University of Saskatchewan (USask) Ph.D. o aluno Arthur Situm desenvolveu uma nova técnica não invasiva para estudar a ferrugem do aço, pesquisas que podem ajudar com a segurança da mineração de potássio e construção de edifícios, estradas e pontes.

No síncrotron Canadian Light Source (CLS), um centro de pesquisa nacional da USask, Situm tem estudado como os revestimentos de proteção do vergalhão - as barras de reforço de aço usadas para fortalecer o concreto - resistem à ferrugem (corrosão). Ele fez sua pesquisa com a indústria de mineração de potássio especialmente em mente.

O sal da mineração de potássio escoa através do concreto poroso e pode fazer com que o vergalhão enferruje mais rápido, o que pode exigir substituições mais frequentes. As maiores reservas mundiais de potássio, usado principalmente para fertilizantes agrícolas, estão em Saskatchewan e a indústria é parte integrante da economia provincial, representando quase 30 por cento da produção mundial do mineral em 2017.

"O concreto geralmente se mantém muito bem, mesmo quando o vergalhão está um pouco enferrujado, mas o método que desenvolvi ajuda a determinar em que ponto os revestimentos de proteção dos vergalhões falham, para que os pesquisadores possam desenvolver revestimentos melhores, "disse Situm.

Ao contrário de outros métodos usados ​​para estudar a corrosão, A nova técnica de síncrotron do Situm, que decorre de uma combinação de raios-X, um microscópio e o acelerador de partículas CLS, mostra a eficácia dos revestimentos sem removê-los do vergalhão. Normalmente, a remoção do revestimento danifica as amostras, tornando-as inutilizáveis ​​para testes futuros e pode interferir na corrosão do próprio revestimento.

O projeto é financiado por:agência federal NSERC; o Instituto Internacional de Inovação em Minerais (IMII); empresas de potássio Nutrien, BHP e Mosaic; e Mitacs, uma organização nacional sem fins lucrativos que promove o crescimento e a inovação para empresas e universidades no Canadá.

"Trabalhamos em estreita colaboração com essas empresas para entender melhor quais são suas necessidades em termos de vergalhão, e regularmente compartilhamos nossos resultados com eles e o IMII, "disse o professor de química Andrew Grosvenor, Supervisor do Situm. "Esperamos que até o final do projeto nosso trabalho seja útil para eles melhorarem ainda mais a segurança das construções na indústria de potássio."

O Situm simulou diferentes condições para vários tipos de revestimentos de proteção no laboratório para entender como os materiais e produtos químicos de superfície podem responder. Seus resultados mostram que um revestimento bem conhecido e mais caro chamado "epóxi ligado por fusão" é capaz de resistir à corrosão melhor do que outros tipos de revestimentos testados.

"Não é apenas o trabalho que fazemos no laboratório que pode nos dizer para escolher um determinado revestimento. O desempenho de um material pode mudar muito com base na vida útil do material e na exposição ambiental, portanto, não recomendamos um revestimento em vez de outros, "disse Grosvenor." Arthur estava mais interessado em encontrar novas maneiras de estudar a corrosão. "

A técnica de Situm 'mapeia' como os elementos químicos de um material são colocados em sua superfície, e como eles podem mudar em resposta à corrosão ou envelhecimento. Seus resultados são publicados em periódicos Ciência da Corrosão e Análise de superfície e interface .

"Muito parecido com o mapa de uma cidade, que informa onde os parques e edifícios estão, e quão grande, meu mapa mostra uma distribuição muito precisa de produtos químicos em um material, " ele disse.

Situm planeja estender as aplicações de sua técnica para estudar a estabilidade da cerâmica usada para armazenar lixo nuclear, usando um combustível nuclear simulado.