Pesquisa do IFRS avalia potencial do PLA com grafeno e projeta aplicações em áreas como arquitetura, indústria e agronegócio
Dois materiais promissores estão no centro de uma pesquisa desenvolvida no Instituto Federal do Rio Grande do Sul (IFRS) – Campus Ibirubá, que busca tornar peças impressas em 3D mais resistentes e eficientes. A combinação entre o poliácido láctico (PLA) e o grafeno vem sendo testada pelo professor e engenheiro mecânico Émerson Passari com resultados iniciais animadores: o acréscimo de apenas 0,1% de grafeno aumentou em 10% a resistência mecânica do PLA, material largamente utilizado em impressoras 3D.
Segundo Émerson, a pesquisa surgiu a partir da busca por soluções que pudessem melhorar o desempenho do PLA, que, apesar de barato e fácil de imprimir, apresenta limitações para aplicações técnicas que exigem maior resistência. “A adição do grafeno, mesmo em baixa proporção, trouxe ganhos significativos. Isso abre novas possibilidades para peças que precisam suportar mais carga ou esforço mecânico”, explica o pesquisador.
Os filamentos com grafeno foram produzidos em parceria com uma empresa especializada, que usou os dados obtidos nos testes para desenvolver o novo material. Um dos diferenciais é que os resultados não dependem de equipamentos industriais sofisticados: com as configurações corretas, qualquer impressora 3D convencional pode reproduzir os ganhos de desempenho.
A pesquisa também levanta questionamentos sobre a sustentabilidade dos novos materiais. Enquanto o PLA puro é biodegradável e reciclável, a adição de grafeno reduz essas características. Em compensação, a vida útil das peças aumenta, o que pode compensar o impacto ambiental. A reutilização térmica, por exemplo, é uma das soluções propostas para minimizar o descarte, já que os filamentos podem ser derretidos e reaproveitados.
Ainda há limitações a superar. O equipamento de teste de fadiga do Campus Ibirubá, por exemplo, ainda precisa ser calibrado, o que impede medições de durabilidade mais precisas. Por isso, Émerson já busca parcerias com instituições como a UFRGS e outros campi do IFRS para dar continuidade à investigação com maior respaldo técnico.
A pesquisa também pretende avaliar a substituição do grafeno por fibra de carbono, ampliando os testes com foco em compressão e outras propriedades. Para isso, o projeto ganhou o reforço de um bolsista e novas tratativas com a indústria parceira.
Com aplicações que vão da impressão de maquetes arquitetônicas a órteses biomédicas e componentes industriais, o PLA com grafeno também pode gerar impacto no agronegócio. “Há uma demanda por peças mais leves para reduzir a compactação do solo. A impressão 3D tem potencial de entregar soluções customizadas para esse setor”, aponta Émerson.
