Matéria Prima

 

Resumo sobre matéria-prima

• Matéria-prima é um elemento base para a produção de mercadorias industriais. Pode ser natural ou processada.

• As matérias-primas são classificadas segundo sua origem: animal, vegetal e mineral.

• São fundamentais para o desenvolvimento da atividade industrial no mundo.

• Em geral, os países subdesenvolvidos são os que exportam matérias-primas, e os países desenvolvidos são os que mais compram matérias-primas.

• Insumo é diferente de matéria-prima. Insumo é qualquer elemento utilizado no processo de produção de uma mercadoria, como máquinas, por exemplo.

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O que é matéria-prima?

Matéria-prima é qualquer elemento base fundamental para a produção de mercadorias. Pode ser um elemento natural ou produzido representando a base das produções de produtos utilizados pelas pessoas em todo o mundo.

Em alguns casos, a matéria-prima é consumida de forma direta pela sociedade — por exemplo, frutas e vegetais, que são elementos naturais que não necessitam de nenhum processo industrial para se tornarem mercadorias.

A maioria das matérias-primas comercializadas no mundo são conhecidas como commodities, ou seja, produtos brutos, sem processamento industrial e sem valor agregado.

Tipos de matéria-prima

Segundo a origem, as matérias-primas podem ser classificadas em três grupos: animal, vegetal e mineral.

→ Matéria-prima animal

Matéria-prima animal é toda matéria-prima obtida por meio da pecuária (criação de animais), caça e pesca. Carne, leite, ovos e couro são os elementos de maior destaque no conjunto das matérias-primas animais.

• Exemplo:

Pecuária de bovinos para produção de leite → leite processado em um laticínio → produção de queijos, iogurtes e demais mercadorias derivadas do leite

→ Matéria-prima vegetal

Matéria-prima vegetal é obtida por meio da flora, ou seja, de elementos plantados ou naturais na vegetação de uma região. Vale ressaltar que nesse conjunto estão os frutos e vegetais que são diretamente consumidos pela sociedade. São matérias-primas que não passam por processamento industrial.

• Exemplo:

Algodão cultivado → processamento pela indústria têxtil → tecidos → produção de vestuário

→ Matéria-prima mineral

Matéria-prima mineral é aquela obtida pela extração de elementos naturais encontrados na estrutura rochosa do planeta terra. É todo elemento de origem mineral, portanto.

• Exemplo:

Bauxita → processamento industrial → alumínio → produção de latas para bebidas

Importância da matéria-prima

As matérias-primas são fundamentais para a produção de mercadorias que são consumidas por toda a sociedade. Não é possível imaginar o desenvolvimento da atividade industrial sem elas. Portanto, o conjunto de matérias-primas representa a base econômica do setor secundário da economia mundial. Quanto mais a industrialização avança no mundo, mais matérias-primas precisam ser produzidas.

Considerando a Divisão Internacional do Trabalho atual, existe um grupo de países que, economicamente, se destacam pela produção de matérias-primas. Trata-se do conjunto dos países subdesenvolvidos não industrializados, que essencialmente produzem produtos primários, ou seja, matérias-primas.

Por outro lado, existe um grupo de países, basicamente os industrializados, que não conseguem produzir todas as matérias-primas necessárias para atender suas necessidades, tornando-se dependentes desses materiais. Em geral, os países mais pobres são os que mais exportam matérias-primas, e os países ricos são os que mais importam esses elementos.

Entretanto, nem sempre ser um grande exportador de matéria-prima significa um consistente benefício a um país. No caso específico das matérias-primas, é válido considerar que, em geral, são os produtos mais baratos comercializados no mundo. Mesmo um país que venda grande volume de commodities pode não apresentar papel de destaque na economia global.

Portanto, é possível observar que o jogo entre a produção e a necessidade por matérias-primas no âmbito mundial cria uma geopolítica entre os países, crescente no processo de globalização econômica.

Diferenças entre matéria-prima e insumos

Enquanto as matérias-primas são os elementos base para a produção de mercadorias, os insumos são conceituados de forma diferente. Insumo é qualquer tipo de material utilizado na produção de mercadorias, mas que não constitui o produto final.

Por exemplo, para a fabricação de uma roupa, o algodão, matéria-prima do tecido, é um dos insumos. As máquinas, a água e os demais produtos necessários para a transformação dessa matéria-prima em uma mercadoria processada, ou seja, na roupa, são os insumos de produção.

Polímeros

 

Resumo sobre polímeros

• Polímeros são macromoléculas orgânicas formadas por meio da ligação de diversos monômeros.

• Os polímeros podem ser de origem natural (biopolímeros) ou de origem sintética, sendo estes produzidos em laboratório.

• São exemplos de polímeros naturais a celulose, a seda e as proteínas.

• São exemplos de polímeros sintéticos o polietileno, o poliuretano e o polipropileno.

• Os polímeros sintéticos podem ser de adição ou de condensação.

• Os polímeros são amplamente empregados em nossa sociedade, sendo importantíssimos para a indústria de materiais.

• A grande resistência química de produtos poliméricos os coloca no centro da discussão acerca dos problemas ambientais, considerando que são praticamente indestrutíveis pelos microrganismos.

Polímeros são substâncias compostas por macromoléculas — moléculas com grande massa molecular.

Diferença entre monômero, dímero, trímero, oligômero e polímero.

A palavra polímero é oriunda das palavras gregas poly, que significa “muitos”, e meros, que significa “partes” ou “fragmentos”. Essa denominação é bem adequada, visto que os polímeros são caracterizados pela repetição de um ou mais fragmentos moleculares de baixa massa molecular (comumente chamados de monômeros), que se unem, por meio de uma ligação química, para a formação das macromoléculas.

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Quais são os tipos de polímeros?

Um polímero pode ser de origem natural ou de origem sintética. Os polímeros naturais (ou biopolímeros) são os que ocorrem na natureza, como é o caso das proteínas e dos polissacarídeos (como amido, glicogênio e celulose). Já os polímeros sintéticos, como o nome faz alusão, são os polímeros produzidos em laboratório, sendo a maioria de origem petrolífera.

Os principais polímeros sintéticos são os plásticos, materiais de grande resistência química e mecânica, os quais podem ser moldados em altas temperaturas. Destacam-se, por exemplo, o policloreto de vinila (PVC), o polietileno (PE) e o náilon.

Dentro dos polímeros sintéticos, há ainda a subdivisão em polímeros de adição ou condensação.

• Polímeros de adição: são formados por reações orgânicas de adição. Caso ele seja oriundo de um único monômero, será conhecido como homopolímero, do contrário, tendo dois ou mais monômeros na sua formação, será conhecido como copolímero.

Diferenças entre um homopolímero e um copolímero

• Polímeros de condensação (ou eliminação): são formados por meio da reação entre monômeros que possuem grupos reativos entre si, com a consequente eliminação de uma pequena molécula, como água ou etanol.

Aplicações dos polímeros

A química dos polímeros é importantíssima para a ciência dos materiais. Os biopolímeros possuem funções importantes para o nosso corpo, como é o caso do DNA, que aloja nossas informações genéticas, e os polissacarídeos, que armazenam a energia necessária para o funcionamento de nosso corpo.

Um biopolímero conhecido pela humanidade há milênios é a seda, oriunda do casulo do bicho-da-seda. Já foi a principal mercadoria da China, já que sua forma de produção foi, por muito tempo, mantida em segredo pelos chineses, dando origem à famosa Rota da Seda, uma das rotas comerciais mais importantes da época.

Casulos de bichos-da-seda.

Contudo, a grande aplicação dos polímeros se dá pelos sintéticos, o que se iniciou no século XIX, quando, em 1856, houve a produção do primeiro plástico, o celuloide, empregado na fabricação de bolas de bilhar e teclas de piano, e, em 1865, com a produção da fibra têxtil sintética raiom (ou rayon). A tabela a seguir traz a aplicação de alguns polímeros sintéticos conhecidos.

Polímero	Usos
Polietileno (PE)	Brinquedos, sacolas de mercado e recipientes plásticos.
Polipropileno (PP)	Embalagens plásticas para alimentos, móveis, utensílios domésticos, peças automotivas.
Policloreto de vinila (PVC)	Frascos, tubos e conexões, embalagens transparentes de alimentos.
Poliestireno (PE)	Isolantes, cartelas de ovos, copos para bebidas quentes, isopor.
Politetrafluoretileno (Teflon)	Superfícies antiaderentes, revestimento térmico para aeronaves, mangueiras e cabos.
Poliacrilonitrila (Orlon)	Tapetes, lençóis, fios, tecidos sintéticos.
Polimetilmetacrilato (Acrílico, PMMA)	Procedimentos estéticos, alternativa ao vidro.
Polivinilacetato (PVA)	Cola branca, adesivos.
Poliuretano (PU)	Espumas para colchões, travesseiros, assentos para automóveis, isolantes térmicos e acústicos, vedação.
Náilon (Nylon)	Fibras têxteis.
Poliisopreno	Borracha sintética.
Neopreno (Neoprene)	Borracha sintética, roupas de mergulho.

Os polímeros sintéticos compõem os plásticos, amplamente utilizados por todos nós no cotidiano.

Materiais cerâmicos

     Sem maiores detalhes, se pode classificar a cerâmica em dois grandes grupos, a cerâmica tradicional e a cerâmica de natureza avançada:

• CERÂMICA TRADICIONAL: é aquela utilizada em revestimentos diversos, que vão desde azulejos até vasos para cultivo. Tijolos também são produzidos a partir desta cerâmica, assim como qualquer outro objeto que não requer uma maior sofisticação.
• CERÂMICA AVANÇADA: são materiais de engenharia, obtidos a partir de uma matéria prima mais purificada, que pode ser a mesma que dá origem à cerâmica tradicional, mas está em um estado maior de pureza. Utiliza-se esse tipo de cerâmica, por exemplo, em tijolos refratários para churrasqueiras e alguns fornos.

    Quanto a seu aspecto histórica, a cerâmica está entre os materiais manufaturados mais antigos que se tem notícia, datando de mais de 20.000 anos a.C., onde peças foram encontradas por arqueólogos na Checoslováquia. Também na região do Japão foram encontradas importantes peças muito antigas, as quais serviram para se conhecer a matéria prima utilizada na época para a fabricação de diversos instrumentos e utensílios. Nas culturas babilônicas e assírias também se encontram objetos elaborados a partir da argila cozida, em texturas de alto brilho, o que era conseguido a partir de óxidos metálicos, conforme ainda é utilizado hoje em dia. Na região brasileira já foram encontradas peças aproximadamente com essa data, em solo Amazônico, em formas mais rudimentares.

Nióbio e suas curiosidades

   O nióbio era inicialmente utilizado como filamentos de lâmpadas incandescentes, mas foi rapidamente substituído pelo tungstênio por ser um metal com maior ponto de fusão.

    O Brasil possui mais de 90% das reservas mundiais desse metal. A maior reserva de nióbio encontra-se na cidade de Araxá-MG.

    Apesar da dureza e resistência que o nióbio agrega às ligas metálicas, o composto puro é macio e de baixa densidade.

    O nióbio é o elemento que alcança a condição de supercondutor em maior temperatura crítica.

    Em 2012, a média do preço da liga ferro-nióbio ficou em US$ 26,5 o quilo.

Titânio

Titânio dentro da medicina

    Titânio substitui o corpo humano, como assim? Então, titânio recebe o nome dos Titãs da antiga mitologia grega.  Com o símbolo químico Ti e um número atômico de 22. O titânio é um metal de cor prata valorizado por sua baixa densidade; alta resistência e resistência à corrosão.

Propriedades das ligas de titânio usadas na medicina

Em sua forma pura, o titânio apresenta, portanto:

• densidade baixa
• força elevada
• alto nível de resistência à corrosão
• É também não magnético e não tóxico; duas propriedades particularmente vantajosas, sobretudo, para aplicação em materiais biomédicos.
• Seu coeficiente de expansão térmica e módulo de elasticidade se assemelham ao do osso humano.
• O titânio puro é a forma de titânio mais resistente à corrosão no mercado médico. Ele é frequentemente usado por causa da ductilidade e maleabilidade.

    Todavia, os materiais de titânio são caros e problemáticos quando se trata de tecnologias tradicionais de processamento. Por exemplo, seu alto ponto de fusão (1.670 ℃, muito maior que as ligas de aço) é um desafio. Considera-se o titânio  um metal mais biocompatível; não prejudicial ou tóxico ao tecido vivo. Além disso, essa capacidade de suportar o ambiente corporal severo é resultado do filme protetor de óxido que se forma naturalmente na presença de oxigênio.

Velas de ignição

    Uma vela de ignição é um dispositivo elétrico que se encaixa na cabeça do cilindro de alguns motores de combustão interna e acende a gasolina aerossol comprimida por meio de uma faísca elétrica. As velas de ignição têm um elétrodo central isolado conectado por um fio fortemente isolado a uma bobina de ignição ou circuito magnético do lado de fora, formando, com um terminal aterrado na base da vela, uma faísca dentro do cilindro.

    Contém um invólucro de metal roscado, isolado eletricamente de um elétrodo central por um isolador de porcelana. O elétrodo central, que pode conter um resistor, é conectado por um fio fortemente isolado ao terminal externo de uma bobina de ignição.

PARA QUE SERVE A VELA DE IGNIÇÃO

    Em termos simples, as velas transformam uma fonte de energia (gasolina) em movimento. Por exemplo, temos a gasolina que é altamente inflamável e também o ar, que pode causar uma explosão quando misturada.

    A caixa de metal é aparafusada à cabeça do cilindro do motor, o que causa a ignição.

    As velas de ignição são regulares ou de desempenho. As velas de desempenho são mais resistentes, tendo a capacidade de resistir a maiores variações de temperatura e esforços mecânicos.

COMPONENTES E RESPETIVAS FUNÇÕES

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• Isolador
• Esta parte isola o terminal, o eixo central e o elétrodo central do alojamento. Ajuda a prevenir o escape de alta tensão dos elétrodos. Como a parte inferior do isolado é inserida na câmara de combustão, deve ser usada alumina de alta pureza com ótima característica de resistência ao calor, resistência mecânica, excelente isolamento e condutividade térmica em alta temperatura.
• Terminal
• O terminal é conectado a um cabo de alta tensão que permite que a corrente de alta tensão flua através do sistema de ignição. Contém uma porca de terminal que suporta quase todos os cabos de alta tensão disponíveis. Para alguns veículos que não requerem uma porca de terminal, o terminal pode ser removido.
• Anel, arruela de estanqueidade
• Este componente da vela de ignição ajuda o isolador e a caixa a se ajustarem firmemente e a manterem a estanqueidade.
• Junta
• A junta faz com que a caixa e o motor se encaixem perfeitamente e também mantenham a estanqueidade da câmara de combustão. Porém, existe um procedimento de aperto e a margem de travamento adequada deve ser protegida.
• Eixo central (haste)
• O eixo central conecta o terminal e o elétrodo central. A peça é feita de aço e contém uma função que permite que a corrente de alta tensão flua do terminal para o elétrodo central sem perdas.
• Selo de vidro
• A vedação de vidro está localizada entre o eixo central e o isolador para manter a estanqueidade. É feito de uma mistura especial de pó de vidro e pó de cobre. Ambos são carregados na secção de instalação do eixo e do eixo central e do elétrodo central e, em seguida, derretidos em alta temperatura. Isso une o eixo central e o elétrodo central e funde o isolador e o metal. A sua vedação é boa e a relação térmica de expansão é perfeita. Por causa disso, mesmo sob condições adversas, não ocorrem lacunas e pode ser protegida uma ótima estanqueidade.
• Elétrodo com cobre
• Uma liga especial de níquel é empregada no elétrodo central para reduzir o desgaste do elétrodo e o cobre é vedado na secção central para aumentar sua condutividade térmica.
• Caixa
• A caixa cria uma camada externa que envolve e apoia o isolador. Permite igualmente que a vela de ignição seja instalada no motor. Na parte inferior, existe um elétrodo de aterramento que faz a corrente fluir através do próprio motor para o elétrodo central sobre o intervalo.
• Elétrodo Central
• O elétrodo central é soldado a laser a uma ponta de liga de irídio, geralmente com um diâmetro de 0,4 mm, para produzir o elétrodo central. O irídio é um metal precioso com propriedades extraordinariamente superiores para um elétrodo de vela de ignição. Essas propriedades incluem resistência a alta temperatura, alta resistência e baixa resistência, etc. O objetivo de um elétrodo central é diminuir a tensão da faísca, até porque uma faísca confiável e segura melhora o desempenho da ignição e reduz o efeito de temperatura.
• Elétrodo de aterramento U-groove
• Este componente tem um propósito muito importante, pois permite a obtenção de uma grande energia de ignição, ampliando facilmente o núcleo da chama (tamanho da chama). A superfície contactada pela mistura ar-combustível é grande, há muitas secções de borda e as faíscas ocorrem facilmente.
• Elétrodo de aterramento com corte cónico:
• A ponta do elétrodo é cortada num formato estreitamente cónico. O objetivo é reduzir o efeito de temperatura, que enriquece o desempenho de ignição.

Estruturas cristalinas

 Os materiais sólidos podem ser cristalinos ou amorfos. O conceito de estrutura cristalina está relacionado à organização dos átomos de forma geométrica.

As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino. Possuem, portanto, estruturas cristalinas os sais, metais e a maior parte dos minerais.

As moléculas das estruturas cristalinas podem possuir dois tipos de ligações, as direcionais, em que se incluem as covalentes e dipolo-dipolo e as não-direcionais em que estão as ligações metálica, iônica, van der Walls.

As estruturas cristalinas são formadas por células unitárias que são sua unidade básica, pois constituem o menor conjunto de átomos associados encontrados numa estrutura cristalina.

Há sete tipos de sistemas cristalinos que abrangem as substâncias conhecidas pelo homem:

• Cúbico: em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Tetragronal: em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Ortorrômbico:  em que todos os ângulos são iguais a 90º
• Monoclínico: em que há dois ângulos iguais a 90º e dois ângulos diferentes de 90º
• Triclínico: em que todos ângulos são diferentes e nenhum é igual a 90º
• Hexagonal: em que dois ângulos são iguais a 90º e um ângulo é igual a 120º
• Romboédrico: em que todos os ângulos são iguais, mas diferentes de 90º.

Estrutura CFC

Estrutura CCC

Estrutura HC