Engenheiros de Aço

Dentre os muitos metais — cobre, alumínio, chumbo, estanho, magnésio, ouro, prata, platina, nióbio, tungstênio, ferro, antimônio, cromo, ligas como latão, bronze, etc. — sujeitos à capacidade de manipulação do metalurgista, um deles, o aço, é de longe o mais importante em volumes e aplicações. Talvez por isso, o aço esteja tão vinculado à profissão do engenheiro metalurgista a ponto de ser difícil, para alguns, vislumbrar a amplitude de sua atuação profissional. Desde as operações de refino do minério (atividade compartilhada com os engenheiros de minas) até as operações de montagem e acabamento (compartilhadas com os engenheiros mecânicos), há um vastíssimo campo de possibilidades para o emprego das competências dos engenheiros metalurgistas.

O aço, basicamente uma liga de ferro e carbono, foi o que deu vida à Revolução Industrial e, até os dias de hoje, desempenha um papel fundamental em toda a economia do planeta. A versatilidade é uma de suas principais características responsável por todo esse sucesso. Variando a composição química, o aço pode adquirir inúmeras propriedades diferentes, sendo que qualquer uma dessas composições, sob condições produtivas adequadas, pode assumir outras várias características, como maleabilidade, dureza, tenacidade, resistência, etc. Combinando-se composição e processamento, dá para se ter uma ideia das infinitas possibilidades de aplicação para o aço e o porquê dele ser tão largamente utilizado.

Já há algum tempo, a indústria automobilística vem se aproveitando dessa versatilidade para aumentar a eficiência ecológica dos seus veículos. Como boa parte da energia consumida por um automóvel serve apenas para locomovê-lo, ou seja, transportar sua própria massa, a diminuição de seu peso é o caminho mais natural para se obter um maior rendimento por litro de combustível consumido. Com esse propósito, os engenheiros foram chamados para realizar aquilo que melhor sabem: fazer mais com menos. Assim, muitas peças, inclusive da estrutura e lataria, foram substituídas por outras conformadas em chapas cada vez mais finas, diminuindo, assim, a quantidade de material utilizado — e, portanto, o peso das estruturas — ao mesmo tempo em que — surpreenda-se! — era melhorado o desempenho das antigas peças.

Isto só foi possível, entretanto, com o advento dos aços de alta e ultra-alta resistência que, ao contrário do que o senso comum poderia inferir, exibem tais níveis de resistência principalmente por causa de seu processamento diferenciado e não por grandes diferenças em sua composição química. Diversos passes de laminação — processo no qual o aço passa entre dois cilindros, tendo sua espessura reduzida — sob resfriamentos extremamente controlados, permitem obter chapas com resistências fora-de-série. Só para se ter uma ideia, uma chapa de aço carbono do tipo IF (Interstitial Free), comumente usado na lataria de um veículo (ou da sua geladeira), possui um limite de resistência da ordem de 300 MPa, enquanto que um aço de alta resistência multifásico (TRIP) pode atingir valores acima de 800 MPa, ou seja, mais do que o dobro.

A "mágica" fica por conta das várias fases — ordenações atômicas com propriedades distintas — presentes na mesma microestrutura do material. Diferente dos aços IF comuns, com basicamente uma única fase, os aços de alta-resistência possuem duas ou mais fases, permitindo que o material, ao se deformar, endureça segundo vários mecanismos simultâneos de endurecimento, o que o torna muito resistente, porém, não frágil — grosso modo, a fragilidade é uma contrapartida natural ao aumento de resistência.

Complexo, não? Mas tudo isso, como diriam meus colegas engenheiros, é apenas um infinitésimo de um mundo chamado metalurgia...