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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Juliana Costa do Nascimento
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2019
Supervisor
Committee
Cooper, Miguel (President)
Bovi, Renata Cristina
Castro, Selma Simoes de
Silva, Laura Fernanda Simões da
Title in Portuguese
Avaliação de diferentes resinas e solventes utilizados na impregnação e confecção de blocos indeformados e seções delgadas de solo
Keywords in Portuguese
Impregnação de solos
Lâminas delgadas
Micromorfologia de solos
Toxicidade
Abstract in Portuguese
A micromorfologia é a ciência que permite estudar o solo e seus componentes em amostras indeformadas em uma escala microscópica permitindo identificar feições relacionados a sua formação e processos atuantes que podem ser aplicadas em estudos de gênese, física, mineralogia, microbiologia do solo, entre outros. Para que isso seja possível é necessário formar um material rígido o suficiente para ser laminado a partir de amostras indeformadas de solo, através do processo de impregnação de solo. No entanto, para esse procedimento são utilizados atualmente, resinas plásticas (e.g. poliéster e epóxi), e dentre elas a resina poliéster, pode ser consideradas tóxica à saúde humana devido a presença do monômero de estireno na composição, além disso há o risco de danos ao meio ambiente devido a produção de resíduos oriundos de materiais tóxicos. No Brasil, por exemplo, há poucos laboratórios que realizam o processo de impregnação de amostras de solos para análises micromorfológicas, provavelmente, devido a toxicidade dos reagentes. Diante da importância da técnica para a Ciência do Solo, torna-se fundamental buscar alternativas para a técnica de micromorfologia do solo, que sejam economicamente viáveis, e que assegurem a segurança de atividades que envolvam substâncias e produtos químicos, visando garantir a proteção da saúde, da vida e das condições normais do ambiente, contribuindo para um desenvolvimento sustentável sem comprometer a qualidade do produto final. Assim, o presente trabalho teve como objetivo eliminar ou substituir a utilização do monômero de estireno no processo de impregnação de solos por substâncias similares menos tóxicas ao manuseio e avaliar o uso de soluções de resina poliéster e soluções de resina epóxi com diferentes diluentes (estireno, acetona e álcool) no processo de impregnação de amostras de solo (argiloso, textura média e arenoso). Para isso, foram utilizadas 2 tipos de resinas: resina poliéster Arazyn 1.0#00, resina poliéster Arazyn 1.0#0.8 e resina Epóxi Epoxiglass 1504; e diferentes solventes, sendo estes: o monômero de estireno, acetona P.A e álcool etílico absoluto (99,5%). Os tratamentos foram avaliados tanto para confecção de blocos quanto na fabricação de lâminas delgadas. Além disso, avaliação da qualidade da impregnação na confecção dos blocos de solo foi feita a partir dos parâmetros: odor, cor, volume de material gasto, solubilidade do pigmento, polimerização e secagem, corte, número de reimpregnações e custos dos reagentes. Também foi verificado na qualidade final do produto, a quantidade de poros não impregnados e uma avaliação qualitativa das lâminas. Verificou-se que a resina poliéster arazyn 1.0#08 tendo a acetona como solvente apresentou resultados satisfatórios na impregnação de solos, na confecção de blocos polidos e lâminas delgadas, para ambos os tipos de solo estudados. Porém, não foi capaz de substituir totalmente o estireno, contudo promove uma redução significativa do uso do estireno devido a possibilidade de substituição por acetona. Por outro lado, o tratamento com resina epóxi apresenta grande limitação da qualidade das lâminas delgadas não sendo obtidos resultados satisfatórios no produto final. No entanto, pode ser considerado uma alternativa para trabalhos que analisam apenas blocos polidos, uma vez que apresentou resultados positivos, em todas as texturas de solo que foram impregnadas.
Title in English
Resins and solvents evaluation for impregnating and assembling undisturbed soil blocks and thin sections
Keywords in English
Soil impregnation
Soil micromorphology
Thin sections
Toxicity
Abstract in English
Micromorphology uses optical microscopy and associated techniques to study soil's components at the microscopic scale for undisturbed samples. This technique allows identification of features related to soil processes and formation that can be applied to soil's genesis, physics, mineralogy, microbiology, among others. To perform these analysis, it is commonly used rigid materials to produce thin sections from undisturbed soil samples by the soil impregnation process. However, the plastic resins (e.g., polyester resin) containing the styrene monomer is considered toxic for human health. In addition, the wastes production from toxic materials may pose environmental risks. In Brazil, for instance, there are few laboratories performing the impregnation process of soil samples for micromorphological analysis, probably because of the reagents toxicity. Thus, given the importance of micromorphology for Soil Science, it is critical to seek other alternatives for soil micromorphology analysis. These alternatives must be economically feasible, chemically safe, non-hazardous for human health, attending environmental compliances, and contributing to sustainable development without compromising the product quality. Consequently, our work aimed to eliminate or replace the use of styrene monomer in the soil impregnation process by similar substances less toxic to the handling and evaluate the use of polyester resin solutions and epoxy resin solutions with different diluents (styrene, acetone and alcohol) in the impregnation process of soil samples (clayey, medium and sandy texture). We conducted an investigation using two resins, as follows: Arazyn 1.0 # 00 polyester resin, Arazyn 1.0 polyester resin # 0.8 and Epoxy resin Epoxiglass 1504; and the following solvents: styrene monomer, acetone and absolute ethyl alcohol (99.5%). We evaluated both blocks confection and thin sections manufacture. We also assessed the impregnation quality during soil blocks preparation based on the following parameters: odor, color, amount of material spent, pigment solubility, polymerization and drying, cutting, number of reimpregnations, and reagent costs. Within the product quality we also evaluate the non-impregnated pores quantities besides a qualitative evaluation of the thin sections. We found the polyester resin Arazyn 1.0 # 08 (containing acetone as a solvent) had satisfactory results in the impregnation of soil samples for both block soils and thin sections using the three soil texture types. Even though this treatment significantly decreased the use of styrene due to the potential substitution for acetone, we were unable to completely replace the styrene. On the other hand, the epoxy resin demonstrated limitations regarding the thin section quality, so that the results were not satisfactory for the final product. The epoxy resin can be considered a good alternative for analyzing soil blocks solely, since it presented positive results for the three impregnated soil textures.
 
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Publishing Date
2019-09-12
 
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