Caracterização geral da argila

Inicialmente foi realizada a caracterização da argila utilizada no experimento, mais comumente identificada pela população, no local de coleta, como “barro”, proveniente dos barreiros da Poxica, Muquém e Alto, Município de Itabaianinha, Estado de Sergipe.

A caracterização da argila utilizada foi feita por difração de raios-X, análise granulométrica, limite de liquidez, limite de plasticidade e índice de plasticidade. A análise de difração de raios-X (DRX) foi realizada pelo Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello (CENPES) da PETROBRAS SA.

A análise granulométrica foi realizada pela Empresa Sonda Engenharia e Construções Ltda com base na NBR 7181 (ABNT, 1984c), utilizando-se uma combinação de técnicas de peneiramento e sedimentação, a determinação do limite de liquidez pela NBR 6459 (ABNT, 1984a) e a determinação do limite de plasticidade orientada pela NBR 7180 (ABNT, 1984b).

O índice de plasticidade representa a diferença entre os limites de liquidez e o limite de plasticidade.

3.2.2.2 Incorporação da borra oleosa em blocos cerâmicos

De acordo com a Norma N-2622 (PETROBRAS, 1998), a incorporação da borra oleosa em cerâmica é um processo utilizado para incorporação de resíduos oleosos na fabricação de artefatos cerâmicos, tais como tijolos, telhas e outros. Este processo, além de destruir resíduos oleosos, propicia uma melhor queima e redução de consumo de energia na fabricação de materiais cerâmicos.

Para viabilizar o estudo sobre a utilização da borra oleosa da indústria de petróleo na produção de blocos cerâmicos, foram utilizadas as instalações de uma indústria cerâmica de pequeno porte, pouco automatizada, onde predominam técnicas rudimentares de fabricação, típicas deste tipo de atividade na região. Este tipo de indústria responde por grande parte da oferta de cerâmica vermelha ao mercado consumidor civil do Estado de Sergipe.

Partindo da hipótese que é possível incorporar a borra oleosa na fabricação de blocos cerâmicos de vedação, utilizados na construção civil, foram conduzidos experimentos em duas etapas, visando a melhoria das propriedades físicas e mecânicas do material cerâmico, sem promover danos ao ambiente e aos futuros usuários do produto, conforme descrito abaixo.

A primeira etapa do experimento foi realizada na Cerâmica Alfredo Barata, localizada no Município de Itabaianinha, Estado de Sergipe, onde as borras dos SAO's de Nova Magalhães e Santa Bárbara foram adicionadas à massa para confecção dos blocos cerâmicos nos percentuais de 0% (testemunha), 3% e 5% em relação ao peso total da massa de argila. Estes percentuais foram definidos com base no trabalho de Amaral e Domingues (1990), que incorporou, com sucesso, uma borra de refinaria nos teores de 2 até 5% em blocos cerâmicos de vedação.

Após verificar que os limites de incorporação não foram atingidos até o teor de 5%, optou-se por realizar uma segunda etapa no experimento objetivando definir novos percentuais de incorporação. Foram, então, adicionados borra oleosa do SAO da Estação de Santa Bárbara à massa para confecção dos blocos cerâmicos, nos percentuais de 0%

(testemunha), 10%, 15%, 20% e 25% em relação ao peso total da massa de argila, utilizando as instalações da mesma indústria cerâmica.

Foram observados dois princípios básicos no planejamento e análise de experimentos, a repetição e a casualização, para se obter maior confiabilidade nos resultados dos ensaios. Para cada tratamento foram fabricadas partidas de 200 (duzentos) blocos, em média, produzidos segundo as mesmas condições de fabricação. Selecionaram-se aleatoriamente as amostras que serviram como corpos de prova para a realização dos ensaios qualitativos, necessários à verificação da conformidade do material obtido com as normas brasileiras.

Algumas limitações do experimento se deveram às condições operacionais da indústria cerâmica estudada. Os fatores de execução relativos ao processo, que não poderiam sofrer alterações que viessem a prejudicar a operação da planta industrial, foram considerados como fatores não controláveis, como, por exemplo, a umidificação e a secagem dos blocos, a temperatura e o tempo de queima dos blocos.

Um resumo das etapas trabalhadas para a produção de blocos cerâmicos com incorporação de borra oleosa pode ser observado no fluxograma de processo apresentado na Figura 7, que apresenta quatro etapas básicas do processo produtivo da indústria cerâmica, a saber: preparação da matéria prima, moldagem ou conformação das peças, secagem, e cozimento ou queima.

FIGURA 7 – Fluxograma do processo de fabricação dos blocos cerâmicos ARGILA + BORRA OLEOSA Pesados e pré- misturados MISTURA MOLDAGEM SECAGEM QUEIMA ÁGUA VÁCUO

A preparação dos blocos foi iniciada quando a argila utilizada no experimento sofreu processo de depuração para eliminação das impurezas que poderiam prejudicar o material, sendo triturada até ser reduzida a pequenos fragmentos. Durante o processo de homogeneização, a borra oleosa foi incorporada manualmente com auxílio de pás e enxadas nas proporções de 0% (testemunha), 3% e 5% em peso na primeira etapa do experimento e 0% (testemunha), 10%, 15%, 20% e 25% em peso na segunda etapa (Figura 8).

FIGURA 8 – Incorporação manual da borra oleosa à massa argilosa. Maio, 2002.

O composto argila/borra foi introduzido na caixa alimentadora do misturador, umedecido com água para facilitar a homogeneização e depois laminado, garantindo maior precisão na mistura. Os blocos cerâmicos foram moldados a seguir com pastas consistentes através de extrusão, após passar pela câmara de vácuo para retirada do ar da mistura. A massa extrudada foi cortada em tamanhos pré-fixados por uma cortadeira de dois fios de aço tencionados (Figura 9).

FIGURA 9 – Confecção dos blocos cerâmicos. Maio, 2002.

Os blocos cerâmicos secaram pela evaporação natural da água agregada à massa através da exposição das peças ao ar livre, no interior de galpões abertos (secagem natural), sem incidência de sol ou vento. Após secarem naturalmente, os blocos cerâmicos foram colocados no forno tipo Hoffmann. Passaram 30 horas no “esquente” (fase de aquecimento) a 1000C e queimaram por três dias à temperatura em torno de 9000C.