Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável

20 a 25 de outubro de 2025

Trabalho 22139

ISSN 2237-9045
Instituição Universidade Federal de Viçosa
Nível Pós-graduação
Modalidade Pesquisa
Área de conhecimento Ciências Exatas e Tecnológicas
Área temática Dimensões Econômicas: ODS11
Setor Departamento de Engenharia Civil
Bolsa CAPES
Conclusão de bolsa Não
Primeiro autor Filipe Emerick Caldeira
Orientador LEONARDO GONCALVES PEDROTI
Outros membros ANGELICA DE CASSIA OLIVEIRA CARNEIRO, Gustavo Emílio Soares de Lima, Jane Aparecida dos Santos, Júlia Luiza Monteiro Lopes
Título Biochar como Alternativa Sustentável ao Nano Carbon Black: Comparação da Resistência Elétrica para Aplicações em Compósitos Cimentícios Auto-sensores.
Resumo A crescente demanda por tecnologias inteligentes na infraestrutura tem impulsionado o uso de materiais cimentícios auto-sensores para o monitoramento de tensões e falhas em estruturas. Para isso, incorporam-se materiais condutivos à matriz cimentícia, como o nano Carbon Black (CBN), conhecido por sua elevada condutividade elétrica. Nesse contexto, o biochar — um material carbonáceo obtido por pirólise de biomassa — surge como uma alternativa sustentável, por apresentar boa condutividade elétrica e contribuir para o sequestro de carbono. O objetivo desta pesquisa é comparar a resistividade elétrica do biochar com a do CBN, visando investigar o potencial do biochar como material condutivo alternativo para aplicações em compósitos cimentícios auto-sensores. O biochar foi produzido a partir de biomassa de eucalipto nas temperaturas de 450 °C, 650 °C e 750 °C, com tempo de permanência de uma hora em mufla. Após o resfriamento à temperatura ambiente, o material foi moído em moinho de bolas de alta eficiência em três ciclos de 7 minutos a 350 rpm, com intervalos de 12 minutos entre os ciclos. Em seguida, foi peneirado nas malhas 100 e 200. O Carbon Black utilizado foi o CBN 234 (Birla Carbon), com tamanho médio de partícula de 20 nm e área de superfície específica de 120 m²/g. Para o teste de condutividade, utilizou-se um multímetro digital Minipa modelo RT-1100B para leitura em lâminas de biochar, formadas em placas de Petri com uma pequena quantidade do pó. Com o auxílio de uma pipeta conta-gotas, adicionou-se álcool 92º INPM para formar uma pasta fluida. A partir da vibração da placa — realizada com leves batidas na borda com uma colher metálica — foi obtida uma lâmina fina de biochar ou CBN. Após a secagem, o multímetro foi ajustado para medição da resistência elétrica, e as pontas de prova foram posicionadas sobre a lâmina. As leituras foram registradas nos pontos onde houve estabilização dos valores, e a média foi calculada para cada amostra. O CBN 234 apresentou resistência elétrica média de 0,027 kΩ. Para o biochar de eucalipto, os resultados indicaram que maiores temperaturas de queima proporcionam menores valores de resistência elétrica. Nas temperaturas de 650 °C e 750 °C, a fração passante na peneira 200 apresentou menor resistência em comparação à fração passante na peneira 100. Já o biochar produzido a 450 °C gerou lâminas muito quebradiças, dificultando a estabilização das leituras. A amostra da fração 200 do biochar queimado a 750 °C apresentou resistência média de 1,152 kΩ — valor 43,22 vezes superior ao do CBN 234. Conclui-se que a produção de biochar em temperaturas mais elevadas e com partículas mais finas resulta em um material com menor resistência elétrica. No entanto, os valores de resistência do biochar ainda permanecem significativamente superiores aos observados para o CBN. Assim, o biochar tem potencial para substituto do CBN na produção de compósitos cimentícios auto-sensores, sendo necessário mais estudos nesta área.
Palavras-chave Sensor, Resistência Elétrica, Compósito Cimentício
Forma de apresentação..... Painel
Link para apresentação Painel
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