Olarias espaciais

Você as conhece bem. Elas estão no revestimento das melhores churrasqueiras e nas melhores panelas – aquelas que preparam as comidas mais deliciosas. Estão na sua casa, no revestimento do tanque de combustível do seu carro. E também protegem os ônibus espaciais durante os momentos críticos da reentrada na atmosfera.

São as cerâmicas. Suportando temperaturas extremas ou apenas ajudando a fazer um bom churrasco, elas são preparadas seguindo basicamente a mesma receita: extração da matéria, armazenamento, preparação da massa, modelagem da peça, secagem e queima.

Olaria

OLARIA é o lugar que fabrica objetos com barro ou argila. Foto: Wikipédia.

Conhecendo as cerâmicas
Cerâmica vem do grego, keramos, que significa oleiro ou olaria. A palavra deriva do sânscrito e quer dizer “queimar”. Os gregos usavam o termo quando se referiam a um material queimado.

Conhecidas desde a pré-história, elas sempre tiveram um papel importante no desenvolvimento da humanidade. As primeiras cerâmicas eram barro ou argila queimados, usadas na fabricação de jarros, pratos e tijolos.

Cerâmicas são materiais inorgânicos, não metálicos, normalmente obtidas depois de um tratamento térmico em diferentes temperaturas. Não se deformam e nem se alteram quimicamente mesmo quando submetidas ao calor. Podem ser usadas por longos períodos de tempo, são resistentes à oxidação, duras e agem como isolantes térmicos ou elétricos.

As cerâmicas são formadas por partículas muito pequenas, da ordem de cinco milésimos de milímetro, e podem ser compostas por diversos materiais, como areia, pedras, matéria orgânica, calcário etc. Cada um deles influencia de modo diferente as propriedades da peça final.

Cerâmicas modernas
CERÂMICAS MODERNAS se apresentam nas mais variadas formas e com aplicações especiais.

O material utilizado no revestimento dos ônibus espaciais pertence à categoria das cerâmicas avançadas, que possuem características incomparáveis. As cerâmicas avançadas suportam temperaturas que fundiriam o aço e resistem à maioria dos corrosivos.

Para servir e proteger
Quando sobem ao espaço, as naves têm de contrapor à força de gravidade da Terra. No regresso, ao contrário, elas são puxadas violentamente. E se usassem foguetes para frear seria pior. O combustível extra aumentaria o peso, e isso não ajudaria a diminuir a velocidade. Ar rarefeito e velocidades extremas também impedem a abertura de paraquedas muito longe do chão.

Do vácuo do espaço até a volta ao envoltório de ar que respiramos, a nave espacial atinge mais de 20 mil quilômetros por hora (nessas condições assentos ejetáveis para os astronautas são igualmente inúteis) e sua estrutura deve suportar temperaturas da ordem de 1600 °C.

Acontece que a carcaça do ônibus espacial americano é feita de alumínio, metal leve que se funde aos 660 °C. Para suportar o calor da reentrada, a espaçonave é revestida com dois tipos de proteções isolantes. Placas de diversos tamanhos e formas coladas no nariz, na borda das asas e por toda a fuselagem.

Placas cerâmicas
ÕNIBUS ESPACIAL  Cerâmicas protegem na reentrada. Clique na imagem para visualizar as placas cerâmicas de perto. Fotos: NASA.

Uma dessas proteções é formada por diversas placas de silício sobrepostas, sendo a mais critica feita com fibras de sílica. Muito finas, de alta pureza e cobertas com uma camada de vidro de sílica preta – para maior resistência, elas são afixadas com uma almofada de feltro de nylon e um tipo especial de protetor contra choques. O outro tipo de proteção são placas de carbono reforçadas.

Devagar que a cerâmica é de barro
Foi exatamente a falta de algumas dessas placas que causou o desastre do ônibus espacial Columbia, em 1º de fevereiro de 2003. Ao ser atingida por um pedaço do revestimento do tanque de combustível que se desprendeu no lançamento, ela se despedaçou e a nave desintegrou-se pelo calor da reentrada, 16 dias depois.

É que apesar do ótimo desempenho sob altas temperaturas, você sabe que as cerâmicas têm um ponto fraco: a pouca resistência mecânica. Em outras palavras: não as deixe cair; não bata com força. Elas são quebradiças.

Material do futuro
São, no entanto, os melhores revestimentos para condições extremas. Embora ninguém saiba exatamente o papel de cada um dos elementos usados para formar essas cerâmicas de alta tecnologia.

O que se sabe é que sua dureza esta relacionada com um de seus componentes, uma família de compostos conhecida como “óxidos de terras raras”. Os cientistas já sabem como os átomos de terras raras se alojam no material cerâmico e como sua presença afeta a dureza do produto final.

O próximo passo será projetar cerâmicas em nível atômico. Pelo entendimento de como cada átomo participa nas características das cerâmicas, poderemos abrir uma nova fronteira na fabricação desses materiais.

No futuro, mais do que nunca, elas serão cada vez mais importantes no nosso dia-a-dia. E quando tivermos construído bases na Lua ou Marte, pode ter certeza, também haverá olarias por lá.  Fim

 

Vivendo no espaço
Lixo espacial

» Publicação em mídia impressa:
• Costa, J.R.V. e Mattos-Costa, F. I. Olarias espaciais. Tribuna de Santos, Santos, 12 set. 2005. Caderno de Ciência e Meio Ambiente, p. D-2.

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