Teses (PPGCEM)

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Estudo fotoeletrotérmico e aplicação em optoeletrônica de moléculas não simétricas derivadas do núcleo benzotiadiazol
Wakabayashi, Priscila Sayoko Silva; Dal Bó, Alexandre Gonçalves; Rodembusch, Fabiano Severo
A crescente procura por energia e as suas implicações ambientais têm impulsionado a investigação de alternativas renováveis, com destaque para materiais orgânicos π-conjugados em dispositivos optoeletrônicos. Este trabalho relata a síntese e caracterização de quatro novas moléculas não simétricas (denominadas 5, 6, 7 e 8) contendo o núcleo derivado do benzotiadiazol com extensão da conjugação π. Após isso, é avaliado o desempenho das propriedades fotofísicas, eletroquímicas e térmicas das quatro moléculas na aplicação em células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs). A estratégia sintética utilizou a reação de acoplamento cruzado de Sonogashira, permitindo a quebra da simetria do núcleo benzotiadiazol e a inserção sequencial de uma unidade doadora baseada em carbazol e diferentes grupos funcionais terminais: amino (5), ácido carboxílico (6), aldeído (7) e éster (8). A metodologia permitiu a obtenção das quatro moléculas com elevados rendimentos (80% a 90%). A modificação dos grupos terminais provou ser uma ferramenta eficaz para sintonizar as propriedades ópticas, eletroquímicas e semicondutoras. A introdução do grupo amino resultou no maior deslocamento batocrômico (𝜆abs entre 431–437 nm) e no menor bandgap óptico (2,45 eV). No estado excitado, todos os compostos exibiram solvatocromismo positivo, com o composto 5 apresentando o caráter ICT mais pronunciado. O composto 6 mostrou-se o mais sensível a solventes próticos, indicando que ligações de hidrogênio estabilizam o estado excitado de ICT. O grupo amino (5) reduziu a barreira para injeção de lacunas, apresentando o menor potencial de oxidação (0,82 V) e o nível HOMO mais elevado (-5,32 eV). Análises de Mott-Schottky revelaram que os filmes possuem caráter semicondutor tanto do tipo n quanto do tipo p, indicando um balanço eficiente entre as unidades carbazol e benzotiadiazol. A espectroeletroquímica confirmou a formação estável de cátions radicais, permitindo o transporte de carga por meio de mudanças estruturais controladas e com excelente reversibilidade após ciclos redox. O composto 5 atuou como o sensibilizador mais promissor, superando os demais em todos os parâmetros fotovoltaicos devido à sua energia orbital favorável. O baixo desempenho (PCE < 0,05%) dos derivados 6, 7 e 8 pode estar atribuído à agregação molecular via empilhamento 𝜋-𝜋, que causa a desativação não radiativa da carga. Toda a série demonstrou estabilidade térmica acima de 250 °C, garantindo segurança para aplicações em dispositivos reais.
Minerais subutilizados como alternativas sustentáveis no abastecimento do setor de cerâmica vermelha como estratégia a economia circular
Saviatto, Emily; Pereira, Fabiano Raupp; Zaccaron, Alexandre
O setor de cerâmica vermelha é estratégico para a economia e a construção civil do Brasil, mas enfrenta desafios ambientais devido à mineração de argila e à geração de resíduos minerais. Na região sul de Santa Catarina, onde a mineração é intensa, o setor cerâmico do APL-CVMF tem grande potencial para valorizar fontes alternativas, como argilas subutilizadas e resíduos da mineração de carvão e saibro granítico (rochas quartzo-feldspáticas), promovendo a circularidade mineral e reduzindo impactos ambientais. Para avaliar essa viabilidade, foi realizado um diagnóstico mineral, analisando 15 massas de indústrias cerâmicas. Em paralelo, buscou-se possíveis materiais alternativos do setor mineral para compor o estudo de valorização sendo 10 argilas não utilizadas pelo setor, além de 5 resíduos provenientes da mineração de carvão e de saibro na região. Os resultados mostraram que os minerais subutilizados apresentam características intrínsecas, como elevados teores de minerais não argilosos (silte e areia), baixa plasticidade, presença em demasia de óxidos que dificultam o processo cerâmico, entretanto, uma avaliação mais aprofundada aponta que quando introduzidos em teores moderados, podendo ser benéficos ao processamento. O diagnóstico permitiu desenvolver um perfil qualitativo da indústria cerâmica. A pesquisa focou na caracterização das massas utilizadas na fabricação de blocos, telhas e tijolos, analisando parâmetros como teor de resíduo bruto, distribuição granulométrica, plasticidade e composição química. Observou-se que o ensaio de resíduo bruto pode-se traçar um limite (~9% a ~23%) aceitável da região, para utilizar como base. O teor de ferro que é determinante na coloração das peças ficou <3% nas massas de telhas e tijolos brancos e >3% para as massas de blocos e telhas vermelhas. Por fim a plasticidade que influenciam diretamente na qualidade do produto obteve-se as massas dentro dos limites da zona de extrusão (LP=15-35 e IP=10-35). Os minerais subutilizados apresentaram potencial de aproveitamento, desde que devidamente balanceados nas formulações, considerando suas propriedades físico-químicas, fomentando práticas de economia circular na mineração. O resíduo bruto variou de 1,3 a 75,82 % e apresentou majoritariamente baixa e média plasticidade (LL<50%). Quanto aos óxidos, destaca-se teores de Fe2O3 (<2% e >10%) e óxidos fundentes (K2O, Na2O, CaO e MgO) em teores de 6 a 10% nos resíduos de saibro.
