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Avaliação da adição de lodo gerado no tratamento de efluentes frigoríficos (LF) como matéria-prima na fabricação de argila expandida

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Autor Machado Júnior, Antônio Célio;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/9683990611513092;
Orientador Brehm, Feliciane Andrade;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/8126174297312115;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Avaliação da adição de lodo gerado no tratamento de efluentes frigoríficos (LF) como matéria-prima na fabricação de argila expandida;
Resumo A crescente demanda por sistemas mais sustentáveis colabora para estudos que envolvem o gerenciamento de resíduos. A legislação exige das indústrias responsabilidade diante dos resíduos gerados. No Brasil, um resíduo gerado em grandes volumes e que preocupa em relação ao seu destino final, é o lodo de tratamento de efluentes frigoríficos (LF). Este resíduo é gerado durante o processo de tratamento de efluentes utilizado na maioria dos frigoríficos do país. Por isso, sugere-se identificar suas características para prever possibilidades de transformação do resíduo em matéria-prima em outros processos. Um setor que se destaca na possibilidade de absorção de resíduos, é o da construção civil, visto toda sua dependência de recursos naturais e uso diverso em toda sua cadeia. A literatura aponta tendências de valorização do resíduo na fabricação de agregados leves como a argila expandida. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a fabricação de argila expandida com adição de LF. Para isso, foram coletados LF de uma indústria e argila natural de duas jazidas da mesma região. Em seguida as matérias primas foram caracterizadas em termosfísicos, químicos, mineralógicos e térmicos. Por fim foram realizados testes de sinterização com incorporação de 0%, 5% e 10% em massa de LF em matriz argilosa. O tratamento térmico foi realizado nas temperaturas de 1100oC, 1150oC e 1200oC. Dentre os resultados, verificou-se que as argilas possuem compostos majoritários de SiO2, Al2O3 e Fe2O3, enquanto o LF apresentou 94,79% de matéria orgânica. As argilas apresentaram fases cristalinas de quartzo e de montmorilonita em comum, enquanto aargila 1 apresentou ainda o óxido de cálcio e manganês hidratado e a argila 2 apresentou o silicato de alumínio e potássio. Foi constatado potencial de produção de argila expandida em uma das argilas da região, em quehouve expansão de 29,10% em volume, na temperatura de 1200oC. Já com a adição de LF na argila, ocorreu expansão de 6,42% no teor de 5% de LF na mesma temperatura. Através do DRX foi constatado a presença das fases mineralógicas de quartzo, hematita, silimanita e muscovita nos materiais obtidos. Para os corpos de prova que sofreram expansão piroplástica, os testes de absorção foram de 7,83% para a argila de referência e 6,62% para a argila com 5% de LF. A massa específica aparente da argila expandida foi de 1,22g/cm3 e 1,39g/cm3, respectivamente. A análise de morfologia apontou camada externa vitrificada e camada interna porosa, características típicas da argila expandida. Em uma visão geral dos resultados, nas condições realizadas nesta pesquisa, o LF não se mostrou eficiente no processo de produção de agregados leves, pois a sua adição provocou a inibição da expansão da argila.;
Abstract The growing demand for more sustainable systems contributes to studies that involve waste management. Legislation already requires industries to take responsibility for waste generated. In Brazil, a residue generated in large volumes and that worries about its final destination, is the poultry industry sludge (PS). It is a result of the effluent treatment process used in most of the country's refrigerators. Therefore, it is suggested to identify its characteristics to predict possibilities of transformation of the residue into raw material in other processes. One sector that stands out in the possibility of absorbing waste is the construction sector, given its dependence on natural resources and diverse use throughout its chain. The literature indicates tendencies of recovery of the residue in the manufacture of light aggregates such as expanded clay. In this sense, this research had as main objective to evaluate the manufacture of expanded clay with addition of PS. For this, PS was collected from an industry and natural clay from two deposits of the same region, thus identifying the possibility of industrial symbiosis between the two companies. Then the raw materials were characterized in physical, chemical, mineralogical and thermal form. Finally, sintering tests were carried out with the incorporation of 0%, 5% and 10% by mass of PS in a clayey matrix. The heat treatment was performed at temperatures of 1100ºC, 1150ºC and 1200ºC. Among the results, it was verified that the clays have major compounds of SiO2, Al2O3 and Fe2O3, while the PS presented 94.79% of organic matter. The clays presented crystalline phases of quartz and montmorillonite in common, while clay 1 also presented hydrated calcium and manganese oxide and clay 2 presented aluminum and potassium silicate. The potential for the production of expanded clay was foundin one of the clays of the region, where there was an expansion of 29.10% in volume, at a temperature of 1200ºC. Already with the addition of PS in the clay, there was an expansion of 6.42% in the 5% PS content at the same temperature. Through the XRD the mineralogical phases of quartz, hematite, silimanite and muscovite in the obtained materials were verified. For the specimens that underwent pyroplastic expansion, the absorption tests were of 7.83% for referent clay and 6.62% for clay with 5% of PS. The apparent specific mass of the expanded clay was 1.22g/cm³ and 1.39g/cm³, respectively. The morphology analysis showed vitrified outer layer and porous inner layer, typical characteristics of expanded clay. Considering an overview of the results, in the conditions performed in this research, the LF was not efficient in the process of production of light aggregates, because its addition caused the inhibition of the clay expansion.;
Palavras-chave Valorização de resíduos; Lodo de frigorífico; Argila expandida; Reciclagem; Waste recovery; Poultry industry sludge; Expanded clay; Recycling;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil;
Tipo Dissertação;
Data de defesa 2019-01-18;
Agência de fomento Nenhuma;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/7794;
Programa Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil;


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