A sílica (SiO2) é uma das matérias-primas mais utilizadas no mundo, entre suas aplicações estão vidros, células solares, cerâmicas refratárias e até mesmo pasta de dente. Dessa forma, centenas de milhares de toneladas são produzidos todos os anos pelo mundo.
Entretanto, a forma tradicional que esse material é produzido não é a forma mais eficiente, tanto em termos energéticos quanto em econômicos. Para fazê-la, o metal silício é aquecido junto com o carvão do tipo antracite até temperaturas muito altas (3500°C) para formar compostos de silício.
Um professor de Engenharia de Materiais da University of Michigan, chamado Richard Laine, inventou um processo que além de ser mais eficiente do que o tradicional, utiliza resíduos no processo. Segundo o professor com esse processo é possível salvar seis toneladas de emissão de carbono por cada tonelada de material produzido e custa 90% a menos. Incrível, não?
E qual a fonte de material para esse novo método?
Resíduos de agricultura!
A maioria dos resíduos industriais contém sílica, como por exemplo cascas de arroz, que são produzidas centenas de milhões de toneladas anualmente. E o que é feito com elas? Muitas vezes são queimadas e utilizadas como fonte de energia e suas cinzas (que também contém muita sílica) são descartadas em lixões ou aterros sanitários.
Casca de arroz
Obter a sílica dos resíduos agrícolas não é tão fácil assim, graças à forte ligação química entre o silício e o oxigênio. Mas Laine conseguiu quebrar essa ligação de forma simples e barata com ajuda de etileno glicol, ou anticongelante e etanol, ou álcool de cereais.
O etilenoglicol com uma pequena porcentagem de hidróxido de sódio enfraquece a ligação química entre a sílica e a cinza de casca de arroz no começo do processo, dissolvendo a sílica em uma solução líquida. Então a solução é aquecida até 200°C para obter a sílica como um polímero anticongelante de sílica, que pode ser filtrado com o intuito de separar o polímero do restante das cinzas.
Devido às estruturas similares do etanol e do etilenoglicol, adicionando o etanol ao polímero, ele vai substituir o anticongelante, que vai poder ser removido e reutilizado. Assim a sílica pode ser isolada do álcool através do destilamento e obtêm-se um material com alta pureza (99,9%).
O professor está comercializando a sílica feita por esse processo através da empresa que ele formou, a Mayasil. A produção ainda está em fase de teste, principalmente para saber se ela será ou não escalável.
Como o professor diz no vídeo abaixo, eles fizeram as cinzas passarem de um resíduo negativo no mundo para algo valioso. Aí está a engenharia de materiais mudando o mundo mais uma vez!
Referências:
Video: New ‘green’ method for large-scale silica production gives agricultural waste a purpose
Going green: ACerS member pioneers sustainable approach for high-purity silica production
As cascas de arroz também podem ser reaproveitadas para fazer Ecocimentos!
“Aí está a engenharia de materiais mudando o mundo mais uma vez!”
Amei! <3
Boa noite!
Muito embora essa notícia já esteja online há mais de um ano, somente agora tive oportunidade de visualizá-la. A utilização de resíduos agrícolas, como a casca de arroz, na produção de silica com alto grau de pureza (99%) não é nova, tendo sido objeto de estudos e patente já no ano 2000, no instituto de F´ísica da USP em São Carlos.
http://revistapesquisa.fapesp.br/2000/10/01/cimento-nobre-com-casca-de-arroz/
Oi Marcel! Muito obrigada pela sua contribuição. Durante o último ano fiquei sabendo de várias pesquisas brasileiras que utilizam a casca de arroz como matéria-prima. É extremamente importante valorizarmos as pesquisas que são feitas aqui no Brasil e não só a no exterior. Vou complementar o post com a sua contribuição ou fazer um post novo falando sobre o trabalho de vários pesquisadores com esse resíduo no Brasil. Obrigada mais uma vez 🙂
Estamos fazendo um trabalho de logística reserva e engenharia circular na Região Norte do Paraná.
Produção de madeira bio-sintética em processo de extrusão + fase de reator, produtos perfis e chapas para mais diversas aplicações.
Material prima a ser usada, RSI, material sintético plásticos e termo plásticos e similares, atualmente destinados para aterro sanitários + 30 % de carga vegetal e neste caso a opção deve ser a palha de arroz, produto em ambulância na nossa região ou qqr outra fibra vegetal – fibras curtas.
Dispõe registro trabalho ou materiais para esta modalidade de aplicação ?
ex.. Processo similares a WPC (?)
Saberiam informar a densidade da palha de arroz ?
( comparativo com os polímeros mais comuns..ex.. PEBDL – PEAD, BOPP, PA, PP)
Possuem histórico e ou estudos sobre a processabilidade da casca de arroz em processo de extrusão ?
ex. ( 30% + aparas de resinas polimericas cfe mencionado acima )
Aqui em minha empresa, na qual é uma grande cooperativa agroindustrial, possuí uma usina termoelétrica para sustentar a própria sede e vender a energia restante, a casca que é utilizada na queima é usada apenas como adubo nas plantações. Uma vez tentaram investir na produção de sílica mas não deu certo por ser um processo complicado.