CARACTERIZAÇÃO DE FRITAS E ESMALTES CERÂMICOS PRODUZIDOS A PARTIR DE RESÍDUO DE VIDRO LAMINADO

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Souza - Dal Bó, G.C. (UNESC) ; Dal Bó, M. (IFSC) ; Freitas, F.D.Q. (IFSC) ; Dominguini, L. (IFSC) ; Patricio, J.S. (COLORMINAS) ; Bernardin, A.M. (UNESC)

Resumo

O vidro laminado é amplamente empregado pela indústria automobilística na fabricação de para-brisas e também na construção civil. Com o objetivo de incorporar resíduo de vidro laminado na fabricação de fritas e esmaltes cerâmicos, analisou-se a composição química de seis amostras de diferentes fabricantes de vidro laminado. Foi realizado um planejamento experimental fatorial, que resultou em 40 formulações de fritas cerâmicas. Os esmaltes produzidos foram caracterizados quanto as suas propriedades colorimétricas. Verificou-se que a composição química é bastante semelhante entre todas as seis amostras e similar à composição do vidro soda-cal. As propriedades colorimétricas se mostraram adequadas aos padrões usados em revestimentos cerâmicos.

Palavras chaves

Vidro laminado; Esmaltes cerâmicos; Colorimetria

Introdução

O vidro é um tipo de material com diversas fontes de geração e que possui características importantes sob o ponto de vista da benfeitoria ambiental: é inerte, reutilizável, higiênico, impermeável, retornável e 100% reciclável (PINTO-COELHO, 2010). No entanto, esse material não é biodegradável e quando encaminhado para os aterros sanitários ou industriais, permanece praticamente intacto, sobrecarregando esses locais e reduzindo sua vida útil. Diferentemente de outros países, sobretudo europeus, que possuem índices de reciclagem de vidro superior a 90%, o Brasil possui uma taxa na casa dos 47% (CEMPRE, 2011). O vidro laminado é classificado como um vidro de “segurança”. Ele é empregado pela indústria automobilística na fabricação de para-brisas e pelo setor de construção civil na produção de portas, janelas e divisórias sem esquadrias. De todo modo, a reciclagem dessa tipologia específica de resíduo não é uma prática comum ou disseminada industrialmente, justamente pela presença do polímero entre as placas de vidro – o polivinilbutiral (PVB) (VARELA, 2005; VARGAS; WIEBECK, 2007). Há uma série de trabalhos que relacionam a pesquisa aplicada e o desenvolvimento de novos produtos, a partir do uso de resíduos como matérias-primas ou insumos produtivos. Os produtos da indústria cerâmica, por sua vez, caracterizam-se pela possibilidade de uma ampla gama de composições e, por isso, permitem a incorporação de diversos tipos de resíduos sólidos no seu processo produtivo (ANDREOLA et al, 2016). Diante da ausência de técnicas de valorização do resíduo de vidro laminado e da possibilidade de sua incorporação na fabricação de revestimentos cerâmicos, a presente pesquisa teve como proposta verificar a viabilidade de reciclagem do resíduo de vidro laminado na fabricação de fritas e esmaltes cerâmicos.

Material e métodos

As composições químicas de seis amostras (A, B, C, D, E e F) de resíduo de vidro laminado foram obtidas por meio de espectrometria de fluorescência de raios X (FRX). A partir da análise química, o planejamento fatorial experimental resultou em 40 formulações de fritas cerâmicas, com composições diferenciadas em relação aos seus componentes. Elas foram produzidas a partir da dosagem e homogeneização de matérias-primas, fusão a 1500 °C em cadinho de alumina, com taxa de aquecimento de 20 °C/min, e resfriamento brusco em água. Para a produção dos esmaltes, as fritas foram moídas com caulim em moinho planetário por 15 min. Na sequência, foram aplicadas sobre suportes de pisos cerâmicos. Os pisos foram colocados em forno de queima rápida a 1120 °C, permanecendo por 1 min. nesta temperatura. A superfície esmaltada das 40 amostras foi caracterizada com relação ao grau de brancura (L*) e ao brilho (G) da superfície; e ambos os parâmetros comparados com esmaltes padrões. Para o ensaio de colorimetria foi utilizado um espectrofotômetro Byk-Gardner com geometria esférica (d8), resolução de 1 nm e leitura entre 400 e 700 nm. Cada resultado foi a média de leitura de três leituras.

