Desde o seu advento a indústria automotiva achava que sua principal ameaça seria o esgotamento das reservas de petróleo. Mas a evolução contínua da tecnologia de extração dessa matéria prima foi espantando esse fantasma ao longo do tempo. Cada pico na cotação no petróleo motivou a exploração de reservas mais distantes e também a evolução da tecnologia de sua extração. O último deles viabilizou a extração de gás natural por fratura hidráulica das rochas de xisto, reconduzindo os EUA. ao clube das potências petrolíferas de primeira grandeza. Portanto, assim como a Idade da Pedra não acabou por falta de pedra, tudo indica que a Era do Petróleo não vai acabar por falta de óleo.

De fato: o fantasma da escassez foi substituído pelo espectro das mudanças climáticas disparadas pela elevação do teor de gás carbônico na atmosfera, situação criada principalmente pelos gases resultantes da queima de combustíveis fósseis. A reação tecnológica foi imediata, com a retomada do uso de biocombustíveis e o início da busca por processos de conversão do gás carbônico em matéria prima para a fabricação de hidrocarbonetos. A criação de um círculo fechado entre geração e consumo do gás carbônico seria a solução ideal, mas a termodinâmica teima em dificultar a versão sintética desse Santo Graal, já que esse gás é uma das substâncias mais estáveis do ponto de vista químico. A Mãe Natureza quebra esse galho através da fotossíntese, mas sempre há um porém: nem sempre o uso dos biocombustíveis é viável economicamente e sempre resta a questão ética de se usar terras para produzir combustíveis ao invés de alimentos para um mundo faminto.

No momento, a alternativa mais popular para esse problema vem sendo o carro elétrico. Ele não chega a ser novidade: na aurora dos automóveis esse tipo de propulsão rivalizou seriamente com os motores à explosão, até por ser mecanicamente mais simples. Carros elétricos eram os preferidos das senhoras de então, pois, ao contrário do motor à explosão, não havia a necessidade de se dar partida à manivela, algo complicado e que demandava bom esforço físico. Mas o carro elétrico foi derrotado pela baixa capacidade de suas baterias, que não eram capazes de armazenar a mesma quantidade de energia que era proporcionada por um tanque de gasolina de igual volume.

Recentemente têm sido anunciados avanços notáveis, como o modelo 3 da Tesla, que teria autonomia para rodar 500 km com uma carga de bateria. Notícias desse tipo vêm animando vários países – e mesmo fabricantes de automóveis – a propor datas para o término da fabricação de veículos movidos a motores a explosão. Os prazos propostos são ambiciosos, mas a imensa estrutura industrial e comercial baseada nos motores a explosão é um formidável contraponto a essas profecias. Além disso, de onde virá a eletricidade necessária para movimentar milhões de automóveis? Seria inútil usar carros elétricos se sua energia vier de usinas termelétricas – a geração de gás carbônico só mudaria de lugar. E todas as demais formas de geração de energia elétrica possuem ressalvas do ponto de vista ambiental, em maior ou menor nível de gravidade.

De toda forma, o aumento do grau da eletrificação da mobilidade parece inevitável. Essa mudança radical precisa ser considerada seriamente pela siderurgia, pois o mercado automotivo é um dos seus clientes mais importantes – e, no mundo, há usinas que dependem exclusivamente dele. Afinal, trata-se da produção em grandes volumes de aços sofisticados, de alta qualidade e valor agregado – ou seja, garantia de bons lucros numa situação de superprodução que não parece que se resolverá a curto prazo.

No caso da siderurgia de produtos planos, não há muita novidade, exceto a exacerbação da necessidade de redução de peso das carrocerias e componentes estruturais dos carros elétricos, já que a autonomia de suas baterias constitui seu principal ponto fraco. Já para os produtores de aços de engenharia e seu principal cliente, o setor metalmecânico, a situação não é promissora: a mecânica de carros elétricos é bem mais simples, pois seus motores simplesmente já se encontram incorporados a um eixo, que pode ser o da própria roda do carro. Por sua vez, um motor a explosão é uma traquitana autodestrutiva, cuja energia vem de pulsos causados por detonações de combustível, a qual tem de ser convertida em propulsão através da movimentação de bielas, virabrequins, caixas de transmissão, eixos e diferenciais; além disso, ele precisa do apoio de sistemas de lubrificação, refrigeração e exaustão. De repente, com o carro elétrico, tudo isso passa a ser desnecessário – e o impacto no setor metalomecânico seria profundo, pois a gigantesca demanda por inúmeros componentes mecânicos simplesmente despencaria.

Mas o panorama pode ser ainda mais preocupante, pois mudanças ainda mais radicais na mobilidade estão apontando no horizonte. O carro está deixando de ser um símbolo de status da classe média, particularmente nos países desenvolvidos. Afinal, o custo para se manter um automóvel – entre depreciação, utilização, manutenção e impostos – representa uma fração significativa no orçamento familiar e das empresas. Cada vez mais a independência e liberdade que ele proporciona transformam-se em stress quando se trafega nas grandes cidades ou nas rodovias em fins de semana e feriados. Por que não, então, pensar na mobilidade de forma mais pragmática e racional, como um serviço ao invés de um bem? As novas tecnologias digitais, que criaram caronas de baixo custo com serviço melhorado, constituem um exemplo dessa nova tendência. Outra é o aluguel de carros a longo prazo a preços mais favoráveis do que os decorrentes de sua posse. Isso podem ser indícios do começo de um processo de desintoxicação automotiva que poderá afetar profundamente o setor, ainda mais se os carros com direção autônoma conseguirem se impor no mercado. Assim como já não mais precisamos ter CDs e DVDs em casa, alugaremos um carro autônomo quando precisarmos nos deslocar e deixaremos as vicissitudes do trajeto por conta dele. Isso certamente irá provocar mudanças profundas na quantidade e tipo de carros que serão vendidos no futuro. E Gaia agradeceria bastante pela menor carga ecológica imposta ao planeta.

