Cerâmicas avançadas linhas de investigação
O Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) é um instituto semi-privado, constituído em virtude do convênio entre a Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas (AICE) e a Universitat Jaume I de Castellón, que nasceu como resposta às necessidades das empresas do cluster cerâmico espanhol. Com mais de 40 anos de existência, articulou um sistema de cooperação universidade-empresa que deu seus frutos ao se demonstrar o elevado desenvolvimento da indústria espanhola de fabricação de tijoleiras cerâmicas. O objetivo do ITC é constituir um apoio sólido para as empresas cerâmicas espanholas na defesa e na melhoria de sua posição estratégica no atual cenário global, usando como principais vias as ações de investigação e desenvolvimento capazes de criar inovação, embora também todas aquelas atividades que sirvam para potenciar a competitividade e crescimento do setor, tendo sempre em conta critérios de sustentabilidade e compromisso com o bem-estar da sociedade. A missão do ITC se orienta a liderar os processos de inovação tecnológica e de desenho do setor cerâmico espanhol, se antecipando às necessidades de mercado e dos consumidores relativamente aos usos e utilidades da cerâmica, através da gestão profissionalizada de uma equipe humana qualificada e comprometida com a excelência do setor. A partir da competência atingida através da sua longa atividade investigadora o ITC possui, hoje em dia, a capacidade de estender seu âmbito de atuação a outros tipos de processos e de materiais. Destacam suas atuações no âmbito da eficiência energética e a minimização do impacto ambiental da atividade industrial, bem como na funcionalização de superfícies e na obtenção de novas prestações técnicas e estéticas de produtos relacionados com o hiper setor do habitat e outras indústrias como ferramentas de alta tecnologia, cerâmicas avançadas, automação, setores petroquímicos, etc. 02/03
materiais cerâmicos multifuncionais baseados no conhecimento
Atualmente o ITC forma parte da cúpula diretiva do Instituto Virtual KMM-VIN, derivado da Rede de Excelência Européia KMM-NoE “Knowledge-based Multicomponent Materials”, que foi financiado pela Comissão Européia, e que se dedica ao estudo e desenvolvimento de novos materiais multicomponentes avançados. Os materiais estudados dentro desta Red se designam materiais multifuncionais ou “inteligentes”, já que desenvolvem funcionalidades especiais que lhes permitem ter propriedades melhoradas e de maior resistência em extremas condições. Estes materiais têm uma aplicação direta no setor aeronáutico e aeroespacial, no setor automóvel, e mais próximo, no setor de bens de equipamento.
MAIS DE 1000 PROJETOS DE I+D DESENVOLVIDOS AO LONGO DA HISTÓRIA DO ITC, POR UM VALOR APROXIMADO DE 40 MILHÕES DE EUROS.
Desenvolvimento dos chamados materiais com gradientes de funcionalidad Neste âmbito, o ITC colabora no desenvolvimento dos chamados materiais com gradientes de funcionalidade “FGM” (functionally graded materials). O desenvolvimento controlado do gradiente de propriedades nas capas que os formam dá lugar a uma notável melhoria das propriedades mecânicas a temperaturas e pressões elevadas. Além disso, possuem uma elevada resistência à fratura, ao desgaste, à corrosão, à oxidação, ao ataque físico-químico, etc.
Desenvolvimento de compósitos de matriz cerâmica (CMC) e compósitos cerâmicos de matriz metálica
O ITC também participa no desenvolvimento de compósitos de matriz cerâmica (CMC) e compósitos cerâmicos de matriz metálica (MMC). No primeiro caso, a matriz é reforçada com inclusões de metais em forma de partículas ou fibras descontínuas ou multicamadas, no entanto, no caso dos MMC a matriz metálica é reforçada por partículas cerâmicas. Em ambos os casos se produz, no material obtido, um aumento da resistência a elevadas temperaturas e uma maior condutividade. 04/05
outras cerâmicas avançadas
Com o fim de contribuir para a diversificação do setor das tijoleiras cerâmicas, o ITC investiga a obtenção de produtos cerâmicos para aplicações de maior valor acrescentado, tratando de utilizar ao mesmo tempo, na medida do possível, processos similares aos disponíveis no setor cerâmico, de modo a que a transferência dos resultados seja direta em seu setor industrial. “Para o desenvolvimento de estes materiais se puseram em funcionamento novas tecnologias de conformação da peça, como a colagem de gel (“gel casting”), a injeção ou a colagem em cinta (“tape casting”), assim como os ciclos térmicos adaptados para a eliminação de aditivos (“debinding”) ou a sinterização em atmosfera não oxidante.” A seguir, se mostram as linhas de investigação iniciadas no ITC no campo das cerâmicas avançadas:
O ITC É SÓCIO DE REFERÊNCIA DE DIFERENTES REDES E PLATAFORMAS TECNOLÓGICAS DE ÂMBITO NACIONAL E INTERNACIONAL.
A síntese de membranas cerâmicas para diferentes aplicações nas quais as membranas orgânicas não apresentam suficiente estabilidade, devido à presença de meios quimicamente agressivos ou temperaturas elevadas. Desta forma se sintetizaram umas membranas para serem empregues num processo eletroquímico de regeneração de banhos de cromado esgotados procedentes de indústrias de tratamento superficial, que demonstrou sua viabilidade, tanto à escala de laboratório como à escala piloto. Esta linha de investigação conta com o apoio direto do IMPIVA desde o ano 2005, dentro do Programa de Alta Especialização, e graças a isso se estão realizando projetos cujos resultados, tanto em conhecimentos, como em produtos concretos, serão transferíveis para o setor cerâmico.
A síntese de cerâmicas absorventes de microondas, linha que já gerou protótipos que foram ensaiados como elementos ativos em câmaras semi-anecóicas (câmaras desenhadas para absorver o som que incide sobre as paredes, chão e tetos da mesma, minimizando os efeitos de eco e reverberação de som), e em um sistema de eliminação de microorganismos de ar. A obtenção de cerâmicas absorventes da radiofreqüência, baseadas nas ferritas, processamento de cerâmicas oxídicas baseadas no óxido de zircônio estabilizado, por suas grandes propriedades estruturais, mecânicas e térmicas e o processamento de alguns dos componentes cerâmicos das pilhas combustível de eletrólito sólido (SOFC).
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equipamento disponível
O ITC coloca à disposição das empresas uma grande infra-estrutura tecnológica de reconhecida competência técnica, tanto pelo elevado número de certificações externas, como pela dotação em pessoal qualificado e instrumentação de que dispõe o que permite garantir a total fiabilidade quanto aos resultados, tanto na caracterização de matérias-primas e de produtos finais, como na determinação do comportamento dos mesmos durante o processo produtivo. 8/9
O ITC ATUALMENTE DISPÕE DE EQUIPAMENTO TÉCNICO E CIENTÍFICO PARA DESENVOLVER I+D POR VALOR SUPERIOR A 9 MILHÕES DE EUROS.
› Equipamento de injeção a baixa pressão. MIGL-28. › Rugosímetro. HOMMELWERKE T8000. › Perfilômetro ótico. WYCO NT 1100. › Tape Casting (equipamento para a aplicação de capas finas). › XPS/ESCA. Espectroscopia de fotoeletrões para realizar análises químicas a escala nanométrica na superfície. SPECS SAGE 150. › Brilhómetro. Statistical Novo-Gloss, Rhopoint Instruments. › MEB (Microscópio Eletrônico de Varredura) FEI XL30. › MEB (Microscópio Eletrônico de Varredura) FEG-ESEM Quanta 200S. › Nanotest (nanoindentação, desgaste, impacto, pin on disk). › Tribômetros (abrasímetros Gabrielli, Taber, Calotest, tribómetro pin on disk). › Gonioespectrofotômetro. › Plasma.
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referências técnicas
O ITC tem capacidade para transferir os conhecimentos adquiridos através da formação contínua de sua equipe de recursos humanos qualificada, que vai reciclando seus conhecimentos através de estudos e ações de I+D+i, além de participar em inúmeros fóruns científicos e tecnológicos de todo o mundo, e distintas plataformas e consórcios de âmbito internacional. Este conhecimento, juntamente ao adquirido e assimilado de outros setores produtivos, serve para gerar a inovação que se transmite às empresas que a necessitam para manter o aumentar sua competitividade.
O ITC AO LONGO DOS 40 ANOS DA SUA HISTÓRIA LEVOU A CABO UMAS 150.000 ANÁLISES E ENSAIOS DOS MAIS DE 475 TIPOS DIFERENTES QUE OFERECE HOJE EM DIA.
Projetos de I+D+i co-financiados com fundos públicos
Comissão Europeia
Administração autônoma
KMM-NoE 502243-2 - Knowledge-based Multicomponent Materials for Durable and Safe Performance (2004-2007).
GVEMP06/029 - Desenho e fabricação de um sistema para a supressão da Legionella mediante choque térmico (2006).
Administração Central
IIARC0/2004/49 - Desenho, desenvolvimento e demonstração em fábrica de um reator contínuo destinado à recuperação de banhos de cromado esgotados (20042005).
CTQ2008-0675-C02-02 - Desenvolvimento de reatores eletroquímicos avançados baseados em membranas cerâmicas, para a recuperação de efluentes líquidos com cromo hexavalente (2008-2011). FIT-040000-2003-8 - Desenvolvimento de membranas cerâmicas para o tratamento e recuperação de banhos de cromado com elevado conteúdo em Cr (VI) (2001-2002).
