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Siderurgia

Casamento Lucrativo

Parceria de 14 anos entre a universidade e a CSN rende US$ 85 milhões para a empresa

Miguel BoyananProvas de material cerâmico desenvolvidas nos laboratórios da Ufscar e da UnespMiguel Boyanan

A maior dificuldade em parcerias bem-sucedidas entre a universidade e a iniciativa privada, em trabalho conjunto pela busca de inovação tecnológica, é a quantificação dos ganhos. Pelos cálculos da gigante Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), a melhoria de produtividade da usina siderúrgica de Volta Redonda, no Rio de Janeiro, somada ao aumento da qualidade dos aços ali obtidos, resultou em ganhos da ordem de US$ 85 milhões durante um período de 14 anos de convivência com a Universidade Federal de São Carlos (UFScar) e a Universidade Estadual Paulista (Unesp), de Araraquara. Lucro decorrente da aplicação de 41 projetos para implementação de novas metodologias e processos após pesquisas realizadas pelo Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (Liec), existente nas duas universidades, junto com o Centro de Pesquisas da CSN. Esse laboratório faz parte há três anos do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), um dos dez Centros dePesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) que fazem parte de um programa especial criado pela FAPESP.

Os ganhos da CSN com as inovações representam um volume de dinheiro considerável para um país com pouca tradição no incentivo à pesquisa e desenvolvimento. Esse valor é ainda maior se considerarmos que boa parte dele resultou da evolução em cerâmicas refratárias, um insumo que, há menos de dez anos, pesava na pauta das importações brasileiras. Os ganhos e a reviravolta nesse ponto da balança comercial foram atingidos graças à qualificação conquistada pelo Liec e pelos pesquisadores da CSN, que esparramaram seus conhecimentos por toda a cadeia produtiva, que abrange desde as indústrias de matéria-prima para os fabricantes de refratários até as companhias siderúrgicas. Atualmente, muitas empresas nacionais, caso da mineira Magnesita, tornaram-se exportadoras de tecnologia de refratários em magnésio-carbono e magnésio-carbono-alumínio.

A história da parceria CSN-Liec começa bem ao gosto nacional. Plagiando a publicidade de uma indústria de eletroeletrônicos que fez muito sucesso e virou mote popular, ocorreu algo na linha: “Os nossos japoneses são melhores do que os deles”. Tudo começou com as dificuldades operacionais no alto-forno, a alma do negócio de uma siderúrgica, onde é produzido o ferro-gusa, fase anteriorao aço. A CSN contratou a consultoria de uma empresa japonesa, que diagnosticou um problema de choque térmico no queimador cerâmico dos regeneradores. Responsável pelo fornecimento de ar quente para o alto-forno, a paralisação da operação desse equipamento para reforma, por no mínimo seis meses, como sugerido pelos técnicos japoneses, seria um drama para a produção da usina. Assustados diante de tal prognóstico e provável prejuízo – afinal, a estimativa da reforma do queimador girava em torno de US$ 15 milhões -, os dirigentes da CSN resolveram procurar o Liec antes da decisão final.

Dois dias de incessantes discussões selariam o ano de 1989 como o do princípio de um casamento capaz de reservar bons frutos. Na época, pela avaliação dos pesquisadores da UFSCar, os consultores japoneses tinham se precipitado. Não havia problema de choque térmico nos refratários do queimador cerâmico, e sim uma forte corrosão, que poderia ser combatida com a instalação de filtros para reter partículas de óxido de ferro provenientes do gás do alto-forno. A solução apresentada pelo Liec e engenheiros da CSN acabou por prorrogar a vida do queimador cerâmico por três anos, tempo suficiente para planejar a sua reforma e executá-la sem prejuízos à produção. Um equipamento que, em tratamento posterior, ganhou ainda mais quatro anos de sobrevida. Tudo sem jamais parar de funcionar.

Como gosta de relembrar, pontuando cada palavra pela cadência típica dos mestres em sala de aula, o professor Elson Longo, diretor do CMDMC de São Carlos, acentua: “Quando chegamos à CSN, eles produziam 4 milhões de toneladas de aço por ano. Hoje produzem 5,5 milhões praticamente com os mesmos equipamentos. E isso levando em conta que a capacidade nominal da siderúrgica era de apenas 4,6 milhões”. O ganho de 1,5 milhão de toneladas se deu por mudança de toda a concepção dos refratários ao longo dos 14 anos de vida em comum.A excelência no domínio desses materiais cerâmicos foi possibilitado por uma união de investidores no Liec de São Carlos.

Ele foi fundado com recursos da ordem de US$ 400 mil, patrocinados pela FAPESP, Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Banco do Brasil e Companhia Brasileira de Metalurgia e Metais (CBMM). E, mesmo atendendo demandas de vários grandes grupos industriais presentes em seu portfólio de clientes, recebe anualmente apenas R$ 180 mil da iniciativa privada para a sua manutenção, que custa em torno de R$ 1,3 milhão ao ano. O grosso vem mesmo de órgãos financiadores. Além da FAPESP e do CNPq, há a colaboração da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).