Produção de sulfato ferroso a partir de frações residuais piritosas por ozonização em meio ácido
Angioletto, Elcio; Angioletto, Elidio; De Noni Jr, Agenor
A mineração de carvão é uma atividade de grande importância econômica, especialmente na região sul do Brasil, onde ocorre a geração de grandes volumes de resíduos de mineração contendo pirita (FeS2). Esses resíduos de mineração, quando expostos ao ambiente, promovem a geração de drenagem ácida de mina (DAM), um dos mais graves passivos ambientais associados à atividade mineradora. Diante desse cenário, este trabalho investiga uma rota alternativa e sustentável para o reaproveitamento desse resíduo, com foco na obtenção de sulfato ferroso (FeSO4), composto de amplo uso industrial, agrícola e ambiental. A proposta metodológica se baseou na oxidação do composto piritoso utilizando ozônio (O3) em meio aquoso. Inicialmente, foram conduzidos testes em reator convencional, com tempos de reação entre 1 e 8 horas. No entanto, os resultados obtidos foram insatisfatórios, indicando limitação cinética e passivação superficial das partículas. Como solução, adotou-se a ozonização assistida por moagem de alta energia, com experimentos variando o tempo (0,5 a 2,0 h), pH inicial, tamanho de partículas, e tipo de esfera de moagem. Foram adicionados ácido sulfúrico e ferro metálico como reagentes auxiliares. A caracterização dos produtos e resíduos foi realizada por DRX, FRX, análise térmica (TG/DSC), espectroscopia Mössbauer e titulação redox com KMnO4. Os resultados indicaram a formação de melanterita (FeSO4·7H2O) como principal produto cristalizado na reação com ozônio, e rozenita quando o oxidante utilizado foi o oxigênio concentrado, indicando maior seletividade e desempenho reacional do ozônio em comparação ao oxigênio concentrado. Observou-se ainda uma cinética de depleção de ozônio com ordem de reação aproximada de 1,2, auxiliando na estimativa da dosagem ideal. Adicionalmente, foram realizados testes de cristalização da solução reacional, com resultados satisfatórios na obtenção de sulfato ferroso sólido, e propostas futuras incluem a conversão do produto obtido em sulfato de amônio, visando sua inserção na cadeia de fertilizantes. O estudo demonstrou que a ozonização da pirita representa uma rota promissora para o aproveitamento de resíduos de mineração, aliando eficiência técnico-científica, viabilidade econômica e sustentabilidade ambiental.
Desenvolvimento de placas cerâmicas de elevada porosidade para aplicação em fachadas ventiladas
Pizzatto, Sara Medeiros dos Santos; Montedo, Oscar Rubem Klegues; Angioletto, Elídio
O crescimento da construção civil no Brasil tem estimulado a adoção de sistemas inovadores, entre os quais se destacam as fachadas ventiladas, que aliam eficiência energética e sustentabilidade. Nesse cenário, as cerâmicas porosas obtidas com a incorporação de calcário como agente porogênico têm se mostrado promissoras, devido à porosidade gerada, o que favorece o isolamento térmico e acústico. Neste contexto, a pesquisa propõe a análise das propriedades físico-estruturais, mecânicas e de desempenho térmico e acústico de placas cerâmicas porosas desenvolvidas com aplicação em sistemas de fachada ventilada. Foram utilizadas matérias-primas comerciais: pó porcelânico, calcário como agente porogênico em diferentes proporções (40, 45 e 50 %), em combinação com argila plástica (bentonita) e aditivo carboximetilcelulose (CMC). As formulações cerâmicas foram processadas por via úmida, conformadas por prensagem uniaxial e submetidas a diferentes temperaturas de queima (1120, 1140 e 1160 °C). As amostras foram caracterizadas quanto às propriedades físico-estruturais, mecânicas, térmicas e acústicas, incluindo análises de porosidade, resistência à flexão, condutividade térmica e caracterização acústica com tubo de impedância. A partir da análise dos resultados obtidos, foi definida a melhor condição experimental, por apresentar o equilíbrio adequado entre porosidade e resistência mecânica. A formulação contendo 50 % de calcário e queimada a 1140 °C (F50T1140) foi escolhida e obteve densidade aparente de 1,59 ± 0,01 g/cm3, porosidade total de 46,41 ± 0,29 %, resistência mecânica de 20,39 ± 1,52 MPa, condutividade térmica de 0,21 W/(m·K), absorção sonora de 0,23 e perda de transmissão sonora de 20 a 40 dB. Considerando a melhor condição experimental, foram conduzidos ensaios de absorção de água, módulo de elasticidade e ensaios com aparatos térmico e acústico desenvolvidos para simular o desempenho das placas cerâmicas em sistemas de fachadas ventiladas. A F50T1140 apresentou absorção de água de 21,48 ± 0,14 % e módulo de elasticidade de 1,46 ± 0,07 GPa. O ensaio com aparato térmico demonstrou que a F50T1140 melhorou o desempenho térmico, reduzindo em até 18,5 % a temperatura interna da caixa que simula um cômodo dentro da edificação, em comparação à fachada tradicional. Nos resultados com aparato acústico, as fachadas ventiladas apresentaram desempenho na atenuação sonora, sendo que a F50T1140 apresentou melhores resultados, posicionando-se abaixo das curvas da fachada tradicional e da fachada ventilada REFT1140 em todas as fontes de ruído e níveis de volume analisados. Conclui-se que a F50T1140 apresenta o melhor desempenho dentre as formulações analisadas para aplicação em sistemas de fachadas ventiladas, uma vez que se mostrou superior à REFT1140 em todos os parâmetros avaliados, contribuindo para a redução do peso da subestrutura, melhorando o desempenho acústico e atendendo às exigências dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, especialmente no tocante ao desempenho térmico em edificações.
Estudo da influência das relações entre os óxidos de sódio, potássio, cálcio e magnésio, na deformação piroplástica de porcelanatos esmaltados
Modesto, Claudio de Oliveira; Montedo, Oscar Rubem Klegues; Pereira, Fabiano Raupp
A indústria cerâmica enfrenta vários desafios para produzir porcelanatos com alta qualidade e baixo percentual de defeitos. A deformação piroplástica, é um problema comum nesse processo, sendo causada pela formação de fases líquidas durante a queima e pela necessidade de reduzir a porosidade em ciclos de queima cada vez mais rápidos. Embora diversos estudos tenham investigado esse defeito, a influência conjunta dos óxidos alcalinos e alcalinos terrosos na deformação piroplástica de porcelanatos esmaltados ainda é pouco explorada. Este trabalho investigou o efeito das relações entre os óxidos de potássio, sódio, cálcio e magnésio, e suas interações, na deformação piroplástica de porcelanatos esmaltados. Para isso, foi elaborado um procedimento inovador, onde foram desenvolvidas fritas com composições controladas da fração fundente de uma massa de referência fabril, sendo adicionadas em cinco composições de massas, permitindo o estudo isolado da influência desses óxidos. Através de ensaios de fleximetria ótica, caracterização física, DRX e MEV, foi identificada uma composição (C4.2) com uma relação entre os óxidos alcalinos e alcalinos terrosos que obteve o melhor resultado relacionado à deformação piroplástica e as características técnicas de um porcelanato esmaltado, em comparação à composição referência de uma indústria. A composição C4.2, possui uma relação entre alcalinos K2O/Na2O de 1,0, e uma relação entre alcalinos terrosos MgO/CaO, de 1,2, enquanto a composição referência possui a relação K2O/Na2O de 1,2, e para a relação MgO/CaO, de 2,1. Os resultados obtidos demonstram que uma relação mais ao redor de 1,0, ou seja, quanto mais igualitária for a quantidade entre os alcalinos, e entre os alcalinos terrosos, teremos um melhor desempenho de porcelanatos em relação à deformação piroplástica. Foi verificada a importância da composição química na prevenção da deformação piroplástica em porcelanatos. A composição C4.2 apresenta um grande potencial para ser aplicada na indústria cerâmica, permitindo a produção de peças com maior estabilidade dimensional e menor índice de defeitos.
Desenvolvimento e caracterização de lipossomas contendo filtros solares e antioxidantes para aplicação em cosméticos
Sartor, Maria Júlia Recco; Dal Bó, Alexandre Gonçalves; Peterson, Michael
O desenvolvimento de filtros solares lipossomais pode ser de grande interesse para a indústria cosmética, pois por meio desses sistemas pode-se melhorar algumas propriedades, tais como perfil de liberação controlado do ativo encapsulado, melhora na estabilidade e eficácia do produto, entre outros. Este estudo objetivou a obtenção de lipossomas constituídos de Asolectina de soja obtidos pelo método de evaporação por fase reversa e o encapsulamento de substâncias filtros solares para aplicação em protetores solares. Os sistemas lipossomais foram caracterizados, no que tange as propriedades físico-químicas, estruturais e térmicas pelas técnicas de Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Espalhamento de Luz dinâmico (DLS), Microscopia de Força Atômica (AFM), Potencial Zeta (ZP), Calorimetria diferencial de varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia de UV-Vis. Além disso, os protetores solares com os lipossomas tiveram a avaliação através de estudo de estabilidade acelerado e determinação do FPS. Os lipossomas obtidos através do método de evaporação de fase reversa resultaram no encapsulamento bem-sucedido de resveratrol nos lipossomas, com eficiências de encapsulamento acima de 93% quantificados por Cromatografia Liquida de alta eficiência (HPLC). Os lipossomas obtidos tiveram valores de PDI = 0,27 o que sugere homogeneidade no tamanho dos lipossomas e ZP menor que -30,0 mV apresentando boa estabilidade dos lipossomas em suspensão. Analisando a curva de absorbância na região UV de algumas formulações dos lipossomas, verificou-se uma absorbância significativa nas regiões UVA e UVB, região onde os protetores solares agem e fazem a proteção da pele. Além disso os lipossomas apresentaram boa estabilidade térmica com degradação acima de 200?C. Alguns lipossomas foram aplicados à base cosmética de protetor solar para avaliação da estabilidade e do Fator de Proteção Solar, onde obteve-se um aumento de até 40% no valor do FPS comparado ao protetor com lipossoma branco.
O impacto da incorporação de celulose microfibrilada e da carga de prensagem no desenvolvimento de placas planas de fibrocimento de alta performance
Tachinski, Camila Gaspodini; Peterson, Michael; Dal-Bó, Alexandre Gonçalves
A industrialização da construção civil no Brasil é crucial para impulsionar o setor e as placas planas de fibrocimento são peças chave nesse processo. Elas oferecem versatilidade, durabilidade, leveza, economia e sustentabilidade, características que contribuem para a construção de obras mais eficientes. No entanto, as placas atuais no mercado não oferecem a qualidade desejada pelos construtores. Uma das alternativas utilizadas na indústria de papel e celulose é incorporar a MFC para melhorar suas propriedades mecânicas uma vez que, devido ao tamanho microscópico das fibrilhas estas ocupam os pequenos espaços vazios proporcionando um melhor entrelaçamento das fibras e obtendo assim um material mais resistente. Outra alternativa bem conhecida na ciência é melhorar as propriedades mecânicas de um compósito aumentando sua densidade através da prensagem. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da incorporação da MFC e da carga de prensagem em placas planas de fibrocimento produzidas em escala industrial pelo processo Hatschek. Foram estudadas 2 condições padrão (pcr_1 e pcr_2) e 7 formulações com percentuais distintos em base mássica de MFC (mfc_1, mfc_2, mfc_3, mfc_4, mfc_5, mfc_6 e mfc_7). Para cada formulação foi avaliado 3 cargas de prensagem (sem prensagem, 5 MPa e 24 MPa). O teste teve duração de 36h com uma quantidade total de 375 toneladas de material produzido. As matérias primas foram caracterizadas através das análises de FRX, DRX, MEV, distribuição granulométrica, drenabilidade e teor de finos. Os parâmetros de processos analisados foram a retenção nas caixas de massa, umidade e densidade da lastra no estado fresco. As placas planas de fibrocimento foram avaliadas após 28 dias de cura pelas suas propriedades físicas (densidade, absorção e porosidade), mecânicas (MOR, LOP, MOE e EE) e químicas (MEV). Por fim, avaliou-se estatisticamente pelo software MiniTab e encontrou-se a formulação otimizada de 1,6% de fibra curta de eucalipto, 1,9% de fibra longa de pinus, 0,7% de MFC e 17 MPa de prensagem para obter-se como propriedades mecânicas 8,6 MPa de MOR, 6,3 MPa de LOP, 10.000 MPa de MOE e 2,0 kJ/m² de EE considerando a cura das placas planas em condição ambiente.
Desenvolvimento de uma rota para extração de poentóxido de Nióbio a partir de columbita utilizando carbonato de sódio e ácido bórico
Silveira, Ramom; Junca, Eduardo; De Noni Júnior, Agenor
Este estudo teve como objetivo desenvolver uma rota de extração de nióbio por meio de solubilização utilizando carbonato de sódio e ácido bórico. Avaliou-se a influência da composição química, condições de fusão e parâmetros de solubilização e precipitação na formação de fases solúveis e obtenção de Nb₂O₅. As matérias-primas foram caracterizadas por distribuição de tamanho de partícula, FRX, ICP-OES, DRX e DSC. Seis formulações foram testadas quanto à solubilidade em água, com base nas proporções entre óxidos ácidos e básicos. As amostras fundidas a 900 °C por 60 minutos foram resfriadas em água, filtradas e caracterizadas para identificação das fases solúveis e insolúveis. Os melhores resultados foram utilizados em um planejamento experimental baseado em modelo de misturas para otimização da composição entre Na₂O e B₂O₃. A rota proposta envolveu fusão alcalina, separação magnética e solubilização em água, avaliando-se temperatura, tempo e razão sólido/líquido. O licor gerado foi submetido à precipitação com carbonato de guanidina, seguido de calcinação para obtenção dos óxidos de nióbio e tântalo, com análises por ICP-OES, DRX e MEV. Os resultados mostraram que a composição 10C70Na20B foi a mais promissora na fusão alcalina, com boa solubilidade em água e predominância de fases solúveis como NaNb₃O₈, NaNbO₂ e Na₃NbO₈. As composições 20C69,5Na10,5B e 20C68Na12B alcançaram teores relevantes de Nb em solução (89,62 e 46,90 mg/L, respectivamente), destacando-se o papel do ácido bórico na redução da temperatura de fusão e viscosidade da mistura. A razão sólido/líquido foi a variável mais significativa na solubilização, com destaque para a composição 20C69,5Na10,5B, que atingiu 90,4% de solubilidade em razão S/L de 1:50. Na etapa final, a composição 20C68Na12B apresentou maior pureza na formação de Nb₂O₅ após a calcinação, enquanto 20C69,5Na10,5B resultou em fases indesejadas como NaNbO₃, atribuídas ao excesso de sódio.