G46271144 - Síntese de cerâmicas magnéticas para sua aplicação como absorventes em câmaras semianecóicas. IMPIVA (1997-1998).
MAT2008-05590 - Efeito do tamanho de grão sobre as propriedades eletromagnéticas de ferritas de NiZn (2008-2011). 12/13
A DIFUSÃO DOS RESULTADOS DOS ESTUDOS REALIZADOS POR O ITC DESDE SEU INÍCIO DEU LUGAR A 600 PUBLICAÇÕES DE ARTIGOS CIENTÍFICOS EM REVISTAS ESPECIALIZADAS, 700 COMUNICAÇÕES EM CONGRESSOS, TANTO NO ÂMBITO NACIONAL COMO INTERNACIONAL, ASSIM COMO O DESENVOLVIMENTO DE 31 PATENTES.
Publicações GARCÍA-GABALDON, M.; PÉREZHERRANZ, V.; SÁNCHEZ, E.; MESTRE, S. Effect of tin concentration on the electrical properties of ceramic membranes used as separators in electrochemical reactors. J. Membr. Sci., 323, 213-220, 2008. BARBA, A.; CLAUSELL, C.; MONZÓ, M.; JARQUE, J.C. Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn (II). Influencia de la etapa de enfriamiento. Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., 47(2), 101-104, 2008. BARBA, A.; CLAUSELL, C.; MONZÓ, M.; JARQUE, J.C. Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn (I). Diseño de la etapa de sinterización. Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., 47(1), 13-23, 2008.
SÁNCHEZ, E.; MESTRE, S.; PÉREZHERRANZ, V.; REYES, H.; AÑÓ, E. Membrane electrochemical reactor for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Desalination, 200(1-3), 668-670, 2006. GARCÍA-GABALDÓN, M.; PÉREZHERRANZ, V.; SÁNCHEZ, E.; MESTRE, S. Effect of porosity on the effective electrical conductivity of different ceramic membranes used as separators in electrochemical reactores. J. Membr. Sci., 280(1-2), 536-544, 2006. SÁNCHEZ, E.; MESTRE, S.; PÉREZHERRANZ, V.; GARCÍA-GABALDÓN, M. Síntesis de membranas cerámicas para la regeneración de baños de cromado agotados. Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., 44(6), 409414, 2005.
SÁNCHEZ, E.; MESTRE, S.; PÉREZHERRANZ, V; GARCÍA-GABALDON, M. Ceramic membranes for continuous regeneration of spent chromium plating baths. Key Eng. Mater., 264-268, 2211-2214, 2004.
BARBA, A.; CLAUSELL, C.; FELÍU, C.; MONZÓ, M.; NUÑO, L.; HERAS, D.; BALBASTRE, J.V. Study of NiZn Ferrite Permeability: Effect of relative density and microstructure. J. Am. Ceram. Soc., 87(7), 1314-1318, 2004.
BARBA, A.; CLAUSELL, C.; FELÍU, C.; MONZÓ, M. Sintering of (Cu0.25 Ni0.25 Zn0.50) Fe2O4 ferrite. J. Am. Ceram. Soc., 87(4), 571-577, 2004.
BARBA, A.; ORTS, M.J.; SÁNCHEZ, E.; CLAUSELL, C. Kinetic model applicable to synthesis of (Cu0.25 N0.25Zn0.5)Fe2O4 ferrite. Br. Ceram. Trans., 99(2), 53-56, 2000.
SÁNCHEZ, E.; MORENO, A.; CANTAVELLA, V.; GÓMEZ, M.P.; BARBERÁ, J.; PALANQUES, A. Conformado de baldosas cerámicas a partir de geles. Ceram. Inf., 311, 99-108, 2004.
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01 Tecnologias ambientais 02 Segurança e saúde no trabalho 03 Tribologia 04 Novos revestimentos e tratamentos superficiais 05 Cerâmicas avançadas 06 Sistemas construtivos e arquitetura energeticamente eficiente 07 Simulação de Processos e materiais 08 Design 09 Poupança e Eficiência energética 10 Nanotecnologia 11 Produção Inteligente
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06 índice de catálogos linhas de investigação
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8000m2 DE SUPERFÍCIE DEDICADA À INVESTIGAÇÃO E AO DESENHO REPARTIDO EM DUAS SEDES.
UNE-ISO/IEC 27001
“Reservados todos os direitos. O conteúdo deste documento goza da proteção que lhe outorga a lei, e não poderá ser distribuído, transformado ou comunicado publicamente, todo ou parte, sem a autorização expressa do Instituto de Tecnología Cerámica-AICE ITC, 2010.” © ITC-AICE, 2010.
LE05-P01