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A espectrometria de emissão em plasma
de argônio (ICP-AES) é uma das técnicas usadas na análise de
amostras.
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As membranas de nanofiltração desenvolvidas
no IEN têm aplicações na indústria e na preservação ambiental. |
As competências do IEN em pesquisa,
desenvolvimento e serviços no setor de química e materiais estão
distribuídas nas seguintes atividades: processos de tecnologia química,
análises químicas, tecnologia ambiental, novos materiais e ensaios
com ultra-som.
Processos de tecnologia química
Um número crescente de materiais
utilizados atualmente em tecnologias de ponta requer elevado grau
de pureza (acima de 99,9%), sendo necessários métodos complexos
de separação até a obtenção do produto final. O IEN atua em diversas
atividades inéditas no país relacionadas à pesquisa e desenvolvimento
na área da química de separação e na obtenção de materiais estratégicos
de elevada pureza e alto valor agregado, visando a atender a indústrias
e empresas. São exemplos o domínio e a transferência de tecnologia
de separação de terras raras de elevada pureza para as Indústrias
Nucleares Brasileiras, a obtenção dos óxidos de tântalo e nióbio
de alta pureza a partir de minérios de tantalita/columbita, a separação
e purificação do titânio em minérios de ilmenita e anatásio e a
obtenção de urânio e tório nuclearmente puro, entre outros. As técnicas
de separação e análise utilizadas na obtenção dos óxidos metálicos
incluem modelagem termodinâmica de sistemas químicos, a extração
líquido-líquido em múltiplos estágios e instrumentação de análise
química. Outras linhas de atuação incluem a separação isotópica
de boro-10 em colunas de troca iônica e processos envolvendo spray
dryer e leito fluidizado.
Análises Químicas
Na área de análises químicas são
desenvolvidas metodologias analíticas específicas e realizados serviços
de análises químicas com o uso de diversas técnicas: fluorescência
e difração de raios-X, ICP/AES, espectrofotometria UV-visível e
de absorção atômica, análise por injeção em fluxo e outras (consultar
a seção Produtos e serviços). A participação em programas nacionais
e internacionais de intercomparação de resultados de análise avalia
a qualidade desses serviços. Os laboratórios estão sendo reorganizados
com base nas normas da ISO Guia 17025.
Tecnologia ambiental
A atuação do IEN na área de processos
químicos volta-se também para tecnologias que visam à preservação
do meio ambiente. Destacam-se:
- Pesquisa pioneira utilizando espumas
de poliuretano comerciais para separação e recuperação de metais
em efluentes e resíduos industriais.
- Fitorremediação de solos.
- Fotocatálise: degradação solar
de poluentes orgânicos e inorgânicos e desinfecção solar de água
de consumo humano e esgoto secundário.
- Processo eletrolítico contínuo
de vários estágios para a remoção de amônia em água produzida
em poços de petróleo.
Novos materiais
Nesta área destacam-se duas linhas
de atuação:
- Pesquisas para obtenção de óxidos
inorgânicos nanocristalinos com textura controlada para aumentar
a sua reatividade; esses materiais possuem alto potencial de aplicação
em catálise.
- Desenvolvimento de membranas poliméricas
para processos de nanofiltração, realizado em cooperação com grupos
de pesquisa do Cenpes/Petrobras, IQ, IMA e COPPE da UFRJ. Nessa
área, destacam-se: (1) a pesquisa de membranas poliméricas resistentes
a agentes biocidas; (2) o tratamento das águas ácidas da mina
de Poços de Caldas utilizando processo de separação por membranas
e extração cromatográfica para a remoção de íons urânio e manganês;
e (3) o tratamento de rejeitos radioativos utilizando processos
de separação por membranas.
Ultra-som
- O IEN desenvolve e fornece tecnologias
inovadoras para ensaios não-destrutivos de materiais, com técnicas
ultra-sônicas que verificam variações de tensões em dutos e tubulações.
Essas técnicas têm várias aplicações, tendo sido originalmente
desenvolvidas para análise de tensão de componentes de reatores
nucleares. Nessa linha, o IEN desenvolve atualmente uma pesquisa
aplicada para análise da integridade estrutural em tubulações
usadas na área de petróleo e gás, em parceria com o Programa de
Metalurgia e Materiais da UFRJ e a fábrica de tubos Apolo Tubulares
e estuda o comportamento acústico-elástico do aço 20MnMoNi55 usado
no vaso de pressão das usinas de Angras II e III.
- Outra técnica ultra-sônica desenvolvida
no IEN utiliza o espectro de freqüência do sinal ultra-sônico
associado a utilização de redes neurais para definir a porosidade
em materiais cerâmicos. Essa linha tem seu foco voltado para o
controle da porosidade do elemento combustível fabricado no Brasil.
- Uma terceira linha de pesquisa
estuda o emprego de técnicas ultra-sônicas para avaliar escoamentos
monofásicos e bifásicos (água-gás) de forma não invasiva.
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