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A síndrome do “nada mais há a inventar” é tão atraente quanto perigosa – afinal, essa foi a justificativa que o diretor do departamento de patentes dos EUA fez ao solicitar o fechamento de sua repartição em 1899. Pode até ser que não mais voltarão os tempos das então revolucionárias descobertas sobre a metalurgia física das ligas metálicas, ocorridas nos anos 1930 e 1940, mas certamente ainda há muito espaço para inovações em siderurgia.

Pode-se começar citando uma tendência já exaustivamente mencionada neste espaço: a necessidade de se desenvolver aços com maior resistência mecânica, mas mantendo a conformabilidade das suas versões comuns, de forma a permitir a fabricação de peças com formato complexo, mas com menor peso, visando reduzir o consumo de energia pelos automóveis e a consequente redução da geração do gás carbônico, causador do efeito estufa. Isso também é importante para os futuros carros elétricos, já que a capacidade de suas baterias continua a ser um problema crítico.

Além disso, há outras motivações para as atividades de P&D. Não basta fabricar o aço, é necessário produzi-lo em massa, com qualidade consistente e sob o menor custo possível. Isso requer o aperfeiçoamento dos processos de sua fabricação, quando não de abordagens disruptivas, o que também implica em atividades de Pesquisa e Desenvolvimento para entender os fenômenos metalúrgicos, físicos e químicos por trás deles. E convém lembrar que alguns produtos siderúrgicos muito sofisticados, com alto retorno financeiro, são produzidos em quantidades muito pequenas para atender nichos de mercado. Geralmente essa demanda acaba sendo atendida exclusivamente pelas primeiras poucas usinas que conseguem desenvolvê-los satisfatoriamente e fabricá-los de maneira consistente e econômica, inviabilizando sua exploração posterior pelos demais concorrentes.

Os recursos analíticos hoje disponíveis aos pesquisadores são muito mais poderosos do que os existentes na chamada “era de ouro” da metalurgia. As máquinas para simulação de processos industriais estão cada vez mais acessíveis e dispondo de recursos sofisticados para aquisição de dados. O avanço da microscopia eletrônica e da difração de raios X permite hoje caracterizar microestruturas com maior precisão e riqueza de detalhes. Esse vasto manancial de informações, devidamente explorado e analisado, gera insights vitais para o desenvolvimento de produtos revolucionários e processos mais eficazes.

Não bastasse isso, os recursos da Indústria 4.0 transformaram o próprio chão de fábrica num laboratório de pesquisa. A ampla disponibilidade de dados de processo, associada às poderosas técnicas de análise estatística por mineração de dados e aos inúmeros recursos de modelamento matemático (elementos finitos, redes neurais, lógica nebulosa, algoritmos genéticos…) permitem não só otimizar os processos, como também estabelecer correlações confiáveis entre seus parâmetros e as propriedades do produto obtido, permitindo uma operação econômica com mínima geração de rejeitos ou degradação da qualidade.

Tudo isso já vem ocorrendo na siderurgia mundial. A única diferença em relação ao passado é que as atividades de pesquisa e desenvolvimento mudaram de lugar, acompanhando o deslocamento da produção siderúrgica mundial. Os autores chineses, seguidos pelos coreanos e hindus, passaram a dominar o conteúdo dos tradicionais periódicos técnicos de metalurgia, refletindo uma febril atividade de Pesquisa e Desenvolvimento. Afinal, não foi por acaso que a Posco foi considerada este ano a siderúrgica mais competitiva do mundo. Um real apoio à inovação e sua aplicação à prática industrial é um dos fatores essenciais que faz a diferença entre uma empresa ser líder ou liderada.

Por outro lado, novidades dão conta de um ressurgimento da Pesquisa e Desenvolvimento mesmo nos países aparentemente cansados de siderurgia, apesar (ou, talvez, por isso mesmo) das restritas margens de lucro decorrentes da super-oferta de aço nos mercados mundiais. A AK Steel, nos EUA, inaugurou em Maio último um novo centro de pesquisa, devidamente equipado com recursos científicos e com arquitetura moderna que viabiliza uma interação permanente entre pesquisadores, de forma a promover a consequente troca de ideias e inovações. Por sua vez, em Junho deste ano a austríaca Voest Alpine anunciou a construção de um novo centro metalúrgico voltado para o desenvolvimento de aços longos em Donawitz, com 2.800 m², o qual suplementará as atividades de P&D na área de aços planos que já ocorrem em outro centro, este localizado em Linz. A ênfase desse novo centro será o desenvolvimento de novos aços com maior resistência mecânica, menos peso e maior resistência à corrosão. Ele disporá de instalações para a elaboração de corridas com até quatro toneladas de aços experimentais, as quais serão processadas em linhas industriais normais de laminação de arames, trilhos e tubos sem costura, de forma a verificar rapidamente seu desempenho sob condições reais.

