Geração e otimização de microesferas vítreas produzidas a partir da cinza da casca do arroz

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Silva, Gustavo Laionel Campos da
Orientador(a): Menezes, Jacson Weber de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia
Departamento: Campus Alegrete
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5280
Resumo: Recentemente a pesquisa por materiais sustentáveis aplicados em diversos tipos de produtos tem gerado muito interesse tanto na comunidade científica quanto no meio industrial. Dentre os diversos materiais sustentáveis, a cinza da casca de arroz vem sendo utilizada como material alternativo em substituição a materiais que incluem sílica em sua composição, como é o caso de materiais da construção civil. Isso se deve ao fato de que a cinza da casca de arroz é muito rica em sílica, sendo, portanto, um substituto natural em quaisquer produtos que necessitam deste material em sua composição. Logo, a cinza da casca de arroz se aplica também na produção de vidros silicatos. Vidros silicatos são utilizados em diversos tipos de aplicações, desde a produção de vidros de garrafas até janelas, etc. Vidros silicatos também são utilizados na produção de microesferas que podem ser empregadas desde aplicações médicas passando por aplicações em materiais da construção civil, como isolante térmico e acústico, até aplicações em tintas para a demarcação viária. Assim, esta dissertação tem como foco fabricar vidros transparentes utilizando a cinza da casca de arroz como fonte de sílica e principalmente fazer um aparato que permite gerar microesferas sólidas destes vidros com potencial aplicação em tintas de demarcação viária. As microesferas tem um papel importante na demarcação uma vez elas exibem o fenômeno da retrorreflexão da luz incidente, fazendo com que ocorra um aumento considerável na intensidade da luz refletida pela superfície com estas microesferas incrustradas na tinta. Os vidros produzidos, aqui chamados de vidros boro-sódico-cálcicos, seguiram a seguinte composição em percentual de moles: 53,5 SiO2: 27 Na2O: 5 CaO: 14 B2O3: 0,5 Sb2O3, onde foi considerado a cinza como tendo 91% de sílica, baseado em resultados de fluorescência de raios X. Esta composição foi escolhida uma vez que os resultados de espectrofotometria Uv-Vis mostraram uma alta transparência óptica na faixa visível do espectro eletromagnético, quando comparado com outras composições com alterações do percentual de sílica e óxido de antimônio. Paralelamente foi desenvolvido um aparato experimental para a geração e otimização das microesferas sólidas por chama horizontal. Com este aparato foi possível gerar microesferas com diâmetros menores que 400 um. A otimização das microesferas foi avaliada em termos de número de passagens das partículas de vidro pela chama. A morfologia das microesferas foi avaliada através de imagens de microscopia óptica. Os resultados mostram que é possível gerar microesferas retrorrefletoras com boa qualidade óptica (transparente na região visível do espectro eletromagnético) e morfológica (forma esférica) com potencial aplicação em sinalização viária. Mais especificamente, de acordo com a norma NBR 16184 (Sinalização horizontal viária - Esferas e Microesferas de vidro - Requisitos e métodos de ensaio), as microesferas produzidas com maior qualidade se enquadram às microesferas tipo I-B que, em seu maior percentual, devem ter diâmetros menores que 212 μm.