Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará

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Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará 
Instituto de Geociências e Engenharias 
Faculdade de Engenharia de Materiais 
Campus Universitário de Marabá 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA E ANÁLISE VISUAL DE RESIDUOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá/PA 
Agosto de 2016 
 
 
Adrieli Oliveira da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA E ANÁLISE VISUAL DE RESIDUOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá/PA 
Agosto de 2016 
Trabalho apresentado ao Prof.º Dr. 
Adriano Alves Rabelo, como 
requisito parcial para aprovação na 
disciplina de Processamento 
Cerâmicos. 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1- Técnicas de análise de tamanho de partícula ............................................................. 6 
Figura 2- Diferentes diâmetros de esferas equivalentes gerados a partir de uma partícula 
irregular.......................................................................................................................................7 
Figura 3- Formas possíveis de partículas....................................................................................8 
Figura 4- Material usado para a análise visual...........................................................................10 
Figura 5- Histograma de diâmetro da partícula.........................................................................10 
Figura 6- Curva cumulativa das massas passantes e retidas.......................................................11 
Figura 7- Curva granulométrica obtida a partir do peneiramento...............................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 5 
2. DEFINIÇÃO DAS PARTICULAS E PENEIRAMENTO..............................................8 
3. MATERIAIS E MÉTODOS...........................................................................................9 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................................10 
5. CONCLUSÃO..............................................................................................................12 
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS..........................................................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
1. INTRODUÇÃO 
O conhecimento do tamanho e da distribuição do tamanho de partícula é um pré-
requisito fundamental para muitas operações de produção e processamento envolvendo 
sistemas de materiais particulados. A distribuição do tamanho de partícula influi de maneira 
significativa em várias etapas de produção (transporte, compactação, sinterização, etc.) e na 
microestrutura do material, afetando a resistência mecânica, a densidade e as propriedades 
térmicas e elétricas dos produtos acabados. Portanto a sua determinação é uma etapa crítica 
em todos os processos que de alguma maneira envolvam materiais na forma de pós. Caso 
realizada incorretamente, podem ser geradas perdas econômicas decorrentes de produtos de 
baixa qualidade e de altas taxas de rejeição (Jillavenkatesa et al., 2001). 
Com o crescente aumento das aplicações de materiais particulados, diversas técnicas 
de caracterização física de pós têm sido desenvolvidas. Especificamente para tamanho de 
partícula, é grande a variedade de técnicas disponíveis. Na tabela1 são apresentadas diversas 
técnicas e na figura 1 estão as faixas de tamanho em que algumas delas são recomendadas. 
Estas faixas são aproximadas e referem-se a limites extremos de análise. Dependem do 
material analisado e podendo variar significativamente entre diferentes equipamentos. 
Peneiramento 
Microscopia Quantitativa 
Espalhamento de luz; Turbidimetria (espalhamento de luz de pequeno ângulo) 
Contadores ópticos de partículas 
Velocimetria 
Espalhamento de nêutrons/raios X 
Cromatografia por exclusão de tamanho; Cromatografia hidrodinâmica 
Fracionamento de campo de fluxo (FFF) 
FFF elétrico; FFF por sedimentação 
Sensoriamento de zona elétrica 
Centrifugação/Ultracentrifugação/Sedimentação 
Tempo de voo acrodinâmico 
 
Tabela 1- Técnicas de Análise do Tamanho de Partículas 
Fonte: Lacocca e German, 1997. 
 
6 
 
A determinação de valores exatos de tamanho de partícula é extremamente 
difícil e encontra obstáculos diferentes para cada uma das técnicas. Por esta razão, para 
medidas de controle de processo a reprodutibilidade passa a ser mais importante, porém 
no desenvolvimento de novos produtos, a exatidão da análise pode ser fundamental 
(Alien, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como cada técnica de análise é baseada em princípios físicos diferentes, os 
resultados obtidos por estas análises podem também ser diferentes. Além disso, os 
fabricantes de equipamentos de análise usam projetos de construção distintos, o que também 
pode acarretar em resultados diferentes mesmo entre equipamentos que utilizam o mesmo 
princípio físico básico (Jillavenkatesa, et al. 2001). 
Outro fator de grande importância a ser considerado na determinação da distribuição 
do tamanho de partícula é qual dimensão da partícula está sendo medida. Uma esfera pode 
ter o seu tamanho definido por um único valor: o diâmetro. Porém partículas com formatos 
irregulares necessitam de mais de uma medida para a quantificação do seu tamanho. Para 
expressar este valor em um único número, normalmente adota-se o valor de uma esfera 
equivalente. Dependendo do que é medido (maior ou menor comprimento, volume, massa, 
área projetada, velocidade de sedimentação, etc.) o diâmetro desta esfera equivalente 
Figura 1- Técnicas de análise de tamanho de partícula com faixas limite de medidas. BI: 
Disco centrífugo (DCP- detecção óptica; XDC- detecção por raios X). CHDF: Fracionamento 
por capilar hidrodinâmico. 
Fonte: Vasconcellos, 2003. 
 
7 
 
apresenta valores diferentes. A figura 2 ilustra alguns dos diferentes diâmetros médios 
equivalentes que podem ser gerados a partir de um grão de areia com forma irregular 
(Rawle, 2002) e a figura 3 exemplifica algumas formas possíveis de partículas (Germán, 
1994). 
 
 
Figura 2- Diferentes diâmetros de esferas equivalentes gerados a partir de uma partícula irregular. 
Fonte: Rawle, 2002. 
 
 
O diâmetro médio, porém, não pode ser apresentado como única informação 
referente ao tamanho do material particulado. Como já mencionado, deve-se obter 
informações com respeito à distribuição granulométrica do pó, pois materiais com 
diâmetros médios idênticos podem apresentar diferentes distribuições. Um pó, por exemplo, 
com distribuição de tamanho de partícula entre 0,1 e 200 µm e outro com partículas entre 
10 e 100 µm podem ter o mesmo diâmetro médio, mas o comportamento destes pós durante 
o processamento, e as propriedades finais dos produtos gerados a partir de cada pó serão 
completamente diferentes. Os dados mais comumente usados são os gráficos de distribuição 
de frequência acumulada e incrementai e os decis D10, D50 e D90 que correspondem, 
respectivamente, aos valores que 10, 50 e 90 % da distribuição das partículas apresentam 
diâmetros menores. 
8 
 
 
Figura 3- Formas possíveis de partículas. 
Fonte: German, 1994. 
 
 
2. DEFINIÇÃO DAS PARTICULAS E PENEIRAMENTO 
O peneiramento é uma operação unitária que trata da separação de materiais sólidos 
granulados, sendo uma operação mecânica na qual um material granulado é submetido à 
agitaçãoem peneiras de malhas com diâmetros conhecidos para a separação das amostras em 
faixas granulométricas. 
Os solos recebem designações segundo as dimensões das partículas compreendidas 
entre determinados limites convencionais. Por conta disso, é necessário conhecer as 
classificações para o correto estudo, caracterização e entendimento de aplicabilidade. A NBR 
6205/95 trata e define os solos de acordo com a granulometria na forma a seguir: 
 Bloco de rocha – Fragmentos de rocha transportados ou não, com diâmetro superior a 
1,0 m; 
 Matacão – fragmento de rocha transportado ou não, comumente arredondado por 
intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1,0 m; 
9 
 
 Pedregulho – solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro 
compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Quando arredondados ou semi-arredondados, são 
denominados cascalhos ou seixos. Divide-se quanto ao diâmetro em: pedregulho fino – (2 a 6 
mm), pedregulho médio (6 a 20 mm) e pedregulho grosso (20 a 60 mm); 
 Areia – solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas 
com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm. As areias de acordo com o diâmetro 
classificam-se em: areia fina (0,06 mm a 0,2 mm), areia média (0,2 mm a 0,6 mm) e areia 
grossa (0,6 mm a 2,0 mm); 
 Silte – solo que apresenta baixo ou nenhuma plasticidade, baixa resistência quando seco 
ao ar. Suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte. É formado 
por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm; 
 Argila – solo de graduação fina constituída por partículas com dimensões menores que 
0,002 mm. Apresentam características marcantes de plasticidade; quando suficientemente 
úmido, molda-se facilmente em diferentes formas, quando seco, apresenta coesão suficiente 
para construir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos. Caracteriza-se pela sua 
plasticidade, textura e consistência em seu estado e umidade naturais. 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 Argila 
 Água corrente 
 Peneiras 
 Balança analítica 
 Peneira vibratória 
 Lente de aumento 
A argila foi pesada na quantidade de 100 g e a seguir foi feita a distribuição das 
partículas. A argila seca, foi peneirada nas respectivas granulometrias; 1.74; 0.85; 0.5; 0.3; 0.15; 
e 0.075 mm (milímetros) em vibrador de peneira. Ao término da distribuição de partículas, o 
material retido no coletor foi lavado em água corrente em grande volume, até se eliminar toda 
a argila presente e ficar somente os resíduos e impurezas presentes na mesma, para serem 
analisados visualmente. 
 
 
 
 
10 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Após a lavagem do resíduo da peneira de abertura 1,18 mm, na peneira de malha 0,075 
mm, percebeu-se que o mesmo possuía areia (quartzo), cascalho (sedimentos de rochas), 
matéria orgânica, observáveis na Figura 4. 
 
Figura 4- Material usado para a análise visual. 
Fonte: Autor. 
 
 
Figura 5- Histograma de diâmetro da partícula 
Fonte: Autor. 
 
A presença desses tipos de partículas pode ser determinante no processamento de uma 
argila com essa composição, uma vez que cada tipo de partícula confere propriedades diferentes 
a um corpo cerâmico: 
 O quartzo presente pode resultar em uma elevada dureza, além da formação de fase 
vítrea. A presença deste mineral é importante para prover estabilidade dimensional à cerâmica, 
funcionando como um esqueleto de sustentação à forma dada para a cerâmica a verde; 
11 
 
 O cascalho propicia, também, aumento na dureza devido a melhoria na resistência 
mecânica. Contudo, isso só ocorre da presença de cascalho em granulometria fina. Para 
partículas mais grosseiras, o cascalho pode ter efeito negativo, sendo concentrador de tensões 
internas, diminuindo a resistência mecânica do produto; 
 Por fim, a matéria orgânica é indesejável para a grande maioria dos produtos 
cerâmicos. Durante o processo de conformação, esse tipo de material pode influenciar em 
deformações dimensionais, perdas de matéria prima e etc. Além disso, podem vir a ocupar 
espaço na massa cerâmica compactada e, após a queima, esses materiais orgânicos se 
volatilizam, gerando poros que, dependendo da aplicação, são indesejáveis ao produto, bem 
como podem servir como promovedores de trincas internas, diminuindo a resistência mecânica 
e aumentando significativamente as chances de uma falha catastrófica da estrutura. 
Peneiras 
mm 
%passante 
% 
Retido 
%Retida 
Retida 
acumulada 
Massa Massa 
Peneira 
(g) 
Peneira+ 
solo (g) 
1,4 100 0 0 0 428,1 428,1 
0,85 87,1 15,5 12,9 12,9 445 460,5 
0,5 69,5 21,1 17,6 30,5 412,6 433,7 
0,25 46,6 27,5 22,9 53,4 364 391,5 
0,15 34,8 14,2 11,8 65,2 394 408,2 
0,075 27,4 8,9 7,4 72,6 384 392,9 
COLETOR 7,81 23,1 19,3 91,9 360,9 384 
Tabela 2- Quantidade de material resultante do peneiramento. 
Fonte: Autor 
 
 
Figura 6- Curva cumulativa das massas passantes e retidas. 
Fonte: Autor. 
12 
 
 
Figura 7- Curva granulométrica obtida a partir do peneiramento. 
Fonte: Autor. 
 
5. CONCLUSÃO 
A classificação granulométrica é de suma importância para uma avaliação primária não 
só de solos, mas também de materiais em geral, uma vez que proporciona uma caracterização 
substancial do material em estudo. A partir desse tipo de avaliação pode-se realizar um estudo 
mais profundo e empírico para o emprego de solos de acordo com sua classificação. A matéria 
orgânica encontrada entre os resíduos que ficaram retidos na peneira de 0,075 mm, em questão, 
não devem afetar a qualidade da argila, pois serão eliminadas na etapa de calcinação; porém, a 
grande quantidade de sílica identificada, propõe que seja feita um bom tratamento 
granulométrico em futuras utilizações da argila em estudo para que não se tenha percas nas 
propriedades físicas e químicas esperadas. 
 
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
H. P. CAPUTO, Mecânica dos solos e suas aplicações. 6ª ed. vol.1. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 
1988; 
C. S. PINTO, Curso básico de mecânica dos solos. 3ª ed. São Paulo, SP: Oficina de Textos, 
2006; 
F. dos S. Ortega, R. G. Pileggi, P. Sepúlveda, V. C. Pandolfelli. Influência dos Modelos de 
Alfred e de Andreasen Sobre a Microestrutura e Densidade a Verde de Compactos Cerâmicos 
Obtidos por Colagem ou Prensagem. Departamento de Engenharia de Materiais, DEM-
UFSCAR, 1997; 
100
87,1
69,5
46,6
34,8
27,4
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
0,010,1110
P
as
sa
n
te
Tamanho das partículas
CURVA GRANULOMÉTRICA
Curva Granulometrica
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P. Silva, A. M. Segadães, T. C. Devezas. Aplicação de métodos estatísticos na otimização da 
densidade de empacotamento de distribuições de pós de alumina. Departamento de Engenharia 
Eletromecânica, Universidade Beira Interior Covilhã, Portugal, 2004; 
R. de Oliveira, A. R. Studart, R. G. Pileggi, V. C. Pandolfelli, Dispersão e empacotamento 
de partículas – princípios e aplicações em processamento cerâmico. Fazendo Arte Editorial, 
S. Paulo, SP (2000). 
ALLEN, T. Particle Size Measurement, 4º edition, London: Chapman and Hall, 1993. 
BANNISTER, M. J. Particles, Powders and Crystallites - Their Characterization for 
Fabrication, Metals. Australia, v. 3, p. 127-33,1973.