Olhando além do cobalto

Uma equipe de pesquisa da Sandvik recebeu financiamento para investigar se é possível substituir o cobalto nos bits de perfuração de rocha da empresa.

A Sandvik investe fortemente em inovação, com aproximadamente 2.600 dos 39.000 funcionários da empresa realizando pesquisas em cerca de 50 centros de P&D em todo o mundo. Duas dessas pesquisadoras são Ida Borgh, especialista em materiais, e Susanne Norgren, especialista do Grupo Sandvik. Durante anos, elas e outros profissionais do setor tentaram encontrar uma solução para substituir ou diminuir o uso de cobalto nos bits de perfuração de rocha da empresa.

Um bit de perfuração de rocha vem em vários tamanhos, e um modelo menor parece uma coroa equipada com meia dúzia de insertos esféricos. Desde 1945, a Sandvik fabrica insertos de carbeto cimentado para perfuração de rochas, onde o carbeto de tungstênio duro é misturado com cobalto, que age como uma cola de ligação, criando um composto extremamente duro que pode perfurar rochas a uma velocidade impressionante.

"Queríamos fazer uma pesquisa para investigar se é possível obter um desempenho semelhante se substituirmos o cobalto por um aço de alta resistência", diz Borgh. No início de 2022, houve uma chamada para projetos de pesquisa sobre metais sustentáveis. Isso refletia a mudança do setor automobilístico para carros elétricos e o consequente aumento do consumo mundial de cobalto, que é usado em baterias de carros e em outras aplicações. O momento era propício para solicitar financiamento.

Susanne Norgren

A agência de inovação da Suécia, VINNOVA, aprovou um projeto de pesquisa de 7 milhões de coroas suecas por três anos em cooperação com o KTH Royal Institute of Technology e a Boliden Minerals, a multinacional sueca de mineração e metais.

"Estamos muito orgulhosos por termos recebido o financiamento e pela colaboração com o KTH, o que significa que podemos acelerar nosso desenvolvimento com a ajuda da academia e de seus métodos de modelagem recentemente desenvolvidos", diz Norgren. "Além disso, ter o cliente final, a Boliden, a bordo do projeto é de extrema importância quando se trata de projetar ainda mais o material."

A KTH será responsável pela modelagem de materiais com base nos requisitos da Sandvik, usando seu método recém-desenvolvido que pode otimizar novos tipos de aço de alta resistência, que podem ser potencialmente usados como uma fase aglutinante em carbonetos cimentados.

Ida Borgh

"O método é único e está na vanguarda", diz Borgh. "Combinado com o conhecimento de materiais e aplicações dos parceiros do setor, isso forma uma forte parceria. A Sandvik Mining and Rock Solutions fabricará novas classes de metal duro com base nas sugestões de modelagem de materiais. Testaremos e analisaremos os novos materiais em nosso laboratório, que foi projetado para aplicações de perfuração de rochas. As brocas de perfuração também serão testadas em uma das minas da Boliden. Isso significa que temos toda a cadeia de valor coberta pelo projeto."

Importante para a sustentabilidade

O projeto recebeu forte apoio dentro da organização. A gerente de P&D para carbetos cimentados, Annika Kaar, ressalta que essa é uma área importante para o trabalho de sustentabilidade da empresa: "A Sandvik já diminuiu sua demanda por cobalto reciclando brocas usadas", diz ela. "Se esse projeto de pesquisa for bem-sucedido, ele abrirá caminho para futuras brocas sem cobalto. Isso terá um impacto positivo do ponto de vista da sustentabilidade e diminuirá a vulnerabilidade na cadeia de suprimentos."

Os pesquisadores estão otimistas, apesar do imenso desafio. Um aço de alta resistência pode muito bem se tornar uma base para substituir o cobalto. "Queremos usar um efeito especial para aumentar o desempenho do aço", diz Borgh. "Isso é extremamente difícil. Ninguém fez nada parecido com isso antes."

Annika Kaar

O projeto começou em outubro de 2022. "Faremos testes de campo em 2025", diz Kaar. "É empolgante e estamos ansiosos para prosseguir. Adoramos a inovação."