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APLICAÇÃO DE FIBRA DE COCO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Abel Caspers, Daniel Rieth, Jucilei Ritter, Rodigo Werlang, Stefano Kunrath1
RESUMO: Tendo em vista os avanços tecnológicos, a construção civil vem
buscando sistemas com mais eficiência de construção tendo como objetivo
aumentar sua produção, diminuindo o desperdício e o custo. As fibras naturais
existem em abundância e têm seu uso motivado por serem renováveis,
biodegradáveis, pela sua disponibilidade a baixo custo. O presente trabalho
apresenta uma revisão sobre o reaproveitamento da fibra do coco na construção
civil, mais especificamente em concretos e em misturas asfálticas.
Palavras-chave: Reaproveitamento. Fibras naturais. Concreto. Mistura asfáltica.
1 INTRODUÇÃO
Nos últimos anos a utilização de fibras naturais na construção civil vem sendo
largamente estudada, devido à sua constituição e propriedades mecânicas
favoráveis. (BONATO, el al.,2014)
As fibras de coco se destacam por apresentarem alta disponibilidade no país,
baixo custo e propriedades físico-químicas adequadas à confecção de diversos
produtos. (CASTILHOS, 2011, p.3)
As fibras de coco, obtidas do mesocarpo do fruto, são materiais
lignocelulósicos com propriedades de dureza. Apresenta característica de elevada
resistência específica; facilidade de modificação superficial devido à sua textura,
permitindo uma boa aderência de contato; boas propriedades como isolantes
térmicos e acústicos. (BONATO, et al., 2014)
A adição de fibra de coco pode melhorar as propriedades mecânicas das
matrizes cimentícias, como a resistência à tração, à flexão e ao impacto. Além disso,
altera seu comportamento após fissuração diminuindo os efeitos de uma ruptura
brusca. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
Um dos problemas causados pela adição de fibra é o tempo de pega mais
lento da mistura cimentícea. A adição de fibras pode aumentar em quarenta e cinco
minutos o tempo para solidificação da pasta de cimento pela presença de pectina,
que pode fixar o cálcio e impedir a formação de estruturas. (BONATO, et al., 2014)
1 Acadêmicos do 5º semestre do curso de Engenharia Civil da FAI Faculdades
2 FIBRA DE COCO
O revestimento exterior de material fibroso de um coco amadurecido,
denominado casca de coco, é o rejeito da fruta coco. As fibras consistem
principalmente de celulose, hemicelulose, lignina, pectina e outras substâncias
solúveis em água além de ceras. O alto conteúdo de lignina permite que a
degradação da fibra de coco ocorra muito mais lentamente que outras fibras
vegetais. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
O processo de desfibração do mesocarpo (parte espessa fibrosa) para
obtenção da fibra de coco pode ser feito por maceração em água ou por processos
mecânicos. (VALE;SOARES;CASAGRANDE, 2014)
A fibra de coco tem pouco percentual de celulose (36 à 43%), entretanto
apresenta uma grande quantidade de lignina (41 à 45%), ao comparada com outras
fibras, conferindo-lhe, uma maior resistência e dureza frente a outras fibras.
(VALE;SOARES;CASAGRANDE, 2014)
A fibra de coco extraída do mesocarpo, parte espessa fibrosa do fruto apresenta uma elasticidade superior a outras fibras vegetais, além de uma elevada capacidade de resistir à umidade e a altas variações nas condições climáticas. É constituída de materiais lignocelulósicos, sendo suas principais características a baixa densidade, a boa flexibilidade no processamento e a facilidade de modificação perante agentes químicos, além de fonte de recursos renováveis, biodegradáveis e não abrasivos. (CASTILHOS, 2011, p.4)
De acordo com IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) através
do LSPA (Levantamento sistemático da produção agrícola 2010) a produção de
coco, em toneladas, no Brasil saltou de 1.300.000 no ano 2000 para quase
2.000.000 de toneladas em 2010.
As cascas do coco correspondem a 80% do peso bruto do fruto. O meio
ambiente leva em torno de 12 anos para decompô-lo. O desenvolvimento de
alternativas de aproveitamento da casca possibilita reduzir a quantidade de resíduos
sólidos nos aterros sanitários, além de proporcionar uma nova opção de rendimento.
