Trabalho Vermiculita
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Resumo
A vermiculita começou a ser explorada após a descoberta de suas
propriedades e capacidade de aplicações práticas para desempenhar funções
específicas, como um isolante acústico e térmico. Tais características são
aferidas à vermiculita quando o mineral é exposto a altas temperaturas,
expandindo seu corpo axialmente no momento em que as partículas de água
presas em seu interior evaporam.
É um mineral amplamente explorado, tendo aplicações que vão de
componentes da construção civil, passando por componentes industriais e
siderúrgicos, até como matéria prima de componentes para a agricultura.
Possui diversas jazidas distribuídas pelo mundo, sendo o Brasil o 5º maior
produtor mundial de vermiculita expandida.
Palavras-chave: Vermiculita. Isolamento Acústico. Isolamento Térmico.
Construção Civil.
Introdução
O presente trabalho pretende demonstrar a importância da vermiculita como
isolante térmico e acústico, suas propriedades físicas e químicas e sua ampla
capacidade de aplicação em diversas áreas da construção civil e da indústria.
Segundo Ugarte (2005, p.678):
O mineral comercializado na forma expandida apresenta propriedades como
baixos valores de massa específica aparente e de condutividade térmica.
Essas características, associadas à granulometria, tornam o produto de
vermiculita bastante atrativo para sua utilização em diversas áreas, dentre as
quais, na construção civil, na agricultura, nas indústrias química, de tintas, etc.
A vermiculita tem maior variedade de aplicações depois de exposta à altas
temperaturas – em média 900ºC, quando toda a água que está aprisionada por entre
suas lâminas se transforma em vapor, que consegue se expandir devido à estrutura de
seu corpo. A exploração da vermiculita é feita em suas jazidas, dentre as quais
podemos destacar três dentro do Brasil, nos estados da Paraíba, Goiás e Piauí.
O estudo de suas propriedades permite uma gama de possibilidades da exploração de
suas características individuais (propriedades minerais) e também da ampliação de
suas propriedades em conjunto com outros materiais, gerando materiais compósitos
para áreas mais específicas da indústria e da construção.
1 .O que é a vermiculita?
A vermiculita é um silicato hidratado de magnésio, alumínio e ferro. A vermiculita é
comercializada de duas formas, a primeira é na forma concentrada, a segunda na
forma expandida. A primeira forma é menos utilizada, sendo usada para fabricação de
placas de isolamento em recobrimento de paredes e outros usos limitados.
Para a vermiculita chegar na forma expandida é necessário usar o processo de
aquecimento do concentrado de vermiculita em um faixa de temperatura de 900 a
1.100ºC, seu volume pode aumentar de 10 a 30 vezes (SZNELWAR, 2009). O objetivo
desse processo é remover a água associada à estrutura do mineral, no menor tempo
possível. O aquecimento converte, bruscamente, a água em vapor, expandindo a
vermiculita natural: a água associada à estrutura cristalina vaporiza e, neste processo,
separa (expande) as lamelas ou folhas da vermiculita. A expansão é efetuada em
fornos especialmente projetados, utilizando GLP ou gás natural como fonte de energia.
A vermiculita expandida tem diversas aplicações, na agricultura como condicionador
de solos, retentor de água se solos arenosos e na criação de frutas hidropônicas, nas
indústrias como isolante térmico, tijolos e concretos isolantes, materiais contra fogo e
na construção civil como isolante térmico e acústico, agregado para concretos leves,
enchimentos e nivelamento de lajes em geral, argamassas de cimento ou gesso.
Figura 1 – Vermiculita expandida (MAINE, 2011)
1.1.História
A descoberta da vermiculita ocorreu em Millbury, Massachusetts, nos Estados Unidos
em 1824. Entretanto não obteve muita atenção até 1913, quando usos mais práticos
para suas propriedades foram descobertos. O começo de sua mineração começou em
1923 pela Zonolite Company em Libby, Montana, essa mesma mina continuou
operacional até 1990. Atualmente a produção em escala industrial é feita em poucas
regiões do mundo sua aplicação dá-se em maior parte nos países desenvolvidos.
Porém a vermiculita pode ser encontrada em varias regiões do planeta em países
como África do Sul, Estados Unidos, China, Egito, Austrália, Brasil, Zimbábue e
Uganda.
No Brasil a vermiculita foi encontra a primeira vez na cidade de Liberdade, Minas
Gerais, sua mineração começou de forma pequena na década de 50 em São Paulo,
em 1971 a mina de São Luiz de MontesBelos em Goiás entrou em operação aumento
assim a exploração. Na década de 1980 foi encontrada uma importante jazida no
complexo ultramáfico de Catalão, localizada no atual município de Ouvidor em Goiás
considerada atualmente como maior reserva do Brasil.
O Brasil é o quinto produtor mundial com 15% da produção e 10% das reservas
mundiais (UGARTE, 2005). Existem três polos de produção no país, em Goiás,
Paraíba e na Bahia. A produção das minas localizadas no centro oeste do país é
utilizada para o mercando interno enquanto as localizadas no nordeste, devido à
proximidade dos portos, tem destino a exportação.
1.2.Extração da vermiculita
No Brasil há depósitos e jazidas de vermiculita nos estados da Paraíba, Goiás e Piauí.
Os minérios brasileiros não contêm asbestos, o que confere aos concentrados de
vermiculita maior valor agregado, além de favorecer o melhor aproveitamento
econômico do bem mineral. A extração do mineral vermiculita, no estado da Paraíba, é
realizada na mina do Sítio Serrote Branco, que está localizada no município de Santa
Luzia. A mina fica a 300 m da BR-230 e 3,0 km da usina de beneficiamento (ROCHA,
1992).
Geologia: As jazidas de vermiculita constituem corpos alongados com diversas
dimensões, normalmente recobertos por solo argiloso, constituídos por rochas de
filiação carbonatítica e peridotíticas. A vermiculita ocorre disseminada ou localmente
concentrada em veios e bolsões, em concentrações de até 60%. A vermiculita tem
origem hidrotermal/supergênica a partir do mineral flogopita, com profundidade
conhecida de 50 m. Predominam os grãos com 1 mm de diâmetro, constituindo “livros”
dourados.
Lavra: Após o planejamento, a lavra é executada a céu aberto em bancadas, através
de desmonte mecânico e com equipamentos convencionais. Emprega-se a melhor
técnica, além de cumprir todos os requisitos ambientais. O produto extraído (Run Of
Mine - ROM) é enviado para pilhas de homogeneização. O material estéril e o solo são
reutilizados, respectivamente, para recomposição topográfica e ambiental.
2.Propriedades físicas e químicas da vermiculita
A Vermiculita é composta por: 14,39% de MgO, 43,48% de Al2O3, 12,82% de FeO,
11,92% de SiO2, e 17,87% de H2O (é devido à esta alta concentração de H2O que,
quando aquecida, a Vermiculita expande seu volume em grande proporção)
(BERTOLINO, 2009).
Sendo a vermiculita um filossilicato, possui algumas propriedades características deste
tipo de mineral, sendo elas:
- Baixa densidade (90 a 120 Kg/m³);
- Baixa Condutividade Acústica - até 62 % de redução de ruídos;
- Baixa Condutividade Térmica (0,06 k cal m/m2 ºC, a 25 ºC - até 40 % menor que a
do bloco de concreto celular);
- Mineral atóxico, não abravasivo, não condutor de eletricidade, não decompõe ou
apodrece (dureza de 1,5 na escala Mosch);
- Ponto de fusão: 1315ºC, se tornando assim incombustível.
Quando esfoliada, apresenta as seguintes características: leve, compressível, com
grande capacidade de absorção de líquidos, não reativa e com elevada capacidade de
troca de cátions (CTC).
2.1.Isolamento térmico e acústico
Tradicionalmente, pensava-se que a incorporação de materiais pesados em um tecido
de construção foi necessário a fim de alcançar um elevado grau de absorção do som,
ao resistir à energia sonora que tente atravessar isto. Em muitos casos, no entanto,
não é desejável a utilização de materiais de construção pesados na construção
moderna e restrição de espaço dita que é impraticável para instalá-los em edifícios
existentes. Por isso a vermiculita é util, devido a sua leveza.
A vermiculita exfoliada tem alta porosidade e interior em sua maior parte composto de
ar aprisionado, sendo assim é caracterizado por ser um excelente isolante acústico.
A intensidade do isolamento acústico proporcionado pela vermiculita aumenta de
acordo com a espessura do material concentrado. Suas capacidades de absorção
térmica e acústica podem ser vistas na tabela abaixo (Ukrainian Vermiculite Group,
2009)
Tabela 1: Coeficiente de absorção de som da vermiculita expandida
Tipo de
Vermiculita
Coeficiente de absorção de som segundo oscilações de freqüência de1000 Hz e a
espessura da camada em centímetros
1
2
3
4
5
6
7
Fração de vermiculita
expandida: 0-10 mm
0,15
0,46
0,58
0,60
0,77
0,70
0,65
Tabela 2: Características de isolamento térmico de uma placa de vermiculita
Características Placa de Vermiculita
Coeficiente de condutividade térmica a
500 ºC W / mK 0,16
Temperatura da aplicação em ºC 1200
Espessura do corpo em cm 12
Massa do corpo (kg) 400
Temperatura da superfície em ºC 81
3.Aplicações na construção civil
Graças às suas propriedades de isolamento acústico e térmico mencionadas
anteriormente, a vermiculita possui vasta aplicação na construção civil, sendo as
principais delas a massa para revestimento de paredes (reboco), placas de
aglomerado, blocos pré-moldados para utilização em divisórias internas, assim como
material para isolamento termo-acústico de forros e assoalhos e concreto leve
(UGARTE, 2005). Segundo sua granulometria, a aplicação da vermiculita pode
atender a necessidades específicas de compressão e densidade/resistência do
material.
Suas propriedades físicas também permitem a utilização da vermiculita como
impermeabilizante e massas anti-fogo para divisórias, paredes externas, forros e
portas.
Dentre as demais aplicações que podem ser citadas, estão o revestimento de áreas de
horticultura, devido à sua textura aerada, retentor de umidade e vedante térmico.
Conclusão
Apesar de ainda ser um isolante menos conhecido do que outros mais comuns na
construção civil, a vermiculita demonstra grande capacidade de aplicação em diversas
áreas da indústria e da construção, devido ao domínio adquirido pelo homem em sua
extração.
As propriedades específicas deste material e o número reduzido de etapas em seu
processo de preparo permitem à indústria uma alternativa viável no que diz respeito à
sustentabilidade, tema tão presente nos dias atuais.