Estudo Dirigido Ciência dos Materiais

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Nome do/a aluno/a: Felipe Januário dos Reis 
Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária 
Disciplina: Ciência dos Materiais 
Tutor/a: Jonathan Breno Morais 
 
Desde o início das civilizações, os materiais e a energia são utilizados para 
melhorar a vida dos seres humanos; por essa razão, eles estão intimamente 
ligados à existência e à evolução da humanidade e acompanharam essas 
civilizações no decorrer de todo o seu desenvolvimento desde a pré-história, na 
Idade da Pedra, quando nossos ancestrais lascavam pedras para produzir armas 
de caça; passando pela Idade do Bronze, na qual foi desenvolvida a base da 
metalurgia com as ligas de cobre e estanho na produção de armas superiores; 
até os dias atuais, com a produção de superligas, grafeno, entre outros 
(SHACKELFORD, 2013). 
Para que você possa perceber a importância dos materiais para a humanidade, 
imagine a sua vida sem alguns deles, por exemplo, o plástico, o cimento, o vidro, 
o alumínio e o papel. É impossível imaginar tal situação, não é? Isso deixa claro 
que os materiais estão presentes em todos os setores de nossas vidas, seja na 
habitação, transporte, comunicação, indústria ou, ainda, no lazer. A produção e 
a transformação desses materiais em bens acabados representa uma das 
atividades mais importantes da economia moderna. Todo o conhecimento 
adquirido ao longo da nossa evolução acerca dos materiais tornou possível o 
desenvolvimento de uma variedade enorme de materiais e moldagem das 
propriedades desses materiais de acordo com o interesse e a necessidade da 
sociedade (SMITH; ROSA, 1998; CALLISTER JR.; RETHWISCH, 2013). 
A ciência e engenharia de materiais é um campo de conhecimento 
interdisciplinar, que trata do estudo e manipulação da composição e estrutura 
dos materiais, com o intuito de controlar as propriedades destes por meio da 
síntese e do processamento para a produção de bens de uso e consumo. A 
ciência dos materiais tem como objetivo o estudo da estrutura interna, das 
propriedades e do processamento dos materiais, enquanto a engenharia dos 
materiais dedica-se à aplicação destes conhecimentos de modo a transformar 
os materiais em produtos úteis e/ou necessários à sociedade; 
 
É importante saber que, quando falamos de materiais, devemos ter em mente 
que toda matéria é um material em potencial, dependendo apenas que suas 
propriedades (ópticas, mecânicas, elétricas etc.) confiram-lhe alguma função 
especifica (ZARBIN, 2007). Além disso, o desempenho do material em uma 
aplicação é um fator determinante em projetos. Portanto, pode-se notar que a 
ciência dos materiais está embasada em quatro pilares: a síntese e 
processamento; a composição e estrutura; as propriedades; e o desempenho 
(CALLISTER JR.; RETHWISCH, 2013). Em resumo, a partir da ciência e 
engenharia dos materiais, é possível compreender a natureza dos materiais e 
aplicar conceitos fundamentais e empíricos que possibilitam relacionar a 
estrutura dos materiais, suas diversas propriedades e o seu comportamento para 
a transformação desses materiais em produtos. 
 
Para a engenharia, ter conhecimento sobre o material o qual o produto será 
composto é imprescindível para determinar fatores de projeto. Ou seja, desde a 
engenharia civil até a aeroespacial, o engenheiro deve conhecer a fundo as 
propriedades dos materiais envolvidos para determinar se um prédio ou um 
foguete espacial irá suportar a tarefa para qual ele foi designado. 
Essa seleção de materiais não é algo extremamente complexo ou algo que 
apenas engenheiros formados conseguem entender. Na verdade, é algo 
presente no cotidiano de todos nós e extremamente fácil de compreender. 
Diversas vezes em um mesmo dia tomamos decisões que envolvem um tipo de 
seleção de materiais ou produtos e essas decisões embora sejam muitas vezes 
inconscientes ajudam a entender um pouco do assunto. 
Pela manhã, é muito claro que uma garrafa térmica é o melhor lugar para deixar 
o café quente pelo maior tempo possível. Quando cozinhamos, sempre há uma 
panela melhor que outra para algum alimento. Ao usar o micro ondas, sempre 
lembramos de não colocar talheres ou objetos metálicos. 
https://engrenarjr.com.br/projeto-de-maquinas
Na hora de dormir, sabemos qual o melhor cobertor. Em todo o nosso dia 
selecionamos produtos ou materiais para atender as nossas necessidades e é 
justamente um pensamento tão simples que precisamos para compreender a 
seleção de materiais para engenharia. 
Quando comparamos materiais entre si, analisamos diversas propriedades e em 
quais um se sobressai em relação aos demais. Na garrafa térmica estamos 
interessados em um material que mantenha a temperatura da bebida pelo maior 
tempo possível. Com isso, há uma linha de construção e seleção para garantir o 
melhor produto. 
Neste caso em específico estamos interessados na propriedade térmica, quanto 
maior a resistência térmica, menor será a troca de calor com o ambiente e mais 
tempo a temperatura do líquido em contato com a superfície desse material irá 
se manter. 
A engenharia estuda diversas propriedades de materiais. Com isso, um 
engenheiro formado deve saber como relacionar, comparar, mensurar e 
selecionar materiais de acordo com suas propriedades já conhecidas. Em um 
projeto em que essa seleção ocorre, dificilmente haverá apenas uma 
propriedade analisada. Ou seja, os materiais são comparados ao mesmo tempo 
por sua resistência, condutividade térmica ou elétrica, dureza, densidade, preço 
etc. 
Um material selecionado deve se sobressair ao máximo e no maior número de 
propriedades possíveis. Geralmente não existe um material que seja melhor em 
todas as categorias, sendo assim é necessário o entendimento por parte do 
engenheiro do projeto como um todo e suas prioridades. Diversas seleções de 
materiais são limitadas a um custo de material e, portanto, essa característica 
terá um maior peso, no entanto as outras propriedades ainda são consideradas.