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
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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
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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,
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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)
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(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
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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
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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.