Acúmulo de saber
No caso específico da siderurgia, os aços ganharam enorme competitividade no exterior após a incorporação das conquistas tecnológicas. “O aço nacional chega aos Estados Unidos mais barato do que o produzido por eles”, informa Longo. Os ganhos calculados pela CSN de US$ 85 milhões na parceria são considerados como uma referência conservadora. “É um número muito aquém da realidade, porque contabiliza o resultado obtido apenas no primeiro ano em que a inovação foi implementada, sem considerar os ganhos posteriores”, explica o professor. “O mais importante, no entanto, não é o número em si, apesar de ele demonstrar que investir em pesquisa dá ótimos resultados econômicos, mas é preciso salientar o acúmulo de saber que essas experiências in loco trouxeram para a universidade e para a formação de novos profissionais.”

Embora nos dois primeiros anos a parceria com a CSN tenha sido estabelecidana base da emergência para apagar incêndios, depois houve uma gradativa definição de prioridade e montagem de uma carteira de projetos, juntamente com os engenheiros Sidiney Nascimento Silva e Oscar Rosa Marques, da CSN, que permitiu o aprofundamento das pesquisas em busca de soluções pela melhoria da qualidade do aço e redução dos custos de produção, como explica o professor CarlosAlberto Paskocimas, coordenador de inovação tecnológica do Liec. Hoje, num claro sinal de consciência da parceria, a CSN mantém um apartamento para abrigar os pesquisadores da universidade, que passam temporadas trabalhando em Volta Redonda. Eles se revezam em pesquisas dentro da própria usina. Atualmente há seis professores doutores, três alunos de doutorado, dois de mestrado e mais três de iniciação científica envolvidos com os projetos destinados à siderúrgica.

“A contribuição do conhecimento e das idéias da universidade é um ponto nobre na nossa área de pesquisa e desenvolvimento”, conta Sidiney Silva, da CSN. “Na siderúrgica, os pesquisadores encontram instrumentos e condições de, por exemplo, fazer ensaios com o gusa e o aço líquidos. Possuímos uma série de plantas de simulação onde eles podem finalizar os estudos iniciados em laboratório.”

Depois da estréia com o salvamento do queimador cerâmico, os pesquisadores do Liec, em conjunto com os da CSN, introduziram várias alterações que garantiram o desempenho e a vida útil dos altos-fornos, desde a mudança dos refratários até a forma de fabricação dos próprios. “Somente na melhoria das condições do alto-forno foram 12 projetos ligados a questões operacionais, sendo que, apenas com as técnicas de adição de titânio no cadinho, região inferior do forno onde é acumulado continuamente o gusa líquido produzido, conseguiu-se uma economia em torno de US$ 13 milhões para a empresa”, conta Longo. “O cadinho é o coração do alto-forno. Ele é revestido com blocos refratários de carbono e o seu desempenho é vital para a produção de toda a usina”, explica Silva, da CSN.

As inovações aplicadas ao cadinho após as pesquisas laboratoriais resultaram, entre outras vantagens, na redução das perdas térmicas do processo, com conseqüente economia de redutores (carvão que será transformado em coque), matéria-prima importada, usada no prolongamento da vida útil do equipamento. “A vida do alto-forno, que era em média de dez anos, está agora programada para 20”, destaca o professor Longo. Um dos aspectos estudados em profundidade foi à corrosão presente no revestimento do cadinho. “Buscamos avaliar os efeitos do titânio, que, em contato com o carbono e nitrogênio do gusa e com o óxido de cálcio da escória do alto-forno, provoca a formação de uma camada de proteção do revestimento do refratário”, conta Silva.

Carro torpedo
O próximo passo em matéria de introdução de inovações tecnológicas na rotina da CSN envolveu o carro torpedo, encarregado do transporte do gusa líquido dos altos-fornos para os conversores, onde ele será transformado em aço. Um dos problemas no manuseio desse equipamento residia em perda de energia durante o enchimento do carro nos altos-fornos e posterior transporte para a aciaria. A sugestão dos pesquisadores foi a instalação de uma camada de sílica microporosa no revestimento refratário do carro torpedo. De imediato, houve uma diminuição de 25° C na temperatura, em média, durante o transporte do gusa líquido para a aciaria. Com os novos revestimentos do carro torpedo, a quantidade de gusa transportada subiu de 250 mil para 450 mil toneladas.

O sucesso de cada inovação pode ser quantificado pela economia de energia em cada fase do processo, na redução do consumo de insumos, aumento de produtividade e melhoria nas condições de segurança. A infinidade de detalhes dessa espécie de maratona tecnológica pela obtenção de melhores aços prospera para além da CSN. O professor José Arana Varela, da Unesp, coordenador de inovação do Cepid-Cerâmica informa que o Liec mantém convênios tão antigos quanto o da CSN, como a CBMM. Há ainda outros parceiros de longa data, como a White Martins, há oito anos no Liec, e a Indústria Brasileira de Artigos Refratários (Ibar), há quase dez anos.

O Projeto
Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC); Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid); Coordenador Elson Longo – Universidade Federal de São Carlos; Investimento R$ 1.032.071,98 – durante 2002

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