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outubro 15, 2021

Produtora de nióbio se une a laboratório do Sirius para fabricar supercondutores

Cerimônia marca entrega da primeira etapa do projeto Sirius | Site público


*Canaltech - 08/10/2021

A CBMM, líder mundial na produção e comercialização de produtos de nióbio, e o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) fecharam um acordo de cooperação para desenvolver materiais supercondutores à base de nióbio. O CNPEM abriga o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) onde está o Sirius, o maior acelerador de partículas do Brasil, localizado em Campinas (SP).

O objetivo do CNPEM é utilizar uma liga de nióbio-titânio, desenvolvida por meio dessa parceria, no próprio acelerador Sirius. Além disso, a CBMM vê a possibilidade de ampliar a demanda mundial por nióbio, fabricando produtos que usam o minério e que tenham um maior valor agregado.

“A CBMM atua para diversificar o mercado global de nióbio, e para isso investe cerca de R$ 200 milhões por ano em seu programa de tecnologia, sendo o segmento de supercondutores um dos mais inovadores. Não há alternativa para a produção desses materiais em grande escala que não passe pela utilização do nióbio”, afirma o gerente de Produtos Especiais da CBMM, Rodolfo Morgado.

O acordo
A ideia dos pesquisadores é aproveitar o conhecimento da CBMM na metalurgia do nióbio para avançar no desenvolvimento de materiais supercondutores. Recentemente, o Brasil foi aceito como membro associado da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), que trabalha no projeto do Futuro Colisor de Hádrons (FCC) e vai depender desse tipo de material para funcionar.

Esquema do Futuro Colisor de Hádrons (FCC) - (Imagem: Reprodução/CERN)


Com esse acordo, também será possível investir no desenvolvimento de aplicações de supercondutividade para equipamentos de alto desempenho em áreas como medicina, energia, física de partículas, engenharia elétrica e eletrônica fabricados exclusivamente em território nacional.

“Com essa parceria vamos acelerar o desenvolvimento de tecnologias disruptivas, proporcionando um ambiente de inovação em toda a cadeia produtiva. Será uma oportunidade relevante para tornar o Brasil protagonista em todo o mundo e detentor de conhecimentos avançados neste segmento”, comenta o vice-presidente da CBMM, Ricardo Lima.

Nióbio
O Brasil é o maior produtor de nióbio do mundo com 90% das reservas conhecidas. Esse metal possui alta condutividade térmica e elétrica, maleabilidade e alta resistência à corrosão. Por essas características, ele é utilizado em diversas ligas metálicas com aplicações na construção civil, indústria automobilística e aeroespacial.

Além disso, o nióbio é essencial para o desenvolvimento de materiais supercondutores que não precisam ser mantidos a temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15 °C). As ligas de nióbio-titânio — que operam em temperatura ambiente — se encaixam perfeitamente nessas exigências, podendo tornar viável a produção em escala industrial de dispositivos com supercondutividade.

Sirius
O acordo com a CBMM também prevê a utilização das ligas de nióbio-titânio no acelerador de partículas brasileiro. O Sirius é um laboratório de luz síncrotron de quarta geração que funciona como uma espécie de raio-X superpotente, capaz de analisar diferentes categorias de materiais em escala atômica.

A observação dessas estruturas é feita ao acelerar os elétrons a uma velocidade próxima à da luz, fazendo com que eles se desloquem em um túnel com 500 metros de comprimento 600 mil vezes por segundo. Esses elétrons são então enviados para um segundo acelerador, onde são reorganizados.


Já no anel principal do Sirius, os elétrons são desviados e transportados até as estações de pesquisa em forma de luz síncrotron, que, apesar de extremamente brilhantes, são invisíveis a olho nu, com feixes cerca de 30 vezes mais finos que o diâmetro de um fio de cabelo humano.

Com essa tecnologia de radiação, é possível investigar partes do corpo humano como o cérebro, desenvolver baterias menores e mais seguras, analisar o solo mais profundamente ou aprimorar os estudos geológicos para identificar e aumentar a produção de poços de petróleo em áreas subaquáticas.

“No Sirius temos como investigar as aplicações em condições excepcionais. Entender quais fatores garantem as propriedades desejadas e quais estratégias podem ser buscadas para a manufatura do material. São recursos que não tínhamos antes dessa pareceria e que pouquíssimos lugares no mundo têm”, encerra Gerente de Engenharia e Tecnologia do CNPEM, James Citadini.

Nióbio e grafeno
Em 2019, a CBMM, com 66 anos de liderança mundial em tecnologia do nióbio, realizou um investimento e se tornou acionista minoritária da 2DM, empresa de Singapura dedicada a tecnologia do grafeno. O contrato assinado pela companhia brasileira e a empresa de Singapura reforça a jornada da líder mundial em tecnologia do Nióbio no desenvolvimento de soluções inovadoras para seus clientes.

A CBMM, sediada em Araxá-MG, identificou no grafeno potencial sinergia de aplicações – uma vez que o material bidimensional pode ser utilizado em segmentos comuns ao nióbio, como o automotivo (incluindo baterias para veículos elétricos), construção e infraestrutura, aplicações eletroeletrônicas, entre outros.

Graças a décadas de investimentos em seu programa de tecnologia de processamento e de aplicação do nióbio, a CBMM alcançou a posição de líder mundial de mercado e tem sua história diretamente ligada ao desenvolvimento deste metal. É com base nessa experiência que a Companhia começa a explorar oportunidades sinérgicas ao Nióbio, elemento no qual se baseia sua produção atual.

Decidiu, então, investir na empresa 2DM, fundada dentro da Universidade Nacional de Singapura (National University of Singapore), que é o principal centro de pesquisa do grafeno na Ásia. O potencial versátil do material, derivado da grafite, vem sendo discutido ao longo dos anos e suas competências como aditivo industrial para melhorar propriedades de estruturas têm se destacado entre os materiais avançados. Protagonista dentre os materiais 2D, o grafeno é reconhecido por suas capacidades como condutor de energia, propriedades térmicas, resistência, leveza, dentre outras características que o posicionam como um dos materiais mais promissores para a próxima década.

Com essa parceria, o objetivo central da CBMM é aproveitar todas as sinergias possíveis entre o grafeno e o nióbio para ampliar as soluções para seus clientes. A companhia acredita que pode contribuir através de suas competências reconhecidas no desenvolvimento de tecnologia de materiais e suas aplicações, expansão do mercado e no desenvolvimento de clientes de presença global.

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