Análise das características e propriedades do plástico reforçado com fibra de vidro e lodo de estação de tratamento de água na produção de cerâmicas porosas

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dc.contributor.advisor1Marques, Sheyla Karolina Justino
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3917387578549073
dc.contributor.referee1Rapôso, Áurea Luiza Quixabeira Rosa e Silva
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7600867517446003
dc.contributor.referee2Peres, Ana Paula da Silva
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9975840346577976
dc.creatorOliveira, Samantha Ferreira Mendonça de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3505971364422580
dc.date.accessioned2025-03-13T13:37:53Z
dc.date.available2025-03-13T13:37:53Z
dc.date.issued2024-04-12
dc.description.abstractThe generation of waste in the Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) industry and in Water Treatment Plants (WTP) is a serious environmental and social problem, due to the lack of areas to dispose of these liabilities, which become secondary raw materials for other industrial processes. In this context, the aim of this research was to analyze the characteristics and properties of GRP particulate (PPRFV) and water treatment plant sludge (LETA) in the production of porous ceramics, in order to obtain a more efficient product in the light of the circular economy. The waste was characterized using X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), derivative and differential thermogravimetric analysis (TG/DTG/DSC) and scanning electron microscopy (SEM). Experimental traces were used with levels of PPRFV (0%, 4%, 6% and 8%) and LETA (5%, 10%, 15% and 20%), as a partial substitute for clay, in which 10 specimens were molded per composition. The data obtained from the response variables was submitted to analysis of variance (ANOVA) and polynomial regression. PPRFV showed a majority of CaO (47.79%) and SiO2 (36.38%), while LETA showed SiO2 (52.06%) and Al2O3 (29.83%). X-ray diffraction detected the presence of an amorphous halo and the quartz crystalline phase in PPRFV and LETA, in that order. The infrared of the PPRFV allowed functional groups that occur in the chemical structure of epoxy resin to be determined, while the sludge showed absorption bands characteristic of clay minerals. Thermal analysis of the particulate revealed an exothermic event at a temperature of around 450°C and a mass loss of 40.33%. The sludge suffered a total mass loss of 14.83%. SEM micrographs of the particulate revealed the existence of fibrous filaments adhered to the particles with a rough texture, while the sludge showed a chip-like shape, characteristic of materials with an organic and inorganic load. With regard to the technological tests, the experimental mix with 8% PPRFV and 20% LETA emerged as the most promising, showing an increase of 83.84%, 47.36% and 26.67% in the Linear Shrinkage, Water Absorption and Apparent Porosity indices, respectively, compared to the reference mix. The Permeate Flow data confirmed the increase observed in the physical tests, reaching a value of 5,222.27 L/m².h for the experimental mix with the highest percentage of waste. Based on the data obtained, this study proved to be important in the development of a technical product with a view to reintroducing GRP particulates and WTP sludge into the water treatment system at the filtration stage.
dc.description.resumoA geração de resíduos na indústria de Plástico Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV) e nas Estações de Tratamento de Água (ETA) constitui sérios problemas ambientais e sociais, em decorrência da falta de áreas de destinação dos passivos, que se configuram como matériaprima secundária para outros processos industriais. A partir deste contexto, esta pesquisa teve por objetivo analisar as características e propriedades do particulado de PRFV (PPRFV) e lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA) na produção de cerâmicas porosas, de modo a obter produto mais eficiente à luz da economia circular. Os resíduos foram caracterizados através das técnicas de Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica, Derivada e Diferencial (TG/DTG/DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foram utilizados os traços experimentais com níveis de PPRFV (0%, 4%, 6% e 8%) e de LETA (5%, 10%, 15% e 20%), em substituição parcial à argila, nos quais foram moldados 10 corpos de prova por composição. Os dados obtidos através das variáveis respostas foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e regressão polinomial. O PPRFV apresentou, de forma majoritária, o CaO (47,79%) e SiO2 (36,38%), enquanto o LETA apresentou o SiO2 (52,06%) e Al2O3 (29,83%). A difração de Raios X detectou a presença de halo amorfo e a fase cristalina quartzo no PPRFV e LETA, nesta ordem. O infravermelho do PPRFV permitiu determinar grupos funcionais que ocorrem na estrutura química da resina epóxi, enquanto o lodo apresentou bandas de absorção características de minerais argilosos. A análise térmica do particulado revelou evento exotérmico na temperatura em torno de 450°C e perda mássica de 40,33%. Em relação ao lodo, este sofreu perda de massa total de 14,83%. As micrografias de MEV do particulado revelaram a existência de filamentos fibrosos aderidos às partículas de textura rugosa, ao passo que o lodo apresentou formato de lascas, característico de materiais com carga orgânica e inorgânica. No que diz respeito aos ensaios tecnológicos, o traço experimental com 8% de PPRFV e 20% de LETA despontou como o mais promissor, demonstrando aumento, em relação ao traço de referência, de 83,84%, 47,36% e 26,67% nos índices de Retração Linear, Absorção de Água e Porosidade Aparente, respectivamente. Os dados de Fluxo Permeado comprovaram o aumento observado nos ensaios físicos, alcançando valor de 5.222,27 L/m².h, para o traço experimental com maior porcentagem de resíduos. Baseado nos dados obtidos, este estudo demonstrou-se importante no desenvolvimento de produto técnico com vista à reintrodução do particulado de PRFV e lodo de ETA no sistema de tratamento de água na etapa de filtração.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifal.edu.br/handle/123456789/897
dc.language.isopt
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentCampus Marechal Deodoro
dc.publisher.programMestrado Profissional em Tecnologias Ambientais/PPGTEC
dc.subjectEconomia circular
dc.subjectResíduos
dc.subjectAgente parogênico
dc.subjectMembrana porosa
dc.subjectCircular economy
dc.subjectWaste
dc.subjectParogenic agent
dc.subjectPorous membrane
dc.subject.cnpqENGENHARIAS
dc.titleAnálise das características e propriedades do plástico reforçado com fibra de vidro e lodo de estação de tratamento de água na produção de cerâmicas porosas
dc.typeDissertação

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