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02|04|2009 - 11h02Física de plasmas ganha grupo de pesquisa no CTBE

Lâmpada de plasma.

O engenheiro Jayr de Amorim Filho coordenará trabalhos com plasmas no setor de etanol de cana-de-açúcar.

A partir deste mês o Centro de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) inicia suas atividades de pesquisa em um novo campo: a física de plasmas. A equipe que trabalhará esse tema começa a ganhar forma com a contratação do seu coordenador, o engenheiro e militar (professor do Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA) Jayr de Amorim Filho (clique aqui para visualizar o Currículo Lattes de Amorim).

Os plasmas são considerados o quarto estado fundamental da matéria, pois possuem propriedades diferentes de líquidos, sólidos ou gases. Entre suas características, a mais importante é sua tendência a permanecer eletricamente neutro, equilibrando cargas elétricas negativas e positivas em cada porção de volume da matéria.

Apesar de pouco conhecidos pelo público leigo, estima-se que 99% da matéria do universo esteja no estado de plasma. Estrelas, auroras polares e relâmpagos são alguns exemplos naturais desse estado da matéria. Nas bancadas de laboratório, o estudo de plasmas ganhou destaque a partir de 1970, graças ao desenvolvimento da microeletrônica. Atualmente, um terço do processo de produção de um micro processador acontece em ambiente de plasma.

Entretanto, quem desenvolve pesquisa com etanol de cana-de-açúcar pode se perguntar: o que plasmas têm a ver com cana? Amorim tem a resposta. “Quando Marco Aurelio (Pinheiro Lima) assumiu a direção do CTBE ele me solicitou uma pesquisa sobre como os plasmas poderiam auxiliar no pré-tratamento do bagaço de cana. Descobri que tais técnicas de tratamento convencionais geralmente utilizam processos químicos não seletivos. Trabalhos com plasmas de baixa temperatura por outro lado, conseguem gerar (selecionar) alguns radicais importantes à eficácia dos pré-tratamentos, como moléculas O₂ e OH”.

Diante deste cenário, uma das frentes de pesquisa do grupo de plasmas do CTBE será voltada à produção de plasmas que otimizem as operações de pré-tratamento e fermentação da cana-de-açúcar em etanol. Outras duas linhas serão trabalhadas: uma estudará a ignição do álcool em motores automotivos e a outra desenvolverá métodos de tratamento de superfícies por meio de plasmas.

Sobre a primeira frente de estudos Amorim comenta que não se têm até o momento pesquisas que detalhem a explosão do etanol dentro do pistão de um motor. “Para a gasolina já se utilizou técnicas ópticas para filmar o processo e analisar a temperatura interna do pistão ao longo da sua compressão. Já para o etanol há uma forte carência de trabalhos dessa espécie”, explica o pesquisador.

Visando sanar essa deficiência Amorim iniciou alguns experimentos enquanto ainda trabalhava no ITA. Sua equipe produziu uma fonte de tensão inteligente para estudar o plasma de centelha gerado no disparo da vela de um motor movido a etanol (clique aqui para assistir a um vídeo do experimento). O objetivo é compreender melhor esse plasma em suas três etapas de produção, a fim de otimizar o processo como um todo.

Já a finalidade da terceira linha de pesquisa é aumentar a resistência da superfície de equipamentos usados na hidrólise da cana através do tratamento com plasmas. Materiais altamente corrosivos (como alguns tipos de ácidos) são inseridos dentro de reatores para tornar possível a quebra dos polissacarídeos da planta em açúcares simples fermentáveis. Segundo Amorim, os plasmas são capazes de aumentar a resistência de superfícies metálicas à corrosão, ampliando a vida útil destes equipamentos.

O formato da equipe que trabalhará com plasmas dentro do CTBE ainda está sendo analisada pela diretoria do Centro. Para o coordenador do grupo o ideal seria ter um pesquisador responsável por cada uma das três linhas de pesquisas, além de alunos de pós-graduação com experiência na área. Tão logo estejam prontas as instalações do CTBE, Amorim acredita será necessário não mais que um ano para aparecerem os primeiros resultados das pesquisas do seu grupo. Projetos temáticos foram apresentados à agências de fomento brasileiras e colaborações com grupos de pesquisas europeus já estão em andamento.

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