ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Tecnológica
Autores
Barbutti, D.S. (CETEM-RJ) ; Silva, R.E.C. (CETEM-RJ) ; Ribeiro, R.C.C. (CETEM-RJ)
Resumo
No presente trabalho foram realizadas análises de caracterização e interação de rochas ornamentais e seus principais minerais com protetivos comerciais através de FRX, DRX, ensaios de índices físicos, espectrometria no UV-Vis e espectroscopia no infravermelho, buscando direcionar as atividades de restauro com o protetivo mais adequado para cada tipo de rocha. Os resultados foram satisfatórios, encontrando valores de adsorção distintos para cada mineral; redução da absorção de água e porosidade após o tratamento das rochas e foram idealizadas moléculas representativas para cada protetivo, avaliando assim a eficácia dos mesmos com cada mineral e rocha utilizada no estudo.
Palavras chaves
Rochas ornamentais; Minerais; Alterabilidade
Introdução
Monumentos históricos pétreos localizados em ambientes externos são expostos a efeitos de intemperismos mecânico, físico, químico e biológico (ÖZTÜRK, 1992), que afetam suas composições internas e superfícies. Com a poluição crescente nos principais centros urbanos, é de grande importância entender os mecanismos atrelados a estes ataques e desenvolver métodos otimizados de proteção e consolidação das rochas ornamentais utilizadas nestes bens. A proteção dos monumentos rochosos é geralmente realizada a partir da aplicação de filmes poliméricos, que buscam reduzir a tensão superficial do substrato rochoso (FERRI et al., 2011) e ocupar o máximo de interstícios possíveis em seu interior. Assim, é possível adicionar uma camada hidrofóbica à superfície e fortalecer o interior, impedindo a interação com agentes destrutivos. No entanto, a seleção do protetivo adequado é decisiva para garantir a integridade da composição interna e preservar a coloração original, que algumas vezes são modificados de forma irreversível. Com isso, há a necessidade de se entender a interação das rochas ornamentais, bem como dos principais minerais constituintes destas, com os protetivos presentes no mercado. Deste modo, o estudo visa avaliar esta relação através da utilização de dois protetivos comerciais, quatro tipos de rochas ornamentais comercialmente utilizadas e os minerais quartzo, feldspato, mica e calcita presentes comumente nestas rochas, para que seja possível auxiliar na identificação do melhor protetivo para cada tipo de rocha presente nos monumentos a ser restaurados.
Material e métodos
Neste trabalho foram utilizados dois protetivos comerciais, aqui denominados A e B, rochas ornamentais cedidas pelo CETEM-ES comercialmente conhecidas como Granito Venetian Gold, Granito Ás de Paus e Granito Preto, além do Calcário Cariri, e os minerais quartzo, feldspato, mica e calcita, cedidos pelo CETEM-RJ. As análises química e mineralógica das rochas e minerais foram realizadas através de Difração de Raios-X (DRX) e Fluorescência de Raios-X (FRX). A determinação dos índices físicos das rochas foi executada obtendo-se os pesos seco, saturado e submerso antes e após a aplicação dos protetivos, para verificar a eficiência de ambos com matrizes rochosas complexas. A avaliação da interação dos protetivos com os minerais se deu por meio de um equipamento de espectrofotometria da marca LaMotte, preparando-se soluções diluídas do protetivo A com água Milli-Q como solvente, nas concentrações 0,5%, 1,0%, 2,0% e 5,0%. Em tubos Falcon, foram adicionados 10 mL de cada solução a 0,5 g de cada mineral, e todos foram agitados por 6 horas e centrifugados por 30 minutos. O sobrenadante foi analisado em UV a 775 nm. O mesmo procedimento foi repetido para o protetivo B, nas concentrações 10%, 40%, 70% e 100%, usando hexano P.A. como solvente e comprimento de onda 400 nm. Para a caracterização dos protetivos, foi realizada uma avaliação no infravermelho em um espectrofotômetro Bomem FTIR, série MB100, com 1 mg de amostra e 99 mg de KBr de grau espectroscópico, na região de 4000 cm-1 a 400 cm-1.
Resultado e discussão
As análises química e mineralógica e os resultados de índices físicos estão
apresentados na figura 1. Pode-se observar que o Granito Venetian Gold
apresentou maiores teores de sílica, possivelmente associado aos minerais
quartzo e feldspato. Os granitos Ás de Paus e Preto apresentaram teores mais
elevados de alumina, indicando maior presença de feldspatos. No entanto, o
granito Preto também apresentou mais ferro, sugerindo a presença de mica. O
Calcário Cariri possui composição próxima a 50% de CaO. A análise mineralógica
corrobora os resultados supracitados, onde o granito Venetian Gold apresentou
40% de quartzo, o Ás de Paus 65% de feldspatos, o Preto 25% de mica e o Calcário
Cariri 98% de calcita. Os ensaios de índices físicos demonstraram reduções na
absorção de água e porosidade nas quatro rochas após a aplicação dos protetivos,
evidenciando também uma maior eficácia do protetivo A comparado ao protetivo B.
Na figura 2 podemos observar os resultados da avaliação dos minerais e
protetivos por UV e estruturas hipotéticas para os dois protetivos, interagindo
com uma superfície de rocha qualquer. No UV, os minerais mica e calcita
adsorveram mais os protetivos do que o quartzo e o feldspato. Isto pode estar
relacionado com a estrutura lamelar de filossilicatos como as micas, e a
presença de alumínio, altamente polarizante, fortalece a interação com oxigênios
presentes nos protetivos. A calcita, por possuir íon carbonato como constituinte
principal, pode interagir com seus oxigênios através de ligação de hidrogênio. O
resultado do infravermelho permitiu estruturar moléculas representativas para os
protetivos. O protetivo A apresenta mais oxigênios e menos impedimentos
estéricos que o protetivo B, facilitando ligações intermoleculares com a
superfície.
Análises química (FRX), mineralógica (DRX) e ensaio de índices físicos das rochas utilizadas no presente estudo.
Valores de adsorção dos protetivos A e B pelos principais minerais constituintes das rochas ornamentais, e estruturas hipotéticas dos protetivos.
Conclusões
A partir dos resultados obtidos, é possível concluir que rochas ricas em micas e calcita tendem a apresentar melhores resultados após o tratamento com protetivos. Além disso, verificou-se que protetivos comerciais agem de forma diferente na superfície das rochas, devido à impedimentos estéricos e composições distintas, apresentando sítios ativos que podem se ligar com maior facilidade à superfície mineral. Assim, mediante análise prévia, é possível aplicar um protetivo mais adequado para a preservação de um revestimento ou monumento, evitando o uso de produtos que possam prejudicá-lo.
Agradecimentos
CETEM, Coordenação de Apoio às Micro e Pequenas Empresas (CATE/CETEM) e CNPQ.
Referências
FERRI, L. et al. Study of silica nanoparticles – polysiloxane hydrophobic treatments for stone-based monument protection. Journal of Cultural Heritage, v. 12, Elsevier. Itália, 2011.
ÖZTÜRK, Isil. Alkoxysilanes consolidation of stone and earthen building materials. Tese (Mestrado) – Programa de Graduação em Preservação Histórica, Universidade da Pensilvânia, Pensilvânia, Estados Unidos. 1992, 214p.
Patrocinadores
Apoio
Realização