Desempenho balístico de placa multicamada de compósito polimérico a base de fitas de amarração
Pizzatto, Fernando Otávio; Arcaro, Sabrina; Montedo, Oscar Rubem Klegues
A crescente demanda por sistemas de blindagem multicamadas (SBM) leves, resistentes e economicamente viáveis, impulsionou a busca por materiais alternativos ao Kevlar®. Neste contexto, a tese explora, pela primeira vez, o uso de fitas de amarração como uma opção polimérica acessível para reforço como segunda camada de um SBM. As fitas de amarração são componentes têxteis utilizados em setores, como esportes, transporte e segurança, fabricadas a partir de materiais de alta resistência. Na blindagem balística, essas fitas podem ser empregadas como reforços poliméricos, oferecendo uma alternativa viável e de baixo custo aos materiais convencionais. Assim, o objetivo do trabalho é avaliar o desempenho de um SBM, contendo um compósito de matriz polimérica reforçado com fitas de amarração como segunda camada, composto por uma camada frontal de placas de alumina e uma camada de placa de compósito de resina epóxi reforçada com um dos três tipos de fita de amarração (poliéster, nylon ou Dyneema®), comparando-os com um sistema de referência, pelo qual um compósito de tecido de Kevlar®. O desempenho balístico destes sistemas foi avaliado por meio de ensaio de profundidade de penetração, conforme a NIJ 0108.01. Os resultados sugerem que as fitas de amarração têm potencial para substituir o Kevlar® como material de segunda camada, oferecendo uma solução funcional com materiais disponíveis no mercado. Nos ensaios realizados, os sistemas com fitas de amarração obtiveram desempenho competitivo em relação ao sistema referência. O compósito com fita de poliéster apresentou uma média de profundidade de penetração residual (PRES) para a PLACA POL 1 de 0,278 ±0,012 mm e a PLACA POL 2, 3,082 ±0,118 mm. O compósito com fitas de Dyneema® obteve média PRES para a PLACA DYN 1, de 1,448 ±0,063 mm e a PLACA DYN 2, 4,345 ±0,594 mm. Ambos superaram os valores de PRES obtidos pelo sistema com o Kevlar® (PLACA REF 1, 7,072 ±0,177 mm e PLACA REF 2, 7,745 ±0,542 mm). Para o fator de eficiência balística, as placas com compósitos de poliéster e Dyneema® apresentaram valores médios de 10,664 e 15,151, respectivamente, enquanto a placa referência, alcançou uma média de 29,148. Os resultados mostram que as fitas de amarração oferecem desempenho balístico competitivo em relação ao Kevlar®, destacando a fita de Dyneema® como a alternativa mais eficiente. Além de representar uma opção mais econômica e disponível no mercado, o uso de fitas de amarração contribui para a redução da dependência de materiais importados e de alto custo. A pesquisa propõe uma inovação relevante para a blindagem balística, sugerindo que materiais alternativos podem não apenas substituir, mas potencialmente melhorar o desempenho dos sistemas de proteção multicamada, promovendo avanços no campo tecnológico de defesa pessoal e militar.
Fotocatálise de TiO2 comercial codopado com nitrogênio, cério e európio sob luz UV e visível: síntese, caracterização e aplicação em placas cerâmicas por segunda queima
Ribeiro, Aline; Arcaro, Sabrina; Venturini, Janio
A poluição ambiental causada pela emissão de óxidos de nitrogênio (NOx) representa uma séria ameaça à saúde pública e ao meio ambiente. Processos oxidativos avançados (POAs), como a fotocatálise heterogênea, têm sido amplamente estudados para a remoção desses poluentes atmosféricos, com o dióxido de titânio (TiO2) destacando-se como um fotocatalisador eficaz devido à sua alta estabilidade química e baixo custo. No entanto, sua eficiência é limitada pela baixa absorção de luz visível e rápida recombinação das cargas fotogeradas, prejudicando seu desempenho. Este trabalho teve como objetivo desenvolver fotocatalisadores de TiO2 Codopados com nitrogênio, cério e európio, com o objetivo de ampliar a resposta à luz visível e aprimorar a eficiência fotocatalítica. Os fotocatalisadores foram aplicados em revestimentos cerâmicos submetidos a segunda queima, criando superfícies autolimpantes capazes de degradar compostos orgânicos sob radiação visível. A metodologia incluiu a codopagem por síntese hidrotérmica e a caracterização química, estrutural, morfológica e superficial dos materiais. A eficiência fotocatalítica foi avaliada pela degradação de corantes, com análise do mecanismo reacional e reuso dos fotocatalisadores. Os resultados mostraram que a codopagem de TiO2 com nitrogênio e európio gerou resposta à luz visível, sem alterar o band gap de 3,14 eV. A modificação para nanofios e a formação de heterojunções entre as fases anatase e TiO2(B) aumentaram a atividade no visível. Placas cerâmicas com esse revestimento apresentaram descoloração de 13,4 % do corante, frente a 3,10 % nas sem recobrimento. A codopagem com nitrogênio e európio demonstrou ser uma estratégia eficaz para melhorar o desempenho fotocatalítico do TiO2 sob luz visível, mostrando grande potencial para superfícies funcionais em revestimentos cerâmicos.
