DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA SEPARAÇÃO...

FUNDAO OSWALDO ARANHA CENTRO UNIVERSITRIO DE VOLTA REDONDA

PRO-REITORIA DE PESQUISA E PS-GRADUAO PROGRAMA DE MESTRADO PROFISSIONAL EM MATERIAIS

MONIQUE PACHECO DO AMARAL

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA SEPARAO DE

COMPONENTES ELETRNICOS E ELABORAO DE MATERIAIS

PARA RECICLAGEM

VOLTA REDONDA 2015

FUNDAO OSWALDO ARANHA CENTRO UNIVERSITRIO DE VOLTA REDONDA

PRO-REITORIA DE PESQUISA E PS-GRADUAO PROGRAMA DE MESTRADO PROFISSIONAL EM MATERIAIS

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA SEPARAO DE

COMPONENTES ELETRNICOS E ELABORAO DE MATERIAIS

PARA RECICLAGEM

Dissertao apresentada ao Mestrado Profissional em Materiais do Centro Universitrio de Volta Redonda - UniFOA, como requisito obrigatrio para obteno do ttulo de Mestre em Materiais, sob a orientao do prof. Dr. Roberto de Oliveira Magnago, na rea de concentrao de processamentos e caracterizao de materiais e linha de pesquisa de polmeros. Aluna: Monique Pacheco do Amaral Orientador: Prof. Dr. Roberto de Oliveira Magnago

VOLTA REDONDA 2015

FICHA CATALOGRFICA Bibliotecria: Alice Taco Wagner - CRB 7/RJ 4316

A485d Amaral, Monique Pacheco do. Desenvolvimento de um sistema para separao de componentes

eletrnicos e elaborao de materiais para reciclagem. / Monique Pacheco do Amaral. - Volta Redonda: UniFOA, 2015.

122 p. : Il

Orientador(a): Roberto de Oliveira Magnago Dissertao (Mestrado) UniFOA / Mestrado Profissional em

Materiais, 2015 1. Polmeros - dissertao. 2. Reciclagem. 3. Lixo eletrnico. I.

Magnago, Roberto de Oliveira. II. Centro Universitrio de Volta Redonda. III. Ttulo.

CDD 620.192

AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus por toda fora, sade e

oportunidade de realizar esse trabalho. Agradeo a minha famlia em especial ao

meu esposo Manasses. Agradeo aos Professores do MEMAT em

especial, ao professor Roberto, ao professor Claudinei e a professora Daniella pela ajuda, pacincia e compreenso e aos tcnicos de laboratrio Luciano e Dirceu.

RESUMO

O lixo mais um desafio ambiental enfrentado pela humanidade, o lixo eletrnico

tem grande contribuio a esse desafio. A explorao da indstria da informao

impulsiona o consumismo face ao constante avano da tecnologia. Assim, a vida til

dos equipamentos eletroeletrnicos est cada vez menor.

Mas o qu fazer com os equipamentos eletroeletrnicos obsoletos? Algumas

organizaes no governamentais coordenam projetos de incluso digital de

reaproveitamento desse tipo de rejeito, mas na prtica apenas adiam o problema

(OLIVEIRA, 2010).

Esse fato assume propores preocupantes, particularmente porque os pases

desenvolvidos, burlando os termos da Conveno de Basilia que regulamenta o

transporte de resduos, exportam lixo eletroeletrnico para pases da frica e da

sia. Nesses pases comum a queima de rejeitos eletroeletrnicos, essa ao

libera metais pesados como chumbo, cdmio e mercrio na atmosfera alm de

substncias txicas cancergenas como as dioxinas. No Brasil o primeiro passo

importante foi dado em 2010 com a lei de resduos slidos (12.3052010). Na prtica,

a maior parte dos rejeitos eletrnicos vai para lixes por falta de incentivo a

reciclagem. Assim na tentativa de minimizar a contaminao por placas de circuitos

e apresentar um destino para as mesmas, foi proposto este trabalho para retirada

dos componentes eletrnicos da placa de circuito impresso, pois os mesmos tm

uma composio muito heterognea. Essa retirada de componentes se realiza

atravs de uma mquina que foi projetada nos laboratrios da UniFOA e com o

auxilio da mesma instituio pde ser patenteada. Foram realizados estudos das

caractersticas qumicas das placas de circuito impresso atravs do microscpio

eletrnico de varredura e da espectroscopia de energia dispersiva. Houve tambm a

necessidade de se observar as caractersticas trmicas das placas que foi realizada

atravs da anlise termogravimtrica e da calorimetria diferencial de varredura. Para

a realizao dos ensaios com as placas, as mesmas foram modas e misturadas ao

polipropileno (PP). Foram realizados ensaios de flexo, impacto e trao ao

compsito, para anlise das caractersticas mecnicas e viabilidade de substituio

do PP puro. Atravs dos resultados apresentados pelos ensaios e testes observa-se

que em muitos casos o polipropileno puro pode ser substitudo pelo compsito de

polipropileno mais placa de circuito eletrnico.

Palavras-Chave: Lixo Eletrnico; Reciclagem; Polmeros.

ABSTRACT

The trash is another environmental challenge facing humanity, e-waste has great

contribution to this challenge. The exploitation of the information industry drives the

consumerism face the constant advancement of technology. So, the life of electronic

equipment is getting smaller.

But what to do with obsolete electronics equipment? Some non-governmental

organizations coordinate digital inclusion projects of reuse of this type of waste, but in

practice only postpone the problem (OLIVEIRA, 2010).

This fact causes concern, particularly since developed countries, circumventing the

terms of the Basel Convention which regulates the transport of waste, electronics

waste export to countries in Africa and Asia. In these countries it is common to burn

electronic waste, this action releases heavy metals like lead, cadmium and mercury

into the atmosphere as well as carcinogenic toxic substances such as dioxins. In

Brazil the first important step was taken in 2010 with the law of solid waste (12,305 /

2010). In practice, most of the electronic waste goes to landfills for lack of incentive

for recycling. Thus in order to minimize contamination circuit boards and provide an

outlet for the same, this work was proposed for the removal of the electronic

components of the printed circuit board, since they have a very heterogeneous

composition. This removal of components is done through a machine that was

designed in the UniFOA laboratories and with the help of the same institution could

be patented. Studies of the chemical characteristics of printed circuit boards through

the scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy were

performed. There was also the need to observe the thermal characteristics of the

boards were carried out by thermogravimetric analysis and differential scanning

calorimetry. For the tests with the plates, they were ground and mixed with

polypropylene (PP). Bending tests were performed, and tensile impact the composite

for analysis of mechanical characteristics and viability of pure PP replacement. From

the results presented by the trials and tests it is observed that in many cases the

pure polypropylene can be replaced by polypropylene composite more electronic

circuit board.

Keywords: Recycling, Electronic waste, Polymers

SUMRIO

1. INTRODUO ................................................................................................................... 15

2. OBJETIVO .......................................................................................................................... 17

3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................................. 17

4. REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................................................ 17

4.1. Mdia da vida til dos equipamentos eletrnicos ..................................................... 17

4.2. Quantidade de placas no Brasil e no mundo ............................................................. 18

4.3. Placa de circuito impresso (PCI) e seus componentes ........................................... 22

4.4. Componentes ................................................................................................................. 29

4.4.1. Circuito integrado e semicondutores em geral ...................................................... 29

4.4.2. Capacitores .................................................................................................................. 30

4.4.3. Indutores e transformadores ..................................................................................... 31

4.4.4.Transformadores .......................................................................................................... 32

4.4.5. Resistores .................................................................................................................... 32

4.4.6. Dissipadores ................................................................................................................ 33

4.4.7. Estanho - Solda ........................................................................................................... 34

4.5. Processos j utilizados para reciclagem .................................................................... 35

5. EQUIPAMENTO PARA RETIRADA DOS COMPONENTES ..................................... 39

5.1. Dimenses e estruturado prottipo ............................................................................. 40

5.2. Soprador de ar ............................................................................................................... 46

5.3. Pisto .............................................................................................................................. 46

5.4. Compressor de ar .......................................................................................................... 46

5.5. Navalha ............................................................................................................................ 46

5.6. Tempo de processamento ............................................................................................ 47

6. MATERIAIS E MTODOS ............................................................................................... 48

6.1. Materiais - Placas ......................................................................................................... 48

6.2. Materiais - Polipropileno (PP) Matriz Polimrica ................................................... 50

6.2.1. Aplicaes do Polipropileno ..................................................................................... 51

6.3. MTODOS ..................................................................................................................... 54

6.4. ENSAIOS ......................................................................................................................... 58

6.4.1. Ensaio de Flexo ........................................................................................................ 58

6.4.2. Ensaio de Impacto ...................................................................................................... 60

6.4.3. Ensaio de Trao ....................................................................................................... 62

6.4.4. Microscopia Eletrnica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia

dispersiva (EDS ou EDX). .................................................................................................... 66

6.4.5. Anlise Trmica Simultnea ..................................................................................... 68

7. RESULTADOS E DISCUSSES ................................................................................... 71

7.1. Resultados do equipamento para retirada de componentes .................................. 71

7.2. Resultados dos ensaios ................................................................................................ 71

7.2.1. Resultado - Ensaio de Flexo ................................................................................... 71

