PR-PROJETOPROCESSOS INDUSTRIAIS DA REGIO METROPOLITANA DE BELO HORIZONTE

DISPERSO DA TINTATRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO IIINTITUTO POLITCNICO UNA ENGENHARIA QUMICA Ciclo B Professor TIDIR: Juliana Capanema Aline Silveira, Alberto Martins, Ana Paula Electo, Dayana Flvia, Diego Augusto, Hagnes Leone, Juliana Jesuta, Rafaele Cristine e Thas Regina

ResumoPalavras Chaves:

IntroduoA engenharia qumica possui um mercado muito amplo de atuao, pois alm da prpria qumica, o engenheiro qumico adquire conhecimento de outras reas como eltrica, mecnica, programao, clculos entre outros. A principal atividade do engenheiro qumico participar ou acompanhar os processos industriais de beneficiamento da matria-prima e ou a transformao desta em produto final. Por esse motivo, faz-se necessrio um estudo sobre os processos industriais existentes na regio metropolitana de Belo Horizonte, local onde futuramente ele poder exercer suas funes. Dentro deste mercado, segundo Denis Cardoso (2010), a indstria de tintas e vernizes vem alcanando um aumento de produo, alavancado pelo crescimento do setor da construo civil, por isso abordaremos os processos envolvidos na produo de tintas e vernizes. A tinta possui vrias caractersticas que a define como cheiro, brilho, textura, aderncia, rendimento, viscosidade entre outros. Porm, nenhuma dessas propriedades to perceptvel a qualquer pessoa quanto cor. Por isso, dentre os diversos mtodos inseridos na produo de tintas, destacaremos o processo de disperso, onde a tinta, juntamente com o pigmento, processada e adquire essa caracterstica to aparente e fcil de ser identificada. Alm do mais, expor alternativas

sustentveis ou menos poluentes para a fabricao de tintas, como a produo de tintas base de gua e a utilizao de pigmentos naturais. O objetivo do projeto demonstrar atravs de um prottipo uma etapa da fabricao de tinta base d gua: a disperso. Usando alternativas de pigmentao menos poluentes. A funo do prottipo promover uma mistura e homogeneizao das substncias atravs de uma agitao.

Reviso Bibliogrfica 2.1 A tintaA primeira manifestao humana que podemos dizer que est de algum modo, ligada ao tema das tintas e vernizes , sem dvida, a pintura de animais e cenas de caa nas paredes das cavernas, as mais antigas das quais foram recentemente descobertas em cavernas usadas por trogloditas h mais de 20.000 anos atrs. As tintas utilizadas pelo homem primitivo foram produzidas utilizando materiais que ele foi descobrindo enquanto prosseguia a sua atividade normal. Os primeiros desenhos nas paredes foram muito provavelmente feitos com torres de terras coradas como quem escreve com giz num quadro preto. A necessidade de encontrar novas cores para se exprimirem melhor levou esses primeiros artistas a procurarem outros materiais que pudessem ser usados como corantes e, naturalmente, levou necessidade de mistur-los entre si. Este fato to simples deve ter conduzido ao uso de

pigmentos em pasta ao invs dos pedaos slidos habituais Hoje, por definio, tinta uma preparao, geralmente na forma lquida, cuja finalidade a de revestir uma dada superfcie ou substrato para conferir beleza e proteo. Quando essa tinta no contm pigmentos, ela chamada de verniz. Por ter pigmentos a tinta cobre o substrato, enquanto o verniz deixa transparente. A tinta tem como componentes a resina, o pigmento, as cargas, os aditivos e os solventes. A resina a parte no-voltil da tinta, que serve para aglomerar as partculas de pigmentos. A resina tambm denomina o tipo de tinta ou revestimento empregado. Assim, por exemplo, temos as tintas acrlicas, alqudicas, epoxdicas, etc. Antigamente as resinas eram base de compostos naturais, vegetais ou animais. Hoje em dia so obtidas atravs da indstria qumica ou petroqumica por meio de reaes complexas, originando polmeros que conferem s tintas propriedades de resistncia e durabilidade muito superior s antigas. O pigmento um material slido finamente dividido, insolvel no meio. Utilizado para conferir cor, opacidade, certas caractersticas de resistncia e outros efeitos. So divididos em pigmentos coloridos (conferem cor), nocoloridos e anticorrosivos (conferem proteo aos metais). As Cargas so minerais industriais com caractersticas adequadas de brancura e granulometria sendo as propriedades fsicas e qumicas tambm importantes. Elas so importantes na produo de tintas ltex e seus complementos, esmaltes sintticos foscos e acetinados, tintas a leo, tintas de fundo, etc, Os minerais mais utilizados so: carbonato de clcio, agalmatolito, caulim, barita , etc.Tambm so importantes os produtos de sntese ( cargas sintticas ) como por exemplo: carbonato de clcio precipitado, sulfato de brio, slica, silico-aluminato de sdio, etc. As cargas alm de baratearem uma tinta tambm colaboram para a melhoria de certas propriedades: cobertura, resistncia s intempries, etc. O aditivo um ingrediente que, adicionado s tintas, proporciona caractersticas especiais s mesmas ou melhorias nas suas propriedades. Utilizado para auxiliar nas diversas fases da fabricao e conferir caractersticas necessrias aplicao. Existe uma variedade enorme de aditivos usados na indstria de tintas e vernizes, como secantes,

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO anti-sedimentantes, niveladores, antipele, antiespumante, etc. Os Solventes so lquidos volteis, geralmente de baixo ponto de ebulio, utilizado nas tintas e correlatos para dissolver a resina. So classificados em: solventes aditivos ou verdadeiros, latentes e inativos. (ABRAFATI, 2010)

2.2 Processo de Fabricao de TintasO processo de produo de tintas base dgua mais simples do que o usado na produo de tintas base solvente. Baseia-se na pr-mistura e disperso, na completagem e na filtrao. A pr-mistura e disperso ocorrem em um equipamento provido de agitao adequada so misturados: gua, aditivos, cargas e pigmento. A disperso consiste em um processo de mistura slido-liquido atravs da ao de uma fora mecnica. Na tinta o produto da disperso ser um colide, pois a soluo gerada no ser totalmente homognea e ter partculas em disperso. Colides so mistura heterogneas de pelo menos duas fases, com a matria de uma das fases na forma finamente dividida denominada fase dispersa, misturada com a fase contnua, denominada meio da disperso. No caso da tinta os pigmentos so a fase dispersa e a base lquida da tinta (solvente, gua e outros) o meio da disperso. A Completagem feita em um tanque provido de agitao adequada onde so adicionados gua, emulso, aditivos, coalescentes e o produto da disperso. Nesta etapa so feitos o acerto da cor e as correes necessrias para que se obtenham as caractersticas especificadas da tinta. A filtrao ocorre aps a completagem e aprovao, a tinta filtrada e imediatamente aps envasada em embalagens pr-determinadas. O processo deve garantir a quantidade de tinta em cada embalagem. A produo de tintas base gua surge como alternativa para a reduo de COV. Sua maior aplicao no ramo imobilirio, predominando as tintas ltex. .

2.3

Pigmentos Orgnicos

Corantes e pigmentos orgnicos podem ser definidos como substncias intensamente coloridas que, quando aplicadas a um material, lhe conferem cor. Os corantes so retidos no

material por adsoro, soluo, reteno mecnica ou por ligaes qumicas inicas ou covalentes. Os pigmentos, por serem, geralmente, insolveis em gua, so usualmente aplicados por meio de veculos (excipientes lquidos), que podem ser o prprio substrato. (ABIQUIM, 2010)

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO pigmento, pode-se observar a influncia da concentrao no tempo de disperso. Para isso utilizado novamente os dois dispersores, agora com o mesmo pigmento natural, mas com concentraes diferentes.

2.4 Indstria de TintasOs estmulos ao setor de construo civil, como a reduo do IPI (Imposto sobre produtos industrializados), e as novas modalidades de crdito para a compra de materiais de construo (queda de juros e alongamento nos prazos de financiamento), alm do aumento de renda da populao, trouxeram benefcios indstria de tintas imobilirias em 2009 e boas esperanas para 2010. (DENIS CARDOSO, 2010) A finalizao das primeiras unidades do programa Minha Casa, Minha Vida, com o qual o governo federal projeta a construo de um milho de moradias populares, e o significativo crescimento dos financiamentos imobilirios geram forte otimismo. Alm disso, os fabricantes de tintas contam com um novo impulso da indstria automobilstica e o avano das obras pblicas de infra-estrutura, que esto em fase de inaugurao em funo do perodo eleitoral. As obras do Programa de Acelerao do Crescimento (PAC) e os preparativos para eventos como a Copa do Mundo de 2014 e a Olimpada, em 2016, tambm devem ajudar a alavancar o mercado. (DILSON FERREIRA

1.

Interdisciplinaridade

O projeto de um dispersor de pigmentos tem como base diversos conceitos estudados no curso de Engenharia Qumica Una. A partir dos conhecimentos obtidos na disciplina de clculo, possvel saber como a quantidade de pigmento interfere no tempo de mistura atravs de funes lineares As tcnicas de programao estudadas em Algoritmo permite elaborar um programa que facilite a execuo dos processos envolvidos na disperso. De maneira que a criao de um algoritmo realize a disperso no tempo necessrio e logo aps o trmino do procedimento, o prottipo desligado. A Fsica-Eletricidade est presente no motor, que funciona base de energia eltrica, e em todos os circuitos envolvidos no mesmo. Com as informaes obtidas na disciplina podemos tambm calcular a corrente eltrica necessria para fazer o motor funcionar, a tenso e a resistncia relacionadas ao nosso prottipo.

Abrafati, 2010) Materiais e MtodosO dispersor um equipamento movido por um motor eltrico, ele ser o responsvel por definir da rotao da hlice. Atravs do movimento laminar o material centrifugado e, a medida que atinge altas velocidades, partes na periferia movimentam-se mais devagar, provocando atrito hidrulico. Para construir o prottipo que demonstre como acontece o processo de disperso, utiliza-se dois tanques de metal. Em cada um dos tanques, a mistura ser submetida ao processo de disperso, variando somente o tipo de pigmento (um natural e um no natural) utilizado em cada um, mantendo igual nos dois tanques a concentrao e a rotao constante. Ento se pode avaliar qual pigmento se dispersa mais rapidamente. Tendo em mos dados como o tempo de disperso e concentrao de um mesmo

Resultados Experimentais Concluso Referncia BibliogrficaGuia tcnico ambiental de tintas e vernizes, Federao das Indstrias do Estado de So Paulo- FIESP, 2006, http://www.abrafati.com.br/bnews3/images/multi midia/Documentos/sbd.pdf > acesso em agosto de 2010. Revista Qumica e Derivados Online. Abril de 2010 http://www.quimica.com.br/revista/qd496/tintas/ti ntas.html > acesso em agosto de 2010 Associao Brasileira dos Fabricantes de Tintas http://www.abrafati.com.br/bn_conteudo_secao. asp?opr=88 > acesso em agosto de 2010 http://www.abrafati.com.br/bn_conteudo.asp? cod=92 > acesso em agosto de 2010

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO Qumica e Indstria. As Caractersticas das tintase as caractersticas dos polmeros com que so formuladas. Carvalho, Susana e Nogueira, Jos Lus http://www.spq.pt/boletim/docs/boletimSPQ_0 95_024_26.pdf > acesso em agosto de 2010 Associao Brasileira da Indstria Qumica http://www.abiquim.org.br/corantes/cor.asp > acesso em agosto de 2010

resultadosAtravs do experimento podemos analisar como cada tipo de pigmento se comporta, o tempo que cada pigmento leva para se dispersar e tambm os variados tipos de cores que podem ser obtidas pela mistura de pigmentos. Quanto mais potente o motor, maior ser a velocidade da rotao. J as hlices possuem um papel fundamenta, porque perfil de seus dentes aliado alta velocidade de gera uma ao mecnica direta, impondo uma velocidade extremamente alta ao material, criando assim, uma intensa turbulncia que envolve o disco dispersor. Este atrito proporcionado pelo impacto violento entre as partculas. A ao hidrulica multiplica muito a ao mecnica do disco dispersor, o que garante a maior parte do trabalho real de disperso. Aps o processo de disperso, a tinta apresentar uma aparncia homognea e aspecto da cor de acordo com o pigmento escolhido.