Influência do modo de transferência metálica no processo de soldagem GMAW em aços ARBL sob condições de fadiga mecânica
Milanez, Mateus; Junca, Eduardo; Arnt, Ângela Beatriz Coelho
A soldagem Gas Metal Arc Welding (GMAW) é um dos processos mais amplamente utilizados na produção de metais, pois permite o controle preciso de parâmetros, com a possibilidade de regular a energia de soldagem e garantir boa produtividade na união de aços. A soldagem de aços carbono é amplamente empregada, especialmente em estruturas metálicas, como implementos rodoviários, que são submetidos a diferentes níveis de esforço durante o uso. A busca por maior eficiência e aumento da capacidade de carga levou à utilização de aços mais resistentes, como os aços microligados de Fadiga mecânica e Baixa Liga (ARBL), que possuem valores elevados de tensão de escoamento em comparação aos aços ASTM A36, tradicionalmente usados em estruturas metálicas. No entanto, a soldagem de aços ARBL é desafiadora, pois o processo deve preservar as propriedades mecânicas após a soldagem, limitando a energia aplicada para evitar a redução da resistência ao escoamento. O modo de curto-circuito é comumente utilizado para unir peças de aço ARBL, mas, mesmo com o controle adequado dos parâmetros, estruturas soldadas podem falhar quando submetidas a esforços cíclicos em condições de fadiga mecânica, um fenômeno estudado desde o início do século XX. Até o momento, os estudos sobre o comportamento do aço ARBL DIN EN10149-2 S700MC concentraram-se em chapas com espessuras superiores a 8 mm no modo de curto-circuito. Este estudo tem como objetivo testar diferentes energias de soldagem com diferentes modos de transferência metálica: curto-circuito; pulsado; e arco pulsado de alta frequência (APAF), na soldagem do aço ARBL DIN EN10149-2 S700MC com espessura de 3 mm, comumente utilizada na fabricação de implementos rodoviários. Foram utilizados arames eletrodos ER70S e ER100S. O efeito do modo de transferência, associado à energia de soldagem, destacou-se neste estudo como um fator primordial para o aumento da produtividade e da resistência mecânica. O processo APAF com o arame eletrodo ER100S, na faixa de energia de soldagem de 0,3 a 0,4kJ.mm-1, apresentou os melhores resultados de resistência à fadiga mecânica (11x10³ ciclos), mesmo com uma corrente de soldagem mais elevada (238A) em comparação aos demais modos (curto circuito 184A e pulsado 73A) com a mesma energia.
Desenvolvimento de scaffolds de um vitrocerâmico do sistema Li2O.ZrO2.SiO2.Al2O3 com propriedades biotivas para entrega de medicamentos na regeneração óssea
Mattos, Ana Sonia; Montedo, Oscar Rubem Klegues
A osteoporose é uma doença moderna que reduz a capacidade de autorregeneração do tecido ósseo. Tal condição pode ser tratada usando estratégias de medicina regenerativa utilizando-se materiais bioativos, que podem atuar como suporte biologicamente compatível (scaffolds) para adesão e proliferação celular óssea, além de poder fazer a entrega de medicamentos (drug delivery). Devido à bioatividade, osteocondução e elevada resistência mecânica, os vitrocerâmicos bioativos têm se tornado boas opções dentre os materiais existentes. Assim, este estudo apresenta um novo método de geração de scaffolds bioativos para uso como drug delivery. Para isso, pós do vidro precursor de composição molar 14,6Li2O.8,6ZrO2.67,3SiO2.9,5Al2O3 foram tratados termicamente a 725 °C por 3 h para a cristalização. A seguir, foram submetidos à ataque químico com ácido fluorídrico, 6% vol% por 40 s, para dissolução do vidro residual e lavadas com água deionizada e carbonato de cálcio para neutralizar o ácido. A estrutura, microestrutura, bioatividade e hemocompatibilidade do material, além da capacidade de entrega de três fármacos, foram avaliadas. Poros de tamanho 4,19 ± 0,04 nm foram obtidos, classificando o material como mesoporoso. Fosfatos de cálcio foram identificados nas amostras imersas em fluido corporal simulado (SBF) a partir de 24 h. Observou-se que o vidro do sistema LZSA, depois de adequados tratamentos térmico (para cristalização) e químico (para geração de porosidade superficial), pode ser empregado como scaffold, que promovem a deposição de hidroxiapatita comprovando sua bioatividade. A cinética de entrega de lítio mostrou que os scaffolds obtidos liberam lítio em quantidade adequada para apresentar bioatividade sem gerar toxicidade apreciável. Os ensaios de MTT e hemocompatibilidade, mostraram que esses scaffolds não apresentam danos ao organismo humano. Pela técnica de imersão, comprovou-se que esse material pode ser empregado como drug delivery para tratamento da osteoporose. Assim, a microestrutura obtida tem potencial para se tornar um scaffold para regeneração óssea e drug delivery.
Síntese de hidroxiapatita/magnetita para remoção de íons metálicos de alumínio, chumbo e manganês
Pizzolo, Juliana Pavei; Peterson, Michael; Dal-Bó, Alexandre Gonçalves
O compósito hidroxiapatita/magnetita foi utilizado para remover íons chumbo, manganês e alumínio de uma solução sintética aquosa. Utilizou-se o método de síntese de coprecipitação química para a obtenção do compósito de partículas hidroxiapatita ((Ca10(PO4)6(OH)2)) /magnetita (Fe3O4). O compósito produzido foi caracterizado por BET (Brunauer-Emmet-Teller), Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Análise das Curvas de Termogravimetria (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raio-X de Dispersão de Energia (EDS), Análise do Ponto de Carga Zero (PZC), Análise de Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS), Análise do Potencial Zeta (PZ) e Análise Granulométrica. As caracterizações comprovaram que o adsorvente compósito hidroxiapatita/magnetita apresentou estrutura cristalina de hidroxiapatita e magnetita com núcleo constituído por magnetita, completamente encapsulado pela hidroxiapatita. O adsorvente apresentou estrutura irregular, porosa e consiste principalmente de partículas esféricas, demonstrando um material mesoporoso para a adsorção de metais. O modelo cinético baseou-se em pseudo-primeira ordem, possivelmente, as interações eletrostáticas se tornam o principal mecanismo responsável pela adsorção dos íons metálicos de Pb, Mn e Al. É evidente que o sinal de carga na superfície do adsorvente hidroxiapatita/magnetita foi de -19,38 mV e isso corrobora com o ponto de carga zero, onde a capacidade de adsorção é favorecida em meios com pH > 2,6. O Pb, com maior eletronegatividade, é mais propenso a se ligar aos sítios ativos P. Isso é fortalecido com o modelo da isoterma de Freundlich demostrado no estudo, pois quanto maior o valor de nF (expoente adimensional da equação de Freundlich), mais forte a interação entre o adsorvato e o adsorvente e o íon Pb possui essa interação mais forte que o íon Mn e Al. Através do estudo de dessorção, pode-se verificar que o ácido nítrico apresentou maior capacidade de dessorção do contaminante adsorvido no compósito utilizado e, portanto, a associação de hidroxiapatita com partículas de magnetita fornece um método promissor como adsorventes que combinam grandes capacidades de adsorção/dessorção e fácil recuperação por separação magnética.
