Tecnologia promete mitigar perdas por falhas de acabamento de componentes mecânicos

Roseli Andrion  |  Pesquisa para Inovação – Na indústria mecânica, um desafio invisível consome milhões de reais todos os anos: componentes de alto valor agregado — como engrenagens de aeronaves, molas veiculares e eixos de turbinas eólicas — são frequentemente descartados porque o ajuste das máquinas de acabamento falha nas primeiras tentativas.

Os números do setor impressionam. Falhas por fadiga em componentes mecânicos custam cerca de 4% do Produto Interno Bruto (PIB) anualmente nos Estados Unidos, segundo a consultoria ITS Inc. Uma única falha crítica em um componente pode gerar gastos de US$ 2 milhões em reparos. Em caixas de redução industriais, os custos de conserto variam de US$ 10 mil a US$ 100 mil por ocorrência catastrófica, de acordo com dados da Sumitomo Drive.

Para mitigar esses prejuízos, a Eigendauer, startup de engenharia focada na integridade de superfícies, desenvolveu com apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP, um software que simula processos de acabamento antes mesmo de as peças entrarem na linha de produção. A empresa está incubada no IncubAero, vinculado ao Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA).

Denominada MIP (Manufacturing Interaction Platform), a solução funciona como um "gêmeo digital" do equipamento de jateamento. A ferramenta permite digitalizar o maquinário real e ajustar todas as variáveis no ambiente virtual, eliminando o tradicional e oneroso ciclo de tentativa e erro.

O foco principal da tecnologia é o shot peening (ou jateamento de granalha). No processo, pequenas esferas metálicas são disparadas contra a superfície dos componentes para criar uma tensão residual compressiva — uma espécie de armadura invisível que protege a peça contra rachaduras e fadiga.

A técnica converte energia mecânica em durabilidade, tornando as peças de duas a três vezes mais resistentes. Segundo dados técnicos do setor, o procedimento pode aumentar a vida útil de componentes sujeitos à fadiga em até 1.000%. De acordo com a Society of Automotive Engineers (SAE), mais de 70% das pás de turbinas de aeronaves e 90% das molas automotivas globais passam por esse tratamento.

O mercado global do segmento deve atingir US$ 2,3 bilhões até 2033, com crescimento anual de 7,2%, segundo a Grand View Research. O setor aeroespacial detém 45% dessa demanda, seguido pelo automotivo (25%) e pelo de energia (15%).

Controle de variáveis complexas

O shot peening envolve dezenas de variáveis interdependentes, como velocidade das esferas, ângulo de impacto, pressão do ar e tipo de granalha. "O mercado possui processos de acabamento que ainda não são plenamente utilizados e muitas variáveis para serem controladas", explica Mariana dos Santos Souza, CEO e cofundadora da Eigendauer.

O diferencial do software é a simulação preditiva. Enquanto equipamentos concorrentes de alto custo (como modelos europeus de € 1,5 milhão) monitoram o que ocorre durante o processo, a plataforma brasileira permite a otimização prévia dos parâmetros.

O projeto foi viabilizado com apoio do PIPE, da FAPESP. Na primeira fase, a equipe desenvolveu um produto mínimo viável (MVP) focado em shot peening e retificação. Atualmente, o software está em nível de maturidade tecnológica TRL 5 (Technology Readiness Level), validado em ambiente relevante.

Desde então, a equipe decidiu se concentrar no shot peening. “Vamos colocar na nuvem para comercializar melhor”, explica Souza. “Um modelo de software como serviço [SaaS] facilita o acesso dos clientes.”

Economia de tempo, material e energia

Os benefícios da solução estendem-se à descarbonização e eficiência energética. Sem a simulação, o fluxo convencional exige programar a máquina, processar a peça e inspecioná-la — muitas vezes com luz ultravioleta para detectar falhas microscópicas. Se o resultado for insatisfatório, o material é descartado e o processo reiniciado.

Com o gêmeo digital, é possível definir os parâmetros ideais para atingir o recobrimento necessário antes de acionar o maquinário real. A aplicação é versátil: atende desde a nacionalização de componentes importados até a redução de ruídos em veículos elétricos e a manutenção de equipamentos de perfuração no setor de óleo e gás.

Obstáculos do conservadorismo

Apesar da solidez técnica, a startup enfrenta o conservadorismo industrial. "O mercado industrial é conservador e ninguém quer se arriscar", pondera Souza. Para contornar a barreira de entrada, a empresa adota uma estratégia de validação progressiva, prestando serviços de consultoria técnica enquanto aprimora o produto.

A empreendedora conta que, recentemente, um cliente disse que gostaria que o sistema fosse desenvolvido especificamente para o produto dele. É o impasse clássico: o cliente reconhece o valor, quer exclusividade, mas não está disposto a pagar o custo real dessa exclusividade. “A indústria não quer investir e os investidores não querem se arriscar em soluções disruptivas”, lamenta.

E essa mentalidade não é exclusivamente brasileira. “Já houve conversas com a Alemanha, o Japão e os Estados Unidos, mas ninguém quis apostar”, diz. A Europa tem aproximadamente 40% da participação global no mercado de máquinas de shot peening, graças a sua forte base automotiva e aeroespacial, mas nem lá a inovação em software de simulação encontra espaço facilmente.

Embora geralmente os engenheiros já estejam convencidos dos benefícios, precisam convencer os tomadores de decisão. “No momento de aprovar, como faltam indicadores, ou demora muito ou realmente não se aprova. Leva-se mais em consideração o investimento do que o retorno possível em longo prazo.”

A Eigendauer agora busca financiamento para um módulo de viabilidade técnico-econômica, que utilizará literatura científica para provar o retorno sobre o investimento (ROI) do processo de forma automatizada. “A gente identificou que a grande dificuldade é provar que o processo de shot peening é viável economicamente”, explica Souza. “A partir da literatura, vai ser possível entender se sim ou se não. O cliente vai poder fazer a simulação de parâmetros no software que a gente já tem.”

Paralelamente, a startup participa de feiras internacionais para ganhar visibilidade. Recentemente, esteve no Web Summit, em Lisboa. Além disso, um dos sócios foi à Inglaterra pelo programa Leadership in Innovation Fellowships (LIF) Global, da Royal Academy of Engineering. O LIF Global busca capacitar e internacionalizar startups e tem parceria com o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). “Pensamos em internacionalização desde o início”, afirma Souza.

A equipe multidisciplinar reforça a ambição global da startup. Além de Souza (administradora), os cofundadores André Oliveira e Guilherme Guimarães são doutores pelo ITA, e Patrícia Lohrer é doutora pela universidade alemã RWTH Aachen. O nome da empresa sintetiza essa conexão: une os termos alemães eigenspannung (tensão) e dauerhaft (durabilidade).

Alinhada à indústria 4.0, a Eigendauer projeta conquistar 5% de participação do mercado global até 2033. "É provável que teremos de oferecer o produto de prateleira no modelo de software como serviço [SaaS] para facilitar o acesso", resume a CEO. Em um cenário onde eficiência e sustentabilidade são imperativos, a tecnologia brasileira propõe substituir o desperdício pela precisão do cálculo.