7.2.2. Resultado - Ensaio de Impacto ................................................................................ 73

7.2.3. Resultado - Ensaio de Trao .................................................................................. 74

7.2.4. Resultado MEV e EDS ........................................................................................... 75

7.2.4.1. MEV e EDS da amostra 1 ..................................................................................... 75





7.2.5. Resultado - Anlise Trmica Simultnea ................................................................ 91

8. CONCLUSO .................................................................................................................... 96

REFERNCIAS ...................................................................................................................... 98

Apndice ............................................................................................................................... 103

Documentos da Patente ..................................................................................................... 103

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Recicladoras no Brasil ...................................................................................... 19

Figura 2 - Insero de eletroeletrnico no mercado ...................................................... 19

Figura 3 - Estimativa de gerao de rejeito de eletroeletrnico no Brasil .................. 20

Figura 4 - Rotas do lixo Eletrnico .................................................................................... 21

Figura 5 - Campons reciclando placas .......................................................................... 21

Figura 6 - Elementos contidos uma placa de circuito impresso. ................................. 22

Figura 7 - Placa simples ..................................................................................................... 23

Figura 8 - Placa dupla ......................................................................................................... 23

Figura 9 - Placa multi camadas ......................................................................................... 23

Figura 10 - Furo metalizado ................................................................................................. 24

Figura 11 - Vias ...................................................................................................................... 25

Figura 12 - Placa com os componentes montados .......................................................... 25

Figura 13 - Placa de fenolite ................................................................................................ 26

Figura 14 - Placa de epxi com fibra de vidro ................................................................... 27

Figura 15 - Composio da fibra de vidro .......................................................................... 28

Figura 16 - Componentes com solda tradicional .............................................................. 28

Figura 17 - PCI de celular com componentes SMD ......................................................... 29

Figura 18 - Exemplos de semicondutores ......................................................................... 30

Figura 19 - Tipos de capacitores ......................................................................................... 31

Figura 20 - Indutores ............................................................................................................. 31

Figura 21 - Transformador ................................................................................................... 32

Figura 22 - Resistores ........................................................................................................... 33

Figura 23 - Dissipadores ....................................................................................................... 33

Figura 24 - Rolo de estanho para solda eletrnica .......................................................... 34

Figura 25 - Ferro de solda eletrnica ................................................................................. 34

Figura 26 - Fluxograma resumido do processo de reciclagem de equipamentos

eletrnicos ............................................................................................................................... 37

Figura 27 - Fluxograma completo do processo de reciclagem de equipamentos

eletrnicos completo ............................................................................................................. 38

Figura 28 - Diagrama de fase Estanho/ chumbo .............................................................. 39

Figura 29 - Prottipo 1 mostrando o plano inclinado ....................................................... 40

Figura 30 - Mquina com dimenses bsicas ................................................................... 41

Figura 31 - Vista em perspectiva do equipamento sem o soprador. ............................. 41

Figura 32 - Vista superior do equipamento sem o soprador........................................... 42

Figura 33 - Vista lateral do equipamento sem o soprador. ............................................. 42

Figura 34 - Vista em perspectiva parcial do equipamento, com nfase para a

navalha, a placa de circuito posicionada para a raspagem e o soprador. ................... 43

Figura 35 - Vista superior do equipamento com o soprador, com a navalha, pisto

pneumtico e a placa posicionada para raspagem. ......................................................... 43

Figura 36 - Vista em perspectiva parcial do equipamento com nfase para o

soprador, navalha e pisto pneumtico. ............................................................................ 44

Figura 37 - Vista em perspectiva parcial do equipamento mostrando a placa

posicionada para a remoo dos componentes. .............................................................. 44

Figura 38 - Vista em perspectiva parcial do equipamento mostrando a navalha em

avano para raspar os componentes eletrnicos da placa. ........................................... 44

Figura 39 - Fluxograma do processo- Observar a legenda das figuras. ...................... 45

Figura 40 - Pisto ................................................................................................................... 46

Figura 41 - Navalha ............................................................................................................... 46

Figura 42 - Placas nova sem componentes - a) com cobre - b) sem cobre ................ 49

Figura 43 - Placa usada sem componentes com trilha de cobre ................................... 49

Figura 44 - Placa com componentes .................................................................................. 49

Figura 45 - Polipropileno ....................................................................................................... 50

Figura 46 - Bubble Deck ....................................................................................................... 51

Figura 47 - Pack Less ........................................................................................................... 52

Figura 48 - Grama Sinttica ................................................................................................. 52

Figura 49 - a - Aplicao do polipropileno em automveis parte externa ;

b - Aplicao do polipropileno em automveis parte interna .......................................... 53

Figura 50 - Fluxograma (corpos de prova) ........................................................................ 54

Figura 51 - Moinho Granulador ........................................................................................... 55

Figura 52 - Placas fragmentadas ........................................................................................ 55

Figura 53 - Moinho ................................................................................................................. 56

Figura 54 - Equipamento de Mistura .................................................................................. 57

Figura 55 - Amostras fundidas e fragmentadas ................................................................ 57

Figura 56 - Injetora ................................................................................................................ 58

Figura 57 - Equipamento de ensaio de impacto ............................................................... 61

Figura 58 - Ensaio de impacto foco na amostra ............................................................ 61

Figura 59 - Amostras do ensaio de impacto ...................................................................... 62

Figura 60 - Amostras para o ensaio de trao .................................................................. 64

Figura 61 - Corpo de prova segunda a Norma ASTM ..................................................... 64

Figura 62 - Ensaio de trao ................................................................................................ 64

Figura 63 - Inicio do ensaio de trao ................................................................................ 65

Figura 64 - Fim do ensaio de trao ................................................................................... 65

Figura 65 - MEV UniFOA ...................................................................................................... 66

Figura 66 - Amostras recobertas com ouro ....................................................................... 67

Figura 67 - EDS UFF ......................................................................................................... 68

Figura 68 - Anlise do grfico de DSC ............................................................................... 69

Figura 69 - Analisador Trmico ........................................................................................... 70

Figura 70 - Placa separada de seus componentes .......................................................... 71

Figura 71 - Resistncia a Flexo ......................................................................................... 72

Figura 72 - Mdulo de Elasticidade (Ensaio de Flexo) .................................................. 73

Figura 73 - Resistncia ao Impacto (Ensaio de Impacto) ............................................... 74

Figura 74 - Mdulo de Elasticidade (Ensaio de Trao) ................................................. 75

Figura 75 - Amostra 1 - MEV para EDS ............................................................................. 76

Figura 76 - EDS -Amostra 1 ................................................................................................. 76

Figura 77 - MEV da Amostra 1 (Tabela 2) ......................................................................... 77

Figura 78 - Amostra 2 - MEV para EDS ............................................................................. 78

Figura 79 - EDS- Amostra 2 ................................................................................................. 78

Figura 80 - MEV da Amostra 2 ............................................................................................ 79

Figura 81 - MEV e EDS da amostra 3 com fibras ............................................................ 80

Figura 82 - MEV e EDS da amostra 3com solda .............................................................. 81

Figura 83 - MEV e EDS da amostra 3com cobre ............................................................. 81


Figura 85 - MEV e EDS da amostra 4 com carbono ........................................................ 83

Figura 86 - MEV e EDS da amostra 4 com cobre ............................................................ 83


Figura 88 - MEV e EDS da amostra 5 com fibra .............................................................. 85

Figura 89 - MEV e EDS da amostra 5 com solda ............................................................. 86


Figura 91 - MEV e EDS da amostra 6 e anlise de uma regio ................................... 88

Figura 92 - MEV e EDS da amostra 6 com chumbo ........................................................ 88

Figura 93 - MEV e EDS da amostra 6 com silcio ............................................................ 89

Figura 94 - MEV e EDS da amostra 6 com fibra .............................................................. 89


Figura 96 - Anlise trmica da amostra 1 .......................................................................... 92




Figura 100 - Anlise trmica da amostra 5 ........................................................................ 93

Figura 101 - Anlise trmica da amostra 6 ........................................................................ 94

Figura 102 - TGA de todas as amostras ............................................................................ 95

Figura 103 - Termograma de alguns materiais polimricos comuns ............................ 95

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Componentes de uma PCI ................................................................................ 16

Tabela 2 - Placas utilizadas ................................................................................................. 48

Tabela 3 - Polipropileno ........................................................................................................ 50

Tabela 4 - Dados obtidos dos ensaios de flexo.............................................................. 72

Tabela 5 - Ensaio de Impacto ............................................................................................. 73

Tabela 6 - Ensaio de Trao ................................................................................................ 74

Tabela 7 - Anlise geral dos ensaios mecnicos. ........................................................... 75

Tabela 8 - DSC ..................................................................................................................... 91

LISTA DE EQUAES

Equao 1 - Momento Fletor ............................................................................................... 59

Equao 2 - Momento de Inrcia ........................................................................................ 59

Equao 3 - Mdulo de resistncia ..................................................................................... 59

Equao 4 - Tenso de flexo. ............................................................................................ 59

Equao 5 - Flexo mxima ................................................................................................ 60

Equao 6 - Mdulo de elasticidade ................................................................................... 60



LISTA DE ABREVIATURAS

Abinee Associao Brasileira da Indstria Eltrica e Eletrnica

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ASTM American Society for Testing and Materials

CRT Tubo de Raios Catdicos

DRX Difrao de raios X

DSC Calorimetria diferencial de varredura

EEE Equipamentos Eltricos e Eletrnicos

FR- 4 Laminado de fibra de vidro e resina epxi

FR-2 Laminado de papel e resina fenlica

GPa Giga pascal

MEV Microscopia Eletrnica de Varredura

MPa Mega pascal

N Newton

NBR Norma Brasileira

ONU Organizao das Naes Unidas

PCI Placa de circuito impresso

PCs Computadores pessoais

PC Policarbonato

PVC Policloreto de vinila

REEE Resduos de equipamentos eltricos e eletrnicos

TGA Anlise Termogravimtrica

15

1. INTRODUO

O relatrio ONU, de 2010, diz que a gerao de lixo eletrnico cresce a

uma taxa de aproximadamente 40 milhes de toneladas por ano em todo o mundo.

E a maior parte desses resduos tem condies de ser reutilizada ou de ser

reciclada, mas o destino acaba sendo os aterros sanitrios e lixes.

Os materiais eletrnicos, como placas de computador e monitores CRT, no soltam os contaminantes quando esto em um ambiente fechado. Mas em aterros a temperatura mais alta e o contato com a chuva, que pode ser cida principalmente nas grandes cidades, faz com que os metais pesados sejam liberados diretamente no solo. Esse processo tambm pode contaminar as guas de lenis freticos, dependendo da regio do aterro ou lixo. Em um computador, 68% do produto feito com ferro, enquanto 31% da composio de um notebook plstico. No geral, 98% de um computador reciclvel. Mas na prtica esse nmero se reduz para cerca de 80%. A mistura de componentes plsticos e metlicos com os metais pesados torna difcil a separao. (CERRI, 2013, n.p.)

Considerando apenas a PCI pode-se observar a Tabela 1 algumas

composies:

A PCI contm alguns metais pesados que causam dados a sade

humana e grandes prejuzos ao meio ambiente.

O mercrio, metal que deteriora o sistema nervoso, causa perturbaes

motoras e sensitivas, tremores e demncia, est presente em televisores de tubo,

monitores, pilhas e baterias, lmpadas (VEIT, 2010).

O berlio material componente de celulares e computadores e causa

cncer de pulmo (SPITZCOVSKY, 2009).

O chumbo, que compe celulares, monitores, televisores e

computadores, causa alteraes genticas, ataca o sistema nervoso, a medula

ssea e os rins, alm de causar cncer. O cdmio, presente nos mesmos aparelhos

que o chumbo, causa cncer de pulmo e de prstata, anemia e osteoporose

(FERREIRA, 2009).

16

Tabela 1 - Componentes de uma PCI.

Alguns componentes de uma PCI

Metais 28%

Quantidades Mdias

Cu 14%

Fe 6%

Ni 2%

Zn 2%

Sn 2%

Ag 0,3%

Au 0,04%

Pd 0,02%

Plsticos 19%

Bromo 4%

Materiais

Cermicos, vidro 49%

Fonte: VEIT, 2010.

Todos os equipamentos que possuem bateria, placa eletrnica e cabos

eltricos possuem algum material contaminante, lembrando que esse tipo de

material acumulativo, quanto mais contato se tem com ele, pior para a sade.

A lei de resduos slidos brasileira LEI N 12.305, sancionada em 2010,

prev que o lixo eletrnico no poder ser descartado em aterros e lixes a partir de

2014. Os fabricantes sero os responsveis por dar o destino correto aos materiais

que eles mesmos produzirem.

17

2. OBJETIVO

O objetivo do trabalho desenvolver um sistema que separe os

componentes eletrnicos da placa de circuito impresso e reciclar as placas de

circuitos impressos de equipamentos eletroeletrnicos descartados.

3. JUSTIFICATIVA

Observando o grande potencial de obteno de componentes nobres, os

problemas causados pelo descarte inadequado, leis mais rigorosas quanto ao

descarte e a quantidade de lixo eletrnico produzido foi proposto o trabalho de

reciclagem de placas de circuitos impressos.

4. REVISO BIBLIOGRFICA

4.1. Mdia da vida til dos equipamentos eletrnicos

Uma estratgia de mercado que surgiu na dcada de 1920, aps a crise

de 1929 a obsolescncia programada. Este fenmeno industrial fazia com que as

empresas desenvolvessem produtos com uma vida til mais curta apenas para

garantir o consumo constante de novos itens, aquecendo, assim, a economia, que

vivia maus momentos.

No documentrio The Light Bulb Conspiracy (A conspirao da lmpada,

em portugus), a cineasta Cosima Dannoritzer mostra que, apesar das fabricantes

negarem, a indstria tem prticas para determinar a validade de seus produtos e

isso acontece, especialmente, na indstria da tecnologia (KHON, 2013). (traduo

nossa)

Um dos casos apontados no vdeo o da primeira gerao do iPod, que

teve problemas na bateria oito meses depois da compra. O consumidor em questo

procurou a Apple, que sugeriu: [...] vale mais a pena comprar um iPod novo". O

caso se tornou uma ao coletiva, que deu aos clientes uma substituio das

http://www.youtube.com/watch?v=I5DCwN28y8o

18

baterias e a extenso da garantia. Ao ser questionada sobre o fato, a empresa

alegou que a vida til dos produtos varia muito com o seu uso.

Outro caso apresentado no documentrio revela que um rapaz procurou a

assistncia tcnica para restaurar sua impressora a jato de tinta da Epson e os

tcnicos disseram que no havia conserto. Indignado, o consumidor procurou mais

sobre o assunto na web e descobriu uma teoria que ronda fruns: segundo os

usurios, existe um chip que determina a durao do produto. Quando a impressora

atinge um nmero de pginas impressas, ela trava e no volta mais a funcionar.

4.2. Quantidade de placas no Brasil e no mundo

Nosso pas hoje o 5 maior mercado mundial de Internet e de telefonia

celular. Chegam-se a mais de 190 milhes de aparelhos celulares habilitados e a

mais de 50 milhes de pessoas com acesso Internet em setembro de 2010. Por

outro lado, o mercado brasileiro de informtica cresce a uma taxa de 20 a 25% ao

ano, superior mdia mundial (CHADE, 2009).

Em 2008, foram geradas 149,2 mil toneladas de lixo eletroeletrnico no

Brasil. Cerca de 90% vo parar em terrenos baldios, lixes e outros destinos

inadequados. Estima-se que cerca de um milho de computadores sejam

descartados no pas por ano (SPITZCOVSKY, 2009).

No Brasil, no h uma regulamentao especfica para o lixo eletroe-

letrnico em nvel federal. Contudo, a Lei 12305/2010 (Poltica Nacional de Resduos

Slidos), sancionada pelo Presidente da Repblica, prev nos artigos 30 a 36

(Captulo III, Seo II) a responsabilidade compartilhada de fabricantes,

importadores, distribuidores e vendedores na logstica reversa para os seguintes

produtos ps-consumo: agrotxicos, pilhas, baterias, pneus, leos lubrificantes,

lmpadas e produtos eletroeletrnicos. Mas essa iniciativa ainda pequena, a

Figura 1 mostra o nmero de recicladoras no Brasil.

19

Figura 1- Recicladoras no Brasil Fonte: INVENTTA, 2012.

Analisando a Figura 2 pode-se observar que aconteceu uma grande

insero de eletroeletrnicos no mercado brasileiro entre 2007 e os dias atuais. Os

equipamentos que foram inseridos no incio de 2007 j esto se tornando obsoletos,

esse fato vem para confirmar a grande preocupao com a reciclagem e a logstica

reversa.

Figura 2- Insero de eletroeletrnico no mercado Fonte: INVENTTA, 2012.

A Figura 3 mostra uma previso da quantidade de rejeitos eletrnicos at

2020. A legenda indica que os equipamentos de pequeno porte como pequeno e

os eletroeletrnicos de grande porte como grande.

20

Essa previso mostra que uma ao deve ser tomada de imediato a

gerao de rejeitos ter um salto por volta de 2016.

Figura 3 - Estimativa de gerao de rejeito de eletroeletrnico no Brasil Fonte: INVENTTA, 2012.

Os grandes viles do descarte eletrnico so os Estados Unidos,

acompanhados de Reino Unido, Japo, Coria do Sul e Austrlia. Esses pases

aproveitam-se da alta tecnologia que possuem e realizam uma rotatividade maior de

seus equipamentos eletrnicos (MOREIRA, 2013).

Para se livrarem do lixo eletrnico, os pases desenvolvidos vendem o lixo

como material usado que est funcionando por um preo muito baixo (praticamente

pelo preo do transporte). Quando esse material chega ao pas de destino observa-

se que apenas uma pequena parcela est realmente funcionando e todo o resto

lixo. A Figura 4 mostra as principais rotas de lixo eletrnico.