Obtenção de compósitos de alumina reforçados com nanopartículas de aluminossilicatos de lítio e niobato de alumínio
Inocente, Jordana Mariot; Montedo, Oscar Rubem Klegues; Arcaro, Sabrina; Botella, Rodrigo Moreno
Na busca por materiais mais resistentes a impactos balísticos as cerâmicas de alumina tem ganhado maior atenção devido a sua relação custo/benefício e suas propriedades mecânicas, entretanto a tenacidade à fratura é uma propriedade inferior quando comparada aos carbetos. Assim, a comunidade científica tem dedicado grandes esforços para aprimorar essa propriedade por meio de novas tecnologias baseadas em alumina. O uso de matrizes de alumina com aditivos para melhorias das propriedades é uma alternativa para ganho da tenacidade à fratura. A fase niobato de alumínio utilizada como aditivo em matrizes de alumina tem potencial tanto para diminuição da temperatura de sinterização, quanto para melhoria das propriedades mecânicas. Já fases de aluminossilicatos de lítio, como a eucriptita e o espodumênio-β, de baixo coeficiente de expansão térmica podem melhorar a tenacidade à fratura da alumina devido à formação de tensões de compressão em torno dos grãos. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi desenvolver um compósito de alumina com adições das fases de niobato de alumínio, eucriptita e espodumênio-β para melhoria da tenacidade à fratura. A fase nanoestruturada de niobato de alumínio foi obtida via síntese coloidal seguida de reação no estado sólido com tamanhos de partículas de 19 á 32 nm. Já as fases nanoestruturadas de espodumênio-β e eucriptita foram obtidas via síntese coloidal de heterocoagulação seguida de reação em estado sólido com tamanho médio de 24 e 44 nm e CET de 0,52x10-6°C-1 e 0,46x10-6 °C-1, respectivamente. A adição das fases nanoestruturadas diminuiu em até 300 °C a temperatura de sinterização mantendo 95% de densificação. Os compósitos de matriz de alumina foram produzidos pelo método de colagem em moldes de gesso. As formulações analisadas continham adição de 5 %vol. das três fases produzidas, além de uma formulação contendo 95 %vol. de alumina com adição de 2,5 %vol. da fase niobato de alumínio 2,5 %vol. da fase eucriptita e outra contendo 95 %vol. de alumina com adição de 2,5 %vol. da fase niobato de alumínio e 2,5 %vol. da fase espodumênio-β. Todos os compósitos apresentaram diminuição no tamanho de grãos. Os principais resultados mostraram que a adição da fase AlNbO4 promoveu a fratura transgranular e o melhor resultado foi obtido na amostra de alumina com adição de 5 %vol. da fase AlNbO4 sinterizada a 1400 °C com patamar de 35 min. A tenacidade à fratura obteve um ganho de 63%, aumentando de 3,25 MPa·m0,5 para 5,34 MPa·m0,5, módulo de elasticidade de 350 GPa, dureza de 14,2 ± 1,4, mostrando-se a melhor formulação e potencial para uso em proteção balística contra projéteis de calibres típicos de armas de uso pessoal e sugerindo a continuidade dos estudos para validação prática.
Desempenho e evolução microestrutural de eletrodo de estado sólido de cerâmicas do sistema SiO2-Li2O-Bi2O3
Elyseu, Fábio; Dal Bó, Alexandre Gonçalves; Bernardin, Adriano Michael
Cerâmicas completamente cristalinas ou vitrocerâmicas são materiais que, de uma forma geral, não apresentam condutividade eletrônica ou iônica significativa, mas quando formados por uma composição e/ou um arranjo cristalográfico favorável, podem se tornar condutoras para aplicações em baterias de estado sólido, eletrodos, sistemas fotovoltaicos, componentes eletrônicos, entre outros. Nesta tese a composição em óxidos e os métodos de obtenção de cerâmicas do sistema SiO2-Li2O Bi2O3 foram estudados para obtenção de condutividade elétrica. Materiais cristalinos foram obtidos a partir da solidificação das composições fundidas e suas propriedades foram estudadas pela análise de variáveis de resposta como condutividade elétrica, estabilidade química e física. O procedimento experimental foi estruturado em duas etapas; processamento e caracterização, tanto das composições quanto das cerâmicas obtidas. Na etapa de processamento, após a fusão, o fluxo de trabalho se dividiu em dois métodos de têmpera, por splat-cooling e quenching, onde o material obtido na têmpera lenta (splat-cooling) seguiu diretamente para o corte e polimento, enquanto o material obtido na têmpera rápida (quenching) passou por outros procedimentos até também ser direcionado ao corte e polimento. As microestruturas foram determinadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por estereoscopia, que mostraram a formação de fases como Bi2O3, Li2SiO3 e Li4SiO4, com morfologias diversas em função dos diferentes tratamentos térmicos. Para análise do comportamento térmico, as composições foram submetidas aos ensaios de calorimetria exploratória diferencial/termogravimetria (DSC/TG), análise térmica diferencial/termogravimetria e espectroscopia ao infravermelho com transformada de Fourier dos gases desprendidos (DTA/TG+FTIR) e dilatometria ótica, sendo possível determinar as temperaturas características e subprodutos gasosos destes tratamentos. A condutividade elétrica foi mensurada pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), entre 25 e 200 °C num intervalo de frequência de 10 MHz a 1 Hz, regime ac. Foram obtidos valores de condutividade entre 2,99×10-12 Scm-1 a 7,45×10-6 Scm-1 nos materiais processados por sínter-cristalização e de 2,80×10-12 Scm-1 a 3,44×10-7 Scm-1 nos materiais processados por splat-cooling, mostrando que os diferentes processos influenciam de forma significativa a propriedade de condutividade.
Obtenção de nanopartículas de resíduo piritoso da mineração de carvão para o tratamento de efluentes
Oliveira, Elis Machado de; Peterson, Michael; Oliveira, Camila Machado de
O setor têxtil e de confecção brasileiro se destaca no cenário mundial, mas, apesar da sua importância para a economia do país, causa sérios problemas ambientais, principalmente a poluição dos recursos hídricos pelos efluentes gerados. Os processos oxidativos avançados (POAs) surgem como novos métodos e mais eficientes para o tratamento de efluentes. A pirita – FeS2, especialmente quando sintética, é conhecida por ser um excelente fotocatalisador para a degradação de uma série de compostos orgânicos, incluindo os corantes. O estado de Santa Catarina é o maior produtor de carvão ROM (run-of-mine, carvão bruto) da Região Sul do Brasil e estima-se que 14% do rejeito gerado no beneficiamento mineral corresponda a uma fração rica em pirita. Associar os POAs a materiais naturais os tornam mais viáveis economicamente para aplicação em grande escala. Por essa razão, o resíduo piritoso da mineração de carvão foi avaliado como fotocatalisador no tratamento de um efluente têxtil real de uma indústria de confecção de jeans. Para isso, após a cominuição em moinho excêntrico, o resíduo foi submetido a três etapas de moagem de alta energia, buscando a redução do seu tamanho para escala nanométrica. A influência de parâmetros como velocidade de rotação do moinho e tempo de moagem sobre o tamanho de partícula final foi analisada. As melhores nanopartículas, com menores tamanhos e elevada cristalinidade, foram aplicadas no processo fotocatalítico, onde a relação entre o seu teor, tempo de tratamento e máxima descoloração foi estudada e discutida. Identificou-se por difração de raios X que o resíduo processado somente por moagem convencional é composto por pirita e traços de calcita, quartzo e sulfato ferroso monohidratado, com diâmetro médio de 4,09 µm. Na moagem de alta energia, a rotação de 2.500 rpm permitiu a redução da partícula sem afetar de maneira expressiva a cristalinidade da amostra. Tamanhos nanométricos, confirmados por microscopia eletrônica de transmissão, foram alcançados com 390 min de processo. A cominuição, além de eliminar algumas impurezas, produziu um material com área de superfície específica de 29,5 m2 /g. Testes com o efluente têxtil real revelaram uma descoloração de 87,71 ± 0,40%, em 30 min, com 0,8 g/L de nanopartículas e sem a presença da radiação. Teores mais baixos sugerem a ocorrência de processo fotocatalítico, com uma degradação de 10,14 ± 1,76% para 0,4 g/L de fotocatalisador. Ao avaliar o desempenho das nanopartículas na descoloração de uma solução de corante índigo carmin, altos percentuais de adsorção foram observados. A redução de cor foi aproximadamente a metade quando empregado o resíduo cominuído apenas por moagem convencional. As análises do efluente tratado com as nanopartículas de resíduo piritoso demonstraram resultados satisfatórios e compatíveis com o tratamento empregado pela indústria de confecção de jeans, comprovando que a pirita da mineração de carvão é promissora para esta finalidade. Todavia, pelas características obtidas com a moagem de alta energia, sua utilização em outros segmentos deve ser amplamente explorada.
Nanopartículas de carepa de laminação produzidas por moagem de alta energia a úmido como catalizadores para o tratamento de efluente têxtil
Oliveira, Elen Machado de; Peterson, Michael; Oliveira, Camila Machado de
O impacto ambiental da produção do aço associa-se com a elevada quantidade de resíduo gerada por esta atividade industrial, além de ser a que mais emite gás carbônico em todo o mundo. A carepa, resíduo do processo de laminação a quente, geralmente é depositada em aterros sanitários e equivale a 2% do aço bruto. Já a cadeia têxtil, embora seja importante para a economia do país, consome grandes volumes de água, principalmente na etapa de remoção de corantes e outros produtos químicos. No tratamento de efluentes, os processos oxidativos avançados têm ganhado visibilidade e a carepa de laminação de aço, por seu alto teor de óxido de ferro, pode ser utilizada como fotocatalisador. Com base nisso, produziram-se nanopartículas de carepa, a partir da moagem de alta energia a úmido, para aplicação como catalisadores em processos oxidativos avançados destinados ao tratamento de efluentes têxteis. Após limpeza, o resíduo foi moído a seco em moinho excêntrico. Para obtenção das nanopartículas, a carepa de laminação foi submetida a moagens sequenciais em um moinho de alta energia com esferas de diferentes diâmetros em cada etapa. Variações na velocidade de rotação do moinho e no tempo de moagem foram avaliadas e o material obtido com as melhores condições de processamento, aquelas que produziram menores tamanhos de partículas com o menor grau de oxidação do resíduo, foi empregado como catalisador no tratamento de um efluente têxtil real e de uma solução de corante índigo carmin. A carepa de laminação de aço estudada tem o ferro como seu elemento majoritário, presente na forma de wustita, magnetita e hematita. Partículas com diâmetro médio de 6,26 µm, resultado da cominuição a seco, atingiram tamanhos nanométricos ao final das três etapas de moagem de alta energia, tamanhos estes comprovados por microscopia eletrônica de transmissão. Para isso, adotou-se a menor velocidade de rotação testada, 2.500 rpm, e um total de 13 h de processo. Os difratogramas de raios X e a espectroscopia Mössbauer apontaram a oxidação do material, reduzindo o seu teor de wustita. Com o uso de radiação (luz negra – ultravioleta), um planejamento experimental demonstrou que a máxima redução de cor do efluente têxtil é alcançada com 1,5 g/L de nanopartículas e sem peróxido de hidrogênio. O tratamento promoveu valores de descoloração próximos ao do tratamento industrial, porém com menor toxicidade e maiores reduções de demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio e carbono orgânico total. O principal mecanismo de ação do catalisador, devido ao seu tamanho extremamente pequeno e alta área de superfície específica, é a interação com o material particulado do efluente, pois a descoloração ocasionada por uma amostra micrométrica foi semelhante à alcançada somente com o efluente. Testes com a solução de corante, 1,5 g/L de nanopartículas e peróxido de hidrogênio, atingiram ~99% de descoloração no azul em 4 h, indicando um processo do tipo Fenton. As nanopartícuas produzidas mostraram-se eficientes no tratamento de efluentes têxteis e na redução de cor da solução de corante, sendo uma possível alternativa de aplicação do resíduo siderúrgico.