E também no Brasil há notícias promissoras neste setor. Só para citar alguns exemplos, tem-se a implantação do centro regional de P&D da ArcelorMittal, em Vitória (ES), que vem ocorrendo desde 2015. Também é digno de nota um ambicioso programa de reequipamento ora em curso no Instituto Senai de Inovação em Metalurgia e Ligas Especiais, do Centro de Inovação e Tecnologia SENAI-FIEMG, Campus CETEC, em Belo Horizonte (MG). Essa modernização inclui desde equipamentos voltados para a elaboração de ligas metálicas, passando pela simulação da conformação mecânica e soldagem, até sua caracterização detalhada do ponto de vista mecânico e microestrutural.

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Assim era em 1982 e, talvez justamente pelo difícil acesso ao conhecimento, as usinas siderúrgicas estatais dispunham de magníficos Centros de Informações Técnicas, que procuravam, tanto quanto possível, manter livros e coleções de periódicos de todas as áreas de conhecimento que pudessem ser úteis às usinas e manter a memória técnica das inovações desenvolvidas na planta visando seu patenteamento ou, pelo menos, evitar que a roda fosse inventada mais de uma vez. Além disso, esses centros publicavam seus próprios boletins técnicos siderúrgicos, uma versão mais elaborada do CIS-Doc. Ainda assim, para os padrões de hoje, os recursos da época pareciam coisa da época das caravelas. Uma simples pesquisa bibliográfica sobre uma questão metalúrgica requeria numerosas e tediosas consultas aos boletins mensais do Metal Abstracts (em papel!) – que, muitas vezes, só conseguiam identificar alguns poucos artigos dentro do tema procurado, sendo que os mais interessantes geralmente eram escritos numa língua exótica, como servo-croata, russo ou chinês…

Mas essa situação digna do século XIX ia mudar rapidamente: os microcomputadores tornaram-se comuns em meados da década de 1980 e, já em 1987, a incipiente tecnologia digital da época permitia a execução de pesquisas bibliográficas diretamente na base de dados metalúrgica do METADEX – ainda que a custos muito altos, tanto da permissão para acesso a essa base, como da ligação telefônica internacional para estabelecer a comunicação dos dados. Portanto, nada de estilo Glauber Rocha, “uma ideia na cabeça e um teclado na mão”: naquela época a estratégia de uma busca era exaustivamente elaborada e refinada manualmente no papel antes do “grand finale” digital.

Os centros de informações técnicas sofreram bastante com a crise econômica dos anos 1980 e também com a privatização na década seguinte – uma vez que eles não executavam atividades-fim das usinas siderúrgicas, seus recursos e efetivos foram bastante reduzidos. Em compensação, o acesso à internet tornou-se público e relativamente barato a partir de 1996, criando a possibilidade de contato direto entre leitores e publicações, sem intermediários. Ainda assim, a digitalização plena das publicações demoraria a ocorrer, só se tornando comum alguns anos depois. E, embora cada revista possua seu motor de busca, o Google e sua versão acadêmica aumentaram enormemente as possibilidades de busca sobre informações técnicas. Hoje não mais preciso ir à biblioteca para saber o que está publicado no mundo – as próprias revistas me enviam o índice dos últimos artigos disponíveis.

Não bastasse essa facilidade de busca e transferência de informações, o fim do comunismo e a globalização fizeram com que muitos países atrás da cortina de ferro se abrissem para o mundo, passando a publicar seus artigos em inglês para que eles sejam aproveitados em escala global. O resultado foi um enorme aumento no número de trabalhos publicados em todas as áreas do conhecimento, particularmente de autores chineses. Mas o problema se inverteu: da falta passou-se ao excesso de informação, que se tornou uma commodity; saber selecionar o que ler passou a ser vital.

A identificação e transferência de informações técnicas ficaram fáceis, mas uma coisa não mudou: o custo das cópias legais continua proibitivo para pessoas físicas.  Por esse motivo, para apoiar a recente abundância de informação técnica disponível em escala global, surgiram recentemente os artigos do tipo “open access”, em que os autores, e não os leitores, pagam pela sua publicação, permitindo sua distribuição gratuita e de forma legal. Embora haja abusos – infelizmente há editoras que não fazem qualquer análise crítica dos artigos técnicos a serem publicados, desde que sejam devidamente pagas – há muito material útil publicado dessa forma. Mas ainda resta torcer para que a área de publicações técnicas siga o mesmo rumo do streaming de música e filmes, permitindo o amplo e livre acesso a acervos gigantescos mediante o pagamento de uma módica taxa mensal.

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Uma das alternativas mais promissoras – e que, por isso mesmo, vem apresentando implantação cada vez mais acelerada, inclusive no Brasil – é a energia eólica. Como tantas outras coisas já citadas neste espaço, nada de novo sob o sol – afinal, os célebres moinhos combatidos por Dom Quixote já eram movidos a vento, bem como aqueles que no passado drenavam terras na Holanda. Ainda nos anos 1940, a família da minha mãe só conseguia ouvir rádio na fazenda se houvesse vento suficiente para que o moinho carregasse uma bateria. A única diferença é que agora o aproveitamento dessa energia se dá numa escala muito maior.

De fato, a energia eólica vem se expandindo muito rapidamente no mundo todo, tendo partido de uma contribuição desprezível nos anos 1990 até os 100 GW registrados em 2007, valor que deverá ser multiplicado por dez até 2020. Por sinal, todo o tráfego ferroviário na Holanda agora é movido por eletricidade gerada pelo vento. A capacidade de um único aerogerador pode variar desde 100 kW até 5 MW – e, quanto maior o seu porte, maior seu rendimento e lucratividade. Por este motivo, ele precisa ser instalado em alturas cada vez maiores para aproveitar os ventos mais velozes que sopram nessa região, o que implica na construção de grandes torres para suportá-lo. E, nas regiões onde o custo da terra é muito alto, a solução está na instalação dos aerogeradores no mar. Na prática, são implantados parques para geração de energia eólica, os quais reúnem dezenas de aerogeradores, não só para melhor aproveitar o potencial eólico na região, como também para gerar quantidade suficiente de energia que viabilize sua introdução no sistema elétrico integrado. Tudo isso requer grandes estruturas que precisam suportar altas solicitações mecânicas – uma aplicação onde as propriedades do aço caem como uma luva.

