CÁPSULA DO TEMPO

PROJETO RELÂMPAGO 2

LETÍCIA PINTO JORGE

MODULO VIII

MATERIAIS E PROCESSOS D.E.

PROF. ALDRWIN HAMAD

SUMÁRIO

PROPOSTA...................................................3

CONTEÚDO..................................................4

CONCEITUAÇÃO............................................6

ALTERNATIVAS............................................7

ALTERNATIVA FINAL.....................................8

ESPECIFICAÇÕES............................................9

REFERÊNCIAS

PROPOSTA

Desenvolver uma Cápsula do Tempo«Um recipiente utilizado para armazenar para a posteridade uma seleção de

objetos que pode ser considerada representativa da vida em um momento

particular.»

ObjetivoGuardar por um período de pelo menos 100 anos objetos,

utensílios, e demais objetos considerados de valor para alguém e

que este alguém possa carregá-lo.

Requisitos e especificaçõesPara o desenvolvimento da Cápsula do Tempo foram estabelecidos requisitos de projeto a serem utilizados como características determinantes para produto

final,que apresentam-se na Tabela a seguir:

Redução de espessura

Redução de volume

Compartimentos que contenham até 100ml

Espaço para 6 compartimentos

Conceito de Proteção Casulos

Conceito da Extração Raízes

Cerâmica

PET

Resistir a quedas de pelo menos 5 m de

altura sem danificar o conteúdo.

Utilização de materiais que possuam

resistência mecânicaCortiça

Resistir a ambientes agressivos como mar ou

solo.

Utilização de materiais que resistam a

intempériesFibras de Amianto com resina

Ser totalmente vedada a líquidos e gases por

todo o período mínimo.Sistema de fechamento eficiente Soldagem

Ser empilhável Geometria passível de empilhamentoBase e topo do objeto com formas

geométricas

Como abrir? Fricção ou quebra de partes menos espessas

Como informar?Manual do usuário acessível ao individuo -

parte externa da capsula

Utilização de materiais que resistam a altas

temperaturas

Resistir a temperaturas de até 100ºC por 1

hora.

Conter instruções na parte externa de como abrir

sem danificar o conteúdo, a quem pertenceu

(nome, local de origem, datas de nascimento e de

lacre, idiomas, etc).

Cerâmica

Preservar o conteúdo por pelo menos 100

anos.

Utilização de materiais que resistam ao

tempo

Conjunto Capsula + Conteúdo deve ter massa

de até 23kg.

Ocupar um volume máximo de

600x400x300mm.

Utilizar uma referência formal baseada na

biônica.

Otimização do espaço

Estratégia para diminuir o peso

3

Quadrilátero ferrífero

Chapada da diamantina

Região carbonífera

Rio Tapajós

Serra Pelada

Maciço do Urucum

Carajás

Vale dos Guaporés

Cassiterita

Ouro e diamantes/RR

CONTEÚDO

A partir de tais direcionamentos, o presente relatório visa apresentar o desenvolvimento do projeto XXXX, que consiste em uma cápsula do tempo para ser

aberta em 2111.

Analisando-se possíveis objetos as serem guardados, optou-se pela conservação de minérios extraídos do solo brasileiro, tendo em vista apresentar ao indivíduo

de 2111 as riquezas naturais que 100 anos antes encontravam-se ali, pensando a reflexão acerca do que se tornará o terreno brasileiro bem como a extinção, ou

não, de tais recursos não renováveis.

Justificativa

Segundo o site do Governo Brasileiro¹ «O Brasil possui algumas das maiores reservas minerais do

mundo, como o Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, e a Província Mineral de Carajás, no Pará.

Entre os principais bens minerais produzidos no Brasil estão o ferro, a bauxita, o ouro e o manganês

– 8% das reservas de ferro que existem na Terra estão no país.»

Além disto a empresa brasileira Vale é a segunda maior mineradora do mundo, contando com a

extração e produção destes e outros minérios abundantes no solo brasileiro como o níquel e o

cobre.

Porém os minérios são bens não renováveis, os quais um dia se esgotarão no planeta. Assim pode-

se relacionar a futura extinção desses minérios ao seu uso exacerbado e à imprevisão do

desenvolvimento e aquecimento global.

Tais fatos comprovam a riqueza mineral bem como a importância econômica destes recursos para

o país, mostrando que os minérios são bens ideais para serem preservados na Cápsula do Tempo.

Figura 1: Regiões de produção e extração mineradora

4

CONTEÚDO

OURO

NIQUEL

BAUXITA

NIÓBIO

MANGANÊS

FERRO

Para a compreensão do que ali se reserva, juntamente a Cápsula serão colocadas as informações sobre os minerais. Estes serão conservados em sua forma

original, a pepita.

