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ANÁLISE DA ALTERAÇÃO DE ROCHAS ORNAMENTAIS POR COMPOSTOS
NITROGENADOS
Reila Amaral Gonçalves
Aluno de Graduação de Química Industrial, UFRJ.
Período PIBIC/CETEM: Agosto de 2013 a maio de 2014,
[email protected]
Rosana Elisa Coppede Silva
Orientadora, Geóloga, D. Sc.
[email protected]
Roberto Carlos da Conceição Ribeiro
Orientador, Professor Engenheiro Químico, D.Sc.
[email protected]
1.
Introdução
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define rocha ornamental como
material rochoso natural, submetido a diferentes graus ou tipos de beneficiamento ou
afeiçoamento utilizado para exercer uma função estética. O Brasil está entre os cinco
maiores produtores mundiais de rochas ornamentais, sendo Espírito Santo o estado mais
exportador. As exportações do primeiro quadrimestre de 2014 somaram 397,5 milhões de
dólares (ABIROCHAS, 2014). Entretanto, as rochas ornamentais passam constantemente
por desgastes físicos e químicos que causam sua degradação e o encurtamento da
durabilidade do material utilizado. Devido sua grande importância para o mercado
nacional, esses danos merecem ser estudados e avaliados.
Um dos maiores agentes contra as rochas ornamentais são as aminas. Tais compostos
orgânicos são formados pela decomposição de corpos e também são encontrados em
pequenas quantidades em fezes de pombos. O necrochorume, líquido viscoso liberado por
corpos em decomposição, é constituído por 60% de água, 30% de sais e 10% de
substâncias orgânicas (SILVA, 1998). Com a decomposição das substâncias orgânicas
presentes no necrochorume, são geradas diversas diaminas, as mais preponderantes são as
mais tóxicas: a putrescina (
) e a cadaverina (
(SILVA, 1995). A
putrescina foi encontrada em maior quantidade nas fezes dos pombos, cerca de 6
milimol/g do peso seco da amostra estudada (KÄMPFER, 2002).
Se torna, assim, essencial o estudo de como esses componentes agem sobre as rochas e
nos minerais presentes em sua composição a fim de encontrar uma maneira para prevenir
as futuras degradações.
2.
Objetivos
Analisar como as rochas ornamentais (Granito Preto, Granito Branco, Venetian Gold e
Pedra Cariri) se comportam após o contato com a etilenodiamina, que faz o papel das
aminas tóxicas putrescina e cadaverina.
3.
Metodologia
3.1 Preparação das amostras
As amostras das rochas foram cortadas em cubos e britadas com o auxílio dos
funcionários do CETEM. As amostras britadas foram pulverizadas no laboratório de
preparação de amostras com o auxílio de um pulverizador (Fritsch). Cada amostra foi
submetida a uma rotação de em média 350 rpm e o tempo variou de acordo com a
especificidade de cada amostra. Tais materiais foram peneirados até atingirem uma
2014 - XXII – Jornada de Iniciação Científica-CETEM
granulometria menor que 0,105mm e foram encaminhadas para a análise por Difração de
Raio X. Esse procedimento foi realizado com as amostras brutas e após a análise com a
diamina.
3.2 Difração de Raio X
A determinação da composição mineralógica das rochas foi realizada pela Coordenação
de Análises Minerais (COAM) do CETEM.
3.3 Índices Físicos
Com as amostras cortadas em cubos foram realizadas, inicialmente os índices físicos.
Esse ensaio consiste em determinar a porcentagem de porosidade de cada rocha.
Inicialmente as amostras foram lavadas e em seguida colocadas na estufa com
temperatura de 100ºC por 24h, para garantir que toda umidade fosse retirada. Após a
estufa, determinou-se o peso seco de cada uma das amostras. Depois da pesagem as
amostras ficaram submersas em água destilada por um período de 24h. Passado esse
tempo, as amostras foram pesadas novamente para a determinação do peso saturado. Em
seguida, com o auxílio de uma balança Hidrostática foi determinado o peso submerso.
Esse ensaio foi realizado com as rochas brutas e após o contato com a etilenodiamina.
3.4 Microscopia Eletrônica de Varredura
O MEV foi realizado, assim como os outros ensaios, duas vezes, uma com a rocha em
cubos bruta e a outra com a rocha degradada.
A microscopia eletrônica de varredura foi realizada no Setor de Caracterização
Tecnológica (SCT/CETEM) com o auxílio do MEV FEI Quanta 400.
