PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Abstract
Currently, in a scenario of growing unsustainability regarding water resources, two main
aspects are becoming alarming: the increase in the frequency of climate disasters (such as
droughts and floods) and also the dangerous rise of watercourses contamination, which can
lead to higher freshwater costs and its own scarcity. In this context, the process of desalination
(distillation or reverse osmosis) has been one of the alternative solutions to obtain drinkable
water and it has been widely used in Middle East countries such as Turkey, Kuwait, Saudi
Arabia, among others. In this work, multilayer membranes with laminates of 4, 5 and 6 layers
of diatomite tape reinforced with nanometric calcium oxide were manufactured via tape
casting and consolidated via thermal route, thermopressing, calcination and sintering. The
starting powders were characterized via particle size and textural analysis (diatomite), X-ray
diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM-FEG) and
thermogravimetric analysis. After the consolidation of the membrane, the transformation of
amorphous silica into cristobalite via XRD was verified, the reduction of pore sizes, as well as
the consolidation of the membrane, presenting monolithic behavior causing the reduction of
the cross section via SEM, and bending tests were performed. made to investigate the
influence of pore size on the mechanical properties of the nanocomposites produced. The
results showed that the presence of calcium oxide promotes, the high sintering temperature
and a greater number of laminates promoted the reduction of the pore size. Also, the gradual
addition of layers increases bending resistance.Atualmente, em um cenário de crescente insustentabilidade dos recursos hídricos, dois
aspectos principais tornam-se alarmantes: o aumento da frequência de desastres climáticos
(como secas e inundações), como também o perigoso aumento da contaminação dos cursos
d'água, o que pode levar a maiores custos da água potável e sua própria escassez. Nesse
contexto, o processo de dessalinização (destilação ou osmose reversa) tem sido uma das
soluções alternativas para obtenção de água potável e vem sendo amplamente utilizado em
países do Oriente Médio como Turquia, Kuwait, Arábia Saudita, entre outros. Neste trabalho,
membranas, multicamadas com laminados de 4, 5 e 6 camadas de fita de diatomita reforçadas
com óxido de cálcio nanométrico foram fabricadas via tape casting e consolidadas via rota
térmica, termoprensagem, calcinação e sinterização. Os pós de partidas foram caracterizados
via particulometria e análise textural (diatomita), difração de raios-X (DRX), fluorescência de
Raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG) e análise
termogravimétrica. Após a consolidação da membrana via rota térmica, através da análise de
DRX comprovou-se a transformação de fase da sílica amorfa em cristobalita, a diminuição
dos tamanhos de poros, a consolidação da membrana e comportamento monolítico foram
obtidos através das imagens de MEV. Testes de flexão foram feitos para investigar a
influência do tamanho dos poros nas propriedades mecânicas dos nanocompósitos
produzidos. Os resultados mostraram que a presença de nanóxido de cálcio e a alta
temperatura de sinterização promoveram a redução do tamanho dos poros. Além disso, a
adição gradual de camadas aumenta a resistência à flexão
