Cascas de ovos tornam ligas metálicas mais fortes e mais leves

Casca de ovo reforça metal

O estereótipo das coisas frágeis, as cascas de ovos, devidamente transformadas em pó, estão sendo usadas para produzir ligas de magnésio de alta qualidade, com ampla gama de aplicações nas indústrias automotiva, aeroespacial e biomédica.

As cascas de ovos foram escolhidas como uma alternativa de baixo custo e ambientalmente sustentável aos materiais de cálcio convencionais, que são fabricados a partir de minério por meio de um processo que consome muita energia. Materiais como carbonato de cálcio e óxido de cálcio são utilizados em uma ampla variedade de aplicações.

“Demonstramos uma técnica que nos permite pular uma etapa. Em vez de processar minério para produzir materiais de cálcio e depois usar esses materiais para produzir metais ou ligas metálicas, mostramos que é possível produzir uma liga metálica de alta qualidade usando cascas de ovos,” disse o professor Bharat Gwalani, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA.

As cascas de ovo são compostas por 95% de carbonato de cálcio, e o processo que os pesquisadores utilizam para incorporá-las às ligas metálicas as converte em óxido de cálcio e cálcio elementar.

“Há muitas vantagens nisso,” explicou Gwalani. “São menos etapas. Você tem uma cadeia de suprimentos confiável e sustentável. As cascas de ovo são baratas. E você usa muito menos energia, porque não precisa passar pelo processo de criação de produtos de cálcio a partir do minério.”

Equipamento usado na extrusão por fricção e esquema da mecanoquímica que ocorre em seu interior.
[Imagem: Aniruddha Malakar et al. – 10.1016/j.jma.2026.102290]

Soluções de energia

Extrusão por fricção

Para demonstrar o conceito, os pesquisadores usaram cascas de ovos para produzir ligas de magnésio que ficaram mais fortes e mais duras do que as fabricadas a partir do minério. A combinação de resistência e peso torna essas novas ligas com casca de ovo úteis para aplicações como eletrônicos e equipamentos aeroespaciais.

O processo biogênico começa com a perfuração de uma série de orifícios uniformemente espaçados em um bloco cilíndrico de magnésio. Esses orifícios são então preenchidos com pós finos resultantes da moagem das cascas de ovos. O bloco é então colocado dentro de um cilindro de aço, que recebe a seguir um mandril também de aço com um orifício no centro. O mandril funciona essencialmente como um pilão em um almofariz, pressionando o bloco de magnésio e girando a 300 rotações por minuto.

Esse processo é chamado de extrusão por fricção. Conforme o mandril pressiona e gira, várias coisas acontecem quase simultaneamente: O pó da casca de ovo se mistura ao magnésio circundante, criando fricção entre as partículas da casca e o metal; essa fricção converte o carbonato de cálcio em óxido de cálcio e cálcio, produzindo a liga de alta resistência Mg₂Ca; por fim, a pressão descendente do mandril força a liga de magnésio para fora através do orifício, produzindo uma barra extrudada, que é o produto final.

“Este trabalho demonstra que é possível produzir ligas de magnésio de alto valor agregado e alta qualidade utilizando um material residual biogênico, barato e sustentável,” comentou Gwalani. “Esta é uma maneira escalável, energeticamente eficiente e ambientalmente responsável de produzir compósitos à base de magnésio utilizando materiais residuais biogênicos.”