Desmagnetizados: escassez de ímãs incentiva fontes alternativas
Você
pode não se dar conta, mas os ímãs fazem muito mais do que enfeitar
geladeiras. Por muito tempo, a magnetita foi utilizada em motores,
turbinas e na indústria de maneira geral. Com ímãs naturais ficando cada
vez mais escassos, precisamos de alternativas. Urgente.
Alto-falantes,
HDs de computador, satélites e transformadores. Estes e muitos outros
objetos que precisam de campos magnéticos para funcionar. Eles são
gerados a partir de ímãs ou com a passagem de corrente elétrica.
Materiais magnéticos potencializam motores de carros elétricos e têm
papel importante na geração de energia eólica. É óbvio imaginar a
necessidade de campos magnéticos em motores, mas a presença deles não é
tão óbvia em leitores de CD e DVD ou nos comuns fones de ouvido. É...
Sem ímãs as complicações aparecem desde ouvir música a andar de carro ou
gerar energia a partir do vento.
A magnetita é o principal
composto natural capaz de gerar campos magnéticos. Ele é composto por
óxidos de ferro e foi largamente utilizado no século XIX. O problema
surgiu quando, no século XX, a demanda por materiais magnéticos aumentou
bruscamente. A física contemporânea foi essencial neste ponto, com a
física quântica e a teoria relativística de Einstein, que dizem que o
comportamento magnético dos elétrons dependendo de seu spin e número
quântico, é possível o desenvolvimento e aprimoramento de materiais
magnéticos capazes de adquirir e manter o magnetismo.
É
imprescindível encontrar alternativas para a magnetita. Alguns compostos
já são amplamente usados na indústria. Um exemplo disto é o ferrite,
composto de ferro. Abundante, bom e barato. O ferrite seria perfeito,
não fosse um porém: ele é um ímã 'aguado'. Com baixa densidade de
energia, grandes quantidades de ferrite são necessárias para a obtenção
de campos magnéticos satisfatórios. Claro que um pedação de ferro não é
problema para máquinas industriais ou para transformadores elétricos,
onde ele é utilizado como núcleo. Mas é com certeza um problema quando
você precisa de ímas em seu notebook.
Outra opção surgiu em 1920:
o Alnico. Este é uma liga de alumínio, níquel e cobalto (entenderam o
nome?) com uma capacidade magnética bem razoável. Este ímã artificial é
muito bom, além de resistir a temperaturas de até 550 ºC. e resistir à
oxidação. Excelente não significa suficiente e algo melhor era
desejável. Da necessidade nasceu Neo, um ímã absurdamente potente.
Neo
seria perfeito, não fosse por ser extremamente raro. O nome carinhoso
vem do seu componente principal: Neodímio, um Metal Terroso Raro. Neo é
uma liga de neodímio, ferro e boro e seu grande defeito é a fragilidade.
Neo detesta calor, desmagnetizando quando em temperaturas maiores que
100 ºC, o que é um grande problema. Os leitores de CD, headphones e
alguns brinquedinhos magnéticos, onde usamos Neo, podem não aquecer a
ponto de desmagnetizarem o pobre coitado, mas motores de carros
elétricos chegam facilmente a muito (muito!) mais que 100 ºC.
Para
resolver este problema, devemos colocar um pouquinho de Disprósio na
liga de Neo. Tão perto e tão longe da perfeição! O Disprósio é um metal
terroso raro, mais raro que Neodímio e somente encontrado em minas na
China, o que aumenta o custo do Neo resistente ao calor.
Com
os materiais usados para induzir campos magnéticos nos mais diversos
campos da indústria (e da vida) ficando escassos, os preços subiram
loucamente. O REACT (Alternativas à Metais Terrosos Raros em Tecnologias
Críticas) recebeu 22 milhões de dólares, divididos entre 14 projetos,
para investigar alternativas que reduzam (ou extinguam) o uso de metais
terrosos raros nos compostos magnéticos artificiais.
Dessa busca
surgiu o Tetrataenito, um arranjo de ferro e níquel que tende a um
alinhamento magnético específico. Este composto vem de asteróides
gigantescos e demora mais ou menos um bilhão de anos para esfriar e
adquirir as propriedades magnéticas desejadas. Alguém aqui tem um bilhão
de anos e um punhado de asteróides gigantescos para emprestar, por
favor? Não? Bom, ainda temos o Cério.
O Cério é abundante: ele
corresponde a 75% dos metais terrosos raros no planeta Terra. Antes de
ser cogitado como fonte de campos magnéticos, Cério estava muito
presente na nossa vida, especialmente na vida dos fumantes que utilizam
uma liga pirofosfórica contendo cério para acender isqueiros. O grande
problema do Cério é que ele doa facilmente um elétron, perdendo sua
capacidade magnética. Cério é instável e é pouco efetivo em ligas, por
isso não podemos levar ele tão a sério.
Em pesquisa recente,
Everett Carpenter, da Universidade de Virginia, disse à New Scientist
que está investigando as propriedades do carbono nos campos magnéticos.
Você nunca pensou em usar o grafite de sua lapiseira para gerar campos
magnéticos? Bom, você é normal. Em condições normais, misturar carbono
com materiais magnéticos reduz os campos magnéticos gerados pelos
mesmos. O que é surpreendente é que, em nanoescala, nanopedacinhos de
carbono acabam potencializando os ímas. Para aprimorar tal tecnologia
Everett diz que ainda temos um longo caminho pela frente, acertando
proporções e escalas.
O uso de ímãs no cotidiano continua
abundante e, com a demanda aumentando, precisamos urgentemente de
alternativas. Alguns projetos, como o REACT, tentam fazer progresso. A
busca por novas alternativas de compostos magnéticos artificiais não
apresenta tanto progresso quanto gostaríamos. Por enquanto, vamos torcer
que o Neo aguente o tranco ou que o Magneto, de X-Men, resolva aparecer
para dar uma ajudinha.
FONTE: http://tecnologia.br.msn.com/mercado/desmagnetizados-escassez-de-%C3%ADm%C3%A3s-incentiva-fontes-alternativas-1#page=0
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