Este trabalho, de carácter multidisciplinar, procura efetuar a necessária integração entre Geologia e Engenharia através da caracterização tecnológica do minério da Mina de Cana Brava na sua forma bruta até o produto comercial (fibra beneficiada). A mina de Cana Brava, da S.A. Mineração de Amianto (SAMA), localiza-se no maciço de mesmo nome, no município de Minaçu (GO), responde por quase todo o amianto produzido no pais. A mineralização relaciona-se com serpentinitos associados a rochas metabásicas e metaultrabásicas do Maçico de Cana Brava. Estes serpentinitos são oriundos de hidrotermalismo sobre dunitos ou peridotitos. Cortando os serpentinitos ocorrem veios de crisólita com direções, comprimentos e espessuras muito variadas. A jazida consiste de duas cavas a céu aberto, A e B, nas quais se lavram os corpos de minério. Para efetuar a caracterização global do minério desde a cava até o produto comercial, foram estudados: a rocha in natura, o material com granulometria <0,074 mm procedente da rocha britada e da rocha britada atritada, a fibra de crisotila no seu estado bruto, semi-bruto e beneficiado. Na rocha, os estudos, de caráter inédito, foram petrográficos e tecnológicos; nas fibras, foram mineralógicos e tecnológicos. Nas fibras brutas as propriedades mecânicas foram enfatizadas, por serem estas as mais importantes para a utilização no cimento-amianto. Todos os parâmetros obtidos nos vários ensaios efetuados, nos diversos tipos de materiais, foram correlacionados entre si. Observou-se que os tipos de serpentinito são facilmente distinguidos não só do ponto de vista macroscópico, como nos aspectos petrográfico e físico-mecânico. O serpentinito tipo 1 (SP-1), de cor marrom, é caracterizado pela presença frequente de minerais silicáticos remanescentes do protólito ultramáfico (olivina e piroxênio); os minerais do grupo das serpentinas são geralmente antigorita e/ou lizardita, secundados por crisotila, e os opacos são hematita e magnetita. Estas características petrográficas o tornam mais resistente mecanicamente, principalmente à compressão uniaxial. As fibras beneficiadas procedentes do SP-1 apresentam teores mais elevados de finos (<0,074 mm) e consequentemente, menores valores de índice de comprimento e de resistência à flexão. O serpentinito tipo 2 (SP-2), de cor verde, é caracterizado pela ausência dos minerais originais da rocha-mãe, sendo constituído predominantemente por serpentinas, das quais a crisotila é a mais comum; o mineral opaco principalmente é a magnetita. Como consequência desta mineralogia, o SP-2 é menos resistente à compressão e à abrasão; as fibras beneficiadas dele procedentes exibem menores teores de finos (<0,074 mm), maiores valores de índices de comprimento e de resistência à flexão. O serpentinito tipo 1/2 (SP-1/2) apresenta geralmente características intermediárias entre SP-1 e SP-2. O estudo mineralógico e mecânico das fibras brutas, foi realizado em duas etapas; na 1ª, procurou-se desenvolver um método adequado para medir sua resistência à tração; na 2ª, as fibras foram caracterizadas mineralógica e mecanicamente, revelando excelente qualidade e alta resistência à tração, com valores muito próximos para todas as amostras analisadas, tanto à temperatura ambiente, como após aquecimento a 300°C e a 500°C. Foi efetuado ainda, pela primeira vez, um estudo mineralógico do material com granulometria <0,074 mm, proveniente da rocha britada e da rocha britada atritada, de forma a se conhecer o comportamento de cada mineral frente aos processos de britagem e atrição. Observou-se que o comportamento dos minerais é diferenciado em relação ao tipo de processo mecânico envolvido (abrasão, britagem, atrição) e também em relação ao tipo de serpentinito. O estudo tecnológico das fibras semi-brutas e beneficiadas permitiu sua caracterização e discriminação por tipo de serpentinito. Finalmente, através da interação dos vários estudos setorizados verificou-se que o entendimento das características e propriedades da fibra beneficiada são dependentes, não só da natureza da fibra bruta, como da rocha hospedeira e de como ambas se comportam frente aos processos de desmonte, extração e beneficiamento. / This multidisciplinary work aims to achieve an integration of Geology and Engineering by technological characterization of the Cana Brava Mine ore from its crude state up to the milling fiber. The Cana Brava Mine belongs to the S.A. Mineração de Amianto (Sama) and is located in the like-named massif at the Minaçu country (GO). This mine accounts for nearly all the brazilian asbestos production. The mineralization took place in serpentinites which occur intermingled with the metabasic and metaultrabasic rocks of