Vitrocerâmica de escória de aciaria

As escórias siderúrgicas são provenientes principalmente de altos-fornos e aciarias. A produção de escória de alto-forno ocorre em escala maior, mas essa escória atualmente já encontra aplicação na fabricação de cimentos, em misturas para pavimentação e como matéria-prima na indústria vidreira tradicional. No exterior já é conhecido o uso de escória de altos-fornos na confecção de outros vidros e vitrocerâmicas, mas a utilização de escória de aciaria para essa aplicação é original. No Brasil, os pesquisadores Eduardo Bellini Ferreira, Edgar Dutra Zanotto e Catia Fredericci do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da UFSCar em parceria com Luis Augusto Marconi Scudeller da empresa Usiminas deram origem à invenção Processo de Obtenção de Vidro Negro e Vitrocerâmica Escura a Partir de Escória de Aciaria.

Apesar de a escória de aciaria ser produzida em menor escala, o volume gerado não é desprezível. Um convertedor LD chega a gerar, dependendo do tipo de aço fabricado e das condições operacionais, mais de 90 kg de escória por tonelada de aço produzido. Normalmente, a parte metálica presente nessa escória é retirada e reciclada no próprio processo produtivo do aço, mas mais de 80% da fração não metálica da escória é descartada pela maioria das siderúrgicas brasileiras. Isso constitui um problema sério para as indústrias, que devem se preocupar com o estoque e manejo de resíduos, que ocupam enorme área física, além do custo e dos inconvenientes ecológicos.

Com o intuito de reverter esse quadro, as empresas siderúrgicas vêm buscando alternativas para o uso deste material. O objetivo é aproveitar toda a escória produzida e agregar valor a este rejeito através de aplicações mais nobres como, por exemplo, matéria-prima para a indústria de fertilizantes agrícolas fosfatados e para fabricação de vidros e vitrocerâmicas.

De acordo com o professor Edgar Dutra Zanotto, que liderou a pesquisa na UFSCar, de modo geral os vidros e as vitrocerâmicas são fabricados a partir de matérias-primas que apresentam elevados teores de sílica, como areia ou escórias de altos-fornos. No processo proposto, a escória de aciaria é utilizada para a fabricação de vidros negros e vitrocerâmicas escuras, conformados na forma de placas de revestimento cerâmico e utilizados no segmento de construção civil e arquitetura – uma destinação inovadora e nobre a este rejeito.

Mas, apesar de ter sido depositada no final dos anos 1990, apenas em 2010 o pedido de patente foi deferido pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). Levando cerca de quatro anos para ser desenvolvida, a invenção resultou no processo de obtenção de vidro negro e vitrocerâmica escura com a utilização de escória de aciaria como matéria-prima principal, em formulações contendo outros materiais para ajustes de sua composição química.

Um diferencial na utilização da escória de aciaria é a presença de óxidos corantes, como os de ferro e manganês, que conferem a coloração escura ao vidro e também atuam como agentes de nucleação para sua cristalização. "A partir da cristalização de um vidro especialmente modificado contendo escória de aciaria, desenvolvemos um processo para obter vitrocerâmicas com excelentes resistências à fratura e à abrasão (podendo suportar tráfego intenso de pessoas e de máquinas), bem superiores as do vidro comum", explicou Zanotto. O resultado é um produto "recomendado para projetos arquitetônicos, ornamentais e artísticos. Ele possui diferencial estético, econômico e de sustentabilidade, pela utilização de uma matéria prima abundante e barata", finalizou.