Resumo Pelo fato das fibras cerâmicas refratárias (FCR) serem classificadas como agentes possivelmente patogênicos à espécie humana, as fibras de silicato de metais alcalino-terrosos (AES) podem ser utilizadas como potenciais substitutos. Os experimentos in vivo que avaliaram a patogenicidade das fibras AES utilizaram esse produto in natura. A classificação como agente patogênico não se aplica, caso o tempo de retenção de meia-vida das fibras de comprimento superior a 20 μm for inferior a 40 dias. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o risco ocupacional de uma amostra de fibra AES após exposição a altas temperaturas, através da técnica de instilação intratraqueal em ratos. Durante o período de três meses, as cobaias foram dissecadas e seus pulmões foram examinados. O tempo de meia-vida calculado para as fibras retidas nos pulmões e com comprimento superior a 20 μm foi de 56 dias. Desta forma, pôde-se avaliar o grau de patogenicidade da amostra estudada.

Abstract Because refractory ceramic fibers (RCF) were classified as possibly pathogenic to humans, alkaline earth silicate (AES) wools have been used as a substitute product for high-temperature applications. All in vivo assays developed to evaluate its pathogenicity were assessed using as-received AES samples. The classification as a pathogen does not apply if the retention half-time for fibers longer than 20 μm is less than 40 days. Therefore, this work describes the evaluation of one AES sample after heat treatment, using the intratracheal instillation technique in rats. Over a three-month post-treatment period, the rats were dissected, and their lungs were examined. The half-time calculation for the retained fibers longer than 20 µm in the lungs was 56 days. Therefore, this AES sample after heat treatment could be presumed to have pathogenic potential for humans.

Resumo Isolantes térmicos são uma das principais ferramentas para o alcance de metas de redução de consumo energético e de aumento de produtividade em equipamentos industriais que operam a altas temperaturas. Neste trabalho, três produtos pertencentes à classe das fibras inorgânicas refratárias foram avaliados: as fibras cerâmicas refratárias (FCR), as fibras de silicato de metais alcalino-terrosos (AES) e as fibras policristalinas (PCW). Para uma melhor compreensão de como estes produtos são eficazes, buscou-se expor justificativas divididas em três seções. Na primeira etapa foi desenvolvido um balanço de transferência de energia térmica em meios fibrosos. Na segunda seção são apresentadas justificativas físicas que explicam a interação de suas microestruturas com a radiação térmica. Na terceira e última parte são apresentados parâmetros e características físicas referentes a estes produtos, buscando comprovar as razões de suas utilizações.

Abstract Thermal insulations are one of the most important tools for achieving energy conservation and productivity increase in some industrial equipment which operate at high temperatures. In this paper, three inorganic wools-based products were evaluated: refractory ceramic fibers (RCF), alkaline-earth silicate fibers (AES) and polycrystalline fibers (PCW). To achieve the goals already mentioned, this document was divided into three sections. At the first step, one thermal heat balance was developed to fibrous medium. At the second part, physical reasons that explain microstructure interaction with thermal radiation were presented. At the last part, parameters and physical characteristics of the three products were presented, proving the reasons of their use.

Resumo Durante a concepção de um projeto de revestimento refratário para equipamentos industriais, três aspectos básicos devem ser levados em consideração: eficiência energética/produtividade, emissão de CO2 e saúde/segurança ocupacional. Avaliando estas três exigências do mercado, os isolantes térmicos fibrosos apresentam importantes características que fazem com que estes produtos tenham alto valor agregado para as indústrias. Neste contexto, este trabalho visou apresentar e discutir os três cenários citados, utilizando três classes de fibras e comparando-as com revestimentos refratários comumente empregados no ramo siderúrgico.

Abstract During the development of a refractory lining project to the industry, three basic aspects must be taken into account: energy efficiency/productivity, greenhouse effect, and health & safety. In order to evaluate these three demands from the market, fibrous thermal insulations show important characteristics that make these products with high added value to the industries. In this context, the aims of this paper were presenting, comparing and discussing the advantages and drawbacks of the fibrous thermal insulations with other refractory linings used in the industry, evaluated through the economical, environmental and occupational scenarios.

Nas indústrias de base ou de transformação tais como, siderúrgicas, metalúrgicas, petroquímicas, entre outras, a energia consumida para o aquecimento da carga sofre perdas tanto pela exaustão dos gases quanto pelos refratários que revestem internamente esses equipamentos industriais que trabalham em altas temperaturas. De acordo a literatura, a tinta de alta emissividade, quando aplicada sobre a superfície interna do revestimento refratário desses equipamentos, contribui para o retorno do calor ao sistema, reduzindo perdas energéticas e minimizando custos no processo produtivo. Neste artigo são discutidos os fundamentos básicos da teoria de emissividade, como a radiação térmica e a teoria de bandas de energia, e a sua correlação com a composição química e aplicação de tintas refratárias visando minimizar custos decorrentes do consumo energético e tornando a unidade produtiva mais sustentável.

For processing industries such as steelmaking, metallurgical, petrochemicals and others, the consumed energy for heating undergoes losses both by the exhaustion gases and the refractory lining of these industrial equipments which work at high temperatures. According to the literature, a high-emissivity paint applied to the inner surface of the refractory lining helps to reclaim the heat in the system, reducing energy losses and costs. This paper presents the fundamentals of the emissivity theory, such as thermal radiation and energy bands, and their correlation with the chemical composition and application of refractory paints in order to minimize the energy consumption costs and result a more sustainable production.