A ascensão dos ímãs – da cirurgia ao espaço sideral

As pequenas mandíbulas de metal, parecidas com pinças, estavam no lugar. Segurando suavemente a vesícula biliar do paciente. Mas o dispositivo de agarre não estava fisicamente conectado a nada – parecia estar levitando dentro do corpo da pessoa.

Na realidade, as mandíbulas estavam sendo controladas remotamente por um braço robótico que empunhava um ímã especial.

“Podíamos ver as estruturas críticas, os vasos sanguíneos”, diz o Dr. Matthew Kroh, da Cleveland Clinic, em Ohio. Não demorou muito para que ele removesse a vesícula biliar problemática com a ajuda de seu assistente robótico. Esta foi uma das duas dúzias de cirurgias semelhantes que ele e sua equipe realizaram nos últimos meses usando seu sistema de alta tecnologia.

“Isso nos permite realizar uma operação muito comum de forma menos invasiva”, diz ele, explicando que agora são necessárias menos incisões para procedimentos como esse. Mas existem muitas outras aplicações emergentes que também usam ímãs cuidadosamente fabricados.

Ímãs permanentes, do tipo que mantêm lembranças coloridas presas à porta da geladeira, podem parecer uma tecnologia bastante madura e bem estabelecida. Afinal, eles são usados há séculos. No entanto, hoje em dia, pesquisadores e empresas estão fazendo grandes esforços para tornar os ímãs mais poderosos e eficientes do que nunca.

Isso ocorre porque, cada vez mais, os ímãs são usados em todos os tipos de tecnologias ascendentes – incluindo motores elétricos de veículos e turbinas eólicas. Eles são, portanto, cruciais para a eletrificação. No entanto, os ímãs geralmente são feitos usando elementos de terras raras, produtos de operações de mineração poluentes. E, atualmente, a China domina massivamente a produção global de ímãs permanentes, com mais de 90% de participação de mercado.

Muitos argumentam que precisamos de instalações de fabricação de ímãs mais limpas e amplamente distribuídas. O futuro, dizem eles, depende disso.

“Meu trabalho é brilhante”, diz Matthew Swallow, gerente de produto técnico da Bunting Magnetics no Reino Unido. “Ninguém mais, eu acho, se envolve em tantas coisas.”

Sua empresa fabrica ímãs usados em todos os tipos de sistemas – desde implantes cocleares até freios de emergência em montanhas-russas, incluindo a Alton Towers. A Bunting Magnetics até forneceu ímãs para a Nasa.

Swallow diz que, mesmo nos últimos 10 anos aproximadamente, a disponibilidade de ímãs de alta qualidade feitos com o elemento de terras raras neodímio melhorou. Para esses ímãs projetados para suportar temperaturas de até 200°C, uma classe N35 costumava ser o máximo. Mas agora estão disponíveis comercialmente versões da classe N52.

“Você pode literalmente tornar o ímã 60% menos massivo e obter o mesmo nível de desempenho”, explica Swallow.

Em um motor elétrico, um campo magnético ajuda uma bobina interna a girar. Isso pode ser usado para impulsionar um eixo e girar as rodas de um carro elétrico, por exemplo. Ímãs de alta classe significam motores que funcionam de forma mais eficiente e carros que pesam um pouco menos no geral. A adição cuidadosa de uma pequena quantidade de disprósio, outro elemento de terras raras, é uma maneira de melhorar a eficiência de um ímã.

Uma das razões pelas quais a China domina a produção global desses ímãs são os incentivos financeiros, diz Ross Embleton, analista sênior de metais e mineração – terras raras na Wood Mackenzie. O material do ímã permanente de terras raras está sujeito a um desconto de 13% no imposto sobre valor agregado (IVA) na exportação do país, e os governos provinciais oferecem apoio