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Engenharia

A virtude dos defeitos

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No mundo dos materiais, o desvio da norma, revelado pela presença de defeitos, é frequentemente uma virtude. Como assim?

Existe na sociedade um certo desconhecimento acerca dos materiais e até alguma confusão nos termos. Porque é que um material como o aço é resistente e um plástico em contraste é macio? E… não, o contrário de “resistente” não é “frágil”, é mesmo “macio”. E porque é que um material como o cobre é dúctil, cedendo e deformando-se bastante até partir e um cerâmico, em oposição, deformando pouco e quebrando de forma abrupta, é (agora sim!) frágil? São questões às quais mesmo pessoas com estudos superiores raramente sabem responder. Não é defeito, é feitio. Mesmo em ciência e tecnologia, há tópicos mais mediáticos. Pode então ser de ajuda tecer algumas analogias. Como sabemos, uma pessoa pode ser forte e resistente mesmo tendo fragilidades e não há incompatibilidade nisso. A caneca de cerâmica que usamos diariamente é frágil, mas é simultaneamente resistente, muito mais aliás que um copo de plástico, esse sim macio, soft. Outro paralelo: uma posição supostamente firme pode revelar um carácter frágil. “Antes quebrar que ceder”, pensa o teimoso.

Donde vem então a resistência e a deformabilidade dos materiais? E por que é que isso nos deve interessar? Pela cultura científica e quem sabe pela possibilidade de traçar mais analogias úteis. Para isso teremos que olhar para a estrutura dos materiais à escala atómica. Os átomos gostam de estar juntos de forma periódica, em estruturas cristalinas, pois isso minimiza a energia do conjunto. São 100% perfeitas tais estruturas? A resposta é: não. E como se chamam estas entidades desviantes, que estragam a perfeição dos cristais, como Shrek e Burro no interior do castelo ideal de Duloc? Chamam-se defeitos cristalinos. Defeitos? Não é um termo depreciativo? Voltaremos à questão do automatismo da resposta perante uma aparente negatividade dum nome. Mas agora o que realmente interessa é saber o que são tais imperfeições e qual o seu impacto nos materiais. A verdade é que características tais como a resistência estão associadas à presença de defeitos, que são simplesmente as regiões do material em que existem desvios à normalidade cristalina. Neste respeito é fascinante olhar para um tipo de defeito denominado deslocação, que é um desalinhamento atómico ao longo de uma linha. Uma busca rápida no YouTube por “dislocation motion” (ou em português do Brasil, “movimento de discordâncias”) revela a existência de misteriosas linhas que se movem de forma espectacular e cujo respectivo estudo nos ensina que são elas as responsáveis pelo controlo da resistência mecânica dos materiais metálicos. “Não é defeito, é virtude”, ouve-se por aí. Só que neste caso a deslocação é defeito e é virtude.

Pensemos também na dopagem dos semicondutores (sim, doping, que neste contexto também não é depreciativo), que são os elementos tais como o silício ou o germânio sobre os quais assenta toda a electrónica dos nossos computadores e telemóveis. Tal dopagem é no fundo a inserção de defeitos substitucionais na perfeição do semicondutor, átomos diferentes da norma que substituem aqui e ali o silício do costume. Novamente as imperfeições cristalinas revelam-se em todo o seu esplendor, visto que mais uma vez nos permitem exercer o controlo, neste caso da condutividade eléctrica.

Como é óbvio, nem todos os defeitos nos materiais são desejáveis. Uma fenda é uma imperfeição que pode ser altamente perniciosa. Mas o mundo dos materiais ensina-nos a não nos fixarmos na aparente negatividade das palavras, como se elas reflectissem por si só um carácter pejorativo. Podemos fazer aqui mais analogias. Por exemplo, um aluno duma escola num bairro problemático, é necessariamente um aluno problemático? (Que bairro aliás não tem problemas?) Um adepto dum clube rival, é por isso uma má pessoa? Quem tenha uma discordância comigo, é automaticamente um inimigo? Uma reacção moderada e objectiva à aparente negatividade dos termos ou dos contextos pode de facto promover a tolerância. Olhando para o nosso lado, mesmo aquilo que aparenta ser um depreciativo defeito, é com frequência apenas uma salutar diferença.

Isso dá-se com os materiais, que têm defeitos e é muito bom que assim seja. Muitas das suas características tecnologicamente mais relevantes derivam desse afastamento da normalidade, da presença de algo diferente. Nesse sentido, a linguagem científica é indiferente à negatividade dos rótulos. Em suma, no mundo dos materiais, o desvio da norma, revelado pela presença de defeitos, é frequentemente uma virtude.

Professor do Instituto Superior Técnico

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