Contemplado com bolsa BEPE da Fapesp, João Victor de Sousa Araujo pesquisa a resistência à corrosão das ligas de Alumínio (Al) de aeronaves

O Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Nuclear IPEN/USP tem se notabilizado, entre outras métricas, pela qualidade de seu corpo discente, com premiações e publicações em periódicos de alto fator de impacto cada vez mais frequentes. É o caso do doutorando João Victor de Sousa Araujo, que acaba de ser contemplado com uma Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE), da Fapesp. Se tudo der certo, ele embarca em abril para Manchester, na Inglaterra, e trabalhará na University of Manchester, sob supervisão do pesquisador Xiaorong Zhou.

"Estou muito feliz, considero uma conquista e tanto, pois o nível de exigência da Fapesp para a concessão de BEPE é muito alto”, diz João Victor. Para se ter uma ideia do grau de exigência para concessão da bolsa, a Fapesp analisa a "proposta" do candidato considerando o conjunto de quatro tópicos: (1) o Projeto de Estágio de Pesquisa no Exterior; (2) o Histórico Escolar e Acadêmico do aluno; (3) a Instituição de Pesquisa no Exterior; e (4) o Histórico de Pesquisa do Supervisor do Estágio no Exterior.

A proposta está vinculada ao projeto de doutorado de João Victor, intitulado "Efeito da microestrutura de ligas de Al de alta resistência na formação e comportamento frente à corrosão da camada anodizada" (Processo Fapesp 2019/18388-1). O estágio no exterior visa desenvolver o projeto intitulado "Characterization of the microstructure of the anodized layer in Al alloys using high magnification and spatial resolution techniques".

De acordo com João Victor, o objetivo do projeto é a utilização de técnicas de caracterização microestrutural com alta resolução, como microscopia eletrônica de transmissão e reconstrução volumétrica 3D de amostras de ligas de alumínio anodizadas. "O processo foi tão bem avaliado que a Fapesp prorrogou a data limite de viagem, de janeiro para maio, e eu escolhi abril”, conta o estudante.

De fato, o parecer do revisor foi muito positivo: "O candidato tem mostrado significativa atividade científica na área de corrosão em ligas de alumínio, contribuindo na elaboração de 10 artigos científicos. Conforme consta na base SCOPUS esta produção foi citada 64 vezes, resultando em um índice-h igual a 5”, diz trecho da avaliação final.

A University of Manchester é uma instituição britânica de prestígio mundial e com infraestrutura laboratorial de primeira linha, terceiro critério considerado pela Fapesp. Por sua vez, o professor Xiaorong Zhou é um renomado pesquisador na área de corrosão, com 250 artigos científicos publicados, 6.683 citações e índice-H igual a 46, na base SCOPUS, o que pesou como quarto critério de avaliação.

Outras conquistas

O jovem doutorando, de apenas 26 anos, também tem conseguido outras façanhas. É primeiro autor do artigo "TSA anodizing voltage effects on the near-surface coarse intermetallic particles in the AA2024-T3 and AA2198-T8 alloys, que acaba de ser publicado no The International Journal Corrosion Engineering, Science and Technology (FI: 2.087), da Editora Taylor & Francis.

Graduado em Tecnologia em Materiais pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo (Fatec-SP/2016) e mestre em Ciências pela Universidade de São Paulo (USP/2019), João Victor se dedica a estudar, no doutorado, a resistência à corrosão das ligas de Alumínio (Al) das aeronaves. Sua pesquisa é fundamental para a aviação comercial, pois as estruturas das aeronaves são compostas por essas ligas que, com o tempo e fatores como ambientes próximos à maresia, por exemplo, podem sofrer deteriorações devido à corrosão.

João Victor ressalta que o tempo de vida médio de um jato comercial é de 30 anos. "Na Força Aérea Americana, existem aviões em operação desde 1950, logo, manter a integridade dessas peças é de vital importância, em termos de recursos energéticos e de segurança”. Além disso – prossegue – "novas ligas de Alumínio vêm sendo aplicadas com o objetivo de diminuir o peso das aeronaves. Sabe-se que o peso das peças tem relação direta com consumo de combustível e, consequentemente, com a emissão de carbono”.

Ou seja, quanto mais combustível o avião consumir, maior será a emissão de carbono para a atmosfera. Desse modo, conforme explica João Victor, um tratamento que assegure a proteção dessas ligas de Al contra corrosão, sem aumentar o peso da peça, é extremamente bem-vindo nesse mercado. E a anodização é justamente um dos processos mais utilizados para esse fim.

"Para o Al, esse procedimento gera a formação de duas camadas, uma camada de óxido mais espessa que o óxido natural e com resistência à corrosão superior à essa, denominada camada barreira, e outra camada mais espessa que a barreira, que apresenta uma estrutura de poros ordenados, denominada camada porosa. Essas duas camadas juntas compõem a camada anodizada (CA)”, explica.

Atualmente, as companhias aéreas AirBus, Boeing, Embraer e a estatal chinesa Comac têm utilizado a anodização como principal método de proteção contra a corrosão.

"E cada vez mais o processo de anodização do alumínio e suas ligas vem sendo explorado pela comunidade científica”, salienta João Victor. Ele conta que, nos últimos anos, muitas patentes têm sido registradas com o objetivo de otimizar esse processo. Sua pesquisa, desenvolvida no Laboratório de Eletroquímica do Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais (CECTM) do IPEN, sob orientação da pesquisadora Isolda Costa, é financiada pela Fapesp.

"Topetudo”

João Victor diz que sempre gostou de estudar e foi aluno destaque em várias etapas de sua formação. Em 2013, quando cursava o ensino técnico, ganhou o Prêmio CRQ (Conselho Regional de Química) de Melhor Aluno. Iniciou a carreira acadêmica no IPEN quando estava no último ano de graduação. "Fui apresentado à professora Isolda e ela me colocou na pesquisa com ligas de alumínio, tema de projeto Temático financiado pela Fapesp (2013/13235-6) e sob coordenação da orientadora, à época”, conta.

Iniciou pesquisa sobre o mecanismo de corrosão dessas ligas e gostou tanto que, desde 2016, passou a estudá-las. "Tive meu primeiro artigo publicado no mestrado, em uma revista de alto fator de impacto, como resultado da iniciação científica, que foi na Corrosion Science (v. 133, p. 132-140, 2018), uma das mais conhecidas da área. Durante o mestrado, ganhei o Prêmio Vicente Gentil, Trabalho Vencedor da edição do INTERCORR 2018, ABRACO [Associação Brasileira de Corrosão]”.

Durante o início da pandemia, em 2020, João Victor percebeu que não existia na literatura acadêmica, em português, trabalho de revisão sobre o processo de anodização de ligas de Al e, com o incentivo da orientadora, decidiu se aprofundar e escrever um artigo de revisão. Após uma extensa busca, análise e revisão sobre todos os trabalhos já realizados, iniciou a redação do artigo intitulado "O processo de anodização do Alumínio e suas ligas: uma abordagem história e eletroquímica”.

O artigo é uma espécie de "linha do tempo” desse processo, um dos mais empregados para melhorar a resistência à corrosão do Al e suas ligas. Foi publicado pela revista Química Nova (Vol. 44, No. 8, 999-1011, 2021) e rendeu a João Victor convites para apresentações e palestras em outros programas de pós-graduação na área de engenharia metalúrgica, materiais e correlatas. "Fomos então convidados a ser artigo de capa pela revista, porque ficou bem legal, e o fato de a gente ter feito as figuras contando toda a história foi fundamental, ficou muito bem-feito”.

Isolda Costa brinca que seu orientando é muito vaidoso, "a vaidade boa”, que estimula a querer se superar, e isso faz dele um aluno diferenciado. "Ele não é apenas dedicado, ele é topetudo”, diz. João Victor responde sem qualquer receio: "Sou mesmo”.

Artigo inédito

De acordo com João Victor, a anodização é um fenômeno bem documentado que ocorre em ligas de alumínio. Na literatura científica, existem muitos trabalhos sobre o assunto, os quais estão relacionados ao mecanismo de formação do Óxido de Alumínio Anódico (AAO). No entanto, o efeito da microestrutura do Al e de suas ligas na formação do AAO ainda não foi bem explicado.

Nesse sentido, João Victor se propôs a revisar o efeito da microestrutura do Al e de suas ligas na anodização por meio de uma abordagem histórica, estatística e eletroquímica. Foram considerados os avanços no entendimento da influência de elementos e partículas secundárias na anodização de ligas de Al. "É uma contribuição na compilação de importantes achados nesta área, significativa para o conhecimento e aprimoramento do entendimento sobre o efeito da microestrutura do Al e suas ligas na formação do AAO”, diz.

O trabalho foi submetido em fevereiro deste ano à revista cientifica: "Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences” que possui um fator de impacto 11 e se encontra no processo de revisão por pares. "É um artigo inédito porque não existe, na literatura científica, nenhum outro estudo tão completo nesse campo”, ressalta a orientadora.

Isolda Costa destaca outro diferencial desse paper: o próprio João Victor fez todas as imagens. O título do artigo em questão é "A Historical, Statistical and Electrochemical Approach to the Effect of Microstructure on Anodizing Aluminum Alloys: A Review”. "Acho que vou começar a investir em desenho científico para ganhar a vida enquanto não vêm os concursos”, brinca João Victor.

Depois de publicado, o artigo também estará disponível no Repositório Digital do IPEN.