21

Figura 4 - Rotas do lixo Eletrnico Fonte: INVENTTA, 2012

A cidade Chinesa de Guiyu vem atraindo camponeses para efetuar o

rduo e trabalho de separar os componentes eletrnicos que podem e no podem mais ser utilizados. Geralmente, os trabalhadores recebem muito pouco por um dia de 16 horas de trabalho. O solo contaminado e a gua no potvel em toda a cidade. A imensa quantidade de metal e de gs carbnico so os responsveis por isso. As pessoas que vo cidade tambm sentem uma estranha dor de cabea e um gosto metlico na boca. (MACIEL, 2011, p.3)

Figura 5 - Campons reciclando placas Fonte: RICARDO, 2013.

Ao redor do mundo, vrias medidas tm sido tomadas para tentar, pelo

menos, controlar o problema do lixo eletrnico. Pases norte-americanos e europeus

esboam legislaes especficas para tratar deste tema, o que j um passo

importante. Contudo, tendo em vista que o foco das leis so as indstrias e

22

empresas que comercializam eletrnicos, ainda tem-se que caminhar muito na

direo da conscientizao da populao sobre o assunto.

4.3. Placa de circuito impresso (PCI) e seus componentes

O circuito impresso consiste de uma placa de fenolite, fibra de vidro, fibra

de polister, filme de polister, filmes especficos base de diversos polmeros, etc,

que possuem a superfcie coberta numa ou nas duas faces (placa sanduche) por

fina pelcula de cobre, prata, ou ligas base de ouro, nquel entre outras, nas quais

so desenhadas pistas condutoras que representam o circuito onde sero fixados os

componentes eletrnicos. A Figura 6 mostra os componentes qumicos que pode

conter uma placa de circuito impresso (com seus componentes eletrnicos).

Figura 6 - Elementos contidos uma placa de circuito impresso. Fonte: OLIVEIRA, 2010.

As primeiras placas produzidas, utilizavam somente uma folha de cobre

para interligar todos os componentes eletrnicos de um circuito como mostrado na

Figura 7. Com o aumento da complexidade dos circuitos eletrnicos foi necessrio o

aumento para duas camadas de cobre, uma em cada lado do substrato (ou

dieltrico), como mostrado na Figura 8.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fenolitehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Poli%C3%A9sterhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Filme_PET_%28poli%C3%A9ster%29http://pt.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pratahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ourohttp://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade

23

Figura 7- Placa simples Fonte: EMBARCADOS, 2014.

Figura 8 - Placa dupla Fonte: EMBARCADOS, 2014.

As placas de circuito impresso podem ser classificadas em funo do

nmero de camadas condutoras que possuem. Se possuem somente uma camada

condutora, so denominadas de face simples, se possuem vrias camadas de

planos condutores so denominadas de mltiplas camadas, como na Figura 9 onde

esto representados somente os planos condutores, entre estes se encontra o

dieltrico. Esse dieltrico pode ser de fenolite, ou epxi e fibra de vidro.

Figura 9 - Placa multi camadas Fonte: EMBARCADOS, 2014.

24

O surgimento dos circuitos integrados com larga escala de integrao,

utilizando arranjo de terminais em forma de grade, tornou necessria a utilizao de

placas de vrias camadas, que so construdas a partir de placas de duas camadas,

placas de cobre e substratos. A superposio destes elementos permite a

construo de arranjos de mltiplas camadas. Este arranjo apresenta material

condutor externo, que exposto, geralmente denominado lado dos componentes e

lado de solda, na Figura 10 esto representadas as camadas, superior, inferior e

interna. As camadas internas (de cobre) so aquelas dentro do arranjo, dependendo

da funcionalidade, estas camadas so denominadas de sinal, GND e alimentao.

As camadas reservadas para alimentao e GND apresentam potencial

fixo (corrente contnua que alimenta os dispositivos), assim elas se comportam como

planos de referncia para as trilhas de sinal (que esto em outras camadas). Estas

camadas so planos de cobre contnuos, por toda a placa, ou reas de cobre sobre

uma regio especfica da placa, denominada rea preenchida. Para que exista

continuidade entre as vrias camadas, necessrio que estes caminhos sejam

interligados atravs do substrato, e isto feito atravs de furos de passagem que

so metalizados internamente. Estes furos metalizados so denominados vias de

passagem ou simplesmente vias.

Figura 10-Furo metalizado Fonte: MOREIRA, 2007.

Em placas de maior complexidade, estas vias podem ser de vrios tipos,

e so classificadas como:

placas de via passante (a via atravessa completamente a placa

interligando todas as camadas de cobre);

25

placas de via cega ( a via comea de uma lado e termina em uma

camada interna);

placas de via interna ( a via comea e termina em camadas internas,

no visvel externamente).

A Figura 11 mostra os tipos de vias:

Figura 11 - Vias

Fonte: EMBARCADOS, 2014.

A placa de circuito impresso (PCI) j montada (com os componentes

eletrnicos) tem uma composio muito heterognea (Figura 12). composta de

uma maneira geral de plsticos, cermicos, metais comuns e metais preciosos. Toda

essa mistura torna sua reciclagem bastante difcil, mas em compensao, a

presena de metais comuns e metais preciosos a torna uma matria prima

interessante.

Figura 12 - Placa com os componentes montados

Fonte: A AUTORA, 2014.

As placas de fenolite consistem numa mistura de resina fenlica (nome

genrico de um grupo de matrias plsticas que se obtm por condensao de

26

fenis com aldedos) com papel picado ou serragem de madeira (carga),

apresentando cor castanha clara ou escura Figura 13, dependendo do tipo de carga

utilizada. A mistura moldada e prensada.

Figura 13 - Placa de fenolite


O principal problema que este tipo de chapa apresenta para o circuito

impresso o fato de a carga ser base de celulose e pode absorver umidade, o que

alm de prejudicar as suas caractersticas isolantes, facilita o seu empenamento.

Essas placas ainda so utilizadas por hobbistas e pequenos fabricantes. Para

resolver os problemas apresentados pela fenolite, foram desenvolvidas as placas

conhecidas como fibra de vidro, na verdade estas placas so feitas com resina epxi

e apenas tm internamente uma fina camada de fibras de vidro. Se por um lado, o

uso da resina epxi (Figura 14) permite que as placas de fibra de vidro sejam

resistentes a umidade, por outro so extremamente difceis de ser cortadas e

furadas.

A dureza do epxi semelhante do granito, fazendo com que sejam

necessrias ferramentas especiais para fazer o corte e a furao das placas de

circuito impresso de fibra de vidro Figura 14. Estas placas so tambm cerca de

30% mais caras do que as de fenolite (MOREIRA, 2007).

Apesar disso, devido sua excelente capacidade isolante, a grande

maioria das placas de circuito impresso de equipamentos eletrnicos so fabricadas

com placas de fibra de vidro.

27

Figura 14 - Placa de epxi com fibra de vidro Fonte: A AUTORA, 2014.

Segundo a norma NBR 8188/83, [...] as matrizes para circuito impresso

em fenolite so referenciadas como FR-2 e as de fibra de vidro como FR-4 (ABNT,

1983)

Para aplicaes em que utilizam frequncias muito elevadas, tanto a

fenolite como a fibra de vidro pode apresentar problemas de polarizao dieltrica.

Como alternativa existem matrizes para circuitos impressos onde o material isolante

utilizado o politetrafluoroetileno (PTFE), um material mais conhecido pelo nome

comercial de Teflon (DuPontTM). So placas muito caras e geralmente usadas em

circuitos que utilizam frequncias muito elevadas.

Outro material alternativo o polister, que permite fabricar circuitos

impressos flexveis usados em alguns equipamentos portteis. Nos vrios tipos de

matrizes usadas nas placas de circuito impresso FR-4 que tem esta denominao

devido caracterstica de baixa flamabilidade (Flame Resistant 4), FR-2, e outros

so sempre adicionados retardadores de chama (SPITZCOVSKY,2009).

A fibra de vidro um compsito filamentoso de finssimos fios de vidro,

agregados atravs de resinas, silicones e outros compostos solveis em solventes

orgnicos. A fibra de vidro obtida industrialmente atravs do vidro ainda em

estado lquido, ou seja, momento em que a slica (areia), est derretida sob uma

temperatura de 1600C. Esse lquido submetido ao resfriamento sob alta

velocidade, onde o controle cintico e trmico favorece a obteno de fios em

tamanhos e dimetro desejados atravs da passagem do lquido por finssimos e

regulveis orifcios de platina.

A composio da fibra de vidro mostrada na Figura 15.

http://www.infoescola.com/materiais/vidro/http://www.infoescola.com/quimica/fibra-de-vidro/

28

Figura 15 - Composio da fibra de vidro Fonte: CEBRACE, 2010.

O tratamento de uma placa de circuito impresso muito complicado, vrias tecnologias tm sido desenvolvidas ou aprimoradas para a reciclagem deste componente. Os processos para reciclagem de uma placa podem ser mecnicos, qumicos ou trmicos. Os principais processos so os mecnicos (cominuio, classificao e separao), pirometalrgicos, hidrometalrgicos, eletrometalrgcos e biometalrgicos. Dentre os tratamentos possveis, o tratamento mecnico o menos agressivo ao meio ambiente e aos seres humanos por gerar menos resduos contaminantes. (OLIVEIRA, 2010 p.245)

O setor de montagem de componentes pelo processo de Dispositivos de

Montagem Superficial (SMD) que so componentes que utilizam a Tecnologia de

Montagem Superficial (SMT) tem evoludo muito nos ltimos anos, no sentido de

acompanhar a evoluo dos encapsulamentos, cada vez menores e com mais

terminais. A utilizao de componentes convencionais tem diminuindo rapidamente.

