Importância do binômio design e engenharia no beneficiamento de rejeito mineral de opala e ágata na produção de camafeus por usinagem CNC

Abstract

No estado do Rio Grande do Sul, os garimpos de pedras preciosas estão distribuídos em duas regiões principais: no Distrito Mineiro de Ametista do Sul (maior produtor de ametista) e no Distrito Mineiro de Salto do Jacuí (maior produtor de ágata). Nestes dois distritos mineiros são explorados geodos, parcial ou totalmente preenchidos por camadas intercaladas de ágata, quartzo incolor, ametista, calcita e opala. O processo de extração desses geodos gera grande quantidade de rejeito, composto tanto pela rocha portadora do minério como também por minério de baixa qualidade. No município de Soledade se concentram as principais empresas de beneficiamento e também o comércio dos materiais gemológicos explorados no Rio Grande do Sul. No entanto, a maioria dos objetos produzidos que visam à exportação se repete nas diversas indústrias beneficiadoras sem diferencial aparente. A opala encontrada nos garimpos de Salto do Jacuí ocorre em muitas cores. A opala branca é a mais comum e não é valorizada, gerando, assim, significativa quantidade de rejeito. Através deste estudo, objetiva-se estabelecer uma metodologia de beneficiamento por usinagem CNC do rejeito de opala branca e ágata oriundo do Distrito Mineiro de Salto do Jacuí, que agregue valor pelo design e tecnologia. Considerando que os processos mais utilizados nas indústrias atualmente para a ágata, o tingimento e o corte em chapas, não se aplicam à opala, pode-se afirmar que a introdução da tecnologia de usinagem CNC neste setor pode auxiliar no aproveitamento desse material, ao modificá-los e valorizá-los como objetos de adorno sob a forma de camafeus. A metodologia empregada para a presente pesquisa consistiu de etapas de identificação dos locais de extração de ágata e de opala branca do Estado; avaliação dos procedimentos mais utilizados para beneficiamento destes materiais; estudo e análise do material por técnicas específicas; ensaios de usinagem CNC, análise das fresas utilizadas e dos materiais envolvidos após os processos de usinagem e desenvolvimento de produto. Foram realizados nove ensaios de usinagem e as análises posteriores, identificando nos resultados obtidos que, com as fresas adequadas destinadas ao desgaste (maior diâmetro) ou acabamento (menor diâmetro de ponta), quando utilizados em conjunto com parâmetros e estratégias de usinagem bem definidos, são suficientes para que se alcance o objetivo definido nesta pesquisa.

In the state of Rio Grande do Sul, the precious stones mines are distributed in two main regions: in the Mining District of South Amethyst (largest producer of amethyst) and the Mining District of the Salto Jacuí (largest producer of agate). In these two districts Geodis miners are exploited, partially or completely filled by intercalated layers of agate, clear quartz, amethyst, opal and calcite. The extraction process of Geodis generates large amounts of waste, comprising both the rock of the ore carrier as well as of low quality ore. In the municipality of Soledade focus the main company to benefit from trade and gemological materials used in Rio Grande do Sul. However, most of the objects produced aimed at the export is repeated in various industries benefit without apparent difference. The opal found in the mines of the Salto Jacuí appears in many colors. The white opal is the most common and is not valued, thus generating significant amount of waste. Through this study, that aims to establish a methodology for processing by the CNC machining waste of opal and white agate from the Mining District of the Salto Jacuí, a great value was added for design and technology. Whereas the most currently used in industries for agate, dyeing and cut into plates, are not applied to the opal, one can say that the introduction of CNC machining in this sector can assist in the exploitation of such material, to modify and value them as objects of adornment in the form of camafeus. The methodology used for this research consisted of steps of identifying locations for extraction of opal and white agate the state, evaluate the procedures used for further processing of these materials, study and analysis of the material by specific techniques, testing of CNC machining, analysis of cutters and materials used after the processes involved in machining and product development. Were conducted nine tests of machining and the subsequent analysis, identifying the results that, with the cutters suitable for the wear (larger diameter) or finishing (minor diameter of tip), when used together with parameters and machining strategies for well-defined, are sufficient to achieve the goal defined in this study.