Valorização do resíduo do beneficiamento da nefelina sienito como insumo mineral para a construção civil e agricultura
Santos, Diego Haltiery dos; Pereira, Fabiano Raupp
O atual modelo linear da economia deve dar lugar à modelos econômicos sustentáveis, como o da economia circular. Para isso, torna-se importante que estratégias de valorização de resíduos sejam implementadas. Os estudos que abordam possibilidades para o uso dos resíduos do beneficiamento da nefelina sienito ainda são escassos, deixando uma lacuna científica a ser investigada. Desta forma, este estudo investigou o resíduo da nefelina sienito (RNS), de modo a promover a sua valorização como possíveis formas de insumo mineral. Este resíduo de mineração foi analisado pelos critérios CPQvA, inicialmente em relação a aspectos ambientais (C), características físico-químicas (P), de quantidade/viabilidade (Qv) e posteriormente de aplicabilidade (A). Os resultados indicam a possibilidade para uso do RNS em matrizes cimentícias, sendo classificado como não perigoso; com teor de material fino de 2,75%, massa específica de 2,49 g/cm³, massa unitária de 1,34 g/cm³ e absorção de água de 0,70%; composto majoritariamente sílica (56%), alumina (20%) e álcalis totais (15%); com estrutura cristalina e tendo como principais minerais a nefelina e a albita. O uso do RNS como agregado afetou as propriedades das argamassas e concretos, tanto no estado fresco como no estado endurecido, aumentando o teor de ar, reduzindo a densidade, a trabalhabilidade e também a resistência à compressão. Após ativação mecânico-química, o RNS foi desenvolvido como material cimentício suplementar, onde 90% das partículas se apresentaram inferiores a 16 μm, permanecendo com uma estrutura cristalina e com baixa reatividade, atuando como fíler onde, até 20% de substituição ao cimento, apresentou resistência à compressão similar à dosagem de referência. A segregação seletiva da fração ferrosa foi possível, obtendo o mineral aegirina-augita, de baixo valor econômico. Já a segregação da fração alcalina recuperou 93% do K2O na forma de KCl, revelando um uso potencial na agricultura. Deste modo, aplicou-se o conceito base da técnica de valorização de resíduos por meio de diferentes abordagens para a agregação de valor ao material originado no beneficiamento da nefelina sienito, associando estas à circularidade de insumos minerais, ao avanço da economia circular, além da formação de uma simbiose industrial entre os setores da mineração, construção civil e agricultura.
Propriedades mecânicas e microestrutura de geopolímeros leves com adição de fibras
Alves, Cleidson Rosa; Bernardin, Adriano Michael
Geopolímeros leves apresentam potencial para aplicações inovadoras, como material de baixa condutividade térmica, regulador de pH, material adsorvente e concreto leve. No entanto, esses materiais geralmente possuem uma natureza frágil. Neste estudo, avaliou-se a possibilidade de utilizar fibras de vidro ou polipropileno como agentes de reforço em uma matriz aerada por meio da combinação do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS) com o agente de expansão peróxido de hidrogênio (H2O2), com o objetivo de garantir boa resistência mecânica, aliada à baixa condutividade térmica. As argamassas leves foram produzidas com metacaulim, ativadores alcalinos e areia padrão normatizada. A inovação deste trabalho está na associação de fibras como reforço em geopolímeros leves e nas alterações microestruturais resultantes da combinação do agente porogênico com o surfactante. Para isso, foram analisadas experimentalmente as propriedades microestruturais no estado fresco e propriedades físicas como densidade, porosidade, condutividade térmica e módulo dinâmico, bem como propriedades mecânicas, incluindo resistência à compressão e resistência à flexão. As fibras foram adicionadas nas proporções de 1,5% e 3% em massa, e o surfactante foi adicionado nas concentrações de 0,2% e 0,8% em massa. Esses resultados demonstraram que a estratégia proposta para o uso de agentes de reforço, combinada com o controle do volume de poros, é eficaz, uma vez que melhorou as propriedades mecânicas, com ganhos de até 71,3% na resistência à flexão e 72% na resistência à compressão. Além disso, observou-se uma baixa condutividade térmica (0,15 W/m.K) e densidade aparente (1000 kg/m³) nas argamassas. Essas melhorias, juntamente com a resistência à flexão (4,52 MPa) e à compressão (16,87 MPa), sugerem sua utilização tanto em materiais voltados para o isolamento térmico quanto para uso em paredes estruturais leves com baixo peso.
Estudo do desempenho de diferentes superfícies de revestimento cerâmico quanto ao desgaste em condições reais de uso
Demarch, Aline; Angioletto, Elidio; Montedo, Oscar Rubem Klegues
O setor de revestimentos cerâmicos experimentou avanços tecnológicos significativos, abrangendo estética, design e técnicas de produção. No entanto, o desempenho real dos revestimentos, especialmente em pisos, é uma preocupação crítica que demanda avaliações precisas e métodos de controle eficazes. Este estudo propõe investigar métodos para quantificar de forma confiável as características superficiais dos revestimentos cerâmicos e seu desempenho ao longo do tempo. Os objetivos delineados abrangem a avaliação da evolução de características técnicas das superfícies cerâmicas, com 9 diferentes acabamentos, o comportamento em condições reais de uso, a comparação de métodos laboratoriais de desgaste e o desenvolvimento de um sistema de controle fabril para a resistência ao escorregamento. O procedimento experimental compreende cinco etapas distintas, desde a seleção dos revestimentos, testes laboratoriais, testes in loco, até a proposição de um sistema de controle fabril. Os resultados indicam que a perda de massa ocorre de maneira linear e a perda de brilho segue um padrão exponencial. Observou-se que superfícies inicialmente lisas tendem a aumentar sua rugosidade, enquanto as mais rugosas se alisam com o tempo. Comparando condições de laboratório com situações reais, verificou-se que os testes laboratoriais são mais intensos, podendo um ciclo equivaler ao tráfego de centenas ou milhares de pessoas. A porosidade das superfícies brilhantes desempenha papel importante na durabilidade, com superfícies não porosas aguentando até 479 mil pessoas e as porosas até 110 mil antes de mostrarem alterações visuais. O estudo apresentou uma ferramenta gráfica que correlaciona o número de giros nos testes de abrasão com o número de pessoas transitando, facilitando a previsão do desgaste. Equações preditivas foram introduzidas para avaliar o impacto do tráfego humano, permitindo uma análise quantitativa da durabilidade dos produtos e otimizando a seleção de materiais. A durabilidade contra escorregamentos aumenta com um Rz inicial mais alto. Para manter a segurança contra escorregamento e atendimento a diferentes métodos de medição dessa característica, um Rz de 25 µm é recomendado, baseando-se em um nível de confiança de 95%.

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