Livia NonatoFruto dos avanços tecnológicos e das demandas crescentes por soluções mais eficientes e sustentáveis, os materiais inovadores surgem como algo de grande interesse e investimento.
Também conhecidos como materiais avançados, eles estão entre as principais tendências de setores como a indústria automotiva, siderúrgica e eletrônica, com maior destaque na construção civil.
Em 2023, o mercado global de aço verde, que é um dos principais materiais inovadores, chegou a US$ 2.70 bilhões.
O valor ainda é pequeno se comparado à indústria como um todo – que movimenta mais de US$ 1 trilhão – mas deve crescer rapidamente. A evolução em relação a 2022 já foi de quase três vezes, e a expectativa é que atinja US$ 100 bilhões em 2030.
Entre os motivos para a adoção rápida, a sustentabilidade tem uma influência sólida.
De acordo com uma pesquisa envolvendo 2453 companhias e startups produtoras de materiais inovadores, 15% dos projetos têm as preocupações ambientais como foco. Ela está por trás de iniciativas para a captação de eletricidade limpa, bem como para a redução do carbono produzido na indústria e do consumo de energia.
A demanda por materiais inteligentes e os avanços em nanotecnologia também demonstram força, movimentando 12% dos projetos, cada. Elas são seguidas de perto pela necessidade de reduzir o peso nas estruturas, a informática de materiais, a manufatura aditiva e as novas descobertas no campo dos materiais compostos, como aramida, fibra de vidro e fibra de carbono (10% cada).
Confira as principais tendências em materiais inovadores, suas aplicações práticas, e como a inovação deve continuar impactando grandes indústrias ao redor do mundo. Siga a leitura.
O que são materiais inovadores?
Materiais inovadores são substâncias com propriedades excepcionais, desenvolvidas por meio de avanços tecnológicos e científicos. Eles são projetados para atender a requisitos específicos de desempenho, resistência, durabilidade, entre outros aspectos.
Ao contrário dos materiais tradicionais, que têm suas propriedades limitadas por sua composição natural ou processos de fabricação convencionais, os materiais inovadores podem ser manipulados em nível molecular para obter características sob medida.
Alguns materiais inovadores são extremamente leves e fortes, como as fibras de carbono utilizadas na indústria aeroespacial, outros podem ser transparentes e altamente condutores, como o grafeno, aplicado em eletrônica e energia.
Resistência a altas temperaturas, durabilidade excepcional e condutividade térmica otimizada são outras características comuns
As principais aplicações dos materiais inovadores são:
- Construção Civil: materiais inovadores são frequentemente utilizados na construção para criar estruturas mais leves, resistentes e sustentáveis. Exemplos incluem concretos de alto desempenho, vidros inteligentes, isolamentos térmicos avançados e materiais compósitos para reforço estrutural;
- Siderurgia: na indústria siderúrgica, os materiais inovadores são empregados para desenvolver ligas metálicas mais resistentes e leves, revestimentos anticorrosivos e tecnologias de tratamento térmico avançadas, que aumentam a eficiência e a durabilidade dos produtos.
- Produção Industrial: os materiais inovadores oferecem soluções para desafios de engenharia, como redução de peso, aumento da eficiência energética, melhoria da resistência ao desgaste e desenvolvimento de produtos de alto desempenho. Alguns exemplos são polímeros de engenharia, cerâmicas avançadas, ligas de titânio e materiais compósitos de fibra de carbono.
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Entre as centenas ou milhares de materiais inovadores à disposição das empresas, existem alguns que já demonstram potencial para transformar mercados inteiros.
1 – Bioconcreto
O bioconcreto é uma inovação no campo da construção civil que utiliza bactérias para curar fissuras no concreto. Essas bactérias são encapsuladas em esferas de cálcio ou celulose e misturadas ao concreto durante a produção.
Quando surgem fissuras na estrutura, as bactérias são ativadas pela entrada de água e produzem calcita, preenchendo as rachaduras. Dessa forma, ele oferece uma solução eficiente para prolongar a vida útil das estruturas e reduzir a necessidade de manutenção.
As aplicações do bioconcreto são vastas e incluem todas as estruturas onde o material tradicional é utilizado, como pontes, edifícios, barragens e estradas. É uma nova abordagem para a durabilidade das estruturas, ao mesmo tempo em que traz sustentabilidade para um dos setores que mais emitem CO2.
2 – Aço verde
O aço verde é uma inovação na indústria siderúrgica, reduzindo o impacto ambiental da produção de aço. Ele é criado por meio de processos que utilizam fontes de energia renovável, como a energia solar e eólica, e incorpora técnicas de reciclagem de materiais.
Suas propriedades mais interessantes incluem a redução das emissões de carbono durante a produção e o uso mais eficiente dos recursos naturais, provocando uma pegada ambiental menor em comparação com o aço convencional.
O aço verde pode ser utilizado em qualquer produto que exija a resistência e durabilidade do aço, como construção civil, fabricação de automóveis, equipamentos industriais, entre outras.
3 – Telhas solares
As telhas solares integram tecnologia fotovoltaica diretamente nas telhas de uma construção. Elas captam a luz solar e a transformam em eletricidade, proporcionando uma fonte de energia renovável e limpa para o edifício.