Dentre todas as formas de geração de energia, a eólica é a que mais emprega aço e ligas ferrosas, em torno de 300 toneladas por MW instalado. Os principais componentes siderúrgicos de um aerogerador típico, com 100 metros de altura e capacidade de 5 MW, são a torre (que pesa 750 t, feita com chapas grossas de aço, correspondendo a 26% do custo), a caixa de transmissão (63 t, peças forjadas de aço e de ferro fundido, 13%), o transformador (chapas de aço elétrico, 3,5%) e gerador (17 t, peças forjadas de aço, 3,4%), além de várias outras aplicações com menor participação no custo. No caso de torres instaladas no mar, são necessários pilares e fundações para ancoramento adicionais, o que agrega mais 200 a 700 toneladas de aço ao projeto da unidade, dependendo da profundidade do mar no local da instalação.

Como não poderia deixar de ser, as grandes quantidades envolvidas de materiais sofisticados e a multiplicação dos parques para geração de energia eólica no mundo todo criaram um mercado muito atraente, atiçando a competição entre os diversos tipos de materiais. As torres eólicas também podem ser feitas com, por exemplo, concreto. Isso estimulou uma corrida pelo aperfeiçoamento dos materiais existentes para atender as aplicações específicas do setor eólico, não só em termos de suas propriedades finais, como também da redução de seu peso e facilidade de seu processamento. Este último fator é muito importante, pois não é raro que os parques eólicos sejam implantados em regiões remotas, de difícil acesso e sob condições climáticas adversas. No caso das chapas grossas usadas na fabricação das torres e demais estruturas, os aços ao carbono comuns foram substituídos pelos microligados com maior nível de resistência mecânica, o que permite reduzir sua espessura sem afetar sua resistência mecânica, nem à fadiga. Os eixos e seus cubos, bem como as carcaças das caixas de transmissão, feitos anteriormente com ferro fundido dúctil, são agora feitos com uma versão austemperada desse material (ADI); as engrenagens da caixa de transmissão passaram a ser feitas com aço microligado para cementação, permitindo reduzir o tempo e custos desse tratamento termoquímico.

Mas isso é só o começo. Ainda há muito espaço para a evolução dos materiais usados na geração de energia eólica.

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A urgência em se dispor de energia barata – e, agora, também ecologicamente sustentável – vem motivando o desenvolvimento de novas maneiras de se obtê-la, aproveitando-se a luz e calor do sol, como também a força dos ventos e das marés. Também está sendo proposto o uso do hidrogênio como portador dessa energia, para uso em motores de combustão interna ou na geração direta de eletricidade em células de combustível. Mas o guizo do gato está na obtenção econômica e ecologicamente sustentável desse gás.

A matéria-prima mais barata e óbvia, a água, é constituída por uma molécula estável e, da mesma forma como o dióxido de carbono, requer grandes quantidades de energia para ser dissociada. Mas esse problema pode ser resolvido, ao menos em parte, usando-se a energia eólica gerada fora dos horários de pico, que não poderia ser aproveitada de outra forma. E os desenvolvimentos nessa área continuam seguindo.

A viabilização de uma economia baseada no hidrogênio como fonte de energia implica em muitos desafios, sendo um dos principais o desenvolvimento de materiais adequados para os equipamentos usados na síntese desse gás, bem como para seu transporte e armazenamento. Mas já há muito tempo a siderurgia vem lidando com os problemas causados pelo hidrogênio, já que os aços usados nos dutos e tanques de hidrocarbonetos líquidos e gasosos são sujeitos ao ataque por esse gás. O ácido sulfídrico úmido, presente em quantidade crescente à medida que uma jazida petrolífera vai sendo explorada, dissocia o hidrogênio molecular em atômico sobre a superfície interna dos tubos de aço.

Uma vez que o átomo de hidrogênio é extremamente pequeno em relação ao do ferro, ele acaba por entrar na parede do tubo e se difunde em seu interior, fragilizando o aço. Além disso, o hidrogênio eventualmente pode ser capturado em heterogeneidades da microestrutura, tais como vazios de solidificação, inclusões não-metálicas, precipitados, interfaces entre ferrita e cementita, etc.

Conforme a eficiência dessas armadilhas, pode ocorrer a recombinação do hidrogênio atômico (H+) em molecular (H2), bloqueando definitivamente sua difusão pelos átomos de ferro. Isso leva facilmente ao acúmulo de quantidade suficiente de hidrogênio para gerar pressão superior ao limite de resistência do aço, nuclear uma trinca e, se o material usado no tubo não for suficientemente tenaz, ela poderá se propagar e eventualmente danificar significativamente o tubo.

Por esse motivo, os dutos que devem trabalhar sob tais condições – ou seja, sob o chamado sour service – precisam apresentar microestrutura a mais homogênea possível, baixos teores de elementos residuais como fósforo e enxofre, minimização da presença de inclusões não-metálicas e globulização das que permanecerem no metal. Tudo isso exige processos de refino, solidificação e laminação extremamente sofisticados, mas cujo custo precisa ser minimizado dentro da situação de competição ultradarwiniana que caracteriza os tempos atuais da siderurgia mundial. Poucas usinas no mundo conseguem produzir esse material com lucro, mas o Brasil acaba de instalar uma linha bastante moderna para refino de aço e laminação de chapas grossas que tem todas as condições para vencer esse desafio.

