O antigo aluno do Técnico e atual investigador no Instituto de Ciência e Tecnologia do Luxemburgo (LIST na sigla em inglês), doutor Cláudio Lopes, recebeu recentemente uma cátedra FNR PEARL, no valor cerca de 4 milhões de euros. Para o antigo aluno do Técnico receber esta distinção “é não só um grande orgulho, mas também uma enorme honra”. O programa PEARL, financiado pelo Luxembourg National Research Fund (FNR na sigla em francês) tem como objetivo a atração para o Luxemburgo de conceituados investigadores estrangeiros e oferece uma bolsa de até 4 milhões de euros para o estabelecimento de um grupo ou unidade de investigação em áreas prioritárias para o desenvolvimento tecnológico do país. “Tipicamente são financiadas 1 ou 2 PEARL por ano”, refere o professor de investigação Cláudio Lopes. “É sem dúvida um grande reconhecimento da minha carreira de investigação, mas também uma aposta no meu campo de trabalho que são os materiais poliméricos reforçados, isto é, materiais compósitos, sobretudo para aplicações aeronáuticas. Sinto-me agora responsável por demonstrar que foi uma aposta vencedora”, vinca o antigo aluno.
O professor Cláudio Lopes ingressou no LIST no início de janeiro de 2020, onde lidera a Unidade de Compósitos Estruturais do Departamento de Investigação e Tecnologia de Materiais. O seu trabalho de investigação está relacionado com o desenvolvimento de materiais ultraligeiros e mais sustentáveis. “A visão de um futuro mais sustentável orienta fortemente o foco do projeto que tem como objetivo o desenvolvimento de materiais compósitos ultraligeiros”, evidencia o professor Cláudio Lopes. “Materiais leves são sinónimo de menor pegada ecológica, por um lado, porque se usam menos recursos na sua produção. Por outro lado, a aplicação destes materiais no sector dos transportes conduz a menores consumos de energia e, portanto, a menores emissões”, acrescenta.
O aligeiramento de veículos dos mais variados meios de transporte é hoje em dia, e tal como sublinha o investigador do LIST, “uma prioridade na construção de um futuro mais sustentável, e um dos grandes objetivos da engenharia moderna”. Por estes mesmo motivos, os materiais ultraligeiros podem também trazer grandes vantagens económicas. “Esta implicação é especialmente notável no sector da aeronáutica onde os custos de transporte são dos mais elevados. Assim, a visão fundadora do projeto reflete que um futuro mais sustentável é também do nosso interesse económico”, declara o antigo aluno.
Mas afinal o que são materiais poliméricos reforçados? Conhecidos em engenharia como materiais compósitos, são um dos frutos da engenharia de materiais, e atualmente aplicados em diversos sectores económicos, nomeadamente no transporte aéreo. “Os mais modernos aviões onde voamos hoje em dia são, em grande parte, de polímeros reforçados. Devido aos seus constituintes, os materiais compósitos avançados têm propriedades mecânicas específicas elevadas e, portanto, conduzem a estruturas mais ligeiras que outros materiais provenientes de recursos naturais, como por exemplo, alumínio ou titânio tradicionalmente usados na indústria aeronáutica”, evidencia o alumnus. De acordo com o professor Cláudio Lopes “a simples substituição progressiva de materiais metálicos por materiais compósitos tem conduzido a melhorias incrementais da eficiência de estruturas aeronáuticas nos últimos 50 anos, mas nesta altura os benefícios desta estratégia estão praticamente esgotados”.
Os materiais compósitos avançados têm, no entanto, outras características distintivas que segundo o investigador do LIST “ainda não inteiramente exploradas na prática, e que prometem níveis de eficiência superiores, nomeadamente a sua anisotropia”. “Esta característica significa distintas propriedades em diferentes direções, e implica que a orientação do material pode ser otimizada em cada local da estrutura para obter ainda melhores desempenhos, resultando em estruturas ultraligeiras”, complementa o investigador. Para que tal aconteça a estrutura em si mesma deverá ser projetada de forma a poder beneficiar do melhor desempenho possível do material compósito que a constitui. “Trata-se então de desenvolver métodos que permitam a otimização a duas escalas em simultâneo, a do material e a da estrutura”, explana o alumnus do Técnico.
