Esta página exibe os dados de um Projeto de Extensão.
Índice:
Número de Registro: 147/2021
Título: Desenvolvimento de materiais compósitos com resíduos da indústria do tabaco
Programa de Extensão: (indefinido)
Resumo da Proposta: O projeto visa contribuir com o desenvolvimento de novos produtos mediante a parceria entre a Universidade Federal de Lavras - UFLA e a Policia Federal. Após a apreensão de caixas de cigarro pela Policia Federal, o material será destinado para UFLA, onde será realizada a desconfiguração dos cigarros e embalagens e sua posterior aplicação em compósitos cerâmicos e poliméricos. Os compósitos serão desenvolvidos tendo como matéria-prima as caixas de papelão, resíduos plásticos - embalagens, tabaco e filtros dos cigarros. Serão desenvolvidos produtos como fibrocimentos/telhas, materiais para construção civil, compósitos poliméricos reforçados com materiais lignocelulósicos e briquetes. Com o desenvolvimento do projeto será possível permitir a UFLA e a Policia Federal dar destinação adequada e agregação de valor aos resíduos obtidos de apreensão da cadeia de cigarros, além da criação de novos produtos e a formação extensionista e de inovação dos discentes mediante o acompanhamento da interação entre indústrias e universidade.
Área Temática: Tecnologia e Produção
Instituições Parceiras: Polícia Federal
Número Estimado de Participantes: 12
Locais de Realização: Laboratório de Materiais Compósitos – DEG/UFLA
Data de Início: 18/10/2021
Data de Término: 01/01/2025
Justificativa: O projeto permitirá realizar as atividades previstas na parceria entre a UFLA e a Policia Federal quanto a descaracterização de cigarros apreendidos, possibilitando o desenvolvimento de novos produtos que podem vir a ser aplicados em outras cadeias produtivas, e proporcionando destinação adequada e agregação de valor aos materiais. O projeto permitirá ainda o envolvimento dos discentes, contribuindo com a interação entre ensino, pesquisa e extensão, assim como participar de atividades de interação entre Universidade e indústria, o que possibilita a formação de recursos humanos para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade.
Caracterização dos Beneficiários: O projeto permitirá a descaracterização dos cigarros apreendidos, o qual é o objetivo principal da Policia Federal, e em contrapartida a Policia Federal disponibiliza benefícios para a UFLA, como, por exemplo, destinação de veículos apreendidos, equipamentos, materiais, entre outros. Além disso, com o material fornecido será possível o desenvolvimento de pesquisas e produtos, monografias e dissertação, publicações e formação de recursos humanos altamente qualificados. Serão envolvidos no projeto discente de graduação, pós-graduação, docentes e técnicos.
Objetivos:
- Descaracterização, destinação adequada e agregação de valor aos cigarros apreendidos; - Entender o efeito da utilização de resíduos oriundos da cadeia produtiva do tabaco sobre as propriedades de compósitos cerâmicos e poliméricos; - Desenvolvimento de novos produtos com os materiais oriundos de cigarros apreendidos e descaracterizados; - Atuar com a formação de recursos humanos para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade; - Desenvolvimento de publicações e divulgação dos resultados.
Metas:
- Destinação adequada aos cigarros apreendidos; - Elencar aplicações potenciais dos resíduos da cadeia produtiva do tabaco para utilização em outras cadeias produtivas; - Obter compósitos cerâmicos e poliméricos de alto desempenho, durabilidade e baixo custo; - Formação de recursos humanos altamente qualificados para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade.
Fundamentação Teórica:
Atualmente, tem-se buscado no conceito de sustentabilidade ambiental e destinação adequada um modo para desenvolver projetos que diminuam os impactos providos pelo desenvolvimento industrial e o consumo exagerado de recursos naturais. O aproveitamento de materiais oriundos da apreensão de mercadoria, em função de diversos fatores, tais como contrabando, e que precisam de destinação adequada, se mostram como uma possibilidade para geração de novos tipos de matérias-primas para diversos tipos de cadeias industriais, permitindo além da destinação adequada, a agregação de valor aos materiais. Com o crescimento de setores da economia Brasileira, o consumo de matérias-primas para utilização em diferentes cadeias indústrias também vem aumentando, tornando assim necessário a busca de materiais alternativos que possam vir a contribuir de forma quantitativa e qualitativa. Os materiais compósitos nos últimos anos vêm ganhando destaque por permitir a melhoria das propriedades desejáveis para diversos tipos de aplicações, podendo ser definidos como produtos obtidos pela mistura ou combinação racional de dois ou mais materiais, os quais compõem a matriz e o reforço, e se diferem em composição química e/ou física. Desta forma, esse projeto visa contribuir com a descaracterização, destinação adequada e agregação de valor aos cigarros apreendidos, assim como entender o efeito da utilização de resíduos oriundos da cadeia produtiva do tabaco sobre as propriedades de compósitos cerâmicos e poliméricos, possibilitando a criação de novos produtos e ainda atuando com a formação de recursos humanos para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade.
Metodologia:
Após a apreensão de caixas de cigarro pela Policia Federal, o material será destinado para UFLA. Os docentes do Departamento de Engenharia em parceria com a Proinfra já elaboraram um equipamento que irá permitir a descaracterização das caixas de cigarro (https://ufla.br/noticias/institucional/14621-ufla-desenvolve-equipamento-inedito-para-descaracterizar-cigarros-contrabandeados-apreendidos-pela-receita-federal). Os resíduos obtidos após o seu processamento no equipamento serão destinados ao Laboratório de compósitos do Departamento de Engenharia, onde serão processados para obtenção da geometria desejada para cada tipo de aplicação. Todos os materiais obtidos serão caracterizados quanto a morfologia. Os materiais lignocelulósicos serão avaliados quanto a composição química (extrativos, celulose, hemicelulose e lignina) e propriedades físicas. Quando os materiais lignocelulósicos forem destinados para aplicação em compósitos cerâmicos será avaliado o efeito sobre a cura do cimento. Fibrocimento/telhas Os compósitos cerâmicos serão produzidos em escala laboratorial por procedimento de extrusão. A matriz cimentícia utilizada será composta por cimento e “filler” carbonático. Essas matérias-primas já são usualmente empregadas por empresas de fibrocimento. A formulação empregada na produção dos compósitos será baseada em estudos anteriores desenvolvidos pela própria equipe que irá compor o projeto. Serão avaliadas porcentagens ótimas de reforço em associação com diferentes tipos de materiais de reforço (tabaco, filtro e caixas de papelão). Após a moldagem das placas por processo de extrusão, estas serão armazenadas em câmara com umidade saturada e em temperatura ambiente, onde permaneceram por 28 dias. Após esse período as placas serão utilizadas para a caracterização das propriedades físicas, mecânicas e microestruturais dos compósitos produzidos. Compósitos poliméricos Para produção dos compósitos poliméricos serão utilizados os plásticos que revestem as caixas dos cigarros como matriz, assim como filtro e o papelão das caixas como material de reforço. Para cada tipo de material serão avaliadas as porcentagens ótimas de reforço. Após processamento dos materiais e pesagem, os mesmos serão misturados e então serão extrudados em uma extrusora do tipo dupla-rosca co-rotante. Após a extrusão, o material obtido será peletizado usando um granulador automático. Os polímeros extrudados serão termoformados para a obtenção dos corpos de prova. Os compósitos obtidos serão caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de raios X (DRX), quanto às propriedades físicas, mecânicas, térmicas e microestruturais. Briquetes Os resíduos de tabaco e o tabaco associado a celulose serão tratados termicamente em temperaturas entre 400 a 600°C, posteriormente será realizada a produção de briquetes por meio de uma briquetadeira do tipo monorosca. As composições para produção dos briquetes serão avaliadas nesse estudo, sendo permitindo uma otimização do uso das matérias-primas. Após climatização, os briquetes serão avaliados quanto às propriedades físicas e mecânicas e quanto ao potencial de combustão e de aplicações industriais.
Impactos na Formação Discente: Os discentes irão aprender sobre métodos de descaracterização e reciclagem de materiais, processamento e obtenção de compósitos cerâmicos e poliméricos em escala semi- industrial ou industrial, métodos de análises de propriedades físicas e mecânicas dos materiais obtidos, técnicas de caracterização, elaboração de relatórios e escrita de científica, métodos de apresentação oral para divulgação dos resultados obtidos.
Relação Ensino, Pesquisa e Extensão: Os discentes envolvidos no projeto terão de forma indissociável a questão de ensino, pesquisa e extensão. Pelas características do projeto, será possível associar a questão de ensino, relacionada principalmente com as definições e aplicações de Compósitos (GNE361), de técnicas de caracterização e reciclagem de materiais; a parte de pesquisa quanto ao desenvolvimento de novos produtos, e a parte de extensão com a parceria UFLA- Polícia Federal para destinação adequada dos materiais apreendidos, assim como também a associação Universidade- indústria, mediante as parcerias para o desenvolvimento dos compósitos cerâmicos e poliméricos.
Relação com a Sociedade e Impacto Social:
O desenvolvimento do projeto irá atender a demanda da parceria UFLA- Polícia Federal quanto a descaracterização de produtos oriundos de contrabando. O contrabando de mercadorias afeta de forma acentuada a captação de recursos via impostos de comercialização, os quais são direcionados para o ensino, saúde, segurança, entre outros. Além disso, o projeto permitirá a criação de novos produtos que poderão ser futuramente aplicados industrialmente, permitindo a obtenção de compósitos de alto desempenho, duráveis, mais sustentáveis, baixo custo e melhores propriedades; como, por exemplo, o isolamento térmico, que poderá permitir melhor conforto térmico para as construções, podendo proporcionar reduções de gastos com energia para a climatização dos ambientes. O projeto irá ainda atuar com a formação de recursos humanos para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade.
Resultados Esperados:
- Desenvolvimento de novos produtos - Destinação adequada aos cigarros aprendidos - Desenvolvimento de Monografias e dissertação - Publicação e divulgação de resultados obtidos - Formação de Recursos humanos altamente qualificados - Interação Universidade- Indústria
Indicadores de Acompanhamento e Avaliação:
- Números de monografias e dissertação - Número de publicações e/ou divulgações - Número de formação de recursos humanos - Quantidade de caixas de cigarros descaracterizadas e reaproveitadas - Manutenção da parceria UFLA- Policia Federal O acompanhamento das atividades será realizada de forma semanal, com o acompanhamento no laboratório e também reunião com os discentes responsáveis por cada subprojeto.
Cronograma:
1 – Descaracterização dos cigarros – 18/10/2021 a 01/05/2024 2 – Processamento dos resíduos - 02/01/2022 a 01/06/2024 3 – Caracterização dos materiais - 02/01/2022 a 01/07/2024 4 – Produção e avaliação dos fibrocimentos/telhas – 01/04/2022 – 01/04/2024 5 – Produção e avaliação dos compósitos poliméricos - 01/04/2022 – 01/10/2024 6 – Produção e avaliação dos briquetes – 01/04/2022 – 01/10/2024 7 – Elaboração de relatórios e publicações - 01/06/2022 a 01/01/2025
Descrição Resumida: Esse projeto visa contribuir com a descaracterização, destinação adequada e agregação de valor aos cigarros apreendidos pela Policia Federal, assim como entender o efeito da utilização de resíduos oriundos da cadeia produtiva do tabaco sobre as propriedades de compósitos cerâmicos e poliméricos, possibilitando a criação de novos produtos e ainda atuando com a formação de recursos humanos para prestação de serviços de excelência ao setor produtivo e à sociedade.
Equipe:
Alunos de Graduação:
Docentes:
Técnicos Administrativos:
Alunos de Pós-Graduação:
Outros Usuários:
Nenhum
Renovações de Projetos:
Coordenador do Projeto: RAFAEL FARINASSI MENDES
Setor: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E DE MATERIAIS
E-mail Institucional: rafael.mendesufla.br
E-mail Alternativo: rafaelfarinassigmail.com
Situação de Aprovação: Registrado
Submetido pelo Coordenador do Projeto em: 17/10/2021 - 11:07:24
Aprovado pelo Conselho Departamental (Lavras) ou pelo Colegiado de Extensão (Paraíso) em: 18/10/2021 - 06:27:52
Aprovado pelo Colegiado de Extensão (Lavras) ou pelo Diretor da UA (Paraíso) em: 18/10/2021 - 09:41:27
Histórico de Coordenação:
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Universidade Federal de Lavras - UFLA
SIG-UFLA - Versão 1.82.10
Créditos
SIG-TESTE