Centro que abriga Sirius fecha acordo com maior produtor de nióbio do mundo para desenvolver supercondutores; entenda

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Aplicação da liga que será objeto de estudo inclui o próprio acelerador de partículas brasileiro, bem como pode ampliar o mercado de produtos com maior valor agregado que usam o metal. 
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Por g1 Campinas e região
08/10/2021 06h45 Atualizado há 4 horas
Postado em 08 de outubro de 2021 às 10h45m

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Sirius, laboratório de luz síncrotron de 4ª geração em Campinas (SP) — Foto: Nelson Kon

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), que abriga o superlaboratório Sirius, em Campinas (SP), fechou acordo para pesquisa e desenvolvimento de materiais supercondutores com a CBMM, empresa brasileira que é a maior produtora de nióbio do mundo. Além de aplicação no próprio acelerador de partículas brasileiro, a liga de nióbio-titânio que será objeto dos trabalhos poderá ser utilizada em aplicações variadas, incluindo áreas médica, elétrica e eletrônica, entre outros.

O anúncio oficial do acordo entre CNPEM e CBMM faz parte da agenda do presidente Jair Bolsonaro, que visita Campinas (SP) nesta sexta-feira (8) para participar de uma feira de nióbio e inaugurar estruturas do Sirius.

Atualmente o Brasil é o maior produtor de nióbio do mundo, sendo que 80% desse mercado é atendido pela CBMM. Apesar de dominar o mercado, não é o único país a explorar o metal. "O nióbio não é raro", destaca a companhia. Há pelo menos 85 jazidas quantificadas no mundo, incluindo Canadá , Austrália, Rússia, Estados Unidos e diversos países da África.

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O metal é usado principalmente na produção de aços especiais e superligas, sendo empregado atualmente em automóveis, turbinas de avião, gasodutos, navios, aparelhos de ressonância magnética, aceleradores de partículas, lentes e até piercings e bijuterias.

A CBMM é a maior produtora mundial de nióbio; cerca de 80% de todo o nióbio que é vendido no mundo é produzido em Araxá (MG) — Foto: Fabio Tito/G1

Enquanto o CNPEM busca o desenvolvimento dos supercondutores para aplicação no próprio Sirius e também como parte do acordo de cooperação com a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), responsável pela operação do maior colisor de partículas do mundo, a CBMM vê na parceria a possibilidade de ampliar a demanda mundial por nióbio, criando oferta de produtos com maior valor agregado.

"Há uma sinergia muito grande. Nossos interesses são comuns, passam pelo desenvolvimento de tecnologia. Mas aplicação de supercondutividade não é nosso negócio, a gente pode ajudar na metalurgia das ligas a base de nióbio. Esses produtos vão beneficiar o mercado, e criar nichos para outras empresas e novas tecnologias", pontua Rodolfo Morgado, gerente de produtos especiais da CBMM.

Do total de negócios da CBMM com nióbio, 95% envolvem aplicações do aço, e apenas 5% vão para aplicações de produtos especiais, que incluem usos em equipamentos médicos, como ressonâncias, além da indústria de energia e aeroespacial. Essas aplicações representam 10% da receita da empresa.

"Nosso desafio é a demanda, principalmente a com maior valor agregado. O mercado mundial hoje é da ordem de 100 mil toneladas de nióbio por ano, e a CBMM tem capacidade de produzir 150 mil toneladas, ou seja, conseguiria sozinha atender a toda demanda sem outro player", explica Morgado.

 
Nióbio — Foto: Infografia: Juliane Souza/G1

Tecnologia necessária

Gerente de engenharia e tecnologia do CNPEM, James Citadini destaca que o pauta sobre materiais supercondutores existe desde antes da concepção do Sirius. Parte da tecnologia que será necessária para montagem de futuras linhas de pesquisa dependem de materiais com essas especificidades, e a busca pela parceria para desenvolvimento foi uma solução encontrada.

Enquanto a CBMM entra com o produto e conhecimento na metalurgia do nióbio, os pesquisadores brasileiros contam com o know-how do CERN para avançar no desenvolvimento de supercondutores - recentemente o Brasil foi aceito como membro associado do CERN, que opera Grande Colisor de Hádrons (LHC), maior colisor de partículas do planeta, trabalha no projeto do Futuro Colisor de Hádrons (FCC), uma infraestrutura quatro vezes maior, com cerca de 100 quilômetros de extensão, e que vai depender desse tipo de material.

Segundo Citadini, por conta dessa troca de conhecimento, um trabalho que poderia levar anos para desenvolvimento de um projeto conceitual de um novo ímã supercondutor que deve ser usado no Sirius, foi concluído em seis meses.

"O desenvolvimento do projeto era previsto em três anos, sendo que o primeiro seria dedicado a parte conceitual, mas isso ocorreu em seis meses. Eu tenho como meta ter um protótipo funcional desse imã no final de 2022", avisa Citadini. 

O que é o Sirius?

Sirius: maior estrutura científica do país, instalada em Campinas (SP). — Foto: CNPEM/Sirius/Divulgação

Principal projeto científico do governo federal, o Sirius é um laboratório de luz síncrotron de 4ª geração, que atua como uma espécie de "raio X superpotente" que analisa diversos tipos de materiais em escalas de átomos e moléculas.

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Além do Sirius, há apenas outro laboratório de 4ª geração de luz síncrotron operando no mundo: o MAX-IV, na Suécia.

Para observar as estruturas, os cientistas aceleram os elétrons quase na velocidade da luz, fazendo com que percorram o túnel de 500 metros de comprimento 600 mil vezes por segundo. Depois, os elétrons são desviados para uma das estações de pesquisa, ou linhas de luz, para realizar os experimentos.

Esse desvio é realizado com a ajuda de imãs superpotentes, e eles são responsáveis por gerar a luz síncrotron. Apesar de extremamente brilhante, ela é invisível a olho nu. Segundo os cientistas, o feixe é 30 vezes mais fino que o diâmetro de um fio de cabelo.

Entenda como funciona o Sirius, o Laboratório de Luz Síncrotron — Foto: Infográfico: Juliane Monteiro, Igor Estrella e Rodrigo Cunha/G1

• Campinas

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