Projetos de Pesquisa em Eletroquímica com Interação Universidade-Empresa: Estudo de Casos

1. Projetos de Pesquisa em Eletroquímica com Interação Universidade-Empresa: Estudo de Casos Electrochemical Research Projects with University-companies: Case Studies.

2. Sumário UFAL/Grupo de Eletroquímica Braskem / Cloro-soda Os Desafios Gaps Tecnológicos Projeto Cátodos: Materiais Projeto Cátodos: Geometria Fase Piloto As Dificuldades Resultados, Conclusões, Críticas Perspectivas para Desenvolvimentos na Área de Eletroquímica

3. As Instituições: UFAL • Áreas de Pesquisa do PPGQB • Química Orgânica (QO) • Físico-Química (FQ) • Eletroquímica Fundamental e Tecnológica • Eletroquímica Orgânica e Bioeletroquímica • Biotecnologia (BT) • Química Inorgânica e Catálise (QIC) • Química Analítica e Ambiental (QAA) • Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora em Áreas Estratégicas de Química e Biotecnologia (DTQB)

4. As Instituições: BRASKEM

5. Os Desafios Challenges

6. - + + + + + + - - - - - + Na Na OH Cl OH Na Na OH Na H OH OH Na Célula Diafragma HIDROGÊNIO CLORO SALMOURA CATODO DIAFRAGMA ANODO LICOR

7. Gaps Tecnológicos • As células industriais de diafragma têm utilizado chapas perfuradas ou telas em aço doce (SAE1020) como cátodo. Entretanto, o sobrepotencial associado à reação catódica contribui com 10% da diferença de potencial total de operação de um eletrolisador industrial. • Na indústria de cloro soda, problemas relativos ao sobrepotencial catódico e a questões estruturais, contribuem com cerca de 13% dos gastos com energia elétrica. • Esse excedente de energia é capaz de abastecer 22.500 residências com consumo médio mensal de 200 kWh/mês. Medições reais Oportunidades de ganhos

8. Projeto Cátodos: Materiais • Avaliação das ligas comerciais visando seu uso como cátodo para a reação de desprendimento de hidrogênio • Foram adotados três parâmetros de comparação, em relação ao padrão SAE1020: • quanto à estabilidade do potencial durante a eletrólise (flutuações de potencial), • o potencial médio das últimas horas de eletrólise e • o grau de reprodutibilidade das curvas de polarização em sub-corrente.

9. Projeto Cátodos: Materiais • Um grupo de 6 ligas comerciais se destacou. • Supondo-se uma transferência linear de redução energética, a economia para o processo industrial alcançaria cifras da ordem de R$2MM a R$4MM ao ano, cujo investimento é interessante mesmo quando se considera que os gastos de alteração de 100% das células atingem valores de igual monta.

10. Projeto Cátodos: Materiais

11. Projeto Cátodos: Geometria • A resistência ôhmica oferecida pela bolha aderida na superfície do eletrodo, expressa na forma da queda de potencial entre diferentes regiões do eletrodo e o eletrólito.

12. L H Projeto Cátodos: Geometria Diâmetro dos furos 2,4 mm Distância entre os centros 4 mm Malha 12 Abertura 1,4mm Fio 0,71mm Malha 6 Abertura 2mm Fio 2,24mm SAE 1020 Tela SAE 1020 Tela SAF 2205 Malha 10 Abertura 1,4mm Fio 1,2mm Tela SAF 2906 SAE 1020 sobre tela de liga de níquel SAF 2205 (ou SAE 1020/ SAF 2205) Telade liga deníquel SAF 2205 sobre SAE 1020 (ou SAF2205/SAE1020)

13. Fase Piloto PilotPlantPhase

14. Planta Piloto da Braskem • Relação 1:2 para o anodo. • Operação instrumentada, com sistemas auxiliares de instalação de diafragmas modificados, anodos ou cátodos especiais. • A área exclusiva para a pesquisa em Eletroquímica, com 218 m2, dispunha de sala de células piloto e de bancada, laboratório de análises químicas, laboratório de preparação de eletrodos, sala de preparo de diafragmas e laboratório de análises eletroquímicas.

15. As Dificuldades Management Difficulties

16. Desenvolvimento Tecnológico • Foi apresentado um projeto PADCT III (Programa de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico – PADCT, edital CDT 01/98). • O projeto, orçado em R$743.511,79, dos quais R$295.728,80 como contrapartida da Empresa, na forma de hora-equipamento, hora-homem e despesas gerais foi aprovado pelo PADCT em novembro de 1998. • Deste montante, menos de 10% foi efetivamente liberado.

