Diminuição da temperatura de cozedura de uma pasta de sanitários - Junqueira, Diogo Alexandre Matos Silva (2020)
Este projeto resulta de uma colaboração com a empresa Roca, S.A., e tem como objetivo reduzir os custos e as emissões de CO₂ na produção de cerâmica sanitária, através da redução da temperatura de cozedura, sem comprometer as propriedades mecânicas finais das peças. Para alcançar este fim, foram formuladas novas composições a partir de uma barbotina de referência, incorporando diferentes quantidades das mesmas matérias-primas industriais. Além disso, foram realizados testes com a adição de um dos materiais utilizados nos vidrados da Roca, a volastonite. Todos os ensaios foram realizados no Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica da Universidade de Aveiro. O estudo compreende a descrição detalhada de procedimentos, desde a caracterização dos materiais industriais, a formulação das novas composições, a preparação e caracterização das pastas e corpos crus com diferentes composições, até à cozedura e caracterização das várias pastas cozidas a diferentes temperaturas. Foram fabricados provetes através do enchimento de moldes de gesso e por extrusão manual (cozidos a diferentes temperaturas e tempos de patamar). Foram avaliadas propriedades como a retração de secagem e de cozedura, a absorção de água, a porosidade aberta, a densidade aparente, a distribuição de tamanhos de partículas, a perda ao rubro e a resistência mecânica à flexão. Foram também realizadas análises mineralógicas e microestruturais, usando difração de raios X e microscopia eletrónica de varrimento com espectroscopia de raios X. Essas análises permitiram quantificar as fases presentes nas amostras e comparar a evolução das propriedades mecânicas em relação à formação de fases. Por fim, foram realizadas medições dos índices de piroplasticidade. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que a composição selecionada (W3) tem um teor conjunto de fundentes praticamente igual ao da composição padrão (R) e é menos refratária do que ela. Foi, assim, possível reduzir a temperatura de cozedura (de 1200 para 1140ºC) e manter praticamente todas as propriedades requeridas, exceto a resistência mecânica que ficou um pouco aquém do pretendido. A redução na temperatura de patamar de cozedura poderá resultar numa diminuição aproximada de 18 % no consumo energético por cada ciclo, sendo, portanto, uma estratégia viável e promissora para a redução dos custos energéticos e emissões de CO₂ na indústria.