ESTUDO DA UTILIZAÇÃO DO AÇO INOXIDÁVEL NA INDÚSTRIA DE RECICLAGEM V. A. do Nascimento 1, M. R. M. C. Santos 2, H. R. Sousa 3, P. A. A. Sousa 4, P. B. Sousa 5 1-5 Campus Universitário Ministro Petrônio Portella - Bairro Ininga. Centro de Tecnologia, Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados CEP: 64.049-550 - Teresina - PI. 1 E-mail: val.albuquerque@hotmail.com RESUMO Aço inoxidável é o termo empregado para identificar a família dos aços que contém 11% de cromo, elemento que fornece ao material uma elevada resistência à corrosão. Esse tipo de aço pode receber alguns elementos como, molibdênio e cobre para aumentar sua resistência à corrosão. A pesquisa se deu nos bancos de dados, inicialmente a grande área e depois foi realizado um refinamento das palavras. O método de busca, com as palavras em inglês na plataforma de busca Espacenet, Uspto e português no INPI. Encontrou-se 122 patentes na base Espacenet, 36 na base Uspto e 4 no INPI, totalizando 162 patentes selecionadas em abril de 2016. De acordo com os dados a principal Classificação Internacional designada para os resultados foi a C21B sobre manufatura de ferro ou aço. Os Estados Unidos possuem o maior número de patentes, designando o fato de ser um país com um alto desenvolvimento tecnológico. Palavras-chave: Aço Inoxidável, Reciclagem, Metalurgia do Ferro. INTRODUÇÃO A liga ferro-carbono, também conhecida como aço ao carbono, é empregada atualmente em difundidos materiais para a construção mecânica e civil. No Brasil, sua primeira utilização foi no viaduto ferroviário, na Serra do Mar, em São Paulo, no ano de 1865. A ciência da metalurgia abriu também, o caminho ao emprego dos chamados elementos de liga (1). A adição de silício, manganês, cromo, níquel, molibdênio e outros elementos conferem aos aços ao carbono propriedades que os tornam aplicáveis em diversas aplicações. Partir disso, os aços estão divididos em dois grandes grupos: aço ao carbono e aços especiais. Os primeiros, ditos comuns, 7558
constituem a ampla gama dos aços estruturais, matéria-prima para a fabricação de vergalhões, perfilados para a construção, chapas laminadas, tubos e barras. Em contraste, os aços especiais são dotados de propriedade específicas, geralmente exigidas para aplicações específicas, como por exemplo, alta resistência mecânica e à exposição em ambientes corrosivos (2). Aço inoxidável é o termo empregado para identificas a família dos aços que contém no mínimo 11% de cromo (3), elemento que fornece ao material uma elevada resistência à corrosão. Quando distribuído de maneira homogênea em toda a superfície do material, o cromo ao entrar em contato com o oxigênio do ar reage e forma uma camada fina, continua e resistente de óxidos, protegendo o material contra ataques corrosivos do meio-ambiente (4). O aço inoxidável também pode receber: molibdênio e cobre para aumentar sua resistência à corrosão por via úmida; silício ou alumínio (5), que aumentam sua resistência à oxidação em altas temperaturas; e titânio ou nióbio que estabilizam o aço austenítico impedindo a precipitação do cromo em forma de carboneto durante o aquecimento ou resfriamento lento em torno de 700 C. Além destes, outros elementos também podem ser adicionados à liga: nitrogênio, cobalto, boro, manganês e terras raras (6). MATERIAIS E MÉTODOS Para a pesquisa nos bancos de dados foram utilizados termos em relação a abrangência, inicialmente a grande área Metal, em relação a aço, composição, reciclagem e para indústria alimentícia. O método de busca, com as palavras em inglês (Espacenet, Uspto) e português (INPI), foi com os termos metal; steel; steel and composition; recycling and steel; chrome and recycling and food and industry A pesquisa encontrou 122 patentes na base européia Espacenet, 36 na base dos Estados Unidos e 4 na base brasileira INPI, totalizando 162 patentes selecionadas em abril de 2016, como mostra na Tabela I. 7559
Tabela I: Palavras chave utilizadas na busca de patentes. PALAVRAS-CHAVE INPI EPO USPTO WEB OF SCIENCE metal 9.885 100.000 230.104 100.000 steel 8.627 100.000 33.070 100.000 steel and composition 494 40.140 11.356 52.013 Recycling and steel 37 2.961 761 5.125 Chrome and recycling and food and industry 4 122 36 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO Inicialmente foi feito uma busca de patentes depositadas por ano, com o objetivo de verificar a evolução anual em depósito. Na Figura 1 é possível perceber que a primeira patente depositada foi no ano de 1950. A disseminação de depósitos ocorreu apenas no século XXI, momento característico de grande desenvolvimento científico e tecnológico. Nos anos 2009-2013 se encontram o maior número de depósitos. 21 2 1 4 5 6 8 1 4 3 4 3 2 4 3 11 14 7 17 5 Figura 1: Número de patentes depositadas por ano. Banco de Dados: EPO 7560
Um quesito importante na busca de depósitos de patentes é a Classificação Internacional de Patentes (CIP), que é a base para a elaboração de estatísticas sobre propriedade industrial, que permitam a avaliação do desempenho tecnológico em diversas áreas. A figura 2 revela as principais classificações internacionais de cada patente deposita no INPI. As principais CIP encontradas foram: C21BD, referente a Manufatura de Ferro ou Aço; Metalurgia do Ferro; Tratamento preliminar de minério, etc.; B26D, referente a Material não-metálico para corte; lâminas de metal em geral. D06C 6 F16L 3 B26D 11 C21B 18 Figura 2: Número de Patentes pela Classificação Internacional (CIP). Banco de Dados: INPI. Na figura 3 está o gráfico referente à quantidade de Patentes depositadas por Países, podendo perceber que o país que mais possui número de patentes depositadas é os Estados Unidos, seguido da França, Canadá, Itália, Alemanha e Tóquio. 26 1 1 2 2 4 Tóquio Alemanha Itália Canadá França Estados Unidos Figura 3: Quantidade de patentes depositadas por países. Banco de Dados: USPTO 7561
Na figura 4 mostra a quantidade de artigos depositados nos principais bancos de dados, em ordem crescente se tem: i) SCOPUS com um total de 171 artigos; ii) Periódicos da Capes totalizando 25 publicações de artigos; iii) Web of Science com 6 artigos; iv) SCIELO com 4 artigos. 171 6 4 25 SCOPUS WEB OF SCIENCE SCIELO PERIÓDICOS DA CAPES Figura 4: Quantidades de artigos publicados. CONCLUSÃO Os dados apresentados com a prospecção mostraram que a reciclagem do aço cromo é bastante inovador e inédito. Os Estados Unidos possuem o maior número de patentes em relação a reciclagem do aço cromo, designando o fato de ser um país com um alto grau de desenvolvimento tecnológico; A área de reciclagem do aço cromo na indústria alimentícia possui também muitos artigos publicados envolvendo pesquisa. A partir do ano 2000 passou a difundir cada vez mais a pesquisa e desenvolvimento de tecnologias para a reciclagem do aço cromo. AGRADECIMENTOS: Ao apoio do Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados, ao PIBIC CNPq e UFPI. REFERÊNCIAS (1) CHIAVERINI, V. Aços-carbono e aços-liga, 2 ed., Publicação da Associação Brasileira de Metais, 1965, p. 341-372. 7562
(2) CALLIESTER, W.D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma introdução, 5 ed., Livros Técnicos e Científicos. Editora: S.A.,2002, p. 189 e 250-252. (3) NOLASCO SOBRINHO, P.J., ESPINOSA, D.C.R. & TENÓRIO, J.A.S. Caracterização da poeira gerada na fabricação de aço inoxidável visando à sua reciclagem. REM - Revista da Escola de Minas, v.53, n. 4, p. 257-263, out.dez. 2000. (4) NOLASCO-SOBRINHO, P.J., ESPINOSA, D.C.R., TENÓRIO, J.A.S. Characterisation of dusts and sludges generated during stainless steel production in Brazilian industries. Ironmaking and Steelmaking, v.30, n.1, p.11-17, 2003. (5) WRONA, L. M. Pollution prevention in the steel industry Toward a zero waste plant. Iron and Steel Engineer, v. 74, n. 6, p. 59-63, 1997. (6) TSOMONDO, B.M.C, SIMBI,D.J., NAVARA, E. Isothermal reduction of chromite fines by carbon saturated chromium melt. Ironmaking and Steelmaking, v.24, n.5, p.386-391, 1997. STUDY OF STAINLESS STEEL USE IN RECYCLING INDUSTRY ABSTRACT Stainless steel is the term used to identify a couple of steels containing 11% chromium, the material element that provides a high corrosion resistance. This type of steel can get some elements such as molybdenum and copper to increase its corrosion resistance. The research took place in the databases, initially the area and then conducted a refinement of words. The search method, with the words in English in Espacenet search platform, Uspto and Portuguese INPI. Met 122 patents in the Espacenet base, 36 in Uspto base and 4 at INPI, totaling 162 patents selected in April 2016. According to the data the main International Classification assigned to the results was the C21B on iron or steel manufacturing. The United States has the largest number of patents, designating the fact that a country with a high technological development. Key-words: Stainless Steel, Recycling, Iron Metallurgy. 7563