Uma jornada profunda à avaliação de permeabilidade dos principais materiais cerâmicos de engenharia

Murilo D.M. Innocentini é graduado em Engenharia Química com mestrado e doutorado na área de controle ambiental, e pós-doutorado em cerâmicas refratárias pela UFSCar. É professor, pesquisador sênior e coordenador do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). É membro do Center for Regenerative Design Engineering for a Net Positive World (RENEW) na Universidade de Bath, Inglaterra. É especialista no controle de poluição atmosférica e na caraterização fluidodinâmica de materiais cerâmicos para aplicações ambientais, industriais e biomédicas. Publicou mais de 140 artigos em revistas especializadas e tem fator H 31 no Scopus. É autor de 4 capítulos de livros e de 4 patentes sobre tratamento de efluentes industriais e da produção de biodiesel. Realizou mais de 140 serviços de consultoria industrial em engenharia química e de materiais, desenvolvimento e otimização de processos industriais e equipamentos de controle da poluição atmosférica. Atua também como perito judicial e assistente técnico em processos industriais.

Murilo Daniel de Mello Innocentini
UNAERP

Resumo

O que materiais como revestimentos de porcelanato, adsorventes zeolíticos, queimadores cerâmicos, filtros catalíticos, concretos refratários e telhas de fibrocimento possuem em comum? Todos eles têm o seu desempenho determinado, em última análise, pela capacidade de moléculas, gases ou líquidos permearem (ou não!) através de sua estrutura. A quantificação da relação causa - efeito, ou mais precisamente, da relação pressão - fluxo, é essencial para cientistas e engenheiros que desenvolvem e otimizam novos materiais e processos para um futuro sustentável para a humanidade. Neste trabalho, é apresentada uma viagem de 20 ordens de magnitude ao nível de permeação dos principais materiais cerâmicos de engenharia. Os desafios experimentais (e sucessos!) para medir os parâmetros de permeabilidade desde a escala molecular até à escala contínua são discutidos utilizando exemplos práticos de uma vasta gama de aplicações de engenharia.

Abstract

What do materials such as porcelain tiles, zeolitic adsorbents, ceramic burners, catalytic filters, refractory concrete and fibercement tiles have in common? All of them have their performance ultimately determined by the ability of molecules, gases or liquids to permeate (or not!) through their structure. Quantifying the cause-effect relationship, or more precisely, the pressure-flow relationship, is essential for scientists and engineers developing and optimising new materials and processes for a sustainable future for humanity. In this work, a 20-order-of-magnitude journey into the permeation level of the main engineering ceramic materials is presented. The experimental challenges (and successes!) of measuring permeability parameters from the molecular to the continuum scale are discussed using practical examples from a wide range of engineering applications.