TEKSID DO BRASIL

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1 INTRODUO O processo de fundio de ferro, apesar de antigo, ainda largamente empregado nas diversas atividades do setor metalrgico por propiciar a obteno de peas complexas a baixo custo.Com a evoluo de mercados cada vez mais competitivos o objetivo das fundies de minimizar o refugo e retrabalho das peas tornou-se imprescindvel. Para isso, iniciou-se um controle rigoroso sobre cada etapa da fabricao, com destaque para as etapas de macharia, moldagem e vazamento. Neste trabalho ser dado enfoque a etapa de moldagem.

Para assegurar a qualidade dos moldes de areia verde os seguintes procedimentos devem ser adotados: controle sobre as matrias-primas, garantir o bom funcionamento dos misturadores e operar a linha com maior homogeneidade possvel.

A gua contendo sais em excesso pode desativar o poder aglomerante da bentonita que compe a areia verde e conseqentemente gerar defeitos como escama e sinterizao nas peas vazadas.

Problema dessa natureza foi verificado na linha DISAMATIC da TEKSID do Brasil, onde foi constatado aumento da quantidade de bentonita necessria por mistura a fim de garantir as caractersticas de resistncia do molde para etapa posterior de vazamento. Essa anomalia na linha DISAMATIC ocorreu no mesmo perodo em que foram promovidas alteraes na gua enviada aos misturadores. importante atentar para o fato que outras possveis causas do aumento do consumo de bentonita na referida linha foram analisadas e descartadas.

Com base em dados coletados no Laboratrio de Areias, na Estao de Tratamento de Efluentes da TEKSID do Brasil e em pesquisas bibliogrficas, este trabalho define como a bentonita perde sua funo na areia verde devido ao tipo de gua que utilizada. Define tambm quais so os sais prejudiciais e qual a fonte de gua mais adequada dentre as disponveis para os misturadores.OBJETIVOEstabelecer a relao entre o tipo de gua e a bentonita utilizadas nos misturadores de areia na moldagem para diminuir a reposio da bentonita.

Objetivos especficos: Esclarecer como e quais os sais da gua interferem na aglomerao promovida pela bentonita na areia a verde;

Apontar dentre os sais presentes na gua enviada aos misturadores da linha DISAMATIC qual o mais prejudicial.

Indicar dentre as disponibilidades de fornecimento de gua para os misturadores qual a mais adequada. JUSTIFICATIVADurante o processo de fabricao de peas fundidas importante que as etapas de macharia, moldagem e vazamento obedeam aos parmetros pr estabelecidos para evitar os refugos ou retrabalhos e/ou para que atendam as exigncias dos clientes.Na linha DISAMATIC ocorreu um aumento da quantidade de bentonitas por mistura para que fosse mantida a resistncia dos moldes. O aumento do consumo desta matria prima, alm de aumentar o custo de produo, pode tambm gerar defeitos nas peas fundidas.

Por isso importante entender as causas deste problema para que se possa evit-las e, em etapa posterior, usar tais conhecimentos para aperfeioar o processo.2 AREIA DE MOLDAGEMDentre os processos de fundio existentes, o mais difundido aquele que utiliza a moldagem em areia verde devido a sua simplicidade e economicidade.O termo areia verde utilizado para moldes que no necessitam ser levados a estufa para eliminao de gua. O processo de moldagem por areia verde consiste em usar um modelo (rplica da pea desejada) para moldar a areia verde que passa a ser o negativo da pea.

O modelo pode ser de ao, materiais polimricos ou madeira e ser utilizado por longo tempo sem reparos ou troca. J o molde de areia verde constitudo por areia em torno de 80%, material aglutinante 9-10%, carvo 4-6% e gua 3-4%.

