Engenharia de Materiais: Estudo pesquisa alternativas para síntese de pigmentos cerâmicos

Engenharia de Materiais: Estudo pesquisa alternativas para síntese de pigmentos cerâmicos
março 02 10:06 2020

O Brasil ocupa a 2ª posição mundial em produção e consumo de cerâmica, de acordo com a 13ª edição do anuário estatístico do setor divulgado, em 2018, pelo Ministério das Minas e Energia. Segundo a associação nacional dos fabricantes, a indústria nacional tem a maior concentração nas regiões Sudeste e Sul, mas se encontra em expansão no Nordeste.

 

Na categoria de cerâmica de revestimento enquadram-se pisos, azulejos, ladrilhos e pastilhas, que detém como importante fornecedor o segmento de colorifícios, produtos de esmaltes e corantes. Essas misturas de matérias-primas minerais e produtos químicos são aplicados à superfície do corpo cerâmico após a queima, conferindo diferentes tonalidades de cores.

Diversos fatores podem exercer influência na obtenção da variação de tonalidade desses pigmentos no processo industrial, como a temperatura, o ciclo de queima, pressão, atmosfera e resfriamento.  O pesquisador Marcelo Moizinho Oliveira, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA) Campus Monte Castelo, utilizou os óxidos de cromo e o cobre para sintetizar cerâmicos em pó nanométricos, ou seja, igual ou inferior a um bilionésimo de metro, com características de elevada estabilidade física e química para aplicação como pigmento cerâmico.

 

A pesquisa contou com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento do Maranhão (FAPEMA), por meio do edital nº 10/2015 BEPP (Bolsa de Estímulo à Produtividade em Pesquisa) e foi desenvolvida entre 2015 e 2017, no Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica da UFSCar e USP São Carlos. “O apoio da FAPEMA foi fundamental para desenvolver esse projeto de grande importância para formação de recursos humanos e para pesquisa no estado do Maranhão”, afirmou o pesquisador.

 

De acordo com Moizinho, a obtenção dos pigmentos estudados geralmente se dá a partir de compostos de óxidos de cobre puro que se decompõem a temperaturas em torno de 900 °C. “Isso faz com que a síntese de cromita de cobre a partir do método dos precursores poliméricos se apresente como importante alternativa a investigar”, explicou.

Nesse estudo, após a diluição de ácido cítrico em água, com temperatura entre 70 e 90 oC, foram juntadas as resinas obtidas a partir da adição dos nitratos de cromo, cobre e etilenoglicol, tratadas a 350 oC por duas horas. “Fizemos, então, o tratamento em diferentes temperaturas para verificar as fases cristalinas referentes ao material esperado (cromita de cobre)”, explicou o pesquisador. “Para avaliar aplicabilidade e a estabilidade do pigmento ao ser incorporado em matriz cerâmica, preparamos os revestimentos a partir da mistura dos pós obtidos entre 1000 e 1100 oC”, complementou.

 

Os pós sintetizados foram misturados com vidrados transparente e fosco e submetidos a um ciclo de queima de 30 minutos à temperatura de 1100 oC.  A análise confirmou que a obtenção de pós com tonalidade escura se acentua à medida que há acréscimo da temperatura.  Na maior temperatura de calcinação, a 1100 oC, o material formado apresentou tonalidade verde. “Os pigmentos na cor verde figuram entre os mais requisitados na produção de pisos e revestimentos”, apontou o pesquisador. “Os resultados se mostraram eficazes na obtenção de pigmentos para aplicação em azulejos”, prosseguiu Marcelo Moizinho. “Necessitamos, entretanto, de novos estudos acerca da proporção do pigmento e vidrado e seu tempo de aplicação a outras peças cerâmicas”, concluiu.

 

A pesquisa foi apresentada no 60º Congresso Brasileiro de Cerâmica, em Águas de Lindóia (SP), no 22º Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciências dos Materiais, em Natal (RN), e no 61º Congresso Brasileiro de Química, em Gramado (RS). A pesquisa deu origem, ainda, ao artigo “Caracterização de materiais cerâmicos à base de CuCr2O4 preparados pelo método da reação de combustão em solução para uso como pigmentos”, publicado, no ano passado, na revista paulista Cerâmica, resultou, ainda, em um projeto de iniciação científica e na orientação de duas dissertações de mestrado, tendo uma delas sido  indicada ao prêmio FAPEMA 2017

 

Perfil acadêmico

Marcelo Moizinho Oliveira

 

Graduado em Química Industrial pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB), mestre em Química Inorgânica (UFPB) e doutor em Ciências pela Universidade Federal de São Carlos. É professor dos programas de pós-graduação em Engenharia de Materiais e Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA) no Campus São Luís Monte Castelo. Membro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia, atua nas áreas de engenharia de materiais, com ênfase em Cerâmicos, e educação química.

 

Por Cláudio Moraes. Fotos: divulgação

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