Ecomateriais: desenvolvimento e aplicação de materiais porosos funcionais para proteção ambiental

Abstract

Recebido em 10/2/06; aceito em 25/4/06; publicado na web em 28/11/06 ECOMATERIALS: DEVELOPMENT AND APPLICATION OF FUNCTIONAL POROUS MATERIALS FOR ENVIRONMENTAL PROTECTION. Fundamental aspects of the conception and applications of ecomaterials, in particular porous materials in the perspective of green chemistry are discussed in this paper. General recommendations for description and classification of porous materials are reviewed briefly. By way of illustration, some case studies of materials design and applications in pollution detection and remediation are described. It is shown here how different materials developed by our groups, such as porous glasses, ecomaterials from biomass and anionic clays were programmed to perform specific functions. A discussion of the present and future of ecomaterials in green chemistry is presented along with important key goals.Keywords: ecomaterials; green chemistry; porous materials. INTRODUÇÃO EcomateriaisOs materiais sempre estiveram e sempre estarão a serviço da humanidade e, desde a construção da primeira ferramenta, arma ou ornamentação, os recursos naturais passaram a sofrer os efeitos da intervenção humana 1 . Os processos de produção e aplicação de materiais envolvem, obrigatoriamente, etapas comuns de transformação de matérias-primas, de fabricação de artefatos ou dispositivos, de aplicação durante o ciclo de "vida" do material e, ao fim deste período, de descarte, reuso ou reciclagem. Adicionalmente, uma grande quantidade de outros materiais é consumida diariamente de forma acessória aos produtos propriamente ditos, tais como embalagens, baterias, soldas, pinturas, aditivos retardantes de chama etc., dentre os quais há numerosos exemplos de substâncias tóxi-cas, cuja substituição é requerida dentro dos paradigmas do desenvolvimento sustentável 2 . Todas as etapas do ciclo dos materiais podem exercer algum impacto sobre o ambiente e, de forma mais específica, podem-se destacar: extração de matérias-primas a partir de reservas naturais; emissões gasosas, líquidas e sólidas durante o processo de manufatura; emissões ao ambiente durante o uso dos materiais; implicações energéticas de produção e uso; efeitos positivos ao ambiente durante o ciclo de "vida" do material, quando este é aplicado em descontaminação, remediação ou catálise; impactos ambientais do fim de ciclo do material (se necessita ser aterrado, incinerado, se é reciclável ou se pode ser reaproveitado) 3 . Sabe-se que a Terra possui uma capacidade finita tanto para a disponibilidade de recursos como para o descarte dos resíduos, fato que acentua a importância da minimização de perdas ambientais, bem como do uso mais eficiente de recursos e de energia para um desenvolvimento sustentável das nações. Neste contexto, é evidente a necessidade de novas tecnologias para a produção de materiais ambientalmente adequados 4 . Como resposta a tal necessidade, o conceito de ecomaterial passou a ser disseminado, a partir do iní-cio dos anos 90. Nas primeiras discussões em torno do conceito de ecomaterial, sugeriram-se trê...

Structural and fluid dynamic characterization of calcium carbonate-based porous ceramics

“…Because of these properties, such materials have been considered promising candidates for use as catalyst supports, gas sensors, thermal insulators, and other related applications 9 . Because of their physicalchemical characteristics, porous ceramic materials can also be used in environmental applications, such as sensing and the remediation of effluents through selective adsorption of chemical species 10 , and in engineering processes as substitutes for metallic and polymeric materials, especially those used at high temperatures 11 …”

“…Moreover, the difficulty in reproducing results with porous ceramic materials is the main limitation of its use 12,13 . In this sense, various methods of preparing porous ceramics have been evaluated in recent years in attempts to obtain materials with complex geometries and microstructures designed for specific applications without the need for a machining step 10 . With respect to porous ceramics, one of the oldest and still widely used preparation methods is related to the incorporation of organic products inside the ceramic bodies, which are removed during the heat treatment step.…”

Uso da cinza da casca do arroz (CCA) obtida da geração de energia térmica como adsorvente de Zn(II) em soluções aquosas

“…Assim, é evidente a necessidade de novas tecnologias para uma produção ambientalmente adequada. 1 Ao longo de décadas, a atividade industrial tem produzido rejeitos gasosos, líquidos e sólidos nocivos ao meio ambiente. Os processos industriais que utilizam grandes volumes de água contribuem significativamente com a contaminação dos corpos d'água, principalmente por metais, que têm seu impacto ambiental aumentado pela falta de tratamento dos efluentes.…”

Desenvolvimento de cerâmicas multicamadas de carbeto de silício destinadas a aplicações térmicas

“…Nos sólidos denominados porosos, a presença de poros é proveniente da existência de cavidades, canais ou interstícios (FERREIRA et al, 2007). Classificados quanto ao estado de continuidade, tamanho e morfologia, a presença de poros em escalas variadas contribui para a formação de amostras com características físicas e microestruturais particulares (FERREIRA et al, 2007;NANKO, 1998a;RILEY et al, 1965).…”

“…Classificados quanto ao estado de continuidade, tamanho e morfologia, a presença de poros em escalas variadas contribui para a formação de amostras com características físicas e microestruturais particulares (FERREIRA et al, 2007;NANKO, 1998a;RILEY et al, 1965). Neste contexto se inserem as cerâmicas porosas que, aliando matérias-primas de diferentes origens com diversificados processos de fabricação, produzem amostras empregadas em variados fins.…”