Técnica de resfriamento de usinagem não poluente é desenvolvida na UFU

Ferramentas refrigeradas internamente ou FRIs: este é o nome do método criado por Gustavo Fernandes, doutorando da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia (Femec/UFU) e que propõe o resfriamento do calor gerado pelo processo de usinagem por meio do uso de água.

A usinagem consiste em uma forma de fabricação que utiliza ferramentas de corte para a remoção de materiais. Por, naturalmente, gerar muito aquecimento nas peças usadas, principalmente na área de corte, um processo conhecido como fluidos de corte é usado desde o século XIX para resfriá-los.

O produto final dos fluidos de corte é muito prejudicial ao meio ambiente, por ser composto essencialmente por óleos dispersos em água que contêm mais de dez aditivos químicos diferentes.

“Essa formulação final compromete a sustentabilidade. Ambientalmente polui lençóis freáticos, solos, redes de esgoto etc. Em nível social é nociva à saúde humana, causando reações alérgicas severas e até mesmo câncer. Economicamente, representa uma parcela considerável, de 4% a 32% do custo total de manufatura”, explica Fernandes.

As FRIs aprimoradas pelo Grupo de Manufatura Sustentável (GMS), contrariam os prejuízos acarretados pelos fluidos. O método, que utiliza apenas a circulação de água no interior da ferramenta para retirar o máximo de calor possível e sem dispersar fluidos na atmosfera, contribui para processos de fabricação mais sustentáveis.

Pedro França, um dos pesquisadores do GMS, descobriu que a eficácia do método é significativa, podendo reduzir em até 20% a temperatura das ferramentas. Isso representa maior vida útil, como pôde comprovar a pesquisa do doutorando Lucas Barbosa. Segundo ele, a vidas das ferramentas pode ser aumentada em até 35%.

O projeto conta com parcerias de outras instituições, fabricantes de ferramentas (Mapal e NipoTec), a Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC/PR) e a Universidade da Austrália Meridional (UniSA), onde Fernandes atualmente faz doutorado sanduíche para complementar sua pesquisa. Orientado pelos professores Álisson Machado e Márcio da Silva e coorientado pelo professor Paulo Martins.

“O método se mostrou capaz de melhorar a sustentabilidade geral do processo, beneficiando a vida útil da ferramenta, gastando menos material, aumentando a produtividade, reduzindo custos, consumo de energia e, consequentemente, menor captura de carbono”, conclui o pesquisador.

Benefícios das FRIs

• Evita a utilização dos chamados fluidos de corte. Esses fluidos são altamente tóxicos, tanto para o meio ambiente quanto para os operadores, além de ter um custo elevado no processo de manufatura;
• Abrem campo para explorar o controle adaptativo em máquinas de usinagem, em que os parâmetros de corte poderiam ser ajustados pela leitura da temperatura de entrada e de saída da água dentro das ferramentas, além de prever o desgaste delas.
• Apelo médico. Temperaturas acima de 48 °C prejudicam o tecido ósseo, de modo que as cirurgias devam ser feitas em velocidades menores. Isso significa riscos para o paciente e perda de tempo. As FRIs poderiam ser aplicadas para solucionar esse problema devido à sua alta capacidade de remoção de calor.

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