3.5 Agente degradante
Após as análises iniciais as amostras das rochas foram depositadas em quatro soluções
diferentes de etilenodiamina (solução concentrada, 70%, 50% para os granitos e 30% e
10% para a pedra cariri). Cada amostra foi devidamente numerada para o controle e
futura análise das alterações. As rochas ficaram em contato com a solução em um bécher
de 100mL, inicialmente por 72h. Após esse tempo foram realizados novos índices físicos.
Em seguida, o material ficou na solução por mais sete dias e no fim foram repetidas todas
as análises já descritas.
4.
Resultados e discussão
4.1 Índices Físicos
As amostras A, B e C do Granito Preto, Granito Branco e Venetian Gold correspondem à
solução concentrada, 70% e 30% respectivamente. Já a amostra da Pedra Cariri, ficou nas
soluções de 30% (C) e 10% (D).
Figura 1: Variação da porosidade com a concentração e com o tempo em solução de cada rocha.
Retirando a amostra C do Granito Preto que apresentou um comportamento fora do
padrão, é possível perceber que a porosidade das amostras sofreu mudanças bruscas. A
variação na porcentagem foi maior nas amostras que ficaram em contato com as soluções
mais concentradas. Isso se deve ao fato de que na formação morfológica das rochas há
espaços vazios que são chamados de região de defeito, essas regiões são onde os grãos de
cada mineral se encontram. Como cada grão possui uma direção, tais espaços vazios
surgem e são neles que a solução da diamina se deposita e faz ligações com os minerais
alterando as características físicas das rochas e diminuindo, assim, a porosidade.
A amostra da Pedra Cariri reagiu fortemente com a solução concentrada e de 70%, o que
ocasionou a desintegração por completa da rocha. Foi necessário, então, que a mesma
fosse avaliada com soluções de menores concentrações.
4.2 Microscopia Eletrônica de Varredura
Pela visualização no microscópio das amostras foram captadas as imagens abaixo. As
imagens A, B, C e D correspondem à amostra bruta com aumento de 100x, amostra bruta
com aumento de 500x, amostra após sete dias em solução concentrada com aumento de
100x e amostra após sete dias em solução concentrada com aumento de 500x,
respectivamente.
Figura 2: MEV das rochas Granito Preto, Granito Branco, Venetian Gold e Pedra Cariri
É possível notar, em algumas rochas mais claramente que outras, que as superfícies das
amostras apresentam maior porosidade antes de entrar em contato com o composto
nitrogenado. Essas imagens corroboram o que foi mostrado pelos índices físicos, além de
mostrar como a alteração das rochas foi, de modo geral, significante devido à perda das
características físicas e visuais primordiais
4.3 Difração de Raios-X
Figura 3: Difração de Raios-X das rochas antes e após ensaio.
Os diagramas acima demonstram como as composições mineralógicas das rochas se
alteraram após sete dias em contato com a solução concentrada do composto nitrogenado.
O Granito Preto apresentava inicialmente altos picos de anortita, quartzo e albita, após o
ensaio os picos de anortita não foram mais encontrados com tanta significância. O
Granito Branco possuía altos picos de microclina e quartzo, depois dos sete dias a
microclina não apresentou picos relevantes. O Venetian Gold teve seu pico de quartzo
reduzido após o contato com a solução. A Pedra Cariri, a única analisada depois de
permanecer na solução de 30%, apresentou uma constância nos picos de calcita. É
possível notar que cada rocha, por apresentarem diferentes composições petrográficas,
possui um mineral mais afetado do que outro. Toda a organização dos micros cristais dos
minerais da rocha interfere na maneira que cada mineral estará suscetível a ação de um
agente externo.
5. Conclusões
Entende-se, assim, que os compostos nitrogenados encontrados nas fezes de pombos e na
decomposição de corpos possuem um elevado poder de degradação das rochas, alterando
suas propriedades físicas e químicas. Tornando-se, dessa forma, indispensável à pesquisa
para encontrar maneiras de prevenir tais danos a fim de manter as características
primordiais das rochas.
6. Agradecimentos
Ao CNPq pelo apoio financeiro, ao CETEM pela infraestrutura e apoio concedido.
7. Referências bibliográficas
ABIROCHAS – Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais, Informe
19/05/2014.
SILVA, R.W.C. – Cemitérios Como Áreas Potencialmente Contaminadas, Revista
Brasileira de Ciências Ambientais, número 9.