17. Parceria Inédita • O retardo na liberação dos recursos pela parte do PADCT/FINEP (inicialmente prevista para janeiro de 1999), aliada à reestruturação do CT da Empresa em Alagoas em meados de 1999, poderiam ter levado ao engavetamento ou abandono do projeto, não fosse pela iminência do tema escolhido para abordagem técnica e a importância da mão de obra que deveria ser qualificada neste esforço coletivo. • Após árduo trabalho de redefinição de cronogramas, o projeto seguiu, mesmo ainda sem recursos aportados pela FINEP.

18. Parceria Inédita • Como inovação, experiência inédita no Estado de Alagoas, a empresa disponibilizou integralmente a sua área de Eletroquímica, incluindo equipamentos, para as Universidades parceiras desenvolverem suas atividades, garantindo a otimização da comunicação e a sinergia entre as equipes. • Trabalharam diretamente no projeto, além dos docentes e engenheiros responsáveis, 3 bolsistas de iniciação científica, 4 mestrandos e 3 técnicos de nível médio, além dos pesquisadores proponentes e engenheiros da empresa.

19. Desenvolvimento Contingenciado • O desenvolvimento em condições contingenciadas não permitiu obter as informações complementares com o nível de segurança exigido pelos padrões da empresa.

20. Resultados, Conclusões, Críticas Conclusions

21. Pontos Negativos • Quadro de Pessoal • As mudanças ocorridas num projeto que se tornou de longo-prazo: • Na Universidade: bolsistas que concluíram a Graduação ou o Mestrado, deixando o Projeto com lapsos de conhecimento ou de execução. • Na Empresa: mudanças na estrutura interna, com alterações de lideranças, pessoas e prioridades setoriais.

22. Pontos Negativos • Recursos Financeiros • Inexistência de um cronograma de desembolso pelo Órgão de Fomento, com impactos críticos na Universidade: • Não contratação de pessoal treinado (13 bolsas, desde ITI até pesquisadores convidados) • Não aquisiçãode equipamentos e execução de despesas de custeio. • Dificuldade de conciliação entre os tempos dos orçamentos da Empresa (anual, descontínuo) com o da Universidade (por projeto).

23. Pontos Negativos • Modus Operandi • Difícil a execução de atividades dentro dos cronogramas assumidos pela Empresa. • Inexistência de um mecanismo de planejamento e avaliação da execução efetiva nos quadros universitários. • Dificuldade de harmonizar os tempos e resultados das 2 Universidades, da Empresa e dos colaboradores sob um só conjunto de metas e métodos. • Restrição por parte da Empresa para a publicação e divulgação de resultados, um indicador importante para os pesquisadores da Universidade.

24. Pontos Positivos • Para a Universidade, os treinamentos em segurança e organização, exigidos pela Empresa para todos os participantes. Estes cursos nem sempre estão disponíveis nos currículos de graduação ou pós-graduação, e têm caráter complementar de formação. • Para a Empresa, a qualificação o seu próprio quadro: • Um dos engenheiros defendeu sua dissertação sobre o tema. • Outros engenheiros da Empresa, a partir desta interação, manifestaram o interesse em cursar o mestrado ou disciplinas isoladas, como forma de complementar sua formação, sendo criado um mestrado in companycom a UFCG.

25. Pontos Positivos • Foi elaborado um contrato tipo “guarda-chuva”* entre a empresa e cada Universidade, prevendo: • Acordo de Confidencialidade (“Non DisclosureAgreement”) • Estrutura preliminar de Acordo sobre Propriedade Intelectual. • Estabelecimento de sistemática para contratação de serviços rápidos (análises químicas, treinamentos, palestras ou similares). • Estabelecimento de sistemática para contratação de serviços de médio e longo prazo (estudos e pesquisas). * Contrato “guarda-chuva”: um contrato plurianual, com valor pré-definido, renovável.

26. Pontos Positivos

27. Pontos Positivos • Prêmio FINEP 2001 – Regional Nordeste

28. Perspectivas para Desenvolvimentos na Área de Eletroquímica Perspectives for New Developments

29. Perspectivas • Corrosão de materiais metálicos e em concreto • Substituinte para o separador da célula de diafragma • Analisadores on-line para produtos e contaminantes • Tratamento de efluentes orgânicos e inorgânicos • Remediação de contaminações

30. “Dois mundos, duas culturas. O espaço acadêmico, com sua linguagem esotérica, seus rituais, seus mecanismos de legitimação e reconhecimento, feitos pela comunidade científica. O âmbito empresarial, com o pragmatismo que lhe é característico, na limpidez dos objetivos, claramente estabelecidos, com uma lógica irrefutável, ditada pela luta pela sobrevivência.” Sandra Brisolla • Brisolla, S.N., em "Relação Universidade-Empresa: Como Seria se Fosse", em "Interação Universidade Empresa", IBICT/IEL, 1998, pp.76-98, Brasília.

31. The world is our only home. We must learn to work together