Análise numérica da variação dimensional em blocos cerâmicos estruturais durante o processo de secagem

Resumo

Possuindo produtos com um custo de produção relativamente baixo, a indústria cerâmica é um segmento com participação fundamental na economia nacional. Todavia, trata-se de indústrias que, em sua maioria possuem processos de fabricação ultrapassados, sem controle de qualidade adequado, e que geram um elevado desperdício de recursos e baixa qualidade da peça final. Sendo uma das etapas do processo de fabricação de um material cerâmico, a secagem é definida como o processo de redução do teor de umidade de um sólido em função do fornecimento de energia ao mesmo. Trata-se de um processo que envolve fenômenos complexos de transferência de calor e massa, assim como variações dimensionais, e que, quando realizado de forma incorreta, acarreta danos estruturais ao produto, os quais são os principais responsáveis pelo descarte de peças na indústria cerâmica. Logo, é de suma importância descrever detalhadamente o processo de secagem, fornecendo informações necessárias para que o processo ocorra de forma adequada. Destarte, a presente pesquisa teve como objetivo, através da modelagem matemática e simulação numérica, analisar a variação dimensional de um bloco cerâmico estrutural durante o processo de secagem, onde modelos matemáticos para volume e área superficial do produto foram ajustados via software Statistica^® aos dados experimentais obtidos na literatura, em diversas condições experimentais. Resultados referentes às variações das áreas superficiais externa e interna e volume foram expostos e analisados. Pode-se concluir que o modelo matemático escolhido ajustou-se adequadamente aos dados experimentais coletados, com coeficiente de determinação superior à 0.9; e que, apesar de sofrer reduções dimensionais, o bloco cerâmico estudado manteve sua geometria inicial sem apresentar deformações.