CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA DA ARGILA LONTRAS PARA A PRODUÇÃO DE TIJOLOS ECOLÓGICOS

Área

Aplicações tecnológicas de produtos naturais

Autores

Leite, K.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - UFPI) ; Júnior, A.A.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - UFPI) ; Matos, J.M.E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - UFPI)

Resumo

O uso do tijolo solo-cimento, também denominado tijolo ecológico, tem possibilitado a substituição de fontes tradicionais de energia por alternativas mais sustentáveis. O presente trabalho tem como objetivo realizar a caracterização térmica das argilas da Fazenda Lontras, no Piauí, para a produção de tijolos ecológicos. Os termogramas da argila Lontras foram obtidos usando módulo simultâneo TGA/DTG-DTA, com o intuito de investigar processos endotérmicos e exotérmicos durante a etapa de aquecimento. A perda total de peso para a argila Lontras foi de aproximadamente 13%. Quando comparadas a outros métodos térmicos, as análises TG/DTG – DTA da argila Lontras demonstraram curvas semelhantes às das argilas esmectitas, sendo, portanto, indicadas para uso na fabricação de tijolos ecológicos (solo-cimento).

Palavras chaves

argilas; tijolos ecológicos; análise térmica

Introdução

As fontes de energia usadas no processo de fabricação de tijolos cerâmicos em todo o mundo são predominantemente derivadas de combustíveis fósseis (MOEDINGER, 2005). Entretanto, o uso do tijolo solo-cimento (tijolo ecológico) permite a substituição dessas fontes tradicionais por alternativas mais sustentáveis, reduzindo assim as emissões dos gases causadores do efeito estufa, em destaque o dióxido de carbono (CO2). Em Schuster et al (2019), as emissões de CO2 foram quantificadas na execução de uma residência rural com 63,86 m², e, de acordo com os cálculos realizados, a substituição dos tijolos cerâmicos por tijolos solo- cimento reduziu em 64,95% as emissões de CO2. Essa redução se deve, principalmente, à diferença entre os processos de fabricação dos mesmos. O tijolo ecológico em questão é produzido a partir da mistura de solo específico (argila) com uso do cimento para estabilização, sendo comprimido em prensa manual ou hidráulica, e, não utilizando o processo de queima como o tijolo cerâmico (KOZLOSKI et al, 2019). A extração dessa argila não deve ocorrer de forma arbitrária, mas, sim, utilizando a relação entre o conceito de degradação e sustentabilidade ambiental com as alterações observadas nas áreas de extração, norteando assim, a análise e a identificação dos sinais impactantes ao meio (SILVA, 2014). O desperdício de matéria-prima pela exploração não planejada de argilas constitui um grande problema durante a lavra das mesmas. Este impasse pode ser solucionado através da caracterização tecnológica da argila, que permite conhecer as suas propriedades, determinando se a mesma é adequada para tal aplicação. Diante dos argumentos apresentados, o presente trabalho tem como objetivo realizar a caracterização térmica das argilas da Fazenda Lontras, na bacia do rio Jenipapo, localizado no estado do Piauí, para a produção de tijolos ecológicos.

Material e métodos

As argilas caracterizadas neste trabalho foram extraídas da Fazenda Lontras, na bacia do rio Jenipapo, localizada no Piauí, a 135 km da capital Teresina com as seguintes coordenadas geográficas: S 04° 51’ 30,8ˮ e W 42° 00’ 37,6”. As mesmas foram obtidas em escavação com profundidade em torno de 1,5 m a 2 m. A secagem prévia até a umidade higroscópica e desmanche dos torrões foi realizada obedecendo a NBR 6457:2016. Os termogramas da argila utilizada nesse trabalho foram obtidos usando módulo simultâneo TGA/DTG-DTA, modelo SDT Q600 da TA Instrument em atmosfera de Nitrogênio, para investigação da variação de peso da amostra em função temperatura como também dos processos endotérmicos e exotérmicos durante a etapa de aquecimento. Trabalhou-se a análise na faixa de temperatura ambiente até 1000° C, sob uma taxa de aquecimento de 10° C/min utilizando-se um cadinho de platina para uma quantidade de amostra de aproximadamente 10 mg.

Resultado e discussão

A curva termogravimétrica (TG), que registra a variação de peso em função da temperatura, e a curva termogravimétrica derivada (DTG), em que se registra a primeira derivada da TG contra a variação da temperatura, são apresentadas na Figura 01. Na figura 02 apresenta-se a análise térmica diferencial (ATD), para demonstração das transformações ocorridas na amostra em função do seu aquecimento, por meios de picos endotérmicos e exotérmicos. O evento observado abaixo de 100° C representa perda de água líquida ou de conformação correspondendo a um pico endotérmico de baixa temperatura, e, até essa temperatura, nota-se uma perda de peso inferior a 7% vista na análise termogravimétrica (TG). Observa-se também a presença de uma banda exotérmica na região de 100° C a 450° C aproximadamente, com perda de peso, possivelmente atribuída a uma combustão de matéria orgânica. Destaca-se um pequeno pico endotérmico entre 400° C e 500° C, proveniente da perda de hidroxila estrutural do argilomineral, etapa esta conhecida como desidroxilação. Este pico é comum em argilas ricas em ferro. Até a temperatura de 550° C observou-se, aproximadamente, mais 5% de perda de peso, que pode estar associada à eliminação de água adsorvida pelos cátions, tais como Na+ e Ca2+ (OLIVEIRA, et al, 2012). A perda total de peso para a argila Lontras foi de aproximadamente 13%.

Curva TG e DTG da amostra da argila Lontras.


Curva DTA da amostra da argila Lontras.

Conclusões

A caracterização por análises térmicas tem tido larga aplicação no estudo de argilas, por demonstrar eficiência na identificação de argilominerais e suas misturas, naturais ou artificiais. Quando comparadas a outros métodos térmicos, as análises TG/DTG – DTA da argila Lontras demonstraram curvas semelhantes às das argilas esmectitas. Argilas constituídas por esses argilominerais geralmente possuem, em elevado grau, propriedades plásticas e coloidais, sendo, portanto, indicadas para uso na fabricação de tijolos ecológicos (solo-cimento).

Agradecimentos

Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Piauí – IFPI e Pós-Graduação em Ciências e Engenharia dos Materiais da Universidade Federal do Piauí, Centro de Tecnologia – UFPI

Referências

ABNT. NBR 6457: Amostras de Solo — Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Associação Brasileira de Normas e Técnicas, 2012a.

KOZLOSKI, C. L.; VAGHETTI, M. A. O.; SILVA, B. N. Emissões de CO2 na casa popular eficiente e o emprego de materiais alternativos. In: ENCUENTRO LATINOAMERICANO Y EUROPEO DE EDIFICACIONES Y COMUNIDADES SOSTENIBLES, 3, 2019, Santa Fe. Anais. Santa Fe: EURO-elecs, 2019.

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OLIVEIRA, G. C.; MOTA, M. F.; SILVA, M. M.; RODRIGUES, M. G. F.; LABORDE, H. M. Performance of natural sodium clay treated with ammonium salt in the separation of emulsified oil in water. Brazilian Journal of Petroleum and Gas, 6, 171-183, 2012.

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SILVA, F.F.; SANTOS, J. M. Aspectos ambientais da extração de argila em áreas de planície fluvial do baixo Jaguaribe – CE. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE GEOMORFOLOGIA – GEORMOFOLOGIA, AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE, 10, 2014, Manaus. Anais. Manaus: SINAGEO, 2014.