Na realidade, só após o surgimento nos últimos anos de técnicas de fabrico aditivo de materiais compósitos, como a impressão 3D, será possível produzir configurações que explorem este novo paradigma. “Por outro lado, devido ao grande número de variáveis de desenho envolvidos, para que possam ser projetadas e otimizadas de forma expedita será necessário desenvolver e implementar métodos de simulação numérica em combinação com técnicas e algoritmos de Machine Learning”, tal realça o antigo aluno do Técnico. E é da identificação de todas estas potencialidades e necessidades que nasce o projeto que o alumnus do Técnico está a conduzir no LIST “e que envolve a combinação de materiais compósitos, fabrico aditivo, simulação numérica avançada e Machine Learning para a obtenção de materiais ultraligeiros para aplicações aeronáuticas, e outras”.
O professor Cláudio Lopes mudou-se há menos de um ano para o Luxemburgo. Anteriormente era líder de um grupo de investigação no Instituto IMDEA Materiais, em Madrid. “Antes de Madrid, fui investigador do INEGI – Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Engenharia Industrial, no Porto”, recorda. “O meu perfil é o da investigação aplicada, e o meu habitat natural é o centro de investigação, onde a colaboração com a indústria, a transferência de tecnologia e a valorização dos resultados de investigação são prioritários”, sublinha de seguida.
A oportunidade de fazer investigação no Luxemburgo começaria com a resposta a um anúncio online que o antigo aluno do Técnico entendeu como “uma oportunidade singular de progredir enquanto líder de uma equipa de investigação no meu campo de trabalho”. Outro fator importante para o investigador que pesou na sua decisão de mudança é o ambiente de investigação no Luxemburgo que, tal como o próprio reitera “permite o acesso a recursos superiores, o que é determinante para a qualidade da investigação e para o seu impacto na sociedade”. “Em linha com as melhores práticas internacionais, o acesso a esses recursos é dependente do mérito, e a cátedra PEARL do FNR é um bom exemplo dessa praxis”, destaca ainda o investigador do LIST.
Do ponto de vista pessoal, Cláudio Lopes classifica a experiência como “muito interessante e enriquecedora”. “Embora a mudança de país tenha significado um afastamento da ‘cultura ibérica’, sendo que as sociedades portuguesa e espanhola são bastante afins culturalmente, tenho contacto com portugueses como em nenhum outro país, além de Portugal”, partilha. “Com 15% da população de nacionalidade portuguesa, o Luxemburgo é sem dúvida o país mais português depois do nosso, e essa presença sente-se por todo o lado. Além da comunidade portuguesa há outras, tornando o Luxemburgo também dos países mais multiculturais da Europa”. O antigo aluno do Técnico confidenciou-nos que esta dimensão multicultural é também uma realidade no LIST, onde num universo de 600 colaboradores, estão representadas quase 50 nacionalidades.
Orgulhoso desta conquista, notoriamente realizado e embrenhado no trabalho que se segue, o antigo aluno não esquece as suas raízes e o impacto da sua formação no Técnico. “Ter frequentado o curso de Engenharia Aerospacial foi determinante para chegar à posição onde me encontro, embora não seja o único caminho possível. Aeroespacial significa um curso e uma carreira apaixonantes”, realça.
Apesar de saber que “a carreira de investigação não é a aposta de um número significativo de estudantes de engenharia aerospacial”, o professor Cláudio Lopes afirma que esta deveria ser uma hipótese a ter em consideração pelos graduados, uma vez que “o curso oferece uma perspetiva vantajosa a quem decide seguir essa via”. “A amplitude de conhecimentos adquiridos em várias áreas permite a contextualização da atividade investigadora, a definição adequada de prioridades, e um excelente posicionamento para maximizar o impacto de investigação realizada”, colmata o investigador do LIST.