the Cana Brava Massif. The serpentinites were produced by hydrothermal action on dunites and peridotites. Chrysotile veins in variable directions, lengths and thicknesses cut the serpentinite body. The ore bodies are worked in two open pits, A and B. In order to make a global characterization of the ore, studies were executed on the natural rock, in the <0,074 mm grain-size material coming from both crushed and ball-milling rocks, and also on the crude fiber and fibers from pilot-plant and milling plant. Petrographical, mineralogical and technological unpublished studies were carried out in rock and in fiber samples. Being of major importance for the utilization of the asbestos-cement, the mechanical properties of the fiber were emphasized. The results obtained in analyses for the different types of material were correlated. It was found out that serpentinite types are easily distinguished under the physic-mechanical, petrografic and macroscopic point of view. The brown serpentinite type 1 (SP-1) frequently contains reliquiar silicate minerals (olivine and pyroxene); the serpentine minerals are usually antigorite and/or lizardite, with some chrysotile, and the opaque minerals are hematite and magnetite. Such petrographical composition makes the rock more resistant to mechanical stresses, especially to the uniaxial compression. The milling fiber from SP-1 generates a larger volume of <0,074 mm powder and therefore lesser length indices and weaker flexure strength. On the other hand, the green type 2 (SP-2) serpentinite does not contain minerals from the mother rock. It is constituted mainly by serpentines, among which crysolite is most frequent. The chief opaque mineral is magnetite. As a consequence, the SP-2 is less resistant to compression and abrasion, its milling fiber contains less <0,074 mm powder and exhibit larger length indices and stronger flexure strength. The properties of the type 1/2 serpentinite (SP 1/2) are usually intermediate between the ones of SP-1 and SP-2. The mechanical and mineralogical study of the crude fibers was effected in two stages; firstly, a proper way to measure the tensile strength was searched for and, secondly, the fibers were to be of prime quality and display close figures of high tensile strength for all analyzed samples, at a room temperature, or at 300°C and 500°C. Mineralogical examination of the <0,074 mm grain-size material was performed for the first time, on both crushed and ball-milling rock, so that the response of each mineral to the crushing and attrition processes has become known. Each process (abrasion, crushing, attrition) presented different results, according to the type of serpentinite analyzed. By technological examination it was possible to characterize and distinguish pilot-plant and milling fibers related to the various serpentinites. Finally, joining the several partial study results one could deduce that the characteristics and properties of the milling fibers depend not only on the nature of the crude fiber as well as on the host rock and also how they behave under the processes of blasting, mining and milling.

Este trabalho, de carácter multidisciplinar, procura efetuar a necessária integração entre Geologia e Engenharia através da caracterização tecnológica do minério da Mina de Cana Brava na sua forma bruta até o produto comercial (fibra beneficiada). A mina de Cana Brava, da S.A. Mineração de Amianto (SAMA), localiza-se no maciço de mesmo nome, no município de Minaçu (GO), responde por quase todo o amianto produzido no pais. A mineralização relaciona-se com serpentinitos associados a rochas metabásicas e metaultrabásicas do Maçico de Cana Brava. Estes serpentinitos são oriundos de hidrotermalismo sobre dunitos ou peridotitos. Cortando os serpentinitos ocorrem veios de crisólita com direções, comprimentos e espessuras muito variadas. A jazida consiste de duas cavas a céu aberto, A e B, nas quais se lavram os corpos de minério. Para efetuar a caracterização global do minério desde a cava até o produto comercial, foram estudados: a rocha in natura, o material com granulometria <0,074 mm procedente da rocha britada e da rocha britada atritada, a fibra de crisotila no seu estado bruto, semi-bruto e beneficiado. Na rocha, os estudos, de caráter inédito, foram petrográficos e tecnológicos; nas fibras, foram mineralógicos e tecnológicos. Nas fibras brutas as propriedades mecânicas foram enfatizadas, por serem estas as mais importantes para a utilização no cimento-amianto. Todos os parâmetros obtidos nos vários ensaios efetuados, nos diversos tipos de materiais, foram correlacionados entre si. Observou-se que os tipos de serpentinito são facilmente distinguidos não só do ponto de vista macroscópico, como nos aspectos petrográfico e físico-mecânico. O serpentinito tipo 1 (SP-1), de cor marrom, é caracterizado pela presença frequente de minerais silicáticos remanescentes do protólito ultramáfico (olivina e piroxênio); os minerais do grupo das serpentinas são geralmente antigorita e/ou lizardita, secundados por crisotila, e os opacos são hematita e magnetita. Estas características petrográficas o tornam mais resistente mecanicamente, principalmente à compressão uniaxial. As fibras beneficiadas procedentes do SP-1 apresentam teores mais elevados de finos (<0,074 mm) e consequentemente, menores valores de índice de comprimento e de resistência à flexão. O serpentinito tipo 2 (SP-2), de cor verde, é caracterizado pela ausência dos minerais originais da rocha-mãe, sendo constituído predominantemente por serpentinas, das quais a crisotila é a mais comum; o mineral opaco principalmente é a magnetita. Como consequência desta mineralogia, o SP-2 é menos resistente à compressão e à abrasão; as fibras beneficiadas dele procedentes exibem menores teores de finos (<0,074 mm), maiores valores de índices de comprimento e de resistência à flexão. O serpentinito tipo 1/2 (SP-1/2) apresenta geralmente características intermediárias entre SP-1 e SP-2. O estudo mineralógico e mecânico das fibras brutas, foi realizado em duas etapas; na 1ª, procurou-se desenvolver um método adequado para medir sua resistência à tração; na 2ª, as fibras foram caracterizadas mineralógica e mecanicamente, revelando excelente qualidade e alta resistência à tração, com valores muito próximos para todas as amostras analisadas, tanto à temperatura ambiente, como após aquecimento a 300°C e a 500°C. Foi efetuado ainda, pela primeira vez, um estudo mineralógico do material com granulometria <0,074 mm, proveniente da rocha britada e da rocha britada atritada, de forma a se conhecer o comportamento de cada mineral frente aos processos de britagem e atrição. Observou-se que o comportamento dos minerais é diferenciado em relação ao tipo de processo mecânico envolvido (abrasão, britagem, atrição) e também em relação ao tipo de serpentinito. O estudo tecnológico das fibras semi-brutas e beneficiadas permitiu sua caracterização e discriminação por tipo de serpentinito. Finalmente, através da interação dos vários estudos setorizados verificou-se que o entendimento das características e propriedades da fibra beneficiada são dependentes, não só da natureza da fibra bruta, como da rocha hospedeira e de como ambas se comportam frente aos processos de desmonte, extração e beneficiamento. / This multidisciplinary work aims to achieve an integration of Geology and Engineering by technological characterization of the Cana Brava Mine ore from its crude state up to the milling fiber. The Cana Brava Mine belongs to the S.A. Mineração de Amianto (Sama) and is located in the like-named massif at the Minaçu country (GO). This mine accounts for nearly all the brazilian asbestos production. The mineralization took place in serpentinites which occur intermingled with the metabasic and metaultrabasic rocks of the Cana Brava Massif. The serpentinites were produced by hydrothermal action on dunites and peridotites. Chrysotile veins in variable directions, lengths and thicknesses cut the serpentinite body. The ore bodies are worked in two open pits, A and B. In order to make a global characterization of the ore, studies were executed on the natural rock, in the <0,074 mm grain-size material coming from both crushed and ball-milling rocks, and also on the crude fiber and fibers from pilot-plant and milling plant. Petrographical, mineralogical and technological unpublished studies were carried out in rock and in fiber samples. Being of major importance for the utilization of the asbestos-cement, the mechanical properties of the fiber were emphasized. The results obtained in analyses for the different types of material were correlated. It was found out that serpentinite types are easily distinguished under the physic-mechanical, petrografic and macroscopic point of view. The brown serpentinite type 1 (SP-1) frequently contains reliquiar silicate minerals (olivine and pyroxene); the serpentine minerals are usually antigorite and/or lizardite, with some chrysotile, and the opaque minerals are hematite and magnetite. Such petrographical composition makes the rock more resistant to mechanical stresses, especially to the uniaxial compression. The milling fiber from SP-1 generates a larger volume of <0,074 mm powder and therefore lesser length indices and weaker flexure strength. On the other hand, the green type 2 (SP-2) serpentinite does not contain minerals from the mother rock. It is constituted mainly by serpentines, among which crysolite is most frequent. The chief opaque mineral is magnetite. As a consequence, the SP-2 is less resistant to compression and abrasion, its milling fiber contains less <0,074 mm powder and exhibit larger length indices and stronger flexure strength. The properties of the type 1/2 serpentinite (SP 1/2) are usually intermediate between the ones of SP-1 and SP-2. The mechanical and mineralogical study of the crude fibers was effected in two stages; firstly, a proper way to measure the tensile strength was searched for and, secondly, the fibers were to be of prime quality and display close figures of high tensile strength for all analyzed samples, at a room temperature, or at 300°C and 500°C. Mineralogical examination of the <0,074 mm grain-size material was performed for the first time, on both crushed and ball-milling rock, so that the response of each mineral to the crushing and attrition processes has become known. Each process (abrasion, crushing, attrition) presented different results, according to the type of serpentinite analyzed. By technological examination it was possible to characterize and distinguish pilot-plant and milling fibers related to the various serpentinites. Finally, joining the several partial study results one could deduce that the characteristics and properties of the milling fibers depend not only on the nature of the crude fiber as well as on the host rock and also how they behave under the processes of blasting, mining and milling.

Orientador: Paula da Cruz Landim / Resumo: Esta é uma pesquisa de tipo experimental e projetivo que buscou trabalhar as relações entre design e artesanato a partir de uma aproximação essencialista e eco tecnológica, visando responder as seguintes questões: como as técnicas tradicionais dos indígenas Zenú da Colômbia podem contribuir para o desenvolvimento de métodos para o processamento de Gynerium Sagittatum que empreguem conceitos do design sustentável? Como esses métodos podem contribuir na geração de materiais a serem aplicados no design de mobiliário empregando conceitos de sustentabilidade? O objetivo principal foi desenvolver métodos com foco na produção de objetos de design sustentável a partir da reinterpretação das técnicas tradicionais dos indígenas Zenú da Colômbia. A metodologia experimental tomou como referência os trabalhos desenvolvidos sobre elementos estruturais tipo parallam e painéis de partículas feitos com Gynerium sagittatum, também os métodos de produção de painéis de bambu laminado e colado. Foram investigados métodos artesanais de produção e as possibilidades técnicas a partir dos conhecimentos dos artesãos indígenas Zenú em três linhas de trabalho: beneficiamento, trançado e tingimento natural. Neste estudo foram produzidos dois tipos de painéis a partir da reinterpretação de técnicas tradicionais indígenas Zenú, painéis de camadas de partículas de Gynerium sagittatum utilizando como adesivo a resina poliuretana bi - componente a base de óleo de mamona 15% com prensagem manual. Também painéi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This is an experimental and projective research that works on the relationship between design and handicrafts from the culturalist and eco-technological approaching, aiming to answer the following questions: how can the traditional techniques of the Colombia´s indigenous Zenú contribute to the development of methods for Gynerium Sagittatum processing that employs sustainable design concepts? How can these methods contribute to the generation of materials to be applied in furniture design employing sustainability concepts? The main objective was to develop methods focused on the production of sustainable design objects from the reinterpretation of traditional Zenú indigenous techniques from Colombia. The experimental methodology took as reference the works developed on parallam structural elements and particle board made with Gynerium sagittatum, as well as the production methods of laminated and glued bamboo panels. Artisanal production methods and technical possibilities were investigated based on the knowledge of Zenú indigenous artisans in three lines of work: processing, weaving and natural dyeing. In this study, two types of panels were produced from the reinterpretation of traditional Zenú indigenous techniques, Gynerium sagittatum layer particle boards using 15% castor oil based bi - component polyurethane resin as an adhesive. Also Gynerium sagittatum thin strips plywood panels and PVA adhesive pressing on hydraulic press. The physical properties of the panel types we... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor