Desenvolvimento de elementos modulares do tipo cobogó em basalto via beneficiamento por jato d’água abrasiva

Abstract

As rochas vulcânicas da Formação da Serra Geral, de ocorrência abrangente no Rio Grande do Sul, são costumeiramente comercializadas para aplicações da construção civil, como em pisos e paredes, mas pouco conhecidas e usadas como rocha para ornamentação. No Brasil, o ramo de rochas ornamentais tem crescido significativamente e isto requer o implemento de inovação em processos e produtos. Por isto, cada vez mais as empresas de beneficiamento têm de investir no aprimoramento da manufatura, explorando o uso de novas tecnologias, como o corte por jato d’água abrasiva. Contudo, o aumento da demanda produz um excedente de resíduos considerável e que pouco é utilizado para o desenvolvimento de novos produtos com maior valor agregado. O objetivo principal desta pesquisa é viabilizar a produção de elementos modulares do tipo cobogó, com material residual da manufatura do basalto, por meio do corte por jato d’água abrasiva, agregando valor estético e comercial à rocha. Artefato muito utilizado pela arquitetura, o cobogó – elemento vazado que constitui superfícies – tem papel importante na iluminação e circulação de ar do ambiente, podendo ser utilizado tanto em áreas internas quanto externas. Desta forma, foram desenvolvidas duas proposições formais de elementos modulares do tipo cobogó para a realização dos ensaios. Visando a identificar o parâmetro de corte via jato d’água abrasiva adequado para essa rocha, foram realizadas leituras de rugosidade. Os resultados indicam que o parâmetro satisfatório para a elaboração do artefato foi Pressão: 340 MPa, Velocidade de avanço: 70 mm/min e Vazão mássica de abrasivo: 8 mm. Após a elaboração dos protótipos, de acordo com os parâmetros averiguados, foram realizados ensaios que remetem à resistência da matéria-prima pós beneficiamento. Foi realizada a conferência da Massa Específica Aparente e Velocidade de Propagação de Ondas Ultrassônicas. Os índices demonstram uma leve queda na qualidade do material, se comparadas aos Relatórios de Ensaios feitos pelo Instituto de Geociências da UFRGS (BSC 01/2017, BSC 02/2017 e BSC 01/2018), mas compatíveis com a finalidade proposta. Para tanto, após os ensaios de compressão uniaxial, observou-se que a resistência do material ficou relativamente menor do que os índices propostos pela ABNT (NBR 15844) e ASTM C – 615, que apontam a resistência para rochas ornamentais para revestimentos. Contudo, no tocante à resistência dos artefatos cobogós, o estudo indica que o produto confeccionado com os resíduos dessa rocha possui uma resistência significativamente superior aos dados preconizados pelas normas regulamentadoras de peças similares.

Volcanic rocks from the Serra Geral Formation, widely occurring in Rio Grande do Sul, are usually sold for civil construction applications, such as floors and walls, but are not usually used as an ornamental rock. In Brazil, the business of ornamental stones has grown significantly, increasing the demand for the implementation of innovation in processes and products. For this reason, a large proportion of companies have to invest in improving manufacturing, exploring the use of new technologies, such as abrasive waterjet cutting. However, such an increase of residues is not matched with policy for developing new, higher-value products. The main objective of this research is to enable the production of modular elements of the cobogó type, with the waste material from the manufacture of basalt, using abrasive water jet cutting, adding aesthetic and commercial value to the rock. An artifact widely used by architecture, the cobogó – a hollow element that constitutes surfaces – plays an important role in lighting and air circulation in the environment, and can be used both indoors and outdoors. As such two formal propositions of modular elements of the cobogó type were developed for carrying out the tests. Aiming to identify the appropriate cutting parameter via AWJ for basalt, roughness readings were performed. The results indicate that the satisfactory parameter for the elaboration of the artifact was Pressure: 340 MPa, Feed speed: 70 mm/min and Mass flow of abrasive: 8 mm. After the elaboration of the prototypes, according to the verified parameters, tests regarding the resistance of the post-processing material were carried out. Apparent Specific Mass and Propagation Velocity of Ultrasonic Waves were checked. The indices show a slight decrease in the quality of the material, compared to the BSC 01/2017, BSC 02/2017 and BSC 01/2018 Reports, but compatible with the proposed purpose. Therefore, after the uniaxial compression tests, it was observed that the resistance of the material was relatively lower than the indices proposed by ABNT (NBR 15844) and ASTM C - 615, which point to the resistance of ornamental stones for coatings. However, in the topic of the resistance of the cobogós artifacts, the study indicates that the product made with basalt residues has a significantly higher resistance than the data recommended by the regulatory standards for similar pieces.