A colocao dos componentes SMD sobre a placa realizada por mquinas

totalmente automatizadas. As Figuras 16 e 17 mostram a diferena entre uma placa

com componentes de tecnologia SMD e outra sem essa tecnologia.

(a) (b)

Figura 16 - Componentes com solda tradicional Legenda. (a) Lado dos componentes;(b) Lado da solda


29

Figura 17 - PCI de celular com componentes SMD

Fonte: REIS, 2013.

4.4. Componentes

Os principais componentes de placas de circuitos eletrnicos so:

circuito integrado e semicondutores em geral

capacitores;

indutores e transformadores;

resistores;

dissipadores.

4.4.1. Circuito integrado e semicondutores em geral

Os semicondutores so formados basicamente por Silcio ou Germnio.

Dentre estes o Silcio o mais utilizado. Os componentes so produzidos atravs da

dopagem dos semicondutores com outros compostos qumicos arseneto de glio,

nitreto de glio, sulfeto de cdmio, arseneto de ndio etc. A Figura 18 mostra os

vrios tipos de componentes eletrnicos que podem ser construdos com

semicondutores dentre eles destacam-se os CIs , transistores e diodos.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Arseneto_de_g%C3%A1liohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Nitreto_de_g%C3%A1liohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Sulfeto_de_c%C3%A1dmiohttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Arseneto_de_%C3%ADndio&action=edit&redlink=1

30

Figura 18 - Exemplos de semicondutores Fonte: STURARO, 2013.

4.4.2. Capacitores

O Capacitor um componente constitudo por dois condutores separados

por um isolante: os condutores so chamados armaduras (ou placas) do capacitor e

o isolante o dieltrico do capacitor. O dieltrico pode ser um isolante qualquer

como o vidro, a parafina, o papel e muitas vezes o prprio ar. Geralmente eles

recebem o nome de acordo com o material de seu dieltrico. A Figura 19 apresenta

os principais tipos de capacitores:

capacitores de mica;

capacitores de papel;

capacitores stiroflex;

capacitores de polipropileno;

capacitores de polyester;

capacitores de policarbonato;

capacitores cermicos;

capacitores eletrolticos;

capacitores de tntalo.

31

Figura 19 - Tipos de capacitores Fonte: STURARO, 2013.

4.4.3. Indutores e transformadores

Um indutor que mostrado na Figura 20 um dispositivo eltrico que

armazena energia na forma de campo magntico. O indutor pode ser utilizado em

circuitos como um filtro.

Tambm costumam ser chamados de bobina, choke ou reator.

Figura 20 - Indutores Fonte: ELETRODEX, 2013.

Um indutor geralmente construdo como uma bobina de material

condutor, por exemplo, fio de cobre. Um ncleo de material ferromagntico aumenta

a indutncia concentrando as linhas de fora de campo magntico que fluem pelo

interior das espiras.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9tricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bobinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Chokehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Reatorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bobinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

32

4.4.4. Transformadores

Um transformador ou trafo (Figura 21) um dispositivo destinado a

transmitir energia eltrica ou potncia eltrica de um circuito a outro, transformando

tenses, correntes e ou de modificar os valores das impedncias eltricas de um

circuito eltrico.

Um transformador formado basicamente de:

Enrolamento - O enrolamento de um transformador formado de vrias

bobinas que em geral so feitas de cobre e recebem uma camada de verniz sinttico

como isolante.

Ncleo - esse em geral feito de um material ferro-magntico o

responsvel por transferir a corrente induzida no enrolamento primrio para o

enrolamento secundrio.

Figura 21 - Transformador Fonte: A AUTORA, 2014.

4.4.5. Resistores

Resistores (Figura 22) so componentes eletrnicos que tem por

finalidade oferecer uma oposio passagem de corrente eltrica, atravs de seu

material. A essa oposio damos o nome de resistncia eltrica. Os resistores

podem ser fixos ou variveis. Os resistores podem ser construdos por cermica ou

carbono. O elemento de resistncia do resistor de composio cermica uma

mistura de argila e alumina.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%AAnciahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Imped%C3%A2ncia_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9tricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Magnetismohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica

33

Figura 22 - Resistores

Fonte: ELETRODEX, 2013. 4.4.6. Dissipadores

Figura 23 - Dissipadores Fonte: ALUMINUM, 2013.

Um dissipador trmico (Figura 23), mais conhecido por dissipador de

calor, um objeto de metal geralmente feito de cobre ou alumnio, que, pelo

fenmeno da conduo trmica, busca maximizar, via presena de uma maior rea

por onde um fluxo trmico possa ocorrer, a taxa de dissipao trmica, ou seja, de

calor, entre qualquer superfcie com a qual esteja em contato trmico e o ambiente

externo. Dissipadores trmicos tm por objetivo garantir a integridade de

equipamentos que podem se danificar caso a expressiva quantidade de energia

trmica gerada durante seus funcionamentos no seja deles removida e dissipada

em tempo hbil.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Metalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Condu%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81reahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fluxo_%28f%C3%ADsica%29http://pt.wikipedia.org/wiki/Tempohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Contato_t%C3%A9rmico

34

4.4.7. Estanho - Solda

As ligas de estanho mais comuns so o bronze (estanho e cobre) e a

solda (estanho e chumbo).

A solda uma liga interessante na eltrica e eletrnica, usada para a

unio da placa de circuito impresso e os terminais dos componentes e/ou fios. As

soldas so classificadas como macias ou duras, dependendo dos seus pontos de

fuso e resistncia mecnica. As soldas macias, como as usadas em eletrnica, so

ligas de estanho e chumbo, algumas vezes com adio de bismuto. A solda para

eletrnica tambm conhecida apenas como solda 60/40, devido a sua composio

de liga ser 60% de estanho e 40% de chumbo. A Figura 24 mostra um rolo de

estanho para solda eletrnica.

Figura 24 - Rolo de estanho para solda eletrnica Fonte: ELETRODEX, 2013.

Essa composio d solda uma boa conduo eltrica e um ponto de

fuso no muito alto, evitando o superaquecimento de componentes no momento da

soldagem. Esta solda manufaturada na forma de um fio malevel de colorao

prateada. Dentro do fio h um ncleo de resina.

O processo de solda consiste em aquecer os componentes a serem

soldados e a placa onde sero soldados, com um equipamento denominado ferro de

solda mostrado na Figura 25.

Figura 25 - Ferro de solda eletrnica

Fonte: ELETRODEX, 2013.

35

Esse processo realizado quando deseja-se soldar os componentes

manualmente. As PCI so fabricadas com uma mquina automtica que solda os

componentes em suas posies nas placas.

4.5. Processos j utilizados para reciclagem

O processamento mecnico pode ser considerado um pr-tratamento,

com o objetivo de separar previamente metais, materiais polimricos e cermicos.

As tcnicas que compem o processo so: cominuio, classificao e

separao.

A Cominuio um processo mecnico onde se reduz o tamanho do

objeto atravs de impacto, atrito e compresso. Aps esse processo existe a

necessidade de uma fragmentao para reduzir as partculas. Seguida da etapa de

fragmentao realizada a etapa de separao que pode ser: separao

gravimtrica, magntica e eletrosttica (OLIVEIRA, 2010).

A separao gravimtrica baseia-se na diferena de densidade,

utilizando-se de um meio fluido, gua ou ar, para realizar a separao. A tcnica

apresenta bons resultados com baixo custo.

A separao magntica baseia-se nos diferentes graus de atrao

exercidos por um campo magntico sobre os vrios compostos metlicos. Quando

submetidos a um campo magntico, os metais podem ser divididos em trs grupos:

ferromagnticos (forte atrao), paramagnticos (mdia e fraca atrao) e

diamagnticos (nenhuma atrao). Com a tcnica possvel separar uma frao

magntica (por exemplo, ferro e nquel) e uma frao no magntica. A frao no

magntica encaminhada para um separador eletrosttico.

No mtodo de separao eletrosttica a propriedade determinante a

condutividade eltrica, os materiais so classificados em condutores e no

condutores de corrente eltrica. Quando partculas de polaridade diferentes so

colocadas em um campo eltrico, seguem trajetrias diferentes de movimento e

podem ser capturadas separadamente.

Em geral, o processo de reciclagem do lixo eletroeletrnico inicia-se com

a coleta e/ou recebimento do material obsoleto. Aps, os equipamentos passam por

uma triagem que ir definir se pode ser reutilizado ou no, aqueles em condies de

uso so encaminhados para reutilizao. Essa parte geralmente feita com

36

computadores que aps passarem por uma manuteno posteriormente so

encaminhados a projetos sociais e de incluso digital.

Os equipamentos que no so reutilizveis devem ser desmontados e os

componentes so separados (plsticos, metais, placas de circuito impresso, etc.) e

descaracterizados. O volume reduzido por triturao e/ou compactao (para

minimizar os custos de transporte) e, por fim, cada material encaminhado para a

adequada reciclagem.