(CASTILHOS, 2011)
3 ADIÇÃO DE FIBRA DE COCO EM CONCRETO
A crescente quantidade de coco propicia a utilização de suas fibras para
diversas finalidades. Dentre elas, a incorporação na construção civil vem sendo
bastante estudada, pois sua aplicação pode melhorar, por exemplo, as propriedades
mecânicas do concreto. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
As principais características a serem avaliadas nas fibras para a adição no
concreto: qual tipo de celulose está presente (cada tipo de celulose tem a sua
geometria e a geometria das células influencia nas propriedades físicas) e qual é a
idade da fibra. (CASTILHOS, 2011)
Segundo Silva; Marques; Fornari, (2012, p.1556) matrizes frágeis reforçadas
com fibras de coco de baixo módulo de elasticidade, em que o arrancamento da fibra
predomina sobre a ruptura, tem-se a aderência fibra-matriz como principal fator de
influência sobre a tenacidade (energia total absorvida pelo compósito).
As principais finalidades de se reforçar matrizes com fibras estão ligadas ao
aumento da resistência a tração, flexão e ao impacto, prevenindo o aparecimento de
fissuras, o que diminui a abertura das mesmas, e pode conferir maior capacidade de
absorção de energia antes da ruptura. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
O uso de uma baixa porcentagem de fibras de coco melhora as propriedades
mecânicas e resistência ao impacto do concreto. Além disso, o concreto também
obtém desempenho semelhante quando comparado ao concreto com adição de fibra
sintética. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
As fibras de coco apresentam características como facilidade de modificação
superficial devido à sua textura, permitindo uma boa aderência de contato; boas
propriedades como isolantes térmicos e acústicos; alta tenacidade; excelente
resistência à abrasão, especialmente em equipamentos e moldes; elevada
resistência ao calor; além de serem biodegradáveis e provenientes de fonte
renovável, são abundantes no Brasil e de menor custo quando comparadas a outras
fibras. (BONATO, et al., 2014)
Quanto à condutibilidade térmica, a intensidade da onda de calor através do
concreto é significativamente reduzida com a utilização de fibra de coco como uma
barreira térmica. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012, p.1557)
Através de diversos ensaios, evidenciou-se que a incorporação da casca de
coco no concreto cumpre os requisitos necessários para a sua utilização como
agregado leve. (SILVA; MARQUES; FORNARI, 2012)
Diante de tantas propriedades e vantagens as fibras de coco foram sendo
estudadas por diversos pesquisadores, que elaboraram uma análise comparativa
entre o concreto convencional e o concreto com fibras de coco e o indicaram para a
sua utilização em fins não estruturais, como vedação, pois apresentou
características térmicas e acústicas melhores que as do concreto convencional.
(BONATO, et al., 2014)
O concreto composto com a fibra de coco apresenta resultado satisfatório apenas para a aplicação não estrutural onde não sofre grandes solicitações, pois a degradação da fibra em relação ao tempo não permite que ele suporte grandes esforços tanto de compressão como tração. Entretanto ele apresentou boa propriedade de vedação devido ao baixo módulo de elasticidade, além de isolamento acústico e térmico. (CASTILHOS, 2011, p.9)
Um dos problemas causados pela adição de fibra é o tempo de pega mais
lento da mistura cimentícea. A adição de fibras pode aumentar em quarenta e cinco
minutos o tempo para solidificação da pasta de cimento pela presença de pectina,
que pode fixar o cálcio e impedir a formação de estruturas. (BONATO, et al., 2014)
3.1 DURABILIDADE DO CONCRETO COM FIBRA DE COCO
Segundo Silva; Marques; Fornari (2012, p.1558), pode ocorrer a fragilização
da fibra pelo processo de mineralização, resultante da migração de produtos de
hidratação, especialmente o hidróxido de cálcio, para a cavidade central, paredes e
vazios da fibra, onde cristalizam. Isso pode provocar a ruptura sem alongamento
considerável, não contribuindo conforme o esperado para o incremento da
tenacidade na matriz cimentícia.
Silva; Marques; Fornari (2012, p.1558) sugerem algumas soluções para
controlar esta degradação que ocorre em virtude do ataque alcalino às fibras de
coco:
• Emprego de matrizes de baixa alcalinidade (cimento com escória de
autoforno, por exemplo);
• Redução da alcalinidade por carbonatação acelerada da matriz;
• Proteção das fibras com polímeros ou agentes bloqueadores da
decomposição;
• Impregnar as fibras com agentes repelentes à água;
• Impermeabilização da matriz;
• Emprego de compósitos em locais permanentemente secos.
