Projetos de Pesquisa

 

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Saulo Roca Bragança

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
  • avaliação da utilização de resíduos sólidos em materiais cerâmicos: processamento, parâmetros técnico-científicos e aspectos ambientais
  • Neste trabalho será realizado o estudo da incorporação de resíduos sólidos na produção de diferentes tipos de materiais cerâmicos. Os materiais serão estudados quanto às propriedades físicas, químicas e microestruturais, avaliando-se também os parâmetros de processamento e os aspectos ambientais. Em razão da grande quantidade consumida de matérias-primas e maior flexibilidade dos parâmetros de produção, foram selecionadas quatro áreas da cerâmica tradicional para realização do presente estudo: refratários, porcelanas elétricas, grês (esmaltes e fritas) e argamassas cimentícias. A reutilização de isoladores cerâmicos de porcelana será analisada na produção de refratários silicoaluminosos e na reincorporação na própria massa para produção de isoladores. A reciclagem desses isoladores é fundamental, não somente pelo apelo ambiental, mas também como forma desses produtos se manterem no mercado, pois atualmente estão perdendo espaço para isoladores poliméricos. Estes são de difícil reciclagem e apresentam uma vida útil três vezes menor que os de cerâmica. A grande quantidade continuamente gerada, armazenada (a espera de uma utilização) e depositada em aterros industriais faz dos moldes de areia de fundição um dos resíduos mais desejados à reciclagem. Assim, propõem-se estudar o reúso deles na produção de grês, fritas e esmaltes. Particularmente, na produção do corpo de grês, na preparação de uma frita, de um esmalte com esta frita e, finalizando-se, com o grês esmaltado, substituindo-se a sílica (quartzo) que compõem estes materiais. Isto pode gerar um produto com “selo verde”, sendo, portanto, um forte atrativo à sua produção. O uso de pó de vidro proveniente de embalagens descartadas será aproveitado na composição de argamassas cimentícias, substituindo-se os agregados finos (principalmente areia). Objetiva-se aumentar a resistência das estruturas (paredes estruturais) a eventos de incêndio, os quais podem chegar a uma temperatura de 800-1000°C. O pó de vidro pode atuar como aditivo de sinterização, à medida que a chama passa. O resíduo de vidro será também investigado na composição de cerâmicas triaxiais em substituição aos fundentes (feldspatos e rochas feldspáticas). Almeja-se estudar a influência deste resíduo em todas as fases do processamento, desde a moagem até a esmaltação e queima, uma vez que um estudo completo dessa natureza é ainda inédito. Na etapa, que envolve a sinterização, ressalta-se o uso do software FactSage (simulação termodinâmica), como forma de estudar a termodinâmica das reações e simular a viscosidade (fase vítrea), avaliando-se os resultados teóricos por meio de testes em forno laboratorial e análise das peças produzidas (porosidade, densidade, deformação piroplástica, entre outras). O presente projeto possui um forte viés tecnológico, com a incorporação dos referidos resíduos em diferentes produtos. Destaca-se também seu caráter científico, por meio do aprofundamento da análise das propriedades que são alteradas pela presença dos resíduos. Assim, avalia-se a influência da composição química (granulometria, fases minerais, proporção na formulação, etc) dos materiais incorporados na cristalização de novas fases, nas propriedades da fase vítrea, na porosidade, na ligação entre fases, etc. Portanto, de um modo geral, serão geradas informação que subsidiem o projeto e controle de uma microestrutura, bem como diversos dados sobre a formação e propriedades desta microestrutura. Especificamente, são abordados temas como a influência da ‘nova’ microestrutura nas propriedades de um refratário (resistência mecânica, resistência ao choque térmico, refratariedade, etc), de uma porcelana elétrica (resistividade de cada fase, resistência mecânica, resistência dielétrica, etc), de um grês (propriedades do corpo), de uma frita e esmalte (expansão térmica, influência de metais de transição sobre a cor, relação com a atmosfera de queima, estabilidade química dos íons nas fritas, etc), de uma argamassa cimentícia (relação da perda de resistência do cimento x ganho na sinterização, simulando-se incêndios) e de uma cerâmica triaxial formulada com vidro (propriedades reológicas de suspensões e massas plásticas, estabilização da barbotina, solubilização de íons e relação com a reologia, etc). Assim sendo, o projeto almeja soluções tecnológicas, ao mesmo tempo gerando resultados científicos, a um grande problema atual o qual deve-se agravar no futuro: como produzir de forma mais sustentável e como melhor aproveitar os resíduos sólidos gerados pela indústria. Isto permite a economia dos recursos minerais e a diminuição da poluição decorrente da atividade de mineração. Espera-se gerar informações que subsidiem a correta seleção de resíduos e a escolha de metodologias apropriadas à utilização desses em materiais cerâmicos.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Sul - RS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Saulo Rocha Ferreira

Engenharias

Engenharia Civil
  • desenvolvimento de materiais não-convencionais e sustentáveis para a construção civil através da utilização de resíduos agro-industriais da região sul do estado de minas gerais
  • A utilização de resíduos agro-industriais como materia prima na produção de materiais de construção tem despertado interesse devido as suas excelentes propriedades mecânicas e a crescente demanda por desenvolvimento de materiais de baixo impacto ambiental. O presente projeto tem como objetivo o ensino e a pesquisa através de técnicas experimentais e analíticas do comportamento mecânico em níveis micro, meso e macroestruturais de materiais alternativos sustentáveis que podem reduzir as emissões de gases de aquecimento global. Serão estudados resíduos agrícolas e industriais como substitutos parciais do cimento, como material de reforço e como substituintes aos agregados miúdos e graúdos naturai de matrizes a base de cimento Portland. O presente projeto se divide em duas etapas. A etapa 1, resíduos agro-industriais da industria de café e macaúba serão caracterizados fisica, quimica e mecanicamente. Ensaios de densidade, composição química, termogravimetria (TG) e difração de raios-x (DRX) serão realizados. Tratamentos para os resíduos visando sua melhor compatibilidade com a matriz a base de cimento também serão avaliados. Na etapa 2, os materiais já caracterizados serão utilziados para produção de compósitos a base de cimento (pastas, argamassas e concretos). Esses materiais serão desenvolvidos através de uma dosagem científica de forma a otimizar sua aplicação. Os materiais desenvolvidos serão avaliados através de testes de porosidade, densidade, absorção de água e uma completa caracterização mecânica através dos ensaios de compressão, flexão e tração direta. Espera-se que a pesquisa proposta contribua para o desenvolvimento de materiais de baixo impacto ambiental, reaproveitando resíduos locais e propiciando o desenvolvimento de novas tecnologias.
  • Universidade Federal de Lavras - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022