No dia 4 de agosto, pesquisadores do grupo do Prof. Stanislav Moshkalev, do CCSNano (Centro de Componentes Semicondutores e Nanotecnologias) da UNICAMP, realizaram uma visita técnica à unidade da Faber-Castell em São Carlos (SP). O professor Stanislav é pesquisador do CCSNano e coordenador do projeto CCD FAPESP C-LIGA, além de atuar como coordenador da Área A6 – Materiais e Processos de Micro e Nanofabricação do INCT NAMITEC, que reúne pesquisadores dedicados ao desenvolvimento de novos materiais e processos para aplicações em micro e nanotecnologia.
A atividade proporcionou uma imersão no processo de fabricação dos lápis produzidos pela empresa, incluindo visitas às áreas de produção, aos laboratórios de pesquisa e desenvolvimento e à planta piloto, onde novos materiais e processos são testados antes de serem implementados em escala industrial. Ao longo da visita, os participantes puderam conhecer como pesquisa, inovação e controle de qualidade estão presentes em todas as etapas da produção.
Além de apresentar a infraestrutura da empresa, a visita também abriu espaço para discussões sobre possíveis oportunidades de colaboração entre a Faber-Castell e o grupo de pesquisa. A aproximação entre universidade e indústria fortalece a transferência de conhecimento científico para aplicações práticas e pode impulsionar o desenvolvimento conjunto de novos materiais e tecnologias, em consonância com os objetivos do INCT NAMITEC de promover inovação em áreas estratégicas para o país.
Planejamento e sustentabilidade na produção do lápis
A visita teve início com uma apresentação sobre a cadeia produtiva da Faber-Castell, revelando a complexidade envolvida na fabricação de um produto presente no cotidiano de milhões de pessoas. A unidade de São Carlos produz aproximadamente 5 milhões de lápis por dia, resultado de um processo que combina planejamento de longo prazo, pesquisa científica, engenharia e rigorosos padrões de qualidade.
A madeira utilizada na produção é proveniente de florestas plantadas pela própria empresa em Minas Gerais, que ocupam cerca de 6.500 hectares. As árvores permanecem em crescimento por 25 a 30 anos, período necessário para que adquiram as características ideais de resistência e densidade exigidas na fabricação dos lápis. Segundo a equipe da empresa, esse planejamento é realizado com décadas de antecedência, garantindo o abastecimento sustentável de matéria-prima para as próximas gerações.
Além do manejo florestal, a Faber-Castell investe em pesquisas de melhoramento genético das árvores, buscando reduzir o tempo de cultivo sem comprometer a qualidade da madeira. A combinação entre planejamento, sustentabilidade e inovação evidencia que a produção de um lápis começa muito antes de sua fabricação, ainda na etapa de desenvolvimento das florestas que abastecem a indústria.
Da fabricação do lápis ao desenvolvimento das minas
Após conhecer a origem da matéria-prima utilizada pela empresa, os visitantes acompanharam parte da linha de produção dos lápis de grafite, observando etapas como o preparo da madeira, a inserção das minas, a colagem das duas metades do lápis, o corte, o lixamento, a pintura e os acabamentos finais até que o produto estivesse pronto para embalagem.
Na sequência, o grupo visitou a área dedicada à fabricação das minas, a parte interna do lápis responsável pela escrita ou pela coloração. Embora sejam frequentemente associadas apenas ao grafite, sua composição varia conforme o tipo de produto. Nos lápis de escrita, as minas são produzidas principalmente a partir de grafite e argila, enquanto nos lápis de cor utilizam pigmentos, cargas minerais, ceras e outros ligantes. A formulação de cada uma delas é cuidadosamente desenvolvida para garantir características como resistência, intensidade da cor, maciez e durabilidade.
Os pesquisadores acompanharam todas as etapas de produção das minas, desde a pesagem das matérias-primas até os processos de mistura, conformação, secagem e controle de qualidade. No processo convencional, os materiais passam por mistura, calandragem, extrusão, secagem em temperaturas entre 60 °C e 70 °C e resfriamento antes da inspeção final.
Durante a visita, a equipe da Faber-Castell também apresentou a tecnologia HPL (High Polymer Leads), um processo patenteado pela empresa para a fabricação de minas de lápis de cor. Diferentemente do método convencional, essa tecnologia utiliza polímeros na formulação e um processo diferenciado de extrusão e resfriamento, reduzindo significativamente o tempo de fabricação. Enquanto uma mina produzida pelo processo convencional leva cerca de 40 horas para ficar pronta, o processo HPL reduz esse tempo para aproximadamente nove horas. Além disso, a tecnologia também diminui o consumo de água, tornando a produção mais eficiente e sustentável.
Laboratórios unem pesquisa e controle de qualidade
A visita prosseguiu pelos laboratórios da empresa, onde são realizados os ensaios responsáveis por garantir a qualidade, a segurança e o desempenho dos produtos antes que eles cheguem ao consumidor.
Os pesquisadores conheceram equipamentos utilizados para avaliar propriedades como resistência mecânica, uniformidade de cor e dimensões das minas. Entre os ensaios apresentados estava o teste de flexão em três pontos, realizado com sensores de força para medir a resistência das minas à quebra e assegurar que elas suportem o uso cotidiano sem comprometer a experiência do usuário.
Outro aspecto importante observado foi o controle da composição química dos materiais. A empresa realiza análises para verificar a presença de metais pesados, seguindo normas internacionais de segurança. Alguns desses ensaios simulam as condições do sistema digestivo humano, permitindo avaliar a segurança dos produtos, especialmente daqueles destinados ao público infantil.
Os visitantes também conheceram a Pilot Plant, uma planta piloto que reproduz, em escala reduzida, as condições da produção industrial. Nesse ambiente, novos materiais, formulações e parâmetros de fabricação podem ser testados antes de serem implementados na linha de produção. Essa estrutura permite reduzir custos de desenvolvimento, validar processos e acelerar a incorporação de inovações, aproximando a pesquisa científica das necessidades da indústria.
Sustentabilidade integrada ao processo produtivo
Outro destaque da visita foi conhecer as iniciativas voltadas ao aproveitamento dos resíduos gerados durante a fabricação. A serragem resultante do processamento da madeira é utilizada como biomassa para geração de energia térmica utilizada na própria fábrica.
Segundo a equipe da empresa, cerca de 24 toneladas de biomassa são consumidas em um período de três dias, gerando aproximadamente 200 kg de cinzas como resíduo final. O vapor produzido abastece diferentes etapas do processo industrial, reduzindo desperdícios e aumentando a eficiência energética da unidade.
Aproximando universidade e indústria
Mais do que conhecer o processo de fabricação de um dos produtos mais presentes no cotidiano, a visita evidenciou como pesquisa científica, engenharia e inovação estão presentes em todas as etapas da produção de um lápis. Desde o planejamento das florestas até o desenvolvimento de novos materiais, passando pelo controle de qualidade e pelos processos industriais, a ciência desempenha um papel essencial para garantir desempenho, segurança e sustentabilidade.
A aproximação entre a Faber-Castell e o grupo de pesquisa do CCSNano representa uma oportunidade para fortalecer a interação entre universidade e indústria, criando um ambiente favorável ao desenvolvimento de novas tecnologias, à transferência de conhecimento e à formação de recursos humanos qualificados. A visita demonstrou que essa integração é um caminho importante para transformar conhecimento científico em soluções capazes de gerar impacto para a sociedade e para o setor produtivo.
Reportagem: Francine Fernandes Menezes (pesquisadora do INCT NAMITEC)