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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) No intuito de reciclar módulos fotovoltaicos, cedido pela Universidade Tecnológica do Paraná – Campus Pato Branco/PR, pesquisadores têm investigado formas de mitigar essa problemática. Com a expansão do uso dos painéis fotovoltaicos, para a geração energética, estudos preveem um acúmulo de até 78 milhões de toneladas de resíduos de painéis fotovoltaicos em 2050. Dessa forma, neste trabalho foram estudadas as composições do módulo e a reciclagem da cobertura de vidro do painel, pois o vidro de um painel solar de silício é responsável por cerca de 2/3 do peso do dispositivo. Os métodos de reciclagem geralmente exigem que o painel seja quebrado, o que mantém a tampa de vidro em fragmentos de baixo valor. Aqui, demonstramos que o vidro pode ser recuperado sem quebrar por meio de um processo técnico. Devido à sua resistência química e mecânica, este vidro estaria pronto para ser reaproveitado sem a necessidade de fundi­lo novamente, trazendo com isso importante economia de energia, e emissão de carbono relacionados à sua produção. O material estaria pronto para ser utilizado em outro painel solar ou, ainda, como material de arquitetura ou outra aplicação. Além disso, utilizamos Espectroscopias de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR­ATR), Raman, Análise Térmica, Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia de Absorção Óptica (UV­Vis), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Raios X por Dispersão em Energia (EDS) para confirmar a composição dos componentes remanescentes, bem como para identificar o envelhecimento. Confirmamos que nosso painel de estudo­ caso tem uma composição semelhante à maioria dos painéis solares de silício do mercado, e os resultados indicaram que seria viável recuperar o vidro na maioria desses dispositivos e, assim, reduzir as emissões de carbono do sistema fotovoltaico industrial em mais de 2 milhões de toneladas a cada ano. In order to recycle photovoltaic modules, provided by the Federal University of Technological Paraná – Campus Pato Branco/PR, researchers have investigated ways to mitigate this problem. With the expansion of the use of photovoltaic panels for energy generation, studies predict an accumulation of up to 78 million tons of waste from photovoltaic panels in 2050. Thus, in this work the module compositions and the recycling of the panel’s glass cover were studied, since the glass of a silicon solar panel accounts for about 2/3 of the device's weight. The recycling methods often require to broke the panel, which maintain the glass cover in low­value fragments. Here, we demonstrate that the glass can be recovered through a technical process, without being broken. Due to its chemical and mechanical resistance, this glass would be ready to be reused without the need to be melted again, bringing with it important energy savings and carbon emissions related to its production. The material would be ready to be used in another solar panel, as an architectural material or other application. In addition, we used Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR­ATR), Raman, Thermal Analysis, X­Ray Diffractometry (XRD), Optical Absorption Spectroscopy (UV­Vis), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy­dispersive X­ray spectroscopy (EDS) to confirm the composition of the remaining components as well as to identify aging. We confirmed that our case study panel has a composition similar to most silicon solar panels on the market, and the results indicated that it would be feasible to recover the glass in most of these devices, thus, reducing carbon emissions from the industrial photovoltaic system in more than 2 million tons per year.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O crescimento da população mundial e o consumo acelerado de bens geram escassez de energia e uma grande quantidade de passivos ambientais. Com isso, os setores de pesquisa, desenvolvimento e inovação devem considerar os aspectos ecológicos em seus estudos. Uma alternativa para isso é o reaproveitamento dos resíduos para novas aplicações. Destacam-se, para tanto, os resíduos de vidro. Devido a suas composições químicas, os resíduos de vidro podem ser empregados como matérias-primas em diversos setores industriais, como por exemplo, na fabricação de espumas de vidro. Em virtude de sua elevada porosidade, as espumas de vidro podem ser utilizadas em diferentes segmentos, tais como: filtragem, biomateriais e isolamento térmico. Porém, durante a fabricação das espumas de vidro os agentes de expansão convencionais, liberam gases prejudiciais à atmosfera. Dessa forma, visou-se nesse trabalho a obtenção de espumas de vidro