzindo os custos operacionais.
A engenharia de materiais oferece ferramentas essenciais para lidar com os desafios enfrentados na gestão de manutenção. Os revestimentos contra desgastes, aliados ao conhecimento técnico sobre mecanismos de falha, transformam componentes vulneráveis em ativos de alto desempenho e longa durabilidade.
Mais do que reduzir custos, essa abordagem permite aumentar a confiabilidade operacional e impulsionar a produtividade industrial. Em um cenário onde a eficiência e a sustentabilidade ganham cada vez mais relevância, investir em tecnologias avançadas de revestimento é um passo estratégico para garantir competitividade e crescimento sustentável no longo prazo.