A reciclagem pode ocorrer diretamente nos centros que realizam a

separao, se possurem estrutura para tal atividade, ou em recicladoras

especializadas (por exemplo, recicladoras de plstico). A Figura 26 mostra o

caminho que o equipamento eletrnico reciclado percorre.

Observando a Figura 26 nota-se que as placas geralmente no se

encaixam em nenhum centro de coleta seletiva. Objetivando assim um melhor

aproveitamento desse material foi desenvolvido um equipamento que separa a placa

de circuito impresso de seus componentes. Os componentes devem ser

encaminhados para uma nova triagem, pois muitos componentes podem ser

reutilizados (exemplos capacitores e transformadores). J a placa deve ser lixada

para a retirada do cobre e outros componentes qumicos (sobras de solda estanhada

e anti chamas) e passa tambm por uma triagem onde se distingue o tipo de

material que composto e o tipo de construo de circuito (se a placa simples ou

dupla placa sanduche), podendo ser encaminhada para consumidores de

produtos especficos (por exemplo o fenolite ou fibra de vidro).

O fluxograma da Figura 26 com esse novo encaminhamento mostrado

na Figura 27.

37

Figura 26 - Fluxograma resumido do processo de reciclagem de equipamentos eletrnicos


38

Figura 27 - Fluxograma completo do processo de reciclagem de equipamentos eletrnicos completo


39

5. EQUIPAMENTO PARA RETIRADA DOS COMPONENTES

As placas de circuito impressos apresentam maior dificuldade para

reciclagem, pois apresentam uma gama muito grande de elementos qumicos em

um pequeno espao (VEIT, 2005).

Para minimizar esse problema, foi desenvolvido um equipamento que

separa os componentes eletrnicos da placa que os suporta. Como analisado no

Captulo 4 item 4.3, a placa de circuitos impresso tem composio conhecida,

mesmo com as trilhas de cobre que conduzem a eletricidade entre os componentes

eletrnicos.

Para retirar os componentes eletrnicos precisa-se aquecer a solda que

liga o componente eletrnico placa. Esse aquecimento foi estudado atravs do

diagrama de fase da liga estanho/chumbo Figura 28.

Figura 28 - Diagrama de fase Estanho/ chumbo Fonte: MECATRNICA FCIL, 2001.

A liga mais comum utilizada na solda para componentes eletrnicos tem

em sua composio de 40% de chumbo e 60% de estanho, com essa composio

verifica-se que a temperatura ideal para a retirada dos componentes de

aproximadamente 360C, pois a temperatura em que a liga est passando do

estado slido para o lquido. Poderia ser utilizada uma temperatura mais alta, mas

seriam apresentados outros problemas, por exemplo: queima de componentes,

queima da placa e gasto desnecessrio com energia.

40

O equipamento composto por uma estrutura de um plano inclinado onde

a placa apoiada como mostrado na Figura 29. Um soprador de ar quente que foi

ajustado para trabalhar com temperatura aproximada de 360C direciona o ar sobre

a placa, fazendo a solda passar do estado slido para o estado lquido.

Uma navalha posicionada acima da placa de modo a raspar os

componentes eletrnicos. Esse movimento de raspagem realizado pela navalha

que est acoplada a um pisto pneumtico com controle de fluxo de ar. Esse

controle se deve ao fato do movimento do pisto ser muito rpido podendo danificar

a placa e os componentes. Assim, esse controle faz a navalha se movimentar

lentamente para a retirada dos componentes.

Figura 29 - Prottipo 1 mostrando o plano inclinado Fonte: A AUTORA, 2014.

5.1. Dimenses e estrutura do prottipo

A Figura 30 mostra a dimenso bsica da mquina.

A mquina ser, mostrada em seus detalhes construtivos e operacionais,

sendo que, para melhor entendimento, referncias sero feitas as Figuras, nas quais

esto representadas. Aps a Figura 38 apresenta-se uma legenda para melhor

entendimento do prottipo.

41

(a) (b)

Figura 30 - Mquina com dimenses bsicas

Legenda: (a) dimenses do plano inclinado; (b) dimenses da estrutura Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 31 - Vista em perspectiva do equipamento sem o soprador. Fonte: A autora, 2014.

42

Figura 32 - Vista superior do equipamento sem o soprador. Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 33 - Vista lateral do equipamento sem o soprador. Fonte: A AUTORA, 2014.

43

Figura 34 - Vista em perspectiva parcial do equipamento, com nfase para a navalha, a placa de circuito posicionada para a raspagem e o soprador.


Figura 35 - Vista superior do equipamento com o soprador, com a navalha, pisto pneumtico e a placa posicionada para raspagem.


44

:

Figura 36 - Vista em perspectiva parcial do equipamento com nfase para o soprador, navalha e pisto pneumtico.


Figura 37 - Vista em perspectiva parcial do equipamento mostrando a placa posicionada para a remoo dos componentes.


Figura 38 - Vista em perspectiva parcial do equipamento mostrando a navalha em avano para raspar os componentes eletrnicos da placa.


45

Legenda das Figuras 31 a 39.

Estrutura metlica (1)

Plano inclinado (2),

Placa de circuito impresso (P)

Placa com os componentes (C1)

Chapa transversal (3)

Guias laterais paralelas (3B),

Soprador de ar quente (4)

Suporte transversal elevado (5)

Navalha (5B)

Pisto pneumtico (6)

Base estrutural metlica (7)

Mancais metlicos chapas (9)

Apoios (10)

Compressor (11)

Figura 39 - Fluxograma do processo- Observar a legenda das figuras. Fonte: A AUTORA, 2014.

46

5.2. Soprador de ar

O Soprador de ar quente que foi utilizado da marca MXT com

temperatura ajustvel de 50C a 650C e 110V com potncia de 300W a 1800W. Foi

ajustado para trabalhar com 360C.

5.3. Pisto

O Pisto (Figura 40) utilizado da marca Schrader Bellows com um

dimetro de 2 polegadas e um cursor de 100 mm.

Figura 40 - Pisto Fonte: A AUTORA, 2014.

5.4. Compressor de ar

O Compressor utilizado da marca SCHULZAIR PLUS com indicador de

presso. A presso de funcionamento fica em torno de 100 psi e 300 psi

dependendo do tipo de componente eletrnico que est sendo retirado. Com o motor

de 10HP.

5.5. Navalha

Navalha linear de ao carbono, com um ngulo de ataque de 30.

Figura 41 - Navalha Fonte: A AUTORA, 2014.

47

5.6. Tempo de processamento

O tempo de processamento depende do tamanho da placa a ser

processada. Uma placa de celular (considerada placa de tamanho pequeno) leva

cerca de 5 minutos para ser processada. J a placa me de um computador

(considerada placa de tamanho grande) leva cerca de 10 a 20 minutos para o

processamento, pois deve-se analisar os componentes contido na mesma. Em uma

placa com muitos componentes com furos passantes (slots) ou componentes com

muitos terminais (processadores), necessitar de mais tempo de processamento.

48

6. MATERIAIS E MTODOS

6.1. Materiais - Placas

Nesse trabalho foram utilizadas placas de circuitos usadas e novas, com

e sem componentes para comparao conforme Tabela 2:

Tabela 2 - Placas utilizadas

Amostra Tipo de placa reforada Quantidade de

PP (% m/m)

Quantidade de

reforo (% m/m)

PP

1

---

Nova sem componentes sem cobre

100

95

---

5

2 Usada sem componentes sem cobre 95 5

3 Usada sem componentes com trilha de

cobre 95 5

4 Nova sem componentes com cobre 95 5

5 Usada sem componentes com trilha de

cobre (com problema) 95 5

6 Usada com componentes 95 5

Fonte: A AUTORA, 2014. Observaes:

1 - Placa nova, sem componentes e sem cobre - placa nova onde o cobre foi retirado

por meio de processo qumico.

2 - Placa usada, sem componentes e sem cobre - os componentes foram retirados e

o cobre foi retirado por meio de lixamento.

3 - Placa usada, sem componentes e com trilha de cobre os componentes foram

retirados e foram mantidas as trilhas de cobre.

4 - Placa nova, sem componentes e com cobre - placa nova onde o cobre foi

mantido.

5 Placa usada, sem componentes e com trilha de cobre (com problema) - *essa

placa foi exposta a um calor excessivo, ocasionando a dano de algumas regies.

6 Placa usada e com componentes.

49

Figura 42 - Placas nova sem componentes - a) com cobre - b) sem cobre Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 43 - Placa usada sem componentes com trilha de cobre Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 44- Placa com componentes Fonte: A AUTORA, 2014.

50

6.2. Materiais - Polipropileno (PP) Matriz Polimrica

O material escolhido como matriz para o trabalho foi o polipropileno (PP),

devido a algumas caractersticas observadas: baixo custo, facilidade de

processamento e reciclagem, boa resistncia qumica, bom isolante trmico, fcil

colorao, fcil moldagem.

Atualmente existe uma tendncia de se produzir produtos fim com

polmeros termoplsticos e no com polmeros termorrgidos se possvel.