Resultado e discussão

A análise química (Figura 1) mostrou percentuais bastante equiparados entre as composições das diferentes marcas de vidro laminado, sobretudo no que se refere aos constituintes predominantes: sílica (SiO2), óxido de sódio (Na2O) e óxido de cálcio (CaO), que caracterizam a composição do tipo de vidro soda-cal. Conforme a denominação sugere, os vidros soda-cal constituem-se predominantemente de sílica (SiO2), com incorporação de óxidos de sódio (Na2O) e de cálcio (CaO) e são chamados popularmente de vidro “comum”. Sua fabricação se dá na forma de placas ou de vidros ocos, empregadas por vários segmentos da indústria automobilística, da construção civil e nos eletrodomésticos (PINTO COELHO, 2009; GOULARTI, 2010). Com base nos resultados da composição química e na análise das diferentes matérias-primas necessárias para a produção de fritas cerâmicas, foi possível incorporar nas composições cerca de 8% de resíduo de vidro laminado. A Figura 1 mostra a peça esmaltada com duas formulações padrão, para a qual se utilizou matérias-primas virgens e uma das peças esmaltadas a partir de matéria-prima reciclada. No que se refere à colorimetria, os resultados podem ser observados (Figura 2), respectivamente, quanto ao grau de brancura (L*) (a) e ao brilho da superfície da amostra (G) (b). O valor de L* para a peça-padrão mostrou-se bastante próximo de 100, ou seja, consideravelmente clara (L*~94). Em relação às amostras, verificou-se uma variação entre L*~83 e L*~95, revelando também superfícies mais escuras (amostras 1 a 20, ver Figura 2a) e amostras tão claras quanto a amostra- padrão (amostras 20 a 40, ver Figura 2a). Quanto ao brilho (G), a superfície da amostra-padrão mostrou-se com bastante brilho (G~90). Para as amostras fabricadas a partir de vidro laminado observou-se que a maioria das peças tem uma redução de brilho, em relação ao padrão. Há uma variação considerável para esse parâmetro, entre G~3 e G~93, havendo peças com ausência de brilho, quanto amostras extremamente brilhantes.

Composição química das amostras e visualização dos pisos esmaltados (a) a partir de matéria-prima virgem e de (b) matéria-prima reciclada.


Comparativo das propriedades colorimétricas – (a) grau de brancura (L*) e (b) brilho – entre a peça esmaltada-padrão (STD) e os esmaltes-testes.

Conclusões

A composição química das amostras de resíduo de vidro laminado revelou percentuais bastante equiparados entre si e próximos da composição do vidro soda-cal. Foi possível incorporar aproximadamente 8% de resíduo de vidro laminado na fabricação de fritas e esmaltes cerâmicos. Quanto às propriedades colorimétricas analisadas, ambas se mostraram adequadas aos padrões empregados pela indústria de revestimentos cerâmicos.

Agradecimentos

CNPq, IFSC, UNESC, UFSC e Colorminas.

Referências

ANDREOLA, F. et al. Recycling of industrial wastes in ceramic manufacturing: State of art and glass case studies. Ceramics International, v. 42, p. 3333–13338, 2016.

CEMPRE. COMPROMISSO EMPRESARIAL PARA A RECICLAGEM. Vidro – o mercado para a reciclagem. 2011.

GOULART, E. P. Processamento do lixo: reciclagem de vidro. In: Lixo Municipal: manual de gerenciamento integrado. 3. ed. CEMPRE: São Paulo, 2010. Cap. 4, p. 149-159.

PINTO-COELHO, R. M. Reciclagem e desenvolvimento sustentável no Brasil. Belo Horizonte: Recóleo Coleta de Óleos, 2009.

VALERA, T. S. Reaproveitamento de vidros laminados provenientes de rejeitos industriais e pós-consumo. 2005. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP).

VARGAS, I. M; WIEBECK, H. Reciclagem de vidro laminado: utilização dos vidros de baixa granulometria como carga abrasiva na formulação de vernizes de alto tráfego para pisos de madeira. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 17, n. 2, 2007.