Análise da eficiência de revestimentos anti-corrosão contendo adições de cinzas de carvão mineral

Resumo

Na geração de eletricidade a partir da combustão do carvão mineral, as usinas termoelétricas brasileiras produzem cinzas na ordem de três milhões de toneladas/ano. Somente na termoelétrica localizada na cidade de Candiota-RS, são produzidas anualmente cerca de 900 mil toneladas de cinzas. Assim, as cinzas tornam-se um problema para Empresas geradoras de energia elétrica. Cerca de 30% das cinzas atualmente produzidas é aproveitada na indústria cimenteira o restante é descartado. Deste modo, é importante que novas investigações sejam desenvolvidas no sentido de procurar novas aplicações para as cinzas, reduzindo, assim, os impactos ambientais. Neste estudo propõe-se a utilização de cinzas do carvão mineral como cargas incorporadas à resina alquídica aplicada como revestimento anti-corrosão, com a finalidade de melhorar a propriedade barreira conferida ao revestimento. Foram preparados revestimentos contendo 0, 5 e 10% em massa de cinzas, os quais foram aplicados sobre placas de aço AISI 304, pela técnica de dip-coating. Analisou-se a dispersão de tamanhos, por curvas de distribuição granulométrica por espalhamento de luz, e a morfologia das partículas por Microscopia Ótica (MO). A contagem de partículas nos filmes foi realizada com auxílio do software Image J. A caracterização dos revestimentos foi realizada por Difratometria de Raios-X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). O desempenho dos revestimentos foi avaliado pela exposição em atmosfera controlada. A análise da dispersão de tamanhos mostrou que as cinzas possuem um diâmetro médio de 28,81 m. Nos filmes contendo 5% e 10% em massa de cinzas foram contadas 2399 e 4929 partículas/m2, respectivamente. Na análise por DRX observou-se que houve uma mudança na cristalinidade do filme devido ao alargamento de picos e também foram detectados novos picos após a adição de cinzas indicando a presença de SiO2, CaCO3, caulinita e Fe2S. Na análise por FTIR não foram medidos novos picos após a adição de cinzas, porém observou-se um aumento na intensidade dos picos em 3300 e 2900 cm-1. A caulinita e a sílica são indicadas como principais causadores do aumento das bandas de absorção na região de 2900 cm-1. A banda em torno de 3300 cm-1 aumentou devido ao estiramento do grupamento hidroxila (OH-), livre na caulinita. Porém, também existe uma contribuição do grupamento OH- da água intersticial retida nos poros das partículas de cinzas. Para os ensaios em atmosfera controlada, observou-se que o revestimento sem cinzas, em 10 dias apresentou um processo corrosivo acelerado. Para o revestimento contendo 5% de cinzas, em 20 dias observou-se corrosão localizada e o revestimento contendo 10% de cinzas, mesmo após 30 dias não apresentou indícios de corrosão. Concluiu-se que as cinzas melhoram a resistência à corrosão das tintas, pois, quando incorporadas, dificultam a difusão da água e do oxigênio no filme polimérico melhorando a propriedade barreira.