Aproveitamento de resíduos da pedra Cariri cinza como precursor geológico na mecanossíntese de hidroxiapatita
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A atividade de mineração da Pedra Cariri, rocha sedimentar do tipo calcário laminado e de composição majoritária em carbonato de cálcio (CaCO3), constitui um importante pilar de sustentação para a economia do estado do Ceará, em especial para a microrregião do Cariri, exercendo pujante influência na geração de empregos e renda, principalmente em se tratando da população que vive nas adjacências dos locais de lavra deste minério. Todavia, as atividades de exploração das jazidas da Pedra Cariri para fins comerciais constituem a causa da produção de um elevado volume, com efeitos continuamente cumulativos, de resíduos rochosos inertes que são descartados, sem critérios, no meio ambiente provocando problemas ambientais como degradação da paisagem de zonas urbanas, aumento das zonas de erosão, poluição e assoreamento de rios e mananciais. Tendo como base esta linha de entendimento constitui-se de extrema relevância o desenvolvimento de soluções viáveis que se apresentem com medidas de mitigação para esta problemática ambiental sem, em nenhuma hipótese, comprometer ou reduzir a exploração do minério já mencionada. Dito isto, este trabalho tem como objetivo a produção da biocerâmica hidroxiapatita a partir dos resíduos rochosos da Pedra Cariri cinza via técnica da mecanossíntese e a investigação da influência exercida pelo tratamento térmico de calcinação em diferentes temperaturas sobre as características estruturais e físicas do material obtido. O processo de mecanossíntese foi executado em um moinho de bolas, tipo periquito, no qual foi adicionado o resíduo da Pedra Cariri cinza e Fosfato de Cálcio Anidro em ciclos de moagem com duração total de 70 horas. O produto da síntese foi calcinado nas temperaturas de 800°C e 1100°C e submetido as seguintes técnicas de caracterização: Fluorescência de raio-X (FRX), Difração de raio-X (DRX), Microscópico eletrônica de varredura (MEV). De acordo com os resultados ficou constatado que é viável o emprego do resíduo da Pedra Cariri cinza como precursor para a síntese do biomaterial em questão, embora tenha apresentando uma microestrutura não monofásica, indicando a presença de um cimento ósseo importante no auxílio da osteo condução da HAp. Além disso, a técnica se mostrou de grande eficiência na produção da biocerâmica desejada mesmo sem a necessidade de aplicação de um tratamento térmico de calcinação posterior; por sua vez, o material submetido a calcinação apresentou aumento significativo no grau de cristalinidade tamanho de partículas, condizente com os resultados apresentados na literatura.
Abstract in another language
The mining of Pedra Cariri, a sedimentary rock classified as laminated limestone and composed primarily of calcium carbonate (CaCO3) is a vital economic pillar for the state of Ceará, particularly the Cariri micro-region. It plays a significant role in generating jobs and income, especially for populations living near the extraction sites. However, commercial exploitation of these deposits generates large volumes of inert rock waste with continuously cumulative effects that is indiscriminately discarded into the environment. This leads to environmental issues such as the degradation of urban landscapes, increased erosion, and the pollution and siltation of rivers and water sources. Given this context, it is crucial to develop viable solutions that serve as mitigation measures for this environmental problem without, under any circumstances, compromising or reducing the aforementioned mineral extraction. Accordingly, this study aims to produce hydroxyapatite bioceramic from gray Pedra Cariri rock waste using the mechanosynthesis technique and to investigate how calcination heat treatment at different temperatures influences the structural and physical characteristics of the resulting material. The mechanosynthesis process was carried out in a planetary ball mill, where gray Pedra Cariri waste and anhydrous calcium phosphate were processed over grinding cycles totaling 70 hours. The synthesis product was calcined at 800°C and 1100°C and subjected to the following characterization techniques: X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrated the feasibility of using gray Cariri stone waste as a precursor for synthesizing the biomaterial in question; although the material exhibited a non-monophasic microstructure, this indicated the presence of a bone cement phase that aids the osteoconductivity of the hydroxyapatite (HAp). Furthermore, the technique proved highly efficient in producing the desired bioceramic without requiring a subsequent calcination heat treatment; meanwhile, the material subjected to calcination showed a significant increase in crystallinity and particle size, consistent with findings reported in the literature.
Keywords
pedra Cariri, mecanossíntese, biocerâmica, hidroxiapatita, caracterização estrutural.
Área do conhecimento
Engenharias
Citation
SANTOS, João Victor Sipriano dos. Aproveitamento de resíduos da pedra Cariri cinza como precursor geológico na mecanossíntese de hidroxiapatita. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Cariri, Juazeiro do Norte, 2026.