A principal diferena entre estes dois tipos polmeros est no comportamento caracterstico quando aquecidos, isto , os termoplsticos so polmeros capazes de serem moldados vrias vezes, devido s suas caractersticas de se tornarem fluidos sob ao da temperatura e depois se solidificarem quando h um decrscimo de temperatura. Por outro lado, os termorrgidos no se tornam fluidos devido presena de ligaes cruzadas entre as cadeias macromoleculares. (MULINARI, 2009)

Tabela 3 - Polipropileno

Propriedades fsicas do Polipropileno

Massa especfica 0,905 (g.cm-3

)

Mdulo de Flexo 1200(MPa)

Resistncia ao Impacto Izod 25(J. m-1

)

Fonte: BRASKEN, 2014.

O polipropileno obtido pela polimerizao do propeno (propileno):

Figura 45 - Polipropileno Fonte: PORTAL SO FRANCISCO, 2011.

O polipropileno (PP) um polmero termoplstico, com densidade em

torno de 0,90 g/cm, ndice de refrao= 1,49, Tg (temperatura de transio vtrea) =

4-12C e Tm (temperatura de fuso) = 165-175C. A alta cristalinidade do PP, entre

60 e 70%, lhe confere elevada resistncia mecnica, rigidez e dureza (BRASKEN,

2014).

O PP foi desenvolvido em 1957 pela Montecatini em Milo, com base nos estudos do Professor G. Natta e nos catalisadores desenvolvidos por Ziegler (organo metlicos) sendo, introduzido no mercado por volta de 1959.

51

O propeno ou propileno uma olefina que, sob presso atmosfrica, passa do estado gasoso a -48C. Pode ser obtido atravs da pirlise de hidrocarbonetos mais pesados (naftas) ou, ainda, da recuperao dos gases de refinaria. (BRASKEN, 2014)

Sua sigla PP e, para efeitos de reciclagem, seu smbolo :

Fonte: ROTULAGEM AMBIENTAL, 2013.

6.2.1. Aplicaes do Polipropileno

O PP utilizado para produzir objetos moldados, fibras para roupas,

cordas, tapetes, material isolante, bandejas, embalagens, prateleiras e pra-choques

de automveis, dentre outros.

O Bubble Deck (Figura 46) foi desenvolvido para a construo civil. Sua

aplicao na fabricao de lajes mais leves, diminuindo o uso de concreto e o

peso da estrutura.

Figura 46 - Bubble Deck Fonte: PACKLESS, 2013.

O Pack Less (Figura 47) um pallet de polipropileno. Ele substitui o pallet

de madeira utilizado em transporte de cargas.

52

Figura 47 - Pack Less Fonte: PACKLESS, 2013.

A conhecida grama sinttica (Figura 48) tambm feita de polipropileno.

Figura 48 - Grama Sinttica

Fonte: JRCC, 2014.

Na indstria automobilstica existe um vasta aplicao para o

polipropileno como mostram as Figuras 49 a e 49 b.

53

(a)

(b)

Figura 49 - a - Aplicao do polipropileno em automveis parte externa ; b - Aplicao do polipropileno em automveis parte interna

Fonte: PETRY, 2011.

54

6.3. MTODOS

O Fluxograma da Figura 50 mostra resumidamente os procedimentos

utilizados para a obteno dos corpos de prova para os ensaios.

Figura 50 - Fluxograma (corpos de prova) Fonte: A AUTORA, 2014.

As placas foram pr trituradas no equipamento moinho granulador do

fabricante Plastimax no Laboratrio de Ensaios Mecnicos do Centro Universitrio

de Volta Redonda UniFOA para reduo da granulometria. Como pode-se observar

nas Figuras 51 e 52.

55

Figura 51- Moinho Granulador Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 52 - Placas fragmentadas Fonte: A AUTORA, 2014.

A granulometria das amostras foi verificada atravs do peneiramento, 40

gramas da amostra foram peneiradas com peneiras de 2 mm, 850 m e 475 m.

47,5% da amostra no passou da peneira de 2 mm, 11,25% da amostra no passou

da peneira de 850 m e 39,25% da amostra no passou da peneira de 475 m.

Aps serem pr trituradas pode-se constatar na Figura 52 que as

partculas no tm dimenses uniformes e ainda esto muito grandes e que

algumas amostras apresentam uma composio distinta, sendo necessrio ento

56

reduzir ainda mais o tamanho das partculas. Essa reduo foi realizada no

equipamento moinho MA48 do fabricante Marcom.

Figura 53 Moinho Fonte: A autora, 2014.

A granulometria das amostras aps a segunda reduo tambm foi

verificada atravs do peneiramento, 10 gramas da amostra foram peneiradas com

peneiras de 600 m, 425 m e 75 m. 19% da amostra no passou da peneira de

600 m, 59% da amostra no passou da peneira de 425 m e 21% da amostra no

passou da peneira de 75m.

As amostras de menor granulometria (praticamente em forma de p)

foram misturadas ao polipropileno na proporo de 47,5g (95%) de polipropileno e

2,5g (5%) de amostra conforme a Tabela 2 em um misturador termocintico.

Vrios processos de transformao de plsticos tm sido usados na

produo de compsitos polimricos, tais como, o processo de extruso e o

misturador termocintico de alta intensidade (MULINARI, 2009).

A fonte de aquecimento, necessria para a mistura do polipropileno e as

placas para obteno do termoplstico gerada pelo atrito do material com as

palhetas do misturador em alta rotao.

Estes fenmenos que ocorrem no interior do misturador durante a rotao das palhetas so marcados pela elevao da corrente necessria para manter a alta rotao das palhetas. Com a mistura, o material passa de grnulos separados para uma massa viscosa homognea, que dificulta a movimentao das palhetas, requerendo ento mais energia eltrica para manter essa movimentao, sendo essa medida um indicador do momento em que ocorreu a fuso. (LUZ, 2008, p.49)

57

Figura 54 - Equipamento de Mistura Fonte: A AUTORA, 2014.

Aps a mistura os materiais obtidos foram triturados em um moinho.

Figura 55 - Amostras fundidas e fragmentadas Fonte: A AUTORA, 2014.

Em seguida, foi realizada a moldagem por injeo dos materiais em uma

injetora marca Ray-Ran modelo RR/TSMP tambm do Laboratrio do UniFOA, com

temperatura de processo de 300C, para a obteno dos corpos de prova para a

realizao dos ensaios mecnicos. Os materiais foram moldados de acordo com as

normas ASTM D638 e ASTM D790.

58

Figura 56 - Injetora


6.4. ENSAIOS

As propriedades mecnicas dos materiais compsitos so de grande interesse cientfico e tecnolgico, devido aos requisitos que os diversos polmeros devem atender na maior parte de suas aplicaes. Valores de propriedades mecnicas tais como, resistncia tenso, mdulo de elasticidade, elongao, entre outros, podem servir como base de comparao de desempenho mecnico dos diferentes polmeros. Estes valores de propriedades mecnicas so obtidos atravs de ensaios mecnicos padronizados, dentre os quais se destacam os ensaios de solicitao mecnica sob trao, flexo, impacto, e outros. (CANEVAROLO, 2004, p. 229)

6.4.1. Ensaio de Flexo

O ensaio de flexo consiste na aplicao de uma carga crescente em

determinados pontos de uma barra geometricamente padronizada. A carga aplicada

parte de um valor inicial igual zero e aumenta lentamente at a ruptura do corpo de

prova.

59

Os principais resultados dos ensaios so: mdulo de ruptura na flexo,

mdulo de elasticidade, mdulo de resilincia e mdulo de tenacidade.

Aplicando um esforo numa barra bi apoiada, ocorrer uma flexo a sua

intensidade depender de onde essa carga est sendo aplicada. A flexo ser

mxima se for aplicada fora no centro da barra.

O produto da fora pela distncia do ponto de aplicao da fora ao ponto

de apoio origina o que chamamos de momento, que no caso da flexo o momento

fletor (Mf).

Nos ensaios de flexo, a fora sempre aplicada na regio mdia do

corpo de prova e se distribui uniformemente no resto do corpo. Devido a isso se

considera para calcular o momento fletor a metade da fora e do comprimento til. A

equao 1 mostra o clculo do momento fletor:

Eq.1

Para calcular a tenso de flexo necessrio calcular o momento de

inrcia:

Para corpos de seo retangular:

Eq.2

Falta ainda um elemento para enfim calcular a Tenso de flexo, o

mdulo de resistncia da seo transversal, representado por W, a medida de

resistncia em relao a um momento. O valor de mdulo conhecendo dividindo o

momento de inrcia pela distncia da linha neutra superfcie do corpo de prova.

Eq.3

Dessa maneira pode-se calcular a Tenso de flexo.

Eq.4

O valor da carga obtido varia conforme o material seja dctil ou frgil. No

caso de materiais dcteis considera-se a fora obtida no limite de elasticidade.

60

Quando se trata de materiais frgeis, considera-se a fora registrada no limite de

ruptura.

Outras propriedades que podem ser avaliadas no ensaio so a flexo

mxima e o mdulo de elasticidade.

A frmula para o clculo da flexo mxima:

Eq.5

Dessa maneira pode-se calcular o mdulo de elasticidade:

Eq.6

Foi realizada a moldagem por injeo de corpos de prova Figura

56normatizados (ASTM D790) em uma injetora marca Ray-Ran modelo RR/TSMP,

com temperatura de processo de 300C.