4 ADIÇÃO DE FIBRA DE COCO EM MISTURAS ASFÁLTICAS DO TIPO SMA
Com o aumento do volume de tráfego e da carga dos veículos nas rodovias, a
preocupação em desenvolver pavimentos de alta durabilidade e segurança que
atendam os requisitos de custo e beneficio é cada vez mais importante, pois este é
um fator que exerce forte influência na escolha do revestimento. (CASTILHOS,
2011)
O objetivo em se adicionar fibra de coco em mistura asfáltica do tipo SMA é
disponibilizar a engenharia rodoviária uma nova tecnologia construtiva ou de
manutenção asfáltica, durável e econômica, adaptada à realidade nacional,
utilizando material ecológico. (VALE; SOARES; CASAGRANDE, 2014)
A mistura SMA é um concreto asfáltico usinado a quente de alto desempenho
estrutural e funcional, é utilizado como camada de aderência em pista molhada, na
diminuição efetiva do borrifo de água pelos pneus, na redução da reflexão das luzes
de faróis em noites chuvosas, e na redução de ruídos nas áreas lindeiras à via.
(CASTILHOS, 2011)
A composição da mistura SMA consiste basicamente em uma elevada
quantidade de agregados graúdos preenchidos por um ligante asfáltico e fibras, que
penetram nos espaços vazios formando um revestimento. Este ligante aumenta o
contato entre os grãos, formando um revestimento asfáltico resistente e
impermeável com um volume de espaços vazio menor que 4% (VALE; SOARES;
CASAGRANDE, 2014).
A percentagem de fibra adicionada ao revestimento asfáltico varia entre 0,3 a
0,4%. Quando adicionada ela forma uma película ao redor do granulado retardando
a oxidação, a penetração de umidade e a sua separação e, consequentemente
aumentando a resistência ao desgaste do concreto asfáltico produzido.
(CASTILHOS, 2011)
Para construção de aproximadamente 1 km de rodovia são necessárias
aproximadamente 800 toneladas de mistura asfáltica SMA e, consequentemente, 4
toneladas de fibra de coco ou 2,4 toneladas de fibra de celulose. O custo em torno
de cada tonelada de fibra de coco é de R$ 600,00 enquanto que o custo da fibra de
celulose é em torno de R$5.000,00. (VALE, 2007)
A utilização de fibra de coco como alternativa em substituição à incorporação
de fibra de celulose representa uma economia de 80% no custo da construção de 1
km de rodovia. (VALE, 2007)
A fibra de coco apresenta boa eficiência com relação ao escorrimento,
contudo apresenta dificuldade de trabalhabilidade devido ao seu comprimento, o que
leva a concluir que ela não pode ultrapassar 20 mm de comprimento. Quanto à
resistência a tração, o revestimento apresenta resultados satisfatórios (VALE;
SOARES; CASAGRANDE, 2014).
As fibras de coco apresentam inúmeras vantagens na sua utilização em
mistura asfáltica, além de serem material ecológico e facilmente reciclável,
pertencente à família das fibras duras, tem como principais componentes a celulose
e o lenho que lhe conferem elevados índices de rigidez e dureza.(VALE, 2007)
A presença de fibras de coco na mistura faz com que a mesma possa
submeter-se a temperaturas altas e baixas, sem perder sua eficiência e sem sofrer
degradação. Esta elevada flexibilidade impede o ressecamento e a fissuração que
se produz habitualmente em misturas asfálticas comuns, expostas às condições de
variações climáticas. (VALE, 2007)
As fibras possibilitam a utilização de granulometria descontínua, o que
aumenta a macro textura do revestimento, melhorando as características mecânicas
de drenagem superficial e aderência dos pneus ao pavimento, principalmente pela
redução dos efeitos de aquaplanagem. (VALE, 2007)
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho mostrou que a incorporação de fibra de coco em concreto
e em misturas asfálticas é uma alternativa para dar destinação adequada a este
resíduo e tornar os sistemas mais eficientes devido as suas propriedades mecânicas
favoráveis.
As fibras de coco contribuem consideravelmente no setor da construção civil,
pois apresentam boa eficiência no melhoramento das características dos materiais.
Além disto, a aplicação dessa nova tecnologia diminui os custos, dado a economia
de matéria prima.
Apresentam muitas propriedades e vantagens como facilidade de modificação
superficial, boas propriedades como isolantes térmicos e acústicos, alta tenacidade,
excelente resistência à abrasão, elevada resistência ao calor, além de serem
biodegradáveis e provenientes de fonte renovável, são abundantes no Brasil.
6 REFERÊNCIAS
VALE, Aline; SