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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
ENGENHARIA CIVIL
ALINE CONTIN CARVALHO
ALINE PESCAROLO
ANA CAROLINA SIMIONI
USO DE ARGAMASSA CIMENTÍCIA COM ADIÇÃO DE DIÓXIDO DE TITÂNIO PARA REMOÇÃO DE SO2 DO AR
Curitiba/PR
2013
ALINE CONTIN CARVALHO
ALINE PESCAROLO
ANA CAROLINA SIMIONI
USO DE ARGAMASSA CIMENTÍCIA COM ADIÇÃO DE DIÓXIDO DE TITÂNIO PARA REMOÇÃO DE SO2 DO AR
Curitiba/PR
2013
Trabalho de Conclusão de
Curso apresentado como requisito
essencial para obtenção do Diploma
de Graduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Leonardo
Fagundes Rosemback Miranda
ALINE CONTIN CARVALHO
ALINE PESCAROLO
ANA CAROLINA SIMIONI
USO DE ARGAMASSA CIMENTÍCIA COM ADIÇÃO DE DIÓXIDO DE TITÂNIO PARA REMOÇÃO DE SO2 DO AR
Curitiba, 15 de março de 2013
Prof. e Orientador Dr. Leonardo Fagundes Rosemback Miranda Universidade Federal do Paraná
Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de Medeiros Universidade Federal do Paraná
Dr. Kleber Franke Portella LACTEC
Trabalho de Conclusão de
Curso apresentado como requisito
essencial para obtenção do Diploma
de Graduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal do Paraná.
DEDICATÓRIA
Dedicamos este trabalho à família, amigos e amados, pois sem o seu
apoio e compreensão nada seria possível.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a todos que colaboraram com a nossa graduação e com o
desenvolvimento deste trabalho.
Agradecemos ao nosso orientador professor Doutor Leonardo Fagundes
Rosemback Miranda, que nos sugeriu o tema e orientou, ao Doutor Kleber
Franke Portella, que nos permitiu estudar junto o assunto, às doutorandas
Marcelle Maia Bonato e Mariana d’Orey Gaivão Portella Bragança pelo apoio
técnico e ao Rafael Serta pela disposição em ajudar e pelo suporte.
Agradecemos pela infraestrutura e recursos financeiros às entidades,
LACTEC, COELBA e ANEEL.
RESUMO
A poluição do ar é um problema de saúde pública, pois tem grande
correlação com doenças respiratórias. O presente trabalho foca no gás
poluente dióxido de enxofre (SO2), pois ao entrar em contato com vapor
d’água, presente na atmosfera, hidrolisa formando ácido sulfúrico (H2SO4), que
apresenta pH menor que 1 e é o aerossol ácido que mais irrita o trato
respiratório.
Neste trabalho foi analisada a eficiência da absorção/adsorção de gás
anidrido sulforoso (SO2) da atmosfera, empregando-se uma metodologia
baseada na fotocatálise do TiO2 em argamassas decorativas.
Este trabalho expõe as variações de atividade fotocatalítica para várias
concentrações de dióxido de titânio na argamassa fotocatalítica.
O ensaio laboratorial foi feito com corpos de provas de argamassas
moldados com diferentes traços e concentrações de dióxido de titânio. O gás
utilizado nos ensaios foi o SO2, armazenado sob pressão, o gás foi transferido
por uma mangueira aos equipamentos reguladores de concentração e fluxo,
onde foi misturado com ar da atmosfera, para chegar à concentração e fluxo
ideal para o ensaio. O gás então foi transferido deste equipamento por outra
mangueira até chegar ao tubo de PVC, hermeticamente fechado onde foi
colocado o corpo de prova. Dentro do tubo havia uma lâmpada de radiação
ultravioleta. Medindo a quantidade de gás que chega até o outro lado do tubo é
possível concluir se houve diminuição da concentração do gás.
Os ensaios realizados apontam que realmente existe o processo de
fotocatálise, ao expor argamassa contendo TiO2 em sua mistura à radiação
ultravioleta. A argamassa que continha a menor concentração TiO2 se mostrou
eficiente na degradação do gás, e por este motivo pode-se considerar como
desperdício o uso de porcentagens maiores desta substância.
ABSTRACT
Air pollution is a public health problem because it has a high correlation
with respiratory diseases. This paper focuses on gas pollutant sulfur dioxide
(SO2), because when contacting the water vapor present in the atmosphere
reacts with the hydroxyl radical to form sulfuric acid (H2SO4), which has a pH
less than 1 and is acid aerosol that most irritates the respiratory tract.
In this paper were analyzed efficiency of absorption/adsorption of
sulfurous dioxide gas (SO2) in the atmosphere, using a methodology based on
the TiO2 photocatalysis in decorative mortars The mortar acquires the
photocatalytic property, because it is made with the addition of titanium dioxide
(TiO2) and receives incidence of ultraviolet lights.
This paper presents the variation of photocatalytic activity for different
concentrations of titanium dioxide in the photocatalytic mortar.
The laboratory tests were done to test samples of mortars with different
traces and concentrations of titanium dioxide. The gas used in the tests was
SO2, stored under pressure, gas was transferred through a hose and reaches
the equipment concentration and flow regulators where it was mixed with air
from the atmosphere to reach optimal flow and concentration for the test. Then,
the gas was transferred of the equipment to the PVC pipe, hermetically sealed
that was where we will put the test piece. Inside the tube there was a U.V. lamp.
Measuring the amount of gas that arrives to the other side of the pipe is
possible to conclude if there was decrease in the gas concentration.
The tests show that there is indeed the photocatalysis process by
exposing mortar containing TiO2 in your mix to ultraviolet radiation. The mortar
containing the lowest concentration of TiO2 proved efficient in degradation of
the gas, therefore can be considered as a waste the use of larger percentages
of this substance.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Diferença entre os orbitais de compostos condutores,
semicondutores e isolantes. ............................................................................. 17
Figura 2. Partícula de um semicondutor. ............................................ 17
Figura 3. Esquema do Processo Kroll. ................................................ 20
Figura 4. Ilmenitas da Floresta-PE. ..................................................... 21
Figura 5. Representação da Estrutura do Rutilo ................................. 24
Figura 6. Representação da Estrutura do Anatásio. ........................... 25
Figura 7. Argamassa base. ................................................................. 32
Figura 8. Corpos de prova já com a argamassa fotocatalítica. ........... 33
Figura 9. Corpos de prova em cura, envolvidos com filme plástico. ... 34
Figura 10. Gás SO2 armazenado sob pressão. .................................... 35
Figura 11. Equipamentos utilizados. ..................................................... 35
Figura 12. . Esquema para melhor entendimento do ensaio. ............... 36
Figura 13. Gráfico da variação do SO2 de acordo com concentração de
TiO2 no período. ............................................................................................. 37
Figura 14. Gráfico da concentração de SO2 para as porcentagens de
TiO2 nos tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos. ....................................................... 39
Figura 15. Gráfico da concentração de SO2 para as relações a/c nos
tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos. ....................................................................... 39
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Argamassas com diferentes teores de TiO2. ....................... 33
Tabela 2. Maior porcentagem de redução da concentração do SO2 para
cada amostra ............................................................................................. 38
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ........................................................................................................................ 4
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................... 5
RESUMO ............................................................................................................................... 6
ABSTRACT ............................................................................................................................. 7
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. 8
LISTA DE TABELAS ................................................................................................................. 9
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 11
1.1 IMPORTÂNCIA DO TRABALHO ........................................................................................ 11
1.2 OBJETIVO ....................................................................................................................... 12
1.3 JUSTIFICATIVA ................................................................................................................ 12
1.3.1 Ambiental ............................................................................................................. 12
1.3.2 Social .................................................................................................................... 13
1.3.3 Econômica ............................................................................................................ 14
1.3.4 Tecnológica........................................................................................................... 14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 15
2.1 FOTOCATÁLISE ............................................................................................................... 15
2.2 DIÓXIDO DE TITÂNIO ...................................................................................................... 19
2.2.1 Titânio .................................................................................................................. 19
2.2.2 Obtenção, Característica e Aplicação do Dióxido de Titânio ................................ 22
2.3 USO DO DIÓXIDO DE TITÂNIO EM ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO ............................ 26
2.3.1 Argamassas para Revestimento ........................................................................... 26
2.3.2 Argamassas combinadas com TiO2 ...................................................................... 27
2.3.3 Resultados para uso de fotocatálise em substratos porosos ............................... 28
2.4 RESUMO ......................................................................................................................... 29
3 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL ................................................................................. 31
3.1 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS ................................................................... 31
3.2 PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA .......................................................................... 32
3.3 DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE SO2 ............................................................... 34
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................................... 37
CONCLUSÃO......................................................................................................................... 40
TRABALHOS SUGERIDOS ...................................................................................................... 41
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 42
ANEXO A – INFORMAÇÃO DO PRODUTO TIO2 P 25 ............................................................... 47
11
1 INTRODUÇÃO
1.1 IMPORTÂNCIA DO TRABALHO
A poluição do ar é um problema de saúde público, pois tem grande
correlação com doenças respiratórias. O aumento da poluição está diretamente
ligado com o aumento das internações causadas por doenças respiratórias
(FREITAS et al., 2004), mesmo quando as quantidades de poluentes medidos
na atmosfera forem menores que o máximo permitido pela legislação
(BAKONYI et al., 2004).
Por exemplo, um aumento de 40,4 g de material particulado, por metro
cúbico de ar, na média de três dias, foi associado a um aumento de 5% nas
consultas por doenças respiratórias de crianças, dados tirados de uma
pesquisa feita na cidade de Curitiba (BAKONYI et al., 2004).
Tendo em vista o problema da poluição atmosférica nas grandes
cidades, deseja-se, por meio de uma solução fácil, prática e pouco dispendiosa
de custos e mão de obra, ajudar a reduzir este problema.
As construções ocupam grande parte das cidades e a maior área de
uma construção é sua superfície de cobrimento que fica em contato com a
atmosfera. Considera-se uma boa tática para ajudar o meio ambiente usar
estas áreas para despoluir o ar.
No Brasil, o costume de usar argamassa decorativa está crescendo.
Este trabalho busca mostrar que, quando são utilizadas argamassas com
substância fotocatalítica na superfície das construções, estas adquirem uma
função despoluidora, pois pelas atividades fotocatalíticas os gases tóxicos
serão eliminados da atmosfera.
A hipótese geral para deste trabalho é:
Criar superfícies despoluidoras do ar aplicando uma argamassa com substância fotocatalítica em base cimentícia.
12
Assim, a importância deste trabalho está no fato de poder contribuir na
tecnologia do uso de substância fotocatalítica em argamassas de fachada para
a remoção de SO2 do ar.
1.2 OBJETIVO
O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o desempenho do uso do TiO2
em argamassas na remoção de SO2 do ar.
Como objetivos específicos, podem ser citados:
• avaliar o desempenho do TiO2 na remoção de SO2 do ar e a influência
do seu teor na composição da argamassa;
• avaliar a interferência da exposição aos raios ultravioleta;
• verificar a interferência da relação água/cimento da argamassa nos
resultados.
1.3 JUSTIFICATIVA
1.3.1 Ambiental
O aumento da concentração de gases tóxicos no ar geram vários
problemas ambientais, tais como a chuva ácida que contamina rios, lagos e
solos com substâncias tóxicas e nocivas à saúde.
A acidez encontrada na água da chuva é originada pela oxidação de
gases provenientes da queima de combustíveis fósseis, como compostos de
enxofre, nitrogênio e carbono (COWLING, 1982). Os óxidos de nitrogênio
(NOx), por exemplo, contribuem na formação de oxidantes fotoquímicos e na
deposição de ácidos (KASTING e SINGH, 1986).
13
Vários estudos estão sendo feitos com superfícies fotocatalíticas e seus
resultados estão se mostrando muito bons, um exemplo é de que, ao executar
um calçamento com propriedades fotocatalíticas em uma estrada, este degrada
15% do NOx produzido pelos carros, isto significa um resultado mais eficiente
do que se fossem plantadas árvores nos dois bordos da pista (CHEN; LI,
2007).
O dióxido de enxofre (SO2), ao ser lançado na atmosfera com presença
do vapor d’água, hidrolisa, formando ácido sulfúrico (H2SO4), que apresenta pH
menor que 1 e por esse motivo é o aerossol ácido que mais irrita o trato
respiratório (BRAGA et al., 2012).
Quanto maior a permanência do dióxido de enxofre (SO2) e seus
derivados no ar, maior sua área de atuação devido a sua dispersão para
regiões distantes das fontes primárias (BRAGA et al., 2012).
Outros estudos sugerem que se todas as ruas, calçadas e superfícies de
construções fossem tratadas, a qualidade do ar melhoraria em 80% (CHEN; LI,
2007).
1.3.2 Social
Com o crescimento populacional e desenvolvimento industrial, a
demanda por energia aumentou. Uma das formas de se conseguir energia é
pela combustão de óleos fósseis, sendo essa uma grande geradora de
poluentes (FORNARO, 2006).
A poluição do ar foi identificada como um problema de saúde pública,
pela Organização Mundial da Saúde (OMS), que já está atingindo proporções
críticas (WHO, 1994). Em algumas áreas urbanas a concentração de poluentes
é tão alta ao ponto de provocar doenças como, deficiência pulmonar e
cardiovascular, efeitos neurocomportamentais e, até, aumento na mortalidade
(WHO, 1994; SALDIVA et al., 1995). Os mais afetados são, as crianças, idosos
e pessoas com doenças respiratórias (BRAGA et al., 2012).
14
1.3.3 Econômica
A alta concentração de poluentes gera o aumento de gastos na área da
saúde, com tratamentos médicos devido às doenças já citadas e na área de
despoluição e descontaminação de rios, lagos e solos. Como o objetivo deste
trabalho é diminuir a concentração de gases nocivos nas regiões onde a
técnica será aplicada, espera-se que estes gastos sejam reduzidos.
1.3.4 Tecnológica
Este trabalho trata do desenvolvimento de uma argamassa que poderá
ser utilizada na construção civil, ligado a proteção do meio ambiente, com
características únicas, sendo assim um avanço tecnológico na área de
materiais.
15
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A energia produzida pelo sol é, aproximadamente, igual a 5x1024 J por
ano, que é 10.000 vezes superior ao consumo de energia do mundo todo no
mesmo período. Como grande parte da terra está ocupada por construções,
utilizar materiais que reajam com essa energia para melhorar a qualidade do
meio ambiente se torna uma ótima maneira de reduzir a poluição e os
problemas causados por esta (DIAMANTI et al., 2008).
Os materiais que podem se encaixar nesta nova ideia são os de
atividade fotocatalítica, pois podem catalisar a mineração de agentes
poluentes, tanto os orgânicos como inorgânicos (DIAMANTI et al., 2008).
A eficiência da fotocatálise para a inativação de microrganismos,
principalmente em suspensão aquosa, já é confirmada por muitos estudos
(WUTKE et al., 2003), porém, com relação à eficiência em ambientes gasosos
não existem muitos trabalhos científicos realizados.
2.1 FOTOCATÁLISE
Em 1969, Fujishima e Honda começaram a estudar a hidrólise da água
em hidrogênio e oxigênio sem utilizar energia elétrica, apenas a solar em
combinação com o semicondutor dióxido de titânio. Com a publicação dos
resultados em 1972 começou a surgir estudos sobre a atividade catalítica do
dióxido de titânio (FUJISHIMA, 1972).
Atualmente, tem-se que a fotocatálise é um POA – processo oxidativo
avançado (NOGUEIRA, JARDIM, 1998) que permite o semicondutor neutralizar
partículas poluentes, como o SOx, NOx e VOC (benzeno, tolueno e xileno)
(BEELDENS, 2006), além de alcanos, cloroalifáticos, álcoois, ácidos
carboxílicos, fenóis, clorofenóis, herbicidas, surfactantes, corantes,
contaminantes orgânicos e compostos inorgânicos como HCN e H2S
(NOGUEIRA; JARDIM, 1998).
16
Além das classes de compostos orgânicos anteriormente citados, os
radicais hidroxilas gerados durante esse processo são capazes também de
reagir com a maioria das moléculas biológicas, resultando numa atividade
bactericida. O poder bactericida da fotocatálise foi comprovado na inativação
de microorganismos tais como Lactobacillus acidophilus, Sacharomyces
cerevisiae e Escherichia Coli (NOGUEIRA; JARDIM, 1998).
Entre as mais recentes aplicações da fotocatálise que vêm sendo
aprimoradas e já começam a ser industrializadas estão: a) desodorização de
ambientes pela utilização de filtros impregnados com TiO2, que sob iluminação
é capaz de degradar substâncias causadoras de mau odor; b) tintas
fotocatalíticas para revestimentos antibactericidas e autolimpantes, utilizados
especialmente em paredes de centros cirúrgicos; c) vidros e espelhos anti-
embaçantes, onde a característica super-hidrofílica do TiO2 quando iluminado
com luz U.V. é aproveitada. Neste caso, a água espalha rapidamente formando
um filme uniforme sobre a superfície ao invés de gotículas evitando o
embaçamento; d) vidros autolimpantes para iluminação de túneis, onde a
formação de filme de poeira oleosa na superfície dos holofotes pode ser
destruída por fotocatálise, mantendo assim o vidro sempre limpo (NOGUEIRA;
JARDIM, 1998).
Como se pode observar, a fotocatálise vem atraindo grande interesse
por ser sustentável em longo prazo. Por isso, já se conhece o funcionamento
desse processo. Na fotocatálise é formado um radical hidroxila (–OH) a partir
de moléculas de água em contato com a superfície do catalisador ativado pela
luz. O princípio básico da fotocatálise está intimamente ligado às
características do catalisador da estrutura cristalina do mesmo (QUADROS et
al., 2008).
O radical hidroxila é formado quando incide a luz solar, que possui alto
índice de UV-A, sobre o semicondutor, ocasionando uma excitação eletrônica.
Este índice de UV-A deve ser maior ou igual à energia de “band gap” para que
o elétron que está na banda de valência, vá para a banda de condução, como
pode ser observado na Figura 01. Isso leva à formação de pares elétron-lacuna
(e-BC + h+
BV) (Equação 1), que gera sítios oxidantes e redutores (Figura 02) que
podem catalisar reações químicas, isto é, oxida compostos orgânicos a CO2 e
17
H2O (Equação 2) e reduz metais dissolvidos (ZIOLLI; JARDIM, 1998;
NOGUEIRA; JARDIM, 1998).
Figura 1. Diferença entre os orbitais de compostos condutores, semicondutores e isolantes.
Fonte: SANTOS (2010)
Figura 2. Partícula de um semicondutor.
Fonte: NOGUEIRA (1998).
As lacunas fotogeradas (h+BV) têm potenciais suficientemente positivo
para gerar radicais hidroxilas (-OH) a partir de moléculas de água adsorvidas
18
na superfície do semicondutor (Equação 3) ou a partir de grupos –OH na
superfície do semicondutor (Equação 4).
Portanto, a eficiência da fotocatálise depende do processo de retirada do
elétron da superfície do semicondutor e do processo de recombinação do par
elétron-lacuna (Equação 5) (TAMBOSI, 2005).
TiO2 e-BC + h+
BV (Equação 1)
Composto orgânico + O2 CO2 + H2O + sais (Equação 2)
h+BV + H2Oads -OH + H+ (Equação 3)
h+BV + OH-
sup –OH (Equação 4)
TiO2 (e-BC + h+
BV) TiO2+calor (Equação 5)
A fotocatálise utiliza radicais livres de hidroxila para degradar os
compostos poluentes em espécies químicas inócuas (geralmente dióxido de
carbono, CO2, e água) (QUADROS et al., 2008). Uma grande variedade de
classes de compostos orgânicos tóxicos é passível de degradação por este
processo. Na maior parte, a fotodegradação leva à total oxidação dos
poluentes, gerando CO2, H2O e íons do heteroátomo presente (NOGUEIRA;
JARDIM, 1998).
Por exemplo, quando o composto poluente entra em contato com a
superfície do semicondutor, ocorre a oxidação pelo radical hidroxila. No caso
de compostos de NO, resulta NO2+ -OH (Equação 6) que combinado gera ácido
nítrico (HNO3), como mostrado na Equação 7 (CHEN; POON, 2009).
NO + HO20 NO2 + HO0 (Equação 6)
NO2 + HO0 HNO3 (Equação 7)
Outro exemplo de processo oxidativo avançado é a oxidação por H2O2,
radiação U.V., ozonização e a combinação destes (QUADROS et al., 2008).
TiO2+UV-A
h v
19
Como se pode observar, a fotocatálise é um processo de suma
importância que poderia ser mais utilizado se não fosse suas limitações. As
limitações destas técnicas de tratamento estão na faixa de comprimento de
onda da luz absorvida e no tamanho das moléculas poluentes a serem tratadas
(QUADROS, et al., 2008). Além disso, o espectro de absorção da amostra
pode afetar sensivelmente o rendimento do processo se esta absorve grande
parte da radiação U.V., dificultando a penetração de luz (NOGUEIRA; JARDIM,
1998).
Mas, mesmo com as limitações citadas, os processos oxidativos ativos
são utilizados para descontaminação em fase aquosa, com potencial de
aplicação à remediação de solos e águas contaminadas, bem como
desodorização de ambientes (NOGUEIRA; JARDIM, 1998).
Essas aplicações ambientais da fotocatálise são, normalmente, feitas
com o uso do TiO2 como elemento catalisador, cujo uso pode ser benéfico para
o tratamento de água e do ar, destacando-se a desinfecção e desodorização
de correntes de ar com baixas concentrações de poluentes, como em
ambientes de edifícios residenciais ou comerciais (QUADROS et al., 2008).
2.2 DIÓXIDO DE TITÂNIO
2.2.1 Titânio
O nome titânio tem origem da palavra grega titanes, que na mitologia
grega é um dos filhos de Gaia (terra) e Urano (Céu). Este elemento químico foi
descoberto em 1791, na Inglaterra, por Willian Justin Gregor, durante uma
experiência de tratamento de ilmenita (FeTiO3) com ácido sulfúrico (H2SO4) e
ácido clorídrico (HCl) concentrado. Porém, só recebeu sua denominação em
1794, quando o químico alemão Heimich Klaproth o determinou em uma
amostra de rutilo (TiO2) (LAROUSSE & NOVA CULTURAL, 1998).
20
Um dos procedimentos para a obtenção de titânio é o processo Kroll
(Figura 3). Este processo consiste na passagem de uma corrente de cloro no
minério aquecido em presença do carbono. O tetracloreto de titânio assim
obtido é então reduzido por magnésio fundido, a vácuo ou em atmosfera de
gás inerte. O titânio obtido se apresenta em forma de esponja e deve ser
refundido em forno elétrico (LAROUSSE & NOVA CULTURAL, 1998).
Figura 3. Esquema do Processo Kroll.
Fonte: Larousse & Nova Cultural (1998)
A produção de titânio é obtida com base em depósito primário ou
secundário. Nos depósito primário, o rutilo raramente é encontrado em
concentrações economicamente aproveitáveis. Os minerais de titânio ocorrem
associados aos minerais de ferro. Já nos depósitos secundários, também
chamados de depósitos de placers, que são localizados nas áreas de praias
onde o material quartzo é o mineral predominante, podem existir
simultaneamente os minerais ilmenita e rutilo (BALTAR et al., 2008).
Nos dois tipos de depósito, é predominante a ilmenita (Figura 4) do que
o rutilo. De acordo com o Anuário Mineral Brasileiro (DNPM, 2006), o Brasil
possui reservas medidas de 230,5 milhões de toneladas de ilmenita e 11,4
milhões de toneladas de rutilo, além de possuir a maior reserva mundial de
anatásio, com 419,2 milhões de toneladas.
21
Figura 4. Ilmenitas da Floresta-PE.
Fonte: BALTAR et al. (2008)
O titânio é um metal branco de alta densidade (4,5 g/cm³), alto ponto de
fusão (1670°C), estabilidade térmica, grande capacidade de dispersão,
excelente resistência à corrosão (semelhante à da platina), ótima característica
mecânica (semelhantes às do aço) e pouco reativo em temperatura ambiente.
Se aquecido, forma componente estáveis, dura e refratária (BALTAR et al.,
2008).
Essas características permitem o uso deste elemento em aplicações
industriais, como fabricação de turbinas para aviões supersônicos, próteses
dentárias e tubulações em água do mar. Também, é utilizado em indústrias
metalúrgicas, químicas, elétricas, cerâmicas, etc. (FROES, 1987). Mesmo
assim, o maior uso, cerca de 90% dos concentrados de minerais produzidos no
mundo, é na produção de dióxido de titânio (GONZÁLEZ-BARROS, BARCELO,
1997).
O titânio é o nono elemento mais abundante na Terra, geralmente
associado com oxigênio e ferro. Pode ser encontrado em rochas ígneas e
sedimentos derivados desta rocha. Os principais minerais constituídos por
titânio são: dióxido de titânio (TiO2), ilmenita (FeTiO3), perovskita (CaTiO3),
titanita (CaTiSiO5) (AMORIM NETO; ALMEIDA, 2009).
22
2.2.2 Obtenção, Característica e Aplicação do Dióxido de Titânio
O dióxido de titânio é um pigmento estável, com alta resistência à
mudança de cor, estabilidade térmica, excelente poder de cobertura e não
tóxico. Por estes motivos, é utilizado como pigmento branco, sensor de gás,
camada óptica, células solares, etc. Sendo as indústrias de tintas (57%), papel
(13%), borracha e tintas para impressão os maiores consumidores (BALTAR et
al., 2008).
Entre os semicondutores, o dióxido de titânio tem demonstrado ser, até o
momento, o semicondutor mais adequado para o processo fotocatalítico.
Processos que constituem, especialmente, despoluição de águas
contaminadas com micropoluentes orgânico, geração de gás hidrogênio e
sistemas anti-embaçantes e autolimpantes para espelhos (COSTA et al., 2006).
Além da despoluição de águas, o dióxido de titânio está sendo estudado,
com o patrocínio da NASA, para eliminar o gás etileno de locais para
armazenamento de frutas e vegetais (projeto Bio-Kes) e para eliminar
microrganismos patogênicos do ar, principalmente os utilizados para
bioterrorismo, como Anthrax (projeto AiroCide TiO2) (SANTOS, 2010).
Existem diversos compostos que, quando expostos ao dióxido de titânio,
se degradam. Pesticidas, dioxinas, alcóois, aldeídos, cetonas, ácidos
carboxílicos, éteres, aminas, tioéteres, mercaptanas quando reagem com o
dióxido de titânio geram formas não tóxicas (RODRÍGUEZ et al., 1996). Além
disso, o dióxido de titânio é um biocida, capaz de reagir com a maioria das
moléculas biológicas, inativando alguns microrganismos, como Lactobacillus
acidophilus, Sacharomyces cerevisiae e Escherichia Coli (NOGUEIRA,
JARDIM, 1998).
Os processos mais utilizados para obter este pigmento são a sulfatação
e a cloretação. Por sulfatação, a ilmenita (ou escória de titânio) reage com o
ácido sulfúrico (H2SO4) e resulta em sulfatos de titânio, ferroso e férrico. O
sulfato férrico é reduzido a sulfato ferroso, sendo este removido após o
resfriamento, por centrifugação. O sulfato de titânio é hidrolisado com soda
cáustica, formando hidróxido de titânio. Em seguida, é precipitado por hidrólise,
23
filtrado e calcinado, formando o dióxido de titânio denominado anatásio. A
desvantagem desse processo é que produz muito rejeito na forma de sulfato de
ferro. Cada tonelada de dióxido de titânio obtida gera 7 toneladas de resíduos,
enquanto por cloretação gera uma tonelada (FAIRBANKS, 2004).
Na cloretação, o rutilo (natural ou sintético) reage com o cloro quente,
produzindo o tetracloreto de titânio (TiCl4) volátil. Este é oxidado, com ar ou
oxigênio a 1.000°C, e forma o dióxido de titânio, que, em seguida, é calcinado,
para remoção de cloretos residuais. Uma tonelada de cloreto produz de 5 a 6
toneladas do pigmento. Por isso e pelo alto rendimento, menor poluição
ambiental e baixo custo se comparado com o processo de sulfatação, a
cloretação é utilizada em 60% dos processos de produção de dióxido de titânio.
(BALTAR et al., 2008)
O dióxido de titânio é um polimorfo, ou seja, existem diferentes arranjos
polimórficos dos cristais. Isso acontece quando, em algumas faixas de pressão
e temperatura, o elemento com composição química igual possui propriedades
diferentes. Entre as propriedades que diferem entre o mesmo elemento
químico, podem ser citadas: cor, temperatura de fusão, propriedades
mecânicas, propriedades fotocatalíticas, etc. (SANTOS, 2010)
São conhecidos três polimorfos do dióxido de titânio:
• Rutilo (tetragonal);
• Anatásio (tetragonal);
• Bruquita (ortorrômbica).
A fase bruquita é instável (SANTOS, 2010), logo, de baixo interesse.
Rutilo
O rutilo é inativo para fotodegradação de compostos orgânicos, ainda
não se sabe o motivo para isto. Imagina-se que a baixa capacidade de
adsorção de O2 em sua superfície seja um dos fatores (SANTOS, 2010).
24
Porém, é a forma mais estável termodinamicamente. Pode ser obtido a partir
da conversão do anatásio (DIEBOLD, 2004). A representação da sua estrutura
está apresentada na Figura 5.
Figura 5. Representação da Estrutura do Rutilo
Fonte: Santos (2010)
Anatásio
O anatásio é o polimorfo do dióxido de titânio que mais vem sendo
pesquisado. É um semicondutor que possui elevado poder oxidante, esse
material quando exposto a uma radiação ultravioleta, torna a superfície
oxidante e hidrofílica, esses efeitos agindo juntos podem despoluir o meio
ambiente e tornar a superfície auto limpante (MARANHÃO, 2009). A forma
anatásio é estável até 600°C durante o processo de calcinação, acima desta
temperatura, a anatásio se transforma irreversivelmente a rutilo. Isto não é
bom, para a finalidade de fotoatividade, já que a fase cristalina é a forma com
maior fotoatividade (DIEBOLD, 2004). A representação da sua estrutura está
apresentada na Figura 6.
25
Figura 6. Representação da Estrutura do Anatásio.
Fonte: SANTOS (2010).
O dióxido de titânio foi escolhido por ser uma substancia estável, ter, a
partir de sua atividade fotocatalítica, a capacidade de decompor substâncias
orgânicas (KAMITAKAHARA et al., 2011), não ser tóxico e ter um preço
acessível (DIAMANTI et al., 2008).
O uso de dióxido de titânio no substrato tem sido estudado por causa da
fotocatálise, onde reagentes são usados como catalisadores semicondutores
que fazem a fotorredução na degradação mediante a irradiação de raios
ultravioleta. O dióxido de titânio apresenta vantagens devido a sua não
toxidade e sua estabilidade química, além de adsorver a partícula durante a
degradação (MARANHÃO, 2009).
Para ativar a fotocatálise em uma partícula de TiO2 é necessária uma
fonte de energia entre 410 nm e 315 nm em comprimentos de onda, ou seja,
radiação UVA. Apenas 4% da região de espectro solar da superfície da terra
tem um comprimento de onda correspondendo a 280-400 nm, já, 45% da
energia total possui 400-700 nm, em comprimento de onda (TSENG; KUO,
2011).
Outro aspecto relacionado à fotocatálise ambiental é a disponibilidade do
dióxido de titânio, que está perto de ser um fotocatalisador ideal em vários
aspectos, por não ter um custo elevado, é altamente estável quimicamente,
além disso, os elétrons que são fotogerados são reduzidos o suficiente para
produzir superóxido em oxigênio molecular (FUJISHIMA et al., 2000).
26
2.3 USO DO DIÓXIDO DE TITÂNIO EM ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO
2.3.1 Argamassas para Revestimento
Argamassas são constituídas por fragmentos de rocha de dimensões
relativamente pequenas e um ligante. Os ligantes geralmente usados são
gesso, cal ou cimento, que são importantes para manter a forma do conjunto e
conferir solidez, pois preenchem os vazios existentes, proporcionando coesão
à mistura final (MARQUES, 2005).
Nos casos em que se necessita que a argamassa tenha características
especiais como retardamento ou a aceleração de pega, aumento da
trabalhabilidade, aumento da adesão, pode-se adicionar aditivos no momento
da sua fabricação (MARQUES, 2005).
Este material possui boa durabilidade, custos reduzidos quando
comparadas com outras tecnologias, é um material de fácil aplicação, possui
valor estético e é resistente ao fogo e ataques químicos, além de ser isolante
térmico e acústico (MARQUES, 2005).
Muitas propriedades das argamassas são consideradas positivas e
assim podem ter várias aplicações, podendo ser divididas amplamente em três
grupos: de alvenaria, de revestimento (estuque e reboco) e de suporte para
pavimentos (MARQUES, 2005).
Neste trabalho interessa ater-se às argamassas de revestimento, mais
especificamente argamassas de reboco. A função do reboco é desempenhar o
papel de uma superfície protetora, plana e regularizadora, podendo ter a
função decorativa quando receber um tratamento decorativo final (MARQUES,
2005).
Argamassas de reboco possuem variações quanto a sua resistência e
porosidade, sendo preferível às que possuem a capacidade de absorver e
libertar o vapor de água, a formação de poros, responsáveis pela porosidade
27
do material, normalmente é causada devido à hidratação do cimento e à
evaporação da água livre (MARQUES, 2005; MEHTA; MONTEIRO, 2008).
A porosidade é o volume de vazios na pasta de cimento endurecida e
está diretamente relacionada com a composição do material, o procedimento
de aplicação e o processo de cura adotado. A textura da superfície sobre a
qual é aplicada, também pode afetar essa característica. Os dados sobre a
porosidade são importantes para analisar as propriedades mecânicas do
material e sua vulnerabilidade a fenômenos que possam causar a deterioração
da estrutura (QUARCIONI et al., 2009; MEHTA; MONTEIRO, 2008).
Ter capacidade de retenção elevada, ou muito baixa, pode ser
considerada característica negativa em uma argamassa. Quando a capacidade
de retenção é elevada a presença permanente de água na estrutura pode
danificá-la, já, quando é muito baixa, pode ocorrer a absorção de água pelos
elementos que constituem a alvenaria (MARQUES, 2005).
Para garantir que todas as propriedades do reboco sejam aplicadas
estes são normalmente constituídos por várias camadas que têm função de
aderência suporte, regularização, proteção, acabamento e decoração. O ideal é
que a porosidade aumente do exterior para o interior, assegurando-se um bom
comportamento às deformações estruturais e a água (MARQUES, 2005).
A resistência mecânica está ligada à razão entre volume de sólidos e o
volume de vazios, pois quanto menor for esta razão menor será a resistência
(QUARCIONI et al., 2009).
2.3.2 Argamassas combinadas com TiO2
A incorporação de dióxido de titânio (TiO2) em argamassas de cimento
gera materiais com propriedades fotocatalíticas (TRICHÊS et al., 2011). Os
estudos sobre estes materiais focam-se na reação fotocatalítica e deixam de
lado as propriedades mecânicas e físicas. (AZEVEDO et al., 2012).
As condições ambientais interferem no desempenho das peças com
propriedades fotocatalíticas. As condições mais favoráveis são baixa umidade
28
relativa do ar, alta incidência de radiação e ventos de baixa velocidade
(TRICHÊS et al., 2011).
Quanto maiores forem os valores de radiação ultravioleta maiores são as
áreas de TiO2 ativas na superfície da peça, melhorando o desempenho na
degradação de poluentes, porém este aumento de degradação tende a um
limite determinado pela total ativação de TiO2 presentes na superfície da peça
(TRICHÊS et al., 2011).
Quando se tem uma alta umidade relativa do ar e a superfície da peça
atinge uma saturação, o poluente e a água competem pelo mesmo espaço,
gerando uma diminuição da atividade fotocatalítica (TRICHÊS et al., 2011).
2.3.3 Resultados para uso de fotocatálise em substratos porosos
As altas concentrações dos óxidos de nitrogênio e seus efeitos são
prejudiciais para a qualidade de vida. Os monitoramentos da qualidade do ar
nas grandes cidades demonstram que atualmente essas taxas estão
preocupantes. Desse modo, o uso da atividade fotocatalítica para diminuir a
poluição atmosférica das cidades com altas emissões de óxidos de nitrogênios
é um campo promissor. Neste sentido, vários estudos comprovam que a
concentração de óxidos de nitrogênio pode ser efetivamente reduzida a partir
de superfícies fotocatalíticas (MELO et al., 2010).
Por exemplo, ao executar um calçamento com propriedades
fotocatalíticas em uma estrada, este degrada 15% do NOx produzido pelos
carros, isto significa um resultado mais eficiente do que se fossem plantadas
árvores nos dois bordos da pista (CHEN; LI, 2007).
No estudo de MELO et al. (2010) foi observado que a adição de TiO2 em
pavers produz, junto com a incidência dos raios ultravioletas, a propriedade de
purificação do ar no pavimento, degradando os óxidos de nitrogênio (NOx). Os
resultados dos ensaios com as peças fotocatalíticas chegam a uma
degradação contínua de 50% do poluente. Com maiores teores de TiO2
incorporados nas peças, maior a eficiência da peça na degradação dos NOx.
29
Porém, o desgaste da superfície, a colmatação, impermeabilização por
óleos, impregnação de goma de mascar ou limpeza pouco eficiente pela ação
da chuva podem levar uma redução da eficiência fotocatalítica. Por este
motivo, seriam necessários estudos para avaliar a eficiência da tecnologia no
campo, as interferências das condições climáticas locais na fotocatálise,
durabilidade e resistências ao desgaste do revestimento de TiO2 em serviço.
(MELO et al., 2010).
Ensaios realizados por PEREIRA et al. (2010) consistem em corpos de
prova permeáveis de argamassas com dióxido de titânio que foram pintados
com caneta de tinta sintética para avaliar a remoção dessa tinta e,
consequentemente, a auto limpeza das argamassas. Concluiu-se que quanto
maior a quantidade de TiO2 mais o corpo de prova é permeável e que a
atividade fotocatalítica se desenvolve melhor quando o corpo de prova está no
plano vertical, exposto externamente e, quanto mais rugoso for o corpo de
prova maior é seu efeito fotocatalítico (PEREIRA et al., 2010).
MARANHÃO (2009) pesquisou, no âmbito dos materiais autolimpantes,
a resistência à adesão de agentes manchantes apolares e a capacidade de
limpeza espontânea, pela simples presença de radiação ultravioleta e água. O
tratamento superficial dos materiais de construção porosos e silicosos com um
hidrofugante à base de silicone e dióxido de titânio, se aplicados de maneira
sequencial, apresentaram resultado positivo. Além disso, este tratamento
superficial inibiu a proliferação de micro organismos em escala laboratorial
(MARANHÃO, 2009).
2.4 RESUMO
Para que a fotocatálise seja realizada faz-se necessária a presença ou
incidência de radiação UVA de fonte natural ou artificial, sobre a superfície do
TiO2 na sua forma anatásio. (WUTKE et al., 2003).
30
A argamassa, por ser um material poroso, com maior superfície de
contato, facilita a entrada da radiação para que reaja com o dióxido de titânio,
desta forma eliminando parte dos gases poluentes da atmosfera.
O dióxido de titânio é estável quimicamente e não tóxico, sendo assim
um material de fácil manuseio, ao ser misturado à argamassa a transforma em
um material fotocatalítico.
31
3 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL
Os ensaios foram realizados em um laboratório do LACTEC, situado nas
dependências da UFPR, no campus Centro Politécnico.
Este experimento consistiu em medir a eficiência da atividade
fotocatalítica do dióxido de titânio em despoluir o ar. Para isso foi medida a
concentração de um gás enquanto ocorria a atividade fotocatalítica.
3.1 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Para a realização dos ensaios, foram utilizados os seguintes materiais e
equipamentos:
• dióxido de titânio: Fornecido pela Evonik Industries AG. As informações
deste produto encontram-se no ANEXO A;
• tubo de PVC: comprimento de 135 cm e diâmetro de 10 cm;
• gás SO2: cedido pelo Lactec;
• equipamento medidor de concentração do gás, modelo APSA 360, da
marca Horiba;
• equipamentos reguladores de concentração e fluxo, Calibrador multi-
gás MGC101, gerador de ar zero Zag7001, ambos da marca Environnement
S.A.;
• lâmpada UVA, com 32W de potência e 122 cm de comprimento;
• cimento, CP II-Z (Cimento Portland Composto com Pozolana);
• acessórios.
32
3.2 PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA
Primeiramente, foram feitos os corpos de prova para serem usados no
experimento, que consistiram em uma argamassa de proporção 1:3 (cimento e
areia), a/c 0,4, usando areia passante na peneira de abertura 2,4mm (Figura 7),
que serviu como uma base.
A segunda camada consistiu em uma argamassa aplicada com uma
camada de aproximadamente 3mm, que se diferencia por utilizar uma areia
mais fina (areia passante na peneira de abertura 1,2mm) e um a/c diferente
para cada tipo de amostra, com adição de dióxido de titânio. A relação a/c
variou entre amostras conforme a concentração do dióxido de titânio, material
muito fino, para que fosse possível a mistura.
As misturas foram feitas em um recipiente, onde primeiramente foram
adicionados os materiais, depois a água e então foi realizada a mistura.
Figura 7. Argamassa base.
A argamassa utilizada na superfície pode ser chamada de argamassa
fotocatalítica. Foram feitos sete tipos de argamassa fotocatalíticas diferentes,
33
com diferentes porcentagens de TiO2, conforme apresentado na Tabela 1, para
todas as porcentagens de adição a consistência da argamassa foi de massa de
modelar, ou seja pouco fluida.
Também, foram feitas quatro amostras com argamassa comum, sem
adição de dióxido de titânio, para que fosse usada como parâmetro de
comparação.
Tabela 1. Argamassas com diferentes teores de TiO2.
Amostra %TiO2 a/c traçoI 0% 0,5 1:3J 5% 0,8 1:3L 10% 1,0 1:3M 20% 1,1 1:3N 50% 1,4 1:3O 70% 1,8 1:3P 90% 2,0 1:3
Para cada tipo de argamassa foram feitos 4 corpos de prova, para uma
melhor análise dos resultados (Figura 8).
Figura 8. Corpos de prova já com a argamassa fotocatalítica.
34
Após a confecção dos corpos de provas, estes tiveram primeiramente
uma cura de 24h cobertos com filme plástico no laboratório (Figura 9), depois
permaneceram por 7 dias na câmara úmida e, por fim, foram colocados em um
recipiente hermeticamente fechado contendo sílica gel, onde permaneceram
por 6 dias. Os corpos de prova foram ensaiados com duas semanas de idade.
Figura 9. Corpos de prova em cura, envolvidos com filme plástico.
3.3 DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE SO2
O gás utilizado nos ensaios foi o SO2, armazenado sob pressão (Figura
10). O gás foi transferido por uma mangueira aos equipamentos reguladores de
concentração e fluxo (Calibrador multi-gás MGC101, gerador de ar zero
Zag7001, da marca Environnement S.A.), onde foi misturado com ar da
atmosfera, para chegar a concentração ideal para o ensaio, de 1 ppm e fluxo
de 3000 cc. O gás foi então transferido deste equipamento por outra mangueira
até chegar à câmara de testes contendo o corpo de prova sob radiação UVA
(Figura 11).
Este foi um ensaio acelerado, pois o teor de SO2 analisado não acontece
normalmente em condições reais.
35
Figura 10. Gás SO2 armazenado sob pressão.
Figura 11. Equipamentos utilizados.
36
Dentro do tubo foi instalada uma lâmpada de radiação UVA. A mistura
de gás que chega por um lado do tubo percorre o mesmo e sai pelo outro lado,
para então passar pelo equipamento (Modelo APSA 360, da marca Horiba) que
mede a concentração do SO2 no ar, desta forma fica possível saber quanto do
gás foi reduzido pela fotocatálise.
Para melhor entendimento do ensaio, segue esquema na Figura 12.
Figura 12. . Esquema para melhor entendimento do ensaio.
As anotações da concentração de gás medida foram feitas em intervalos
de um minuto a partir do momento em que a concentração do gás se
estabilizava dentro da câmara de testes.
Assim que o gás estabilizou foi colocada a amostra para ensaio. Após,
esperou novamente estabilizar a concentração e, então, foram feitas cinco
anotações. Na sequência, foram feitas diversas leituras (35) ao longo do
intervalo de tempo em que a lâmpada de radiação UVA havia sido ligada e,
mesmo, após desligada (10 anotações). Ao todo foram realizadas 50 medidas.
37
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Como o gás estabiliza em diferentes concentrações para diferentes
amostras, não é possível analisar os resultados efetuando apenas a média
aritmética das concentrações. Foi calculada a diferença da concentração inicial
do gás e da concentração do gás no momento desejado. Depois, calculou-se o
quociente entre essa diferença e a concentração inicial do gás.
Para a avaliação dos resultados foi considerado apenas as amostras
que estavam dentro do intervalo da média do quociente citado acima ± desvio
padrão.
O primeiro ponto avaliado teve foco em definir qual a melhor
porcentagem para a aplicação desta substância e sua veracidade quanto à
despoluição do ar.
Este ponto foi avaliado através no gráfico da Figura 13, onde se pode
perceber que a amostra I (com 0% de adição de TiO2), nos primeiros minutos
em que ocorre a incidência de luz o gás teve um aumento em sua
concentração, formando um pico de concentração e com o passar do tempo
esta tendeu a diminuir.
Figura 13. Gráfico da variação do SO2 de acordo com concentração de TiO2 no período.
38
Com relação às outras amostras nota-se que elas realmente diminuíram
a concentração de SO2 quando ocorre a incidência da luz, ou seja, quando há
a atividade fotocatalítica. A Tabela 02 mostra a maior porcentagem de redução
da concentração do SO2 para cada amostra.
Amostra % de TiO2 da amostra
Maior redução da concentração do SO2
Instante da maior redução da
concentração do SO2
I 0% 0,23% Minuto 6
J 5% 43,03% Minuto 27
L 10% 49,79% Minuto 22
M 20% 27,07% Minuto 17
N 50% 28,54% Minuto 24
O 70% 47,61% Minuto 19
P 90% 31,76% Minuto 27
Tabela 2. Maior porcentagem de redução da concentração do SO2 para cada amostra
Interpretando os dados da Tabela 02 é possível verificar que as
amostras, exceto a de referência, tiveram a menor concentração de SO2
durante a incidência dos raios UVA. E que, mesmo com apenas 5% de dióxido
de titânio em sua composição, a argamassa da amostra J já degradou uma alta
porcentagem do gás SO2.
Outro ponto avaliado foi a interferência da exposição aos raios
ultravioleta nos tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos. Os raios UVA incidiam na
amostra após 5 minutos e a incidência cessava no minuto 45. Analisando a
Figura 14 percebeu-se que a maior diminuição, para estes tempos, ocorreu nos
minutos 15 e 35.
Além disso, notou-se que o único caso em que a concentração de SO2
foi menor no tempo de 5 minutos do que nos outros tempos foi para a amostra
com concentração de 0% de dióxido de titânio, mostrando que houve atividade
fotocatalítica e que não ocorreu apenas a influência dos raios UVA.
39
Figura 14. Gráfico da concentração de SO2 para as porcentagens de TiO2 nos tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos.
Devido ao fato que cada amostra apresentou uma relação a/c diferente,
fez-se necessário verificar a interferência da relação a/c da argamassa nos
resultados. Pela Figura 15 pode-se perceber como o gráfico tem variações
similares ao gráfico da Figura 14, pois quando aumenta a porcentagem de TiO2
na argamassa, também eleva a relação a/c. Essa exposição também está
mostrada nos tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos.
Figura 15. Gráfico da concentração de SO2 para as relações a/c nos tempos: 5, 15, 35 e 45 minutos.
40
CONCLUSÃO
O dióxido de titânio apresentou influência na diminuição dos gases SO2
do ar, a partir da fotocatálise, pois a amostra analisada com 0% de adição TiO2
não teve redução quando comparado o instante em que a lâmpada foi acessa e
quando ela foi apagada. Já as amostras com adição de TiO2 realmente
diminuíram a concentração de SO2 quando ocorreu incidência da radiação.
A diferença da concentração de TiO2 não se mostrou diretamente ligada
à quantidade de SO2 que foi eliminada, pois a amostra que mais diminuiu a
concentração do gás foi a P (com 90% de adição de TiO2) e a que menos
eliminou foi a M (com 20% de adição de TiO2) e não a J (com 5% de adição de
TiO2), que era a que continha menor quantidade de elemento fotocatalítico e,
mesmo assim, ficou com valores mais próximos da amostra P do que da
amostra M.
Dessa forma, percebeu-se que uma adição de apenas 5% de TiO2 já se
se mostra eficiente e utilizar mais do que essa porcentagem pode ser
considerado como desperdício.
O fato de se alterar a relação a/c quando se muda o teor de TiO2 pode
ter influenciado nos resultados, já que a relação a/c influi na distribuição e no
tamanho dos poros e a porosidade é uma característica importante para a
ocorrência do processo de fotocatálise.
41
TRABALHOS SUGERIDOS
No campo de argamassas cimentícias com adição de material
fotocatalítico existem mais temas que podem ser estudados, como por
exemplo:
• o uso de outros gases para verificar a atividade fotocatalítica, já que o
SO2 é menos estável do que outros, como o CO2, por exemplo;
• aumento do tempo dos ensaios, para verificar se existe um momento
em que a atividade fotocatalítica deixa de ocorrer;
• ensaios em câmaras menores, para menor instabilidade do gás;
• comparação da porosidade e atividade fotocatalítica.
42
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ANEXO A – INFORMAÇÃO DO PRODUTO TIO2 P 25
