Avaliação de ciclo de vida comparativa dos processos de anodização e oxidação eletrolítica com plasma de liga de alumínio

Abstract

The ain of the present was to perform a surface treatment of aluminum alloys through the plasma electrolytic oxidation (PEO) method and implement a life cycle assessment (LCA) comparison between this process and the conventional anodizing. Within this context it was defined a functional unit an aluminum AA5052-H34 sample with 11.1 cm2, whit the PEO process performed using a solution of 20 grams of Na2SiO3 per liter of deionized water and a current density kept at i=0,01 A/cm2. The same solution has been reused for 6 consecutive treatments. The results of film characterization revealed the diverge of the coating properties after the third reutilization of the solution, changing the amount of inputs used to 6.67 g (Na2SiO3) / 333 mL (H2O), affecting the LCA for this surface treatment. Corrosion and wear resistances have been adopted as indicative of the lifetime of samples coated by both methods. According to the results, the corrent relationship between the functional unit of both treatments was defined as 26 anodized as 26 anodized samples to each PEO sample. Based on the above data a LCA was performed for both processes, finding out five relevant impact categories: Fossil Fuels, Inorganic Resp., Carcinogens , Climate Change and Minerals, all them with greater impact on the amodizing. According to the results, it is possible to note a lower environmental impact of PEO surface treatment as compared to conventional anodizing

Este projeto se propôs a realizar o tratamento superficial de ligas de alumínio por meio de método de oxidação eletrolítica com plasma (PEO) e elaborar uma avaliação de ciclo de vida (ACV) comparativa entre este processo e o de anodização convencional. Com tal intuito definiu-se como unidade funcional, uma amostra de alumínio AA5052-H34, com 11,1 cm2, sendo que para o processo de PEO empregou-se uma solução de 20 gramas de Na2SiO3 por litro de água deionizada, mantendo a densidade de corrente em i=0,01 a/cm2 e utlizando a mesma solução em 06 séries consecutivas de tratamento. Os resultados de caracterização dos filmes indicaram que as propriedades dos revestimentos começam a divergir após a terceira reutilização da solução. Assim, a quantidade de insumos foi alterada para 6.67 g (Na2SiO3)/333mL (H2O), influenciando a ACV desse tratamento superficial. As resistências à corroção e abrasão foram avaliadas para determinar a vida útil das amostras revestidas por ambos os processos. Com isso verificou-se que a correta relação entre a unidade funcional de ambos os tratamentos é de 26 amostras anodizadas por amostra tratada via PEO. Baseado nos dados expostos realizou-se a ACV dos processos, constatando cinco categorias de impacto relevantes: Combustíveis Fósseis, Respiráveis Inorgânicos, Carcinogêneos, Mudança Climática e Minerais, todas elas com um impacto maior para a anodização. Sendo assim, é possível constatar o menor impacto ambiental do processo de oxidação por plasma eletrolítico em comparação à anodização convencional