destinadas a isolamento térmico por uma rota que eliminasse esse revés para colaborar na viabilização comercial do produto. O entendimento tanto do mecanismo reacional quanto das variáveis de processo foi necessário para o desenvolvimento e aperfeiçoamento das propriedades do material sintetizado. As espumas de vidro foram obtidas a partir de resíduos de vidro tipo soda-cal como base da composição, juntamente com hidróxido de sódio (agente de expansão) e bórax pentahidratado (agente de fluxo). Os produtos foram caracterizados pelo método de Arquimedes, análise térmica diferencial, termogravimetria assistida de espectroscopia de massa, dilatometria ótica, difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. Dois planejamentos fatoriais foram necessários para verificar as influências da composição e dos parâmetros de processamento nas propriedades do material. As medidas de condutividade térmica foram realizadas a partir do gradiente de temperatura entre duas placas, seguindo a Lei de Fourier. Foi possível verificar que, quando a composição atingiu sua temperatura de transição vítrea (587 oC) cristalizou-se uma fase hidratada de silicato de cálcio e sódio. Ao atingir-se a temperatura de amolecimento (686 oC), o vapor de água liberado pela desidratação dessa fase promoveu a expansão do material. Formou-se então uma nova fase chamada de devitrita, a qual ficou estável até o final do ciclo de sinterização. Obtiveram-se espumas de vidro a 750 oC com densidade geométrica de 0,135 g/cm3 e porosidade total de 92,37%, sendo a temperatura de espumação e as proporções de hidróxido de sódio e bórax os principais parâmetros de controle do processo. A condutividade térmica medida variou entre 0,046 e 0,061 W/m.oC. Assim, os resultados demonstraram que o vapor de água é o único gás envolvido na espumação, corroborando com o caráter ecologicamente correto do desenvolvimento. Finalmente, permitiu-se inferir que as espumas de vidro a partir de resíduos de vidro e hidróxido de sódio apresentam potencial para aplicação como isolantes térmicos. World population growth and a faster consumption of goods bring energy shortage and a lot of environmental liabilities. Thereby, research, development and innovation sectors must consider the ecological aspects in their studies. Reuse of wastes for new applications is an alternative route to solve this issue and glass wastes stand out in this aspect. Due to their chemical compositions, glass waste can be used as raw materials in several industrial sectors, for example in the manufacture of glass foams. Due their high porosity, glass foams can be used in different ways, such as filtration, biomaterials and thermal insulation. However, during the glass foams manufacturing, conventional foaming agents release pollutants gases into the atmosphere. Thus, the aim of this work was to obtain glass foams for thermal insulation application by a route that eliminates such a problem. Firstly, a study was carried out to understand the reaction mechanism and the process variables in order to know the essential information for the development and later to evaluate the properties of the synthesized material. In this research, soda-lime glass waste was used as composition bottom, along with sodium hydroxide (foaming agent) and borax pentahydrate (flow agent). Glass foams were characterized by Archimedes method, differential thermal analysis, thermogravimetry analysis combined with mass spectroscopy, optical dilatometry, X - ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. Two factorial designs were performed in order to evaluate the influences of composition and of processing parameters on material properties. Thermal conductivity measurements were performed from the temperature gradient between two plates, following the Fourier Law. Results showed that at the glass transition temperature (587 oC), the crystallization of a hydrated sodium and calcium silicate phase was observed. When the composition was heated to a temperature above the softening point (686 oC), the foaming occurred due to steam released from the hydrated sodium and calcium silicate and a new phase called devitrite was formed. Such a phase remained stable until the end of the sintering cycle. Glass foams with geometric density of 0.135 g/cm3 and total porosity of 92.37% were obtained at 750 °C. Foaming temperature and amounts of sodium hydroxide and borax were the main process control parameters. Thermal conductivity varied from 0.046 to 0.061 W/m.oC. Thus, results showed that steam is the only gas involved in the foaming process, which indicates the proposed approach is environmentally friendly. Finally, glass foams from glass waste and sodium hydroxide present potential for application as thermal insulation.