6.4.2. Ensaio de Impacto

A resistncia ao impacto representa a tenacidade ou a rigidez que um

material rgido possui quando submetido deformao utilizando a uma

velocidade muito alta. Parmetro que quantifica a resistncia ao impacto a energia

de impacto.

O ensaio de impacto foi realizado com a mquina PANTEC PS 30 de

capacidade de 300 J, mostrada na Figura 57. A Figura 58 mostra o detalhe do corpo

de prova para o ensaio de impacto.

61

Figura 57 - Equipamento de ensaio de impacto Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 58 - Ensaio de impacto foco na amostra Fonte: A AUTORA, 2014.

62

Figura 59 - Amostras do ensaio de impacto Fonte: A AUTORA, 2014.

Foram analisados 3 corpos de prova de cada amostra, com dimenses de

acordo com a norma ASTM D611006 (2006) com 12mm de largura, 63,5 mm de

comprimento e 12 mm de espessura. Foram avaliadas a energia absorvida ao

impacto e a resistncia.

6.4.3. Ensaio de Trao

O ensaio de trao usado para o levantamento de informaes bsicas

sobre a resistncia dos materiais.

O ensaio consiste na aplicao de uma carga uniaxial crescente a um

corpo de prova, ao mesmo tempo em que so medidas as variaes no

comprimento.

A deformao na tenso mxima indica o ltimo ponto em que a

deformao no corpo de prova elstica. Ou seja, se o corpo se deformar alm

deste valor, isto indica que as cadeias polimricas esto se movimentando entre si

e, caso a tenso cesse, o corpo no mais retornar s dimenses iniciais, sofrendo

deformao permanente.

O mdulo de Young ou mdulo de elasticidade um parmetro mecnico que proporciona uma medida da rigidez de um material slido. um parmetro fundamental para a engenharia e aplicao de materiais, pois est associado com a descrio de vrias outras propriedades mecnicas, como por exemplo, a tenso de escoamento, a tenso de ruptura, a

http://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Younghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rigidezhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Materialhttp://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_de_ruptura

63

variao de temperatura crtica para a propagao de trincas sob a ao de choque trmico, etc. (CALLISTER, 2013, p.591)

uma propriedade intrnseca dos materiais, dependente da composio

qumica, microestrutura e defeitos (poros e trincas), que pode ser obtida da razo

entre a tenso exercida e a deformao sofrida pelo material. Tenso corresponde a

uma fora ou carga, por unidade de rea, aplicada sobre um material, e deformao

a mudana nas dimenses, por unidade da dimenso original. Assim, o mdulo de

Young dado por:

Eq.7

E - o mdulo de elasticidade ou mdulo de young, medido em unidades

de presso (Pa ou N/m2 ou m1kgs2).

As unidades praticadas so mega pascal (MPa ou N/mm2) ou giga pascal

(GPa ou kN/mm2)

- tenso aplicada, medida em pascal (N/m2),

- a deformao elstica longitudinal do corpo de prova (adimensional).

Eq.8

Onde:

F - a fora, medida em newton.

A - a rea da seco atravs da qual exercida a tenso, e mede-se

em metros quadrados.

l - a variao do comprimento, medido em metros.

- o comprimento inicial, medido em metros.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Choque_t%C3%A9rmicohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Raz%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_%28f%C3%ADsica%29http://pt.wikipedia.org/wiki/Pascalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7ahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Newtonhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81reahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Sec%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metro_quadradohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimentohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento

64

Figura 60 - Amostras para o ensaio de trao Fonte: A AUTORA, 2014.

Figura 61 - Corpo de prova segunda a Norma ASTM

Fonte: Norma ASTM D638, 2006.

O ensaio de trao foi realizado com o equipamento EMIC DL 10000 com

capacidade de 100 KN e clula de carga de 5 KN e velocidade de ensaio de

3mm/min que apresentada na Figura 62. Os corpos de prova foram injetados

segundo a Norma ASTM D638 (2006) como mostram as Figuras 60 e 61.

Figura 62 - Ensaio de trao Fonte: A AUTORA, 2014

65

A Figura 63 mostra o incio do teste de trao e a Figura 64 mostra o fim

do referido teste.

Figura 63 - inicio do ensaio de trao Fonte: A AUTORA, 2014

Figura 64 - fim do ensaio de trao Fonte: A AUTORA, 2014

66

6.4.4. Microscopia Eletrnica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia dispersiva (EDS ou EDX).

O microscpio eletrnico de varredura (MEV) um equipamento capaz de

produzir imagens de alta ampliao e resoluo.

O princpio de funcionamento do MEV consiste na emisso de feixes de eltrons por um filamento capilar de tungstnio (eletrodo negativo), mediante a aplicao de uma diferena de potencial que pode variar de 0,5 a 30 KV. Essa variao de tenso permite a variao da acelerao dos eltrons, e tambm provoca o aquecimento do filamento. A parte positiva em relao ao filamento do microscpio (eletrodo positivo) atrai fortemente os eltrons gerados, resultando numa acelerao em direo ao eletrodo positivo. A correo do percurso dos feixes realizada pelas lentes condensadoras que alinham os feixes em direo abertura da objetiva. A objetiva ajusta o foco dos feixes de eltrons antes dos eltrons atingirem a amostra analisada. (CALLISTER, 2013)

Foi utilizado um microscpio eletrnico de varredura modelo Hitachi - TM -

3000 do laboratrio da UniFOA operado com uma tenso de 15KV de acelerao,

apresentado na Figura 65. As imagens foram obtidas a partir da otimizao dos

sinais de eltrons secundrios.

Figura 65 - MEV UniFOA Fonte: A AUTORA, 2015

O Microscpio utilizado pertence ao laboratrio de processamento de

materiais do UniFOA. As amostras foram submetidas ao recobrimento metlico com

ouro Figura 66.

http://www.degeo.ufop.br/laboratorios/microlab/mev.htmhttp://www.degeo.ufop.br/laboratorios/microlab/mev.htmhttp://www.degeo.ufop.br/laboratorios/microlab/mev.htm

67

Figura 66 - Amostras recobertas com ouro Fonte: A AUTORA, 2015.

O energy dispersive x-ray detector (EDX ou EDS) um acessrio

essencial no estudo de caracterizao microscpica de materiais.

Quando o feixe de eltrons incide sobre um mineral, os eltrons mais

externos dos tomos e os ons constituintes so excitados, mudando de nveis

energticos. Ao retornarem para sua posio inicial, liberam a energia adquirida a

qual emitida em comprimento de onda no espectro de raios-x. Um detector

instalado na cmara de vcuo do MEV mede a energia associada a esse eltron.

Como os eltrons de um determinado tomo possuem energias distintas,

possvel, no ponto de incidncia do feixe, determinar quais os elementos qumicos

esto presentes naquele local e assim identificar em instantes que mineral est

sendo observado. O dimetro reduzido do feixe permite a determinao da

composio mineral em amostras de tamanhos muito reduzidos (< 5 m), permitindo

uma anlise quase que pontual (KESTEMNBACH, 1994).

O uso em conjunto do EDX com o MEV de grande importncia na caracterizao petrogrfica e estudo petrolgico nas geocincias. Enquanto o MEV proporciona ntidas imagens (ainda que virtuais, pois o que se v no monitor do computador a transcodificao da energia emitida pelas partculas, ao invs da radiao emitida pela luz, ao qual estamos habitualmente acostumados), o EDX permite sua imediata identificao. Alm da identificao mineral, o equipamento ainda permite o mapeamento da distribuio de elementos qumicos por minerais, gerando mapas composicionais de elementos desejados. (MANNHEIMER, 2008, p.221)

Para a anlise das amostras desse trabalho foi utilizado o EDS do

Laboratrio da UFF (Universidade Federal Fluminense) modelo EVO MA10 da

marca Zeiss apresentado na Figura 67.

http://www.degeo.ufop.br/laboratorios/microlab/mev.htm

68

Figura 67 - EDS UFF Fonte: Laboratrio de Materiais UFF VR, 2009.

6.4.5. Anlise Trmica Simultnea

Dentro das tcnicas de anlise trmica existem as anlises por DSC

(calorimetria diferencial de varredura), DTA (anlise diferencial trmica), ATG

(anlise termogravimtrica), TMA (anlise termomecnica) e DMA (anlise dinmica-

mecnica).

Neste trabalho as amostras foram submetidas s tcnicas ATG e DSC.

Na anlise termogravimtrica, uma balana usada para medir a perda

de massa em funo da temperatura.

Uma clula de medio DSC consiste de um forno e um sensor integrado

com posies designadas para os cadinhos de amostra e referncia. As reas do

sensor esto conectadas aos termopares ou podem, at mesmo, ser parte do

termopar. Isto permite a gravao tanto da diferena de temperatura entre o lado da

amostra e a referncia (Sinal DSC) e a temperatura absoluta do lado da amostra ou

da referncia (PASSOS, 1998).

69

Figura 68 - Anlise do grfico de DSC

Fonte: Fornecedor de DSC NETZSCH, 2014.

Devido ao calor especfico (cp) da amostra, o lado da referncia (usualmente um cadinho vazio) geralmente aquece mais rapidamente do que o lado da amostra durante o aquecimento de uma clula de medio DSC; isto , a temperatura de referncia (TR, verde) aumenta ligeiramente mais rpido do que a tempe

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