Pensando sobre a reação oxidante de tais minerais, que em sua maioria são de composição metálica, optou-se pelo uso de compartimentos individuais e

retirada total do oxigênio, através do sistema de embalagem a vácuo. Devido ao requisito de peso é volume também estabeleceu-se que cada

compartimento possuirá no máximo 100ml cada e comportarão os minérios de:

As reservas mundiais de ouro são de cerca de 90 500 toneladas por ano, donde o Brasil detém cerca

de 1,9 % (ou 1720 toneladas por ano, 10ª maior reserva). De acordo com as perspectivas de

produção e consumo atuais, todo o Ouro existente na Terra deve durar até 2042, ou seja, pelos

próximos 32 anos. O ouro é amplamente utilizado na confecção de jóias, medalhas, circuitos

eletrônicos, moedas e até é submetido à modificação química para ser comestível. Além do símbolo

de ostentação, o Ouro (a forma de isótopo Au 198) é utilizado no tratamento de cânceres, nos

processos de fotografia (como ácido cloroáurico) ou como revestimento de satélites por ser ótimo

refletor de radiação infravermelha.

O níquel é um dos metais mais versáteis do mundo. Além de ser resistente à oxidação e à corrosão, o

minério mantém suas características mecânicas e físicas mesmo quando submetido a temperaturas

extremas. Devido às suas qualidades exclusivas, pode ser utilizado em diversas aplicações e

produtos, como televisores, baterias recarregáveis, prensagem de CDs e DVDs etc. Seu maior

consumo é pelo setor de siderurgia, sendo 63% do metal usado para produzir aço inoxidável.

O uso mais frequente do níquel é a sua composição com outros metais, na forma de ligas. Por ser

um metal de transição, o minério combina-se facilmente com outros, em especial o ferro, o cromo e

o cobre. Essas ligas possuem combinações particulares de propriedades que não podem ser

obtidas dos metais puros.

A bauxita é um minério muito conhecido por dar origem ao aluminio. Praticamente todo o alumínio

produzido provém da própria bauxita, pois os outros minérios tornam o processo mais inviável, seja

pela escassez ou pela dificuldade de romper as ligações químicas, exigindo altas temperaturas. A

bauxita é comumente aplicada na fabricação de alumínio metálico, mas há também um grupo de

aplicações para a bauxita não metalúrgica, no qual se incluem: refratários, abrasivos, produtos

químicos, cimentos de alta alumina e fabricação do aço. O minério de bauxita é amplamente

utilizado na fabricação de materiais refratários, sendo que o mesmo possui um alto teor de alumina

e baixo teor de fundentes. O Brasil é um dos grandes produtores mundiais de bauxita refratária,

sendo que o estado de Santa Catarina se destaca como um dos estados detentores deste tipo de

material.

O nióbio é comumente utilizado em ligas metálicas com o ferro, o aço, com o zircônio e essas ligas

são utilizadas na fabricação de estruturas, soldas, gasodutos, superligas para fabricação de motores

a jato e na fabricação de jóias em virtude da resistência a corrosão, altas temperaturas, e como

supercondutor em meio criogênico. O nióbio não é encontrado na natureza em seu estado

metálico, mas na forma dos minerais acima citados, geralmente os minérios que contém tântalo,

contém também o nióbio. Este metal existe em vários países do mundo, porém foi descoberta uma

jazida de nióbio em Araxá-MG, o que tornou o Brasil a maior reserva de nióbio do mundo.

É um elemento dotado de qualidades importantes à utilização na indústria siderúrgica, devido à sua

composição físico-químicas, atuando como agente dessulurante (diminuidor da quantidade de

enxofre) e desoxidante (propício a corrosão e ferrugem, por possuir maior afinidade com o oxigênio

do que com o ferro). Consome-se o manganês em consideráveis quantidades na indústria

siderúrgica, na produção de ferroligas. O elemento possui similaridades com o ferro, sendo duro e

bastante frágil, refratário e de fácil oxidação. Em sua forma metálica, ele pode ser, por meio de um

tratamento especial, transformado em ferromagneto (ímâ artificial criado a partir do ferro e

elementos bastante similares em propriedades, como o manganês).

O ferro é um dos elementos mais abundantes da superfície de nosso planeta. É encontrado em

quantidade inferior apenas ao oxigênio, ao silício e ao alumínio. Porém, entre esses quatro

elementos mais abundantes da Terra, o ferro é o que possui maior importância nas aplicações

industriais e maior índice de produção. O ferro também possui a particularidade de ser o metal

pesado geralmente mais barato, apesar de algumas de suas raras ligas serem mais caras que o

próprio ouro. Quando quimicamente puro, o ferro não é utilizado nas atividades industriais, por ser

muito flexível e apresentar oxidação com extrema facilidade. O ferro é empregado nas indústrias

sempre em l iga com outros e lementos , pr inc ipa lmente com o carbono.

As ligas de ferro e carbono, comumente chamadas de minério de ferro, são de grande importância

nas atividades das indústrias, sendo muito empregadas na metalurgia.

5

CONCEITUAÇÃO

DURABILIDADE

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Para dar inicio ao desenvolvimento de alternativas, procurou-se estabelecer conceitos que transparecessem o objetivo do projeto assim e características que

o produto irá informar. Pensando a biônica como uma solução para o produto final, explorou-se o conceito de proteção, representado por casulos de

diferentes espécies e o conceito de extração, remetendo ao ato de extrair os minerais. Assim encontraram-se as referências imagéticas:

PROTEÇÃO RESISTÊNCIACasulo de Borboleta: fecha

um ciclo de vida

Casulo de Bicho da Seda:

maciez / amortecimento

Casulo de Galhos:

estrutura / rigidez

A relação direta dos conceitos se dá, não apenas por sua estética, mas principalmente por sua função, portanto criaram-se analogias aos materiais a serem

utilizados, mesclando os diferentes tipos de ninhos e suas respectivas funções.

CERÂMICA CORTIÇA FIBRA DE AMIANTOÉ utilizada em diversos segmentos de mercado, desde

utilitários e louças, revestimentos e facas (tecnologia

japonesa). Suas propriedades são a resistência

mecânica, resistência ao desgaste, absorção de água e

duração. Ainda encontram-se peças em cerâmica dos

tempos Pré-colombiano, Grego, entre outras como as

chinesas e japonesas, de milhares de anos atrás.

É um material de origem vegetal da casca

(súber) dos sobreiros. Possui uma ampla gama

de aplicações, desde isolamentos acusticos e

térmicos, até produção de solasde sapato.

Atualmente é considerado o melhor material

para absorção de impactos em para-choques

de carros.

Propriedades físico-químicas, tais como: grande

resistência mecânica e às altas temperaturas, ao

ataque ácido, alcalino e de bactérias. É

incombustível, durável, flexível, indestrutível,

resistente, sedoso, facilmente tecido e tem boa

qualidade isolante.

ALTERNATIVAS

7

ALTERNATIVA FINAL

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ESPECIFICAÇÕES

A cápsula será composta por 3 camadas, sendo a última o recipiente que conterá os compartimentos com

seu conteúdo. Em cada compartimento será colocado um tipo de minério, cada um terá o espaço para

volume de até 100ml, sendo guardados no formato que são extraídos do solo (comumente pepitas). As

pepitas serão embaladas a vácuo em sacos de PEBD, compactadas da melhor forma possível e inseridas

nos compartimentos individuais confeccionados em PET. Os compartimentos serão inseridos em um

cilindro de cerâmica que será soldado em seguida. O cilindro se encaixará em um berço de cortiça dentro

da casca de fibra de amianto, que será soldada também, promovendo a vedação total da cápsula.

Casca de Fibra de Amianto

Cilindro de Cerâmica

Compartimentos de PET

Preenchimento de Cortiça

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ESPECIFICAÇÕES

Compartimento de PET, confeccionado por Injeção. Nele será inserida a embalagem a vácuo

contendo os minérios.

Cilindo de Cerâmica, confeccionado pelo processo de Colagem com barbotina, utilizando moldes

de gesso. Após a colocação dos compartimentos, soldado com barbotina também.

PROCESSOS DE PRODUÇÃO

Casca de Fibra de Amianto, confeccionado por laminação em molde bipartido. Após o encaixe do

cilindro de cerâmica o espaço sobressalente será preenchido com cortiça, formando um berço.

Para a abertura da cápsula, optou-se pela gravação (em alto ou baixo relevo) das instruções,

pensando-se na preservação da mesma.

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REFERÊNCIAS

ABAL - Associação Brasileira do Alumínio. Disponível em <http://www.abal.org.br/aluminio/vantagens.asp>. Acesso em 5 de novembro de 2011.

ABREA - Associação Brasileira dos Expostos ao Amianto. Disponível em <http://www.abrea.com.br/02amianto.htm>. Acesso em 5 e novembro de 2011.

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Cortiça é o melhor material para pára-choques de automóveis. Disponível em

<http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=cortica-para-choques-automoveis&id=010170111102>. Acesso em 4 de

novembro de 2011.

PORTAL BRASIL. Exploração - Recursos Naturais. Disponível em <http://www.brasil.gov.br/sobre/geografia/recursos-naturais>. Acesso em 28 de

outubro de 2011.

AQUINO, T.F., et. al. CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E MINERALÓGICA DA BAUXITA DE SANTA CATARINA PARA A PRODUÇÃO DE REFRATÁRIOS

COM BAIXO TEOR DE ÓXIDO FERRO. Disponível em <http://www.metallum.com.br/17cbecimat/resumos/17cbecimat-102-113.pdf>. Acesso em 3 de

novembro de 2011.

COMPÓSITO DE KEVLAR. Disponível em <http://compositoskevlar.blogspot.com/>. Acesso em 3 de novembro de 2011.

DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO MINERAL. Disponível em <http://dnpm.gov.br/conteudo.asp?IDSecao=68>. Acesso em 28 de outubro de 2011.

INCA - Instituto Nacional do Câncer. Disponível em <http://www.inca.gov.br/conteudo_view.asp?ID=15>. Acesso em 5 de novembro de 2011.

INFO ESCOLA. Elementos Químicos. Disponível em <http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/>. Acesso em 28 de outubro de 2011.

VALE. Mineração. Disnponível em <http://www.vale.com/pt-br/o-que-fazemos/mineracao>. Acesso em 3 de novembro de 2011.