Estes materiais inovadores permitem a geração de energia a partir de uma superfície já existente nos edifícios, maximizando o aproveitamento do espaço e eliminando a necessidade de painéis solares. É uma solução estética e funcional para a energia renovável.
Novas descobertas estão sendo utilizadas na fabricação de telhas solares transparentes, que favorecem a iluminação natural e podem reduzir o consumo energético das construções.
4 – Tijolos de micélio
Os tijolos biológicos são uma inovação feita a partir de micélio, a raiz de certos fungos que fica abaixo dos cogumelos. Esse material é cultivado em moldes específicos e, quando se desenvolve, forma uma estrutura sólida e resistente.
Os tijolos de micélio são resistentes à compressão, leves e compostáveis, podendo ser descartados no ambiente caso a obra seja demolida. Eles ainda favorecem o isolamento térmico e acústico, e a mesma tecnologia pode ser utilizada em móveis e embalagens – basta ajustar as formas.
5 – Impressões 3D
A impressão 3D é um modo de produção que dá vida a diversos materiais inovadores. Ela pode criar vários tipos de plástico, metal, cerâmica e até mesmo bioplásticos para criar objetos personalizados de forma rápida e eficiente.
Sua propriedade mais interessante é a capacidade de produzir objetos complexos sem a necessidade de moldes ou ferramentas específicas.
A técnica também reduz o consumo de materiais, pois não deixa muitas sobras a partir de cortes, e os restos ainda podem ser reaproveitados em novas peças.
6 – Concreto translúcido
O concreto translúcido é uma inovação no campo da construção civil que incorpora fibras ópticas ou outros materiais transparentes à mistura. Ele permite que a luz natural passe pelo material, tornando-o uma possibilidade para a iluminação sustentável.
Além disso, o concreto translúcido permite a criação de estruturas arquitetônicas únicas, com trabalhos estéticos manipulando luz e sombra a partir do material. As aplicações incluem fachadas de edifícios, pisos, painéis de parede, escadas e diversos outros elementos arquitetônicos.
7 – Aerogel
O aerogel é um material poroso, conhecido por sua estrutura leve e composta principalmente por ar. É considerado o material sólido mais leve do mundo.
Suas propriedades mais interessantes incluem a baixa densidade, excelente isolamento térmico e acústico, além de sua resistência ao calor e à umidade.
Esse é um dos materiais inovadores mais abrangentes, podendo ser utilizado em diversos setores.
As aplicações incluem isolamento em edifícios, proteção térmica em espaçonaves, absorção de óleo em derramamentos, isolamento em trajes espaciais, entre outras.
8 – Sensores inteligentes
Os sensores inteligentes são dispositivos eletrônicos capazes de coletar dados do ambiente ao seu redor e processá-los para fornecer informações úteis em tempo real. Eles são equipados com algoritmos avançados que permitem interpretar e analisar os dados coletados.
Monitorar condições ambientais, detectar movimentos, e até acompanhar indicadores de saúde como pressão e frequência cardíaca, são algumas das suas aplicações. Os sensores são capazes de transmitir essas informações de forma remota, facilitando o acompanhamento dos dados.
Importância da gestão da inovação no desenvolvimento de materiais inovadores
Seja durante o seu desenvolvimento, ou até para conquistar espaço em mercados desafiadores, os materiais inovadores enfrentam e superam algumas adversidades.
A gestão da inovação é crucial para que os investimentos em P&D originem tecnologias valiosas e capazes de competir com soluções já bem estabelecidas.
Validação e testes: os novos materiais precisam passar por rigorosos testes de validação para garantir que atendam aos requisitos de desempenho, segurança e conformidade com as regulamentações. A gestão da inovação é uma forma de estruturar todo o processo de inovação, considerando PoCs e prototipações, garantindo que os materiais desenvolvidos vão gerar valor para a empresa e o mercado.
Escala de produção: muitas vezes, os materiais inovadores enfrentam dificuldades na produção em larga escala. A gestão da inovação ajuda a identificar e resolver obstáculos que podem ocorrer através da inovação, otimizando processos e reduzindo custos, por exemplo.
Adoção e aceitação do mercado: convencer os clientes e stakeholders a adotar novos materiais pode ser um desafio. A gestão da inovação pode envolver os usuários finais desde o início do processo de desenvolvimento, incorporando feedback e adaptando os materiais às suas necessidades e expectativas.
Ao coordenar todas as etapas do processo de inovação, desde a concepção até a relação com o mercado, a gestão da inovação maximiza as chances de sucesso e impacto positivo dos materiais inovadores.
Conclusão
Os materiais inovadores contribuem para o desenvolvimento de soluções mais eficientes, sustentáveis e avançadas. Sua adoção ainda é inicial, mas eles representam o futuro da indústria, promovendo avanços significativos em diversas áreas, desde a construção até a eletrônica.
A gestão da inovação desempenha um papel crucial no desenvolvimento e na adoção bem-sucedida desses materiais. Ao direcionar todas as etapas do processo de inovação, a gestão é responsável por gerar produtos atraentes que possam conquistar espaço no mercado.
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