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A busca por materiais cada vez mais eficientes, particularmente para as aplicações automotivas, continua derrubando velhos paradigmas metalúrgicos. Até o momento, a grande maioria das ligas metálicas para uso comercial é constituída por um elemento principal – que, no caso dos aços, é o ferro – e por outros elementos coadjuvantes. Este procedimento permite obter ligas com propriedades tecnológicas adequadas, tanto do ponto de vista da resistência mecânica como da ductilidade.

Essa abordagem, apesar de bastante eficaz, geralmente impõe um balanceamento entre resistência mecânica e ductilidade. Ou seja, ao se modificar a liga para se melhorar uma dessas propriedades, fatalmente a outra será prejudicada. A busca por um balanceamento mais flexível entre essas duas propriedades conflitantes vem promovendo um intenso trabalho de desenvolvimento que, no caso dos aços, levou à concepção de produtos cada vez mais sofisticados, como os aços avançados com alta resistência mecânica (AHSS, Advanced High Strength Steels).

Mas mesmo esses notáveis progressos conseguidos nas últimas décadas não têm sido suficientes para bloquear o avanço de materiais alternativos, como alumínio, magnésio e polímeros, nas aplicações tradicionais do aço. Essas novas opções vêm se impondo de forma lenta mas inexorável, especialmente na área automotiva. A metalurgia dos aços precisa continuar avançando para defender sua posição.

No presente round a abordagem adotada foi radical: desenvolver ligas onde não há um elemento principal, mas sim cinco ou mais diferentes metais com participações similares. Os átomos de todos esses elementos estão espalhados pelos reticulados cristalinos encontrados nesses materiais de forma aleatória, gerando maior grau de desordem – e, por esse motivo, eles são formalmente designados como sendo ligas com alta entropia. Uma vez que essa desordem impede que defeitos cristalinos, como discordâncias, migrem com facilidade pelo reticulado, esses novos materiais apresentam alta resistência mecânica – e infelizmente, pelo mesmo motivo, são muito frágeis, o que impede que eles possam ser usados, por exemplo, na fabricação de chapas para estampagem.

Mas, recentemente, pesquisadores do Max-Planck-Institut für Eisenforschung (Instituto Max Planck para Pesquisa Siderúrgica), na Alemanha, encontraram uma forma de conciliar alta resistência mecânica e boa ductilidade nas ligas com alta entropia. O segredo é fazer com que ocorra alteração de uma estrutura cristalina para outra quando essas ligas forem deformadas plasticamente, da mesma forma que ocorre nos aços AHSS.  Dessa maneira, parte da energia mecânica associada à deformação é absorvida de forma relativamente inofensiva, em vez de contribuir para desagregar o material. Tal característica foi conseguida pela primeira vez numa liga com alta entropia contendo 50% de ferro, 30% de manganês, 10% de cobalto e 10% de cromo, onde coexistem duas estruturas cristalinas, sendo que uma pode se transformar na outra quando o material sofre deformação, contribuindo para elevar a ductilidade do material.

Os estudos também indicaram que algumas das ligas de alta entropia apresentam razões entre resistência mecânica e peso consideravelmente melhores do que as verificadas nos materiais tradicionais, bem como melhor tenacidade e resistência à corrosão e oxidação. Ainda há muito a ser estudado sobre esses novos materiais, bem como desenvolver processos econômicos e eficazes para sua fabricação – mas, sem dúvida, trata-se de um desenvolvimento disruptivo que poderá revolucionar a Metalurgia tal como a conhecemos.

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A siderúrgica chinesa Angang, ao publicar seu balanço final de 2015, em que foi verificado um prejuízo de 4,59 bilhões de yuans (algo em torno de US$ 700 milhões), registrou em seu relatório que “em 2015, a China desacelerou seu crescimento econômico e mostrou excesso em sua capacidade de produção de aço, lançando a siderurgia doméstica e mundial numa Era do Gelo”.

Esta tragédia já era anunciada. O boom verificado no consumo chinês de aço no início do milênio pegou o setor siderúrgico mundial completamente de surpresa, já que o mesmo se encontrava virtualmente estagnado há décadas. Mas, ao mesmo tempo em que importava aço numa escala nunca vista, o país também construía siderúrgicas numa escala igualmente inédita. Bastava um pouco de atenção para constatar que a bonança tinha seus dias contados. O que não se imaginava é que a ressaca seria tão intensa: o crack de 2008 e o esgotamento do crescimento chinês fizeram a crise atingir o paroxismo.

A inundação de aço chinês a preços aviltados no mercado internacional levou de roldão as siderúrgicas dos países que não protegeram adequadamente seu setor siderúrgico. O Reino Unido é o caso mais dramático, tendo a usina de Teeside fechado em Outubro passado e o restante das usinas de aços planos posto à venda pela Tata Steel, que as tinha adquirido há menos de nove anos, em meio à euforia chinesa.