A elaborao de moldes uma das principais etapas no processo de fabricao de peas fundidas e as propriedades destes dependem em grande parte das caractersticas das matrias-primas usadas. A areia verde deve ser facilmente moldvel, ter boa resistncia a eroso provocada pelo impacto do metal lquido, resistncia aos ataques qumicos que podem ocorrer entre molde e metal lquido, refratariedade, boa permeabilidade, capacidade de dissipar energia trmica, capacidade de desintegrao e ser reutilizvel.

A exigncia crescente sobre a qualidade das peas produzidas cria necessidade de maior controle das caractersticas da areia de moldagem, caso contrrio esta areia pode ser responsvel por defeitos que sero percebidos apenas nas etapas de vazamento ou acabamento.

Alm disso, garantindo os parmetros da areia esta pode recircular no sistema sem maiores problemas, exigindo menos reposies de material aglutinante e carvo.Uma forma de garantir a boa qualidade da areia de moldagem avaliar atravs das suas propriedades fsicas cada um dos materiais que a compe e como esses materiais se relacionam.

A caracterizao da areia base feita mediante testes rotineiros de distribuio granulomtrica. As bentonitas sdicas utilizadas como aglomerantes, tanto ativadas quanto naturais, so verificadas com testes de inchamento, umidade, pH, teor de carbonatos e adsoro azul de metileno. Alm desses, Santos (1975) afirma que caracterizao em laboratrio de bentonitas como aglomerantes de areia de moldagem feita indiretamente, determinando-se as propriedades dos ligantes do sistema gua - areia - argila. Dentre tais propriedades esto: resistncia a compresso a verde - RCV, resistncia trao a mido - RTU entre outros. A RCV deve ser suficientemente alta para que o molde resista a presso de seu fechamento, sua movimentao, ao impacto e presses iniciais do metal vazado Esta propriedade diretamente proporcional a capacidade de troca de ctions da bentonita, pois quanto maior o desbalanceamento de cargas maior sua fora de ligao superficial. A RTU tambm deve ser alta para evitar escamas de expanso nas peas. E seu valor funo do ction trocvel predominante, pois depende da intensidade da ligao de solvatao existente. Por isso, quando o ction o Na+ ao invs do Ca2+. a RTU maior.

Produtos carbonceos so adicionados areia verde com a finalidade principal de gerar carbono vtreo (800 C) durante o vazamento do metal, que, pr sua vez, evita principalmente a sinterizao de areia e melhora o acabamento superficial das peas, sendo que o p de carvo mineral (tipo Cardiff) o mais utilizado nas fundies brasileiras.A anlise da gua normalmente considerada desnecessria. Na verdade, muitos no sabem as implicaes que uma gua de m qualidade tem na areia verde. Sertucha e Surez (2005) explicam que o tipo de gua utilizada influi diretamente na qualidade da mistura de areia, pois impurezas como sais minerais (especialmente carbonatos e cloreto de sdio) ou outras substncias de natureza orgnica (resduos) so altamente prejudiciais posto que se introduzem na estrutura cristalina das argilas durante o processo de mistura e as desativam. Este assunto ser abordado com maiores detalhes ao longo do trabalho.3 MATERIAIS ARGILOSOSSegundo a ABC Associao Brasileira de Cermica, argila um material natural, de textura terrosa, de baixa granulometria constituda essencialmente de argilominerais, podendo conter outros minerais que no so argilominerais (quartzo, mica, pirita, hematita, etc.), matria orgnica e outras impurezas. Os argilominerais so os minerais caractersticos das argilas. Quimicamente so silicatos de alumnio ou magnsio hidratados, contendo certos tipos outros elementos como ferro, potssio, ltio e outros.

Os argilominerais so responsveis por conferir as argilas propriedades como: plasticidade, tixotropia, resistncia mecnica a mido, rea superficial, compactao, capacidade de troca inica e viscosidade de suspenses aquosas, dentre outras Tais propriedades explicam a vasta aplicao desses materiais. A plasticidade das argilas corresponde a propriedade do material mido ficar deformado (sem romper) pela aplicao de uma tenso, sendo que a deformao permanece quando a tenso retirada. Os principais fatores que afetam a plasticidade so a mineralogia, granulometria, forma dos cristais, e o estado de desfloculao da argila.A tixotropia a capacidade de um gel se liquefazer quando exposto ao calor ou sujeito a fora mecnica. E depois de cessada aplicao do calor ou fora esse material volta a seu estado inicial.

As argilas apresentam elevada rea superficial. Superfcie especfica exprime o teor em frao argilosa ou o teor relativo de finos, mdios e grossos bem como o grau de disperso/ agregao das partculas constituintes da argila. A viscosidade de um fluido traduz a resistncia que ele oferece a fluncia. No sistema argila gua o comportamento reolgico assemelha-se ao de um fluido constitudo por um nmero infinito de molculas lamelares que, quando em movimento, deslizam uma sobre a outra. A viscosidade no mais do que a medida da frico interna das suas molculas e a fluidez o inverso da viscosidade. (MEIRA, 2001, p.2).

3.1 Principais ArgilomineraisA Associao Brasileira de Cermica cita como principais grupos de argilominerais:

Grupo da caulinita;

Grupo Ilita

Grupo da montmorilonita ou esmectita;

O argilomineral caulinita formado pelo empilhamento regular das camadas 1:1 em que cada camada consiste em uma folha de tetraedros SiO4 e uma folha de octaedros Al2(OH)6, tambm chamada de folha de gibsita , ligadas entre si em uma nica camada, atravs de oxignio em comum, dando uma estrutura fortemente polar. A frmula estrutural da clula unitria Al4Si4O10(OH)8 e a composio percentual SiO2 46,54%; Al2O3 39,50%; H2O 13,96%. Praticamente no existem substituies por ctions dentro da estrutura cristalina, a qual eletricamente neutra.

O argilomineral ilita tem uma estrutura cristalina semelhante a do grupo montmorilonita, com a diferena de que h uma substituio maior de alumnio por silcio, o que d uma maior carga estrutura cristalina e o ction neutralizante o potssio. Como conseqncia desta diferena no h expanso das camadas cristalinas. White citado por Santos (1975, p.68) assinala que a ilita pode ser transformada em montmorilonita pelo tratamento com cloreto de magnsio.Os argilominerais do grupo montmorilonita (montmorilonita propriamente dita, beidelita, nontronita, volconscota, saponita, sauconita, hectorita) so constitudos por duas folhas de silicatos tetradricas, com uma folha central octadrica, unidas entre si por oxignios comuns a folhas. As folhas so contnuas nas direes dos eixos a e b e esto empilhadas ao acaso uma sobre as outras (Santos, 1975).(figura 1)

Figura 1: Disposio das molculas de gua e ctions entre as lamelas de bentonita. Fonte: Matriales Inorgnicos Aplicados en la Frabricacin de Piezas de Fundicin. Setucha e Surez

A populao das posies catinicas tal que as camadas esto desequilibradas eletricamente com uma deficincia de cargas positivas de cerca de 0,66 ction monovalente por clula unitria. Deficincia essa que equilibrada principalmente por ctions hidratados entre camadas estruturais. Os ctions neutralizantes no esto fixados irreversivelmente e podem ser trocados por outros ctions. As sucessivas camadas esto frouxamente ligadas entre si e as camadas de gua ou de molculas polares, de espessuras variveis, podem entrar entre elas, chegando a separ-las totalmente, deixando-as livres, quando as distncias interplanares superam 40. Quando os argilominerais montmorilonticos anidros so colocados em gua ou em ambientes midos, h absoro de gua, os ctions trocveis se hidratam e o espaamento basal aumenta.

Nessas condies, os ctions interlamelares so suscetveis de serem trocados por outros atravs de uma reao estequiomtrica. A espessura entre camadas ou interlamelar varia com a natureza do ction e da quantidade de gua disponvel. A frmula terica do grupo montmorilonita Al4Si8O20(OH)4 . nH20 (n = gua interlamelar).

Argilas constitudas por esses argilominerais geralmente possuem, em elevado grau, propriedades plsticas e coloidais e apresentam grandes variaes em suas propriedades fsicas. Essas variaes podem, freqentemente, ser atribudos a variaes dos ctions trocveis que neutralizam a estrutura cristalina e a fatores estruturais e composicionais. o caso das bentonitas que so constitudas essencialmente por um argilomineral montmorilontico.

4 BENTONITASNo Brasil o nome bentonita atribudo a todo material argiloso que possui a capacidade peculiar de aumentar muitas vezes seu volume se umedecido com gua.

Ross e Shannon citados por Santos (1975, p.583) apresentaram a seguinte definio de bentonita: Bentonita uma rocha constituda essencialmente por um argilo-mineral montmorilontico (esmecttico) formado pela desvitrificao e subseqente alterao qumica de material vtreo, de origem gnea, usualmente um tufo ou cinza vulcnica. Esta ltima definio se baseia na gnese do material e no em suas propriedades fsico qumicas.

O nome bentonita foi aplicado pela primeira vez em 1898 a uma argila plstica coloidal encontrada em camadas cretceas em Wyoming (EUA), que apresenta a propriedade especfica e peculiar de aumentar (inchar) vrias vezes seu volume inicial se umedecida com gua.As bentonitas podem ser classificadas quanto a seu constituinte mineral em: montmorilonita sdica, clcica, magnesiana entre outras. Os nomes sdicas, clcicas e magnesianas so oriundas dos nomes dos ctions trocveis na estrutura da montmorilonita.As bentonitas mais conhecidas so as sdicas por serem as mais utilizadas industrialmente e as clcicas que so as mais abundantes na natureza. Neste trabalho a nfase ser dada as bentonitas sdicas.As bentonitas podem ser artificiais ou naturais. As naturais so aquelas utilizadas tal qual so obtidas na natureza e as artificiais so aquelas que sofreram alterao do seu on trocvel.4.1 Propriedades das bentonitas

As principais propriedades das bentonitas responsveis por sua vasta aplicao industrial so:

Capacidade de formao de gis tixotrpicos; Capacidade de inchamento;

Plasticidade;

Capacidade de troca inica.Capacidade de formao de gis tixotrpicos: A tixotropia ocorre em disperses coloidais de bentonitas sdicas e, principalmente em disperses concentradas de outros argilominerais. A suspenso torna-se menos rgida e viscosa atravs da agitao e torna-se mais espessa quando em repouso.Capacidade de inchamento: Alguns tipos de bentonitas, principalmente as sdicas, em meio aquoso, absorvem continuamente varias molculas de gua. As molculas de gua se orientam ao redor do ction trocvel no espao interlamelar. Isso provoca o aumento do volume das bentonitas que chegam a inchar at 25 vezes seu volume inicial. Dependendo da quantidade de gua absorvida a distncia entre as lamelas pode ser to grande, em torno de 40, que a fora de ligao entre as lamelas promovidas pelos ctions j no so suficientes para mant-las unidas, provocando o desfolhamento das bentonitas. Essa propriedade no verificada em bentonitas clcicas, potssicas, magnesianas dentre outras. As clcicas, quando expostas a umidade absorvem no mximo, o correspondente a trs camadas moleculares, o inchamento muito pequeno e as partculas se depositam rapidamente quando em disperses aquosas. (SANTOS, 1975).(figura 2).

Figura 2: Representao da hidratao da montmorilonita clcica e da motmorilonita sdica. Fonte: Revista MatriaPlasticidade: A capacidade do material de deformar sem romper quando submetido a uma tenso. A deformao mantida mesmo quando cessada a aplicao da tenso. Essa propriedade conseqncia da atrao que os ctions (sdio) exercem em lamelas consecutivas, mantendo-as unidas. A intensidade da fora de atrao que os ctions promovem entre lamelas consecutivas tal que permite que estas se desloquem umas sobre as outras sem que ocorra o desfolhamento das mesmas. Capacidade de troca inica: As bentonitas quando em soluo que contenham ons, podem sofrer alterao nos ctions responsvel pelo equilbrio de cargas da estrutura. Por exemplo, as bentonitas sdicas ativadas originam-se de bentonitas clcicas que em solues que contenham barrilha (Na2CO3), atravs de reao qumica estequiomtrica, tem o clcio trocado por sdio. Essa propriedade muito importante, pois segundo Santos (1975) os ctions trocveis dos argilominerais montmorilontcos so os fatores determinantes para os usos industriais especficos das argilas montmorilonticas. Caso haja excesso de ons do mesmo tipo ou diferentes daqueles que caracterizam as montmorilonitas estes podem afetar as propriedades das mesmas. As bentonitas so aplicadas na construo civil, no setor qumico, agrcola e no setor metalrgico fundies e siderrgicas, dentre outros setores.4.2 Uso das bentonitas em fundies

As argilas montmorilonticas, do tipo bentonitas sdicas e clcicas so utilizadas em fundies como aglomerante da areia de moldagem. O Quadro 1 compara algumas propriedades de bentonitas sdicas naturais e clcicas na areia de moldagem.Quadro 1: Comparativo entre bentonitas sdicas naturais e clcicasPropriedadesBentonita Sdica NaturalBentonita Clcica

Resistncia Compresso a verdeMenorMaior

Resistncia Compresso a secoMaiorMenor

PermeabilidadeMaiorMenor

Necessidade de gua para teor timoMenorMaior

DurabilidadeMaiorMenor

FlexibilidadeMenorMaior

ColapsibilidadeMenorMaior

PlasticidadeMaiorMenor

Resistncia a quenteMaiorMenor

ContraoMenorMaior

Esforo para desmoldarMenorMaior

Fonte: Site Bentonita Del Lago

O Quadro 2 indica qual tipo de bentonita tem menor tendncia a dar determinado defeito na areia de moldagem.Quadro 2: Comparativo entre bentonitas quanto a tendncia a aparecer defeitos na areia de moldagem.

DefeitosBentonita com menor tendncia

Escamas de expansoSdica natural

GasesSdica natural

Eroso de moldeSdica natural

Trinca a quenteClcica

Molde quebradoSdica natural

Fonte: Site Bentonita Del Lago.As bentonitas, cujo on trocvel no o sdio, podem ser transformadas em sdicas mediante processo conhecido como ativao (processo de troca catinica), o qual consiste em uma reao qumica em que os ons hidratados mveis de um slido so permutados, equivalente por equivalente, por ons de cargas semelhantes em soluo. 4.2.1 Mecanismo de aglomerao:

As bentonitas, em presena de gua, se desagregam em pequenas placas finas que desenvolvem uma pelcula de recobrimento ao redor dos gros de areia. Nos gros recobertos coexistem duas foras: coeso e adeso. A adeso existe entre a bentonita e o gro de areia e a de coeso existe entre gros diferentes. (Figura 3).

Figura 3: Foras de coeso e adeso entre gros de areia cobertos por bentonita. Fonte: ARNOSA

O teor de umidade tem efeito direto sobre essas foras, como indica a figura 4. figura 4: Influncia da umidade na fora de coeso e adeso. Fonte: ARNOSA.

De acordo com esta figura nota-se que existe um ponto no qual as foras de coeso e adeso se igualam. Este ponto chamado ponto de aderncia. A preparao da areia de moldagem s possvel quando a fora de adeso supera a de coeso, ou seja, quando teor de umidade superior ao do ponto de aderncia.Assim, pode-se dizer que a resistncia da areia de moldagem determinada principalmente pela resistncia coesiva do filme de bentonita acima do ponto de aderncia.

4.2.2 O Efeito da qualidade da gua nas bentonitas

A gua atua nas bentonitas de duas formas:

a) nos poros, nas superfcies e em volta das arestas das partculas de argilominerais;

b) intercalada entre camadas cristalinas. As molculas de gua (citadas no item b) formam uma pelcula de solvatao ao redor dos ctions que neutralizam o excesso de cargas negativas existente na estrutura cristalina das bentonitas. (figura 5). Esse arranjo mantm partculas ou lamelas adjacentes de bentonitas unidas.

Figura 5: Esquema da disposio dos dipolos da gua entre lamelas de bentonita. Fonte: Giesserei 66, 1979, p. 338Caso existam nions entre as lamelas de bentonitas, estes promovero a orientao oposta das molculas de gua ao criar sua prpria pelcula de solvatao. A nova disposio das molculas de gua provoca o enfraquecimento das interaes entre as lamelas de bentonita ou o rompimento das mesmas. (Figura 6). Mesmo que toda gua seja retirada, o prprio nion repele as lamelas da bentonita.O rompimento dessas interaes cessa a fora de coeso existente entre as partculas de areia encobertas por bentonita (ver figura 3). Ou seja, a bentonita perde sua funo de aglomerante na areia verde.

Figura 6: Infuncia do nion entre as lamelas de bentonita. Fonte: Giesserei 66, 1979, p. 338Quando a bentonita utilizada para aglomerar a areia verde do tipo ativada, o excesso de nions pode ser proveniente da reao de ativao. No caso de bentonitas naturais, a provvel fonte de nions gua adicionada nos misturadores. Segundo Romanus (1991) existem profissionais da rea que ainda ignoram a importncia da qualidade da gua para o processo de moldagem.

De acordo com mesmo autor, Boenish foi o primeiro a abordar este tema com maior riqueza de detalhes e seu estudo foi base para trabalhos posteriores, como o de Vitor Delmnego.O trabalho de Boenish tinha por objetivo explicar defeitos superficiais nas peas de uma fundio localizada cidade de Aachen, Alemanha. Dentre as concluses deste estudo cita-se: A gua com aparncia clara e limpa pode no ser boa para a areia.

O efeito dos sais da gua sobre as bentonitas notado apenas a longo prazo, ou seja, aps haver saturao destes sais na bentonita.

A gua (com sais) utilizada para resfriar a areia verde e enviada para os misturadores evapora a cada ciclo e os sais que estavam contidos nesta so incorporados entre as lamelas das bentonitas.

A influncia dos sais nas bentonitas pode ser mensurada pelo ensaio de resistncia trao a mido. A RTU da areia verde diminui a medida que aumenta a quantidade de sais ou eletrlitos contidos na gua usada nos misturadores, como mostra a figura 7:

Figura 7: Influncia dos sais ou eletrlitos sobre a resistncia trao a mido. Fonte: Giesserei 66, 1979, p. 338 Quanto maior a solubilidade ou a concentrao do sal incorporado, maior ser a deteriorao da bentonita e menor ser a resistncia trao a mido.

A nica maneira de reverter o quadro de saturao de sais nas bentonitas atravs da renovao do sistema que obtida a longo prazo.

O trabalho de Delmnego, dentre outras abordagens, analisa a influncia de NaCl, K2CO3, CaCl2 e NaOH sobre as propriedades de RTU e RCV em bentonitas sdicas ativadas e naturais.

Dentre os resultados obtidos para bentonitas naturais esto: O ensaio de RTU mais eficaz que o RCV para medir os efeitos dos sais sobre a bentonita;

As fundies que utilizam gua de poos ou de fornecimento pblico esto sujeitas a saturar seu sistema de areia. A melhor gua para os misturadores de areia a destilada ou deionizada. Os sais NaCl e CaCl2 so os mais efetivos na deteriorao das bentonitas;5 GUAA gua usada para fins domsticos, industriais, comerciais, ambientes recreacionais, agricultura e pecuria, energia eltrica, entre outras aplicaes.

A gua para fins industriais pode ser proveniente de poos artesianos, da rede de fornecimento pblico ou tambm ser mantida em circuito fechado dentro da prpria fbrica, onde segue para estaes de tratamento de efluentes e reciclada. Durante o tratamento nas estaes retirado o excesso de impurezas da gua e so adicionadas substncias para controle microbiolgico e controle de pH. Na indstria, a gua ento utilizada como: matria prima, em caldeiras para formao de vapor, para refrigerao de mquinas, etc.

5.1 gua Subterrnea A gua subterrnea explorada atravs de perfurao de poos artesianos.

Este tipo de gua no possui uma composio qumica e propriedades fsicas pr definidas. As caractersticas qumicas das guas subterrneas refletem os meios por onde percolam, guardando uma estreita relao com os tipos de rochas drenados e com os produtos das atividades humanas adquiridos ao longo de seu trajeto.

5.2 gua de fornecimento pblico

A gua de fornecimento pblico ou gua potvel definida pela portaria 518 do Ministrio da Sade (BRASIL, 2004) como:gua para consumo humano cujos parmetros microbiolgicos, fsicos, qumicos e radioativos atendam ao padro de potabilidade e que no oferea riscos sade.A composio qumica deste tipo de gua no definida, no entanto, algumas substncias devem obedecer aos limites especificados pela portaria 518. Por exemplo, o teor mnimo de cloro residual deve ser de 0,5mg/L, sendo obrigatria a manuteno de 0.2mg/L (limite inferior) em qualquer ponto da rede de distribuio.

6 ESTUDO DE CASOLinha DISAMATICA partir de maio 2009, foi observado aumento do consumo de bentonita por mistura da areia de moldagem na linha DISAMATIC da TEKSID do Brasil.

O consumo mdio de bentonita de 13kg/mistura, a partir desta data, aumentou progressivamente e alcanou o valor de 17kg/mistura em outubro do mesmo ano. (anexo A).A necessidade do aumento da quantidade de bentonita nesta linha foi verificada atravs dos ensaios de resistncia compresso a verde. A medida que os ensaios indicavam tendncia a queda do RCV da areia, mais bentonita era adicionada durante a reposio de material a cada mistura preparada.O mesmo efeito no foi notado em outras linhas da fbrica. Este fato pode ser explicado com base nas particularidades da linha DISAMATIC.

Esta linha utiliza moldes verticais sem caixa externa para dar suporte. Por isso, a areia do molde precisa ser mais resistente, consequentemente, maior a quantidade de aglomerante utilizada por mistura.com relao a outras linhas.

Outro aspecto diz respeito a velocidade de preparao de misturas. Como na linha DISAMATIC a quantidade de misturas preparadas para dado tempo maior que nas outras linhas, mais rpido notado o efeito de qualquer perturbao no sistema de areia da fbrica.Estao de Tratamento de Efluentes

A gua enviada a fbrica proveniente da chamada bacia ou torre.Esta bacia recebe as guas de fornecimento pblico, dos resfriadores da fbrica, da estao de tratamento de efluentes e da central dois. Nesta unidade, adicionada a carta qumica para correo de pH e do teor de algumas substncias, antes da gua seguir novamente para fbrica. Em maio de 2009, a carta qumica foi alterada com a substituio da soda custica pela barrilha. Essa modificao objetivou mudar a caracterstica da gua de corrosiva para incrustante e diminuir gastos com manuteno dos trocadores de calor.

Em junho do mesmo ano, a bacia passou a ser alimentada tambm com gua proveniente de 12 poos artesianos o que substituiu a entrada da gua de fornecimento pblico.

Anlises comparativas da gua dos poos artesianos e a gua de fornecimento pblico seguem no anexo B. Tanto a nova carta qumica, quanto a gua dos doze poos artesianos, aumentou a quantidade de eletrlitos na gua da bacia. Com destaque para cloretos, carbonatos (alcalinidade), ferro e slica.

As implantaes na bacia, embora benficas sob certos aspectos, pioraram o desempenho das bentonitas nos misturadores de areia verde. Como j mencionado, a gua contendo mais sais diminui a capacidade de aglomerao das bentonitas, o que mensurado pelo ensaio de RCV da areia. E, para que essa perturbao no sistema no alterasse as propriedades de resistncia necessrias mais bentonita foi adicionada a cada mistura.7 HIPTESESAtravs das pesquisas bibliogrficas e dos dados obtidos na linha e na estao de tratamento algumas hipteses foram formuladas:1 Os cloretos e os carbonatos so os responsveis pela desativao da bentonita na areia verde.

O teor mdio de cloreto na gua da bacia aumentou de 81ppm para 83ppm a partir de maio de 2009. A alcalinidade da gua foi de 37ppm para 113ppm aps maio. 2 A gua de um dos doze poos artesianos pode ser a mais adequada para alimentar os misturadores de areia.O teor de cloretos mais alto na gua de fornecimento pblico que na gua dos poos artesianos. O inverso ocorre com a alcalinidade (carbonatos), que maior na gua dos poos do que na gua de fornecimento pblico.

3 A temperatura mais alta da areia nos misturadores da linha DISAMATIC aumenta a solubilidade dos sais, aumentando a velocidade de degradao da bentonita pelos sais contidos na gua.8 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAISDiante do exposto acima, recomenda-se:

1 Fazer a anlise qumica e medir a condutividade de cada um dos doze poos artesianos, da gua de fornecimento pblico e da gua da bacia.

Como os poos artesianos so de diferentes localidades, composies qumicas diferentes so esperadas.2 Realizar um teste em laboratrio, semelhante ao executado por Boenish e Delmnego, para simular a saturao do sistema de areia com gua de fornecimento pblico e gua de poos artesianos. (ver apndice).

O poo artesiano a ser utilizado neste teste dever ser escolhido com base no resultado da composio qumica obtida no item 1.

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..APNDICE A - Procedimento Experimental para verificao da saturao da areia verde pelos sais contidos na gua do poo artesiano e gua de fornecimento pblico

Este procedimento consiste em obter a quantidade de sais contidos em 20l da gua que se deseja analisar. Em seguida, estes sais so dissolvidos em gua destilada e esta soluo utilizada na preparao da areia verde. Por fim so mensurados a RCV e RTU da mistura.

Materiais

20L de gua de fornecimento pblico;

20L de gua poo artesiano;

Chapa para aquecimento;

Bquer de 500ml;

Balana digital com 4 casas decimais;

Bentonita natural;

Areia Base;

gua destilada;

Aparelho para medir RTU e RCV da amostra.

Desenvolvimento

- Adicionar 500ml da gua de fornecimento pblico em um bquer. Aquecer at completa evaporao da gua;

-Tornar adicionar 500ml desta mesma gua e repetir o item anterior. Esse processo deve ser feito at completar 20l de gua evaporados.

- Ao completar 20l de gua evaporada, os resduos de sais no bquer devem ser cuidadosamente coletados e pesados.

-Dissolver os sais coletados em gua destilada morna.

-Preparar areia verde em laboratrio, seguindo propores definidas pelo laboratrio para testes. Utilizar a soluo do item anterior na mistura.

-Medir RCV e RTU desta mistura.

-Repetir o processo para gua do poo artesiano.

ANEXOAnexo A- Consumo mdio de bentonita por mistura na linha DISAMATIC 2008 e 2009.

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

Anexo B- Comparativo gua Poos Artesianos e gua de Fornecimento Pblico

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

Fonte: Laboratrio de Areia - TEKSID do Brasil.

EMBED AutoCAD.Drawing.16

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