No Brasil, a Era do Gelo transformou-se na Tempestade Perfeita. Os problemas externos se somaram a uma depressão econômica causada por um governo desgovernado, incapaz de qualquer reação frente às consequências funestas dos longos anos de sua grosseira incúria econômica. Em Janeiro deste ano foi desativado todo o setor de metalurgia primária da Companhia Siderúrgica Paulista – COSIPA, encerrando meio século de produção de aço bruto na Baixada Santista. O fechamento de usinas siderúrgicas não é algo inédito no Brasil – relembre-se, por exemplo, o caso da COSIM e da Aliperti – mas isso nunca ocorreu numa escala tão grande, numa usina integrada dotada de coquerias, cuja eventual recuperação requererá enorme investimento financeiro, algo virtualmente inviável a médio prazo. Quase simultaneamente foi anunciado o fechamento de altos-fornos nas usinas da Companhia Siderúrgica Nacional – CSN e da Vallourec – que, ao menos, poderão ser reativados com relativa facilidade quando a demanda assim o exigir. Mas todas essas desativações implicaram na demissão de milhares de empregados, boa parte deles especializados, além de graves consequências econômicas nas regiões onde atuam, uma vez que todas as atividades de apoio requeridas pelas usinas não mais são necessárias.

E, se já não fosse suficientemente grave, esta situação confirmou o inferno astral da siderurgia brasileira, iniciado em Novembro passado com o rompimento da barragem de rejeitos de minério da Samarco, em Mariana (MG). A magnitude do desastre é imensa e, meses depois de ocorrido, os rejeitos continuam fluindo e poluindo centenas de quilômetros de rios e até mesmo o oceano, na foz do rio Doce. Ele já está sendo considerado como sendo o pior desastre ecológico de toda a história brasileira e, sem dúvida, está entre os maiores de todo o mundo. É decididamente impossível até tentar entender ou justificar sua extensão épica quando se lembra que tanto a Samarco como a Vale, sua controladora, são mineradoras de classe mundial e com longas décadas de experiência no ramo. Como deixaram que uma situação tão crítica assim pudesse existir? Afinal, como já disse Douglas Adams, em seu livro O Mochileiro das Galáxias: “A maior diferença entre uma coisa que pode pifar e uma coisa que não pode pifar de jeito nenhum é que, quando uma coisa que não pode pifar de jeito nenhum pifa, normalmente é impossível consertá-la”. Foi exatamente isso o que aconteceu.

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A competição entre aço e alumínio pelo mercado automotivo, que está se acirrando nos últimos tempos, tem aumentado a necessidade de se comparar as emissões de gás carbônico decorrentes do uso desses materiais na fabricação de automóvel. Uma ferramenta muito útil nesse sentido é um aplicativo para iPad desenvolvido pela ThyssenKrupp Steel Europe (www.thyssenkrupp-steel-europe.com). Ele efetua uma comparação entre materiais automotivos do ponto de vista da proteção contra alterações climáticas, tomando como base um estudo feito pela Universidade da Califórnia em Santa Barbara (EUA). O nome desse aplicativo é Autobody LCA. Ele pode ser baixado gratuitamente no site da loja iTunes, da Apple, a partir do endereço itunes.apple.com/br/app/autobody-lca/id543203333?mt=8.

O estudo no qual se baseia esse aplicativo foi comissionado pela WorldSteel (www.worldsteel.org) e revisado por especialistas independentes. Ele compara as emissões de gás carbônico provenientes de automóveis cujas carrocerias foram feitas ou com aços avançados de alta resistência (AHSS, Advanced High Strength Steels) ou com alumínio. Esse aplicativo compara não apenas as emissões ocorridas ao longo da vida útil do veículo, mas também as associadas à produção dos materiais nele usados e à sua reciclagem após seu sucateamento.

É um fato reconhecido que o alumínio é mais leve do que os próprios aços AHSS e reduz mais intensamente as emissões de gás carbônico durante a vida útil do veículo. Mas o próprio International Aluminium Institute (www.world-aluminium.org) reconhece que a produção de uma tonelada de alumínio emite cinco vezes mais gás carbônico do que mesma quantidade de aço. O estudo feito pela Universidade da Califórnia mostra, com base em hipóteses plausíveis, que essa maior emissão de gás carbônico na produção de alumínio só será compensada se o veículo feito com esse metal rodar mais de 200.000 quilômetros – que, segundo a ThyssenKrupp, está bem acima da quilometragem média percorrida por um veículo típico.

“A competição entre aço e alumínio pelo mercado automotivo tem aumentado a necessidade de se comparar as emissões de gás carbônico decorrentes do uso desses materiais na fabricação de automóvel.”

Há múltiplas premissas que podem ser adotadas no cálculo. Por esse motivo, o aplicativo desenvolvido possui uma interface gráfica muito interessante: as diversas hipóteses e dados envolvidos na fabricação e utilização do veículo são introduzidos no programa por meio de botões giratórios; o resultado final, expresso pelo número de quilômetros que um automóvel feito de alumínio deve rodar para compensar a maior quantidade de gás carbônico gerada pela obtenção desse metal, é mostrado numa espécie de “velocímetro” virtual.

É claro que os resultados desse aplicativo podem dar origem a polêmicas acirradas. Só para iniciar o debate, a emissão de gás carbônico associada à obtenção do alumínio primário (vindo de seu minério, a bauxita) depende da fonte de energia elétrica usada no processo de eletrólise envolvido. No Brasil, onde a maior parte da energia elétrica vem das hidrelétricas, é de se supor que a emissão de gás carbônico associada a ela seja pequena. Será que o resultado do modelo da Universidade da Califórnia é válido para nossas condições? Para embaralhar ainda mais a questão, há especialistas que afirmam que as emissões de gás carbônico associadas à eletricidade gerada pelas hidrelétricas podem ser superiores à gerada em termelétricas, devido à decomposição das florestas submersas pelas represas, a qual produziria uma grande quantidade de dióxido de carbono e metano, gases que promovem o efeito estufa.

Outro aspecto que também deve ser considerado é a fração de alumínio reciclado que será usada no veículo; neste caso, a emissão de gás carbônico devido à sua eletrólise não mais entra no cálculo, e sim a que está associada a sua refusão e refino.

A atual legislação ambiental nos EUA e Europa geralmente avalia os veículos em função do seu consumo de combustível, até por ser um parâmetro que é relativamente fácil de ser determinado. A partir daí é possível calcular a redução nas emissões de gás carbônico decorrentes da queima de menor quantidade de combustível por quilômetro. Por conta disso, recentemente a Ford decidiu usar massivamente alumínio na carroceria no próximo modelo de sua pick-up F-150 a ser feita nos EUA. Mas a geração desse gás durante a fabricação e reciclagem pós-vida útil dos materiais usados no veículo não é levada em conta. Infelizmente, como acabamos de ver, esse cálculo é complexo e depende de uma série de hipóteses no mínimo polêmicas. Se e como a geração do gás carbônico durante a produção e reciclagem dos materiais será incorporada às atuais leis que buscam restringir o impacto ambiental dos veículos irá depender de estudos muito bem embasados e da habilidade política dos lobbies envolvidos.

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A superoferta derrubou o preço dos produtos siderúrgicos, colocando em apuros as usinas menos eficientes, especialmente na Europa. Curiosamente, um dos países mais afetados por essa tendência foi a Grã-Bretanha, justamente o berço da siderurgia moderna. As usinas inglesas perderam pujança após a II Guerra Mundial, sendo transformadas num conglomerado que foi sucessivamente estatizado, privatizado, unido com a siderúrgica holandesa Hoogovens e, finalmente, incorporado pela Tata Steel – um evento com grande significado histórico, já que esta é a principal siderúrgica da Índia, a principal ex-colônia inglesa. Ainda assim, o declínio continuou, pois a Tata decidiu desativar uma das principais usinas inglesas, localizada em Teeside, em função de sua inviabilidade econômica. A planta conseguiu alguma sobrevida ao ser adquirida pela siderúrgica tailandesa SSI mas, com a falência desta empresa, ocorrida há alguns meses atrás, seu destino parece estar selado.

Nada é tão ruim que não possa piorar ainda mais, e a mais nova ameaça à siderurgia do Velho Mundo vem agora do imposto ambiental que a Comunidade Europeia irá cobrar pelas emissões de gás carbônico, visando a combater o efeito estufa. No caso das usinas inglesas, isso significará um acréscimo de 30 libras esterlinas (algo em torno de 47 dólares) por tonelada de aço produzida em 2030, quando a legislação estiver plenamente em vigor, o que poderá ser a sentença de morte para a siderurgia inglesa.

Uma fração significativa das emissões de gás carbônico na siderurgia ocorre durante a transformação do minério em ferro metálico. O minério de ferro é um óxido e a extração do metal requer a separação entre o oxigênio e o ferro. A forma mais viável de se fazer isso consiste em aquecer o minério sob altas temperaturas na presença do carbono, o qual “rouba” o oxigênio do ferro. Disso resulta o gusa líquido, uma liga metálica ferro-carbono, e monóxido de carbono gasoso, que geralmente é reaproveitado como combustível, sendo finalmente transformado em gás carbônico. Além disso, há outras fontes secundárias desse gás, como o refino do gusa nos conversores LD e o uso de combustíveis à base de carbono para reaquecimento de semiprodutos para a laminação a quente, tratamento térmico, etc. Estima-se que 50% do carbono usado na siderurgia se transforme em emissões de gás carbônico.

Há algumas alternativas para se amenizar esse quadro. Uma delas consiste na substituição do carbono pelo hidrogênio na redução do minério de ferro, mas essa alternativa ainda não consegue competir com o processo convencional. Outra consiste na reciclagem da sucata de aço usando fornos elétricos, suprimindo as operações de redução do minério e as correspondentes emissões de gás carbônico. Também é possível suprimir as emissões decorrentes da fusão da carga metálica se a eletricidade usada no forno não for gerada em termelétricas. Mas não é possível produzir todo o aço consumido no mundo dessa forma. Em primeiro lugar, não haveria sucata em quantidade suficiente para atender à demanda. Além disso, as sucessivas reciclagens do aço, sem diluição com ferro primário, acabam elevando os teores de elementos residuais prejudiciais à sua qualidade, tais como arsênico, zinco, estanho, antimônio e cobre.

Já que as emissões de gás carbônico são inevitáveis, a solução é conviver com elas. A indústria do plástico já começou a encarar esse problema, pesquisando rotas de síntese de seus monômeros a partir do gás carbônico. Trata-se de uma tarefa ingrata, já que o CO2 é extremamente estável do ponto de vista químico, requerendo quantidades substanciais de energia para que possa ser usado como reagente. Mas esse problema pode ser resolvido – por exemplo, usando-se as sobras de eletricidade gerada em usinas eólicas nos momentos em que há muito vento, mas pouca demanda de energia. É o que vem propondo o projeto CO2RRECT, que vem sendo desenvolvido há alguns anos na Alemanha por um consórcio constituído pela Covestro (antiga Bayer MaterialScience), Siemens e RWE Power.

Na área siderúrgica pode-se citar um projeto que vem sendo desenvolvido pela LanzaTech e Primetals Technologies, o qual tem como objetivo transformar o gás carbônico gerado nas siderúrgicas em etanol e outros insumos orgânicos por um processo de fermentação promovido por micro-organismos. Parece o mundo perfeito: a mesma usina que produz o aço usado em automóveis sintetiza o combustível para movê-los! Além disso, o álcool também pode ser usado como insumo para a indústria química – como de fato já foi usado na síntese de etileno no Brasil, primeiro pela Union Carbide na década de 1950 e, mais recentemente, pela Braskem. Conforme sua configuração, esse processo também poderá produzir outras matérias-primas para a indústria química, tais como ácido acético, acetona, isopropanol, butanol, isopreno, etc.

Esse novo processo, denominado GasFerm, já vem sendo testado desde 2008 numa planta piloto da BlueScope Steel situada na Nova Zelândia. Duas instalações entraram em operação semicomercial nas usinas chinesas de BaoSteel e Shougang em 2012, as quais produzem 400 m³ de combustível por ano.

A primeira unidade europeia para produção de bioetanol a partir de gases siderúrgicos deverá ser implementada na usina de Ghent da ArcelorMittal, com capacidade de produção de 47.000 toneladas anuais, requerendo o investimento de 87 milhões de euros. Sua operação deverá se iniciar em 2017.

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Era curioso que, naquela época, a propaganda dessa revista era concentrada numa única seção, não se misturando com a matéria redacional. Nos anos de guerra, eram muito poucos os anúncios de bens de consumo, exceto os produzidos no Brasil. Coisa compreensível, dadas as pesadas restrições que a guerra impôs ao comércio exterior. Quando muito, anúncios de automóveis com promessas para um pós-guerra ainda incerto. Por outro lado, havia inúmeros anúncios das indústrias bélicas e de base – bombardeiros, caças, estaleiros, siderúrgicas, locomotivas, material ferroviário, radares, válvulas eletrônicas, artefatos de borracha… à primeira vista, um desastre em termos de media targetting – afinal, qual leitor brasileiro iria decidir a compra (de resto, inviável…) de uma superfortaleza voadora B29 ou de reluzentes vagões Budd de aço inoxidável? Mas, certamente, esses anunciantes prestavam um apoio vital para a ofensiva psicológica que foi o lançamento da versão brasileira do Reader’s Digest numa época incerta da II Guerra.

Um dos anunciantes mais frequentes naqueles tempos de guerra era a Bethlehem Steel, um colosso siderúrgico que teve papel vital para a glória dos EUA nas duas guerras mundiais, principalmente através do fornecimento de aço e da construção de belonaves para a marinha americana. Seus anúncios frequentemente citavam a usina de Sparrows Point que, entre outras tantas coisas, estava localizada à beira-mar e podia exportar seus produtos diretamente aos seus clientes – aliás, certamente alguns deles brasileiros – sem depender do transporte terrestre e da manipulação adicional da carga, o que poderia danificá-la e atrasar seu despacho.

Essa imagem de pujança e poderio ficou bem marcada em minha cabeça de criança – afinal, era o Reader’s Digest cumprindo sua missão de influenciar corações e mentes… Portanto, foi com grande surpresa que constatei, ao iniciar minha carreira profissional, que a siderurgia americana passava por uma forte crise no início dos anos 1980. Que, na verdade, se tornou crônica ao longo dos anos. Pior: apesar de todo seu poderio, a Bethlehem Steel faliu em 2001 e, em 2003, foi adquirida, junto a outras siderúrgicas americanas quebradas, por um grupo estrangeiro. Os novos donos não se interessaram pela usina de Sparrows Point, a qual mudou várias vezes de dono – incluindo um grupo russo, o que deve ter feito McCarthy revirar-se em seu túmulo! – enquanto era desmantelada aos poucos. Atualmente, vem sendo desenvolvido um plano de remediação ambiental no local da antiga usina para dar outro destino ao seu terreno.

A derrocada de um setor que parecia ser tão vital para a vida americana foi surpreendente. Mas parece não faltar explicações para o fato: os altos custos da mão de obra sindicalizada, incluindo salários, pensões e assistência médica, herança de uma era de vacas gordas; a rápida expansão siderúrgica em escala global após a II Guerra Mundial, usando tecnologias mais avançadas, como o eficientíssimo conversor LD (Conversor ou Processo Linz-Donawitz) a oxigênio ao invés dos lerdos fornos Siemens-Martin; a industrialização mundial, antes um virtual monopólio americano e europeu; o arrocho nos preços do aço para ajudar o esforço americano na guerra do Vietnã; a perda da importância estratégica do aço, na medida em que a aviação e a eletrônica revolucionaram a arte da guerra; a competição com materiais alternativos, particularmente na indústria automotiva; a preferência dos investidores pela economia digital, com taxas de retorno muito maiores e seguras num setor (aparentemente) limpo da economia…

Os tempos mudam e, no capitalismo, glórias passadas ou gigantismo não são garantia de sobrevivência – só a lucratividade é essencial. A sobrevida de setores ineficientes através de intervenções voluntaristas somente proporciona alívio momentâneo, com consequências ainda piores a médio e longo prazo. A profunda e prolongada crise industrial brasileira parece fazer com que o espectro de Sparrows Point evoque o famoso efeito Orloff daquela propaganda de vodka: “Eu sou você amanhã”… Da mesma forma como ocorreu com a siderurgia americana, os fundamentos que impulsionaram a industrialização brasileira já não existem mais. Teremos condições de abandoná-los e criar novas condições para vencer num mundo cada vez mais esforçado, capacitado e competitivo? Ou, como já alertou Levi-Strauss, passaremos diretamente da barbárie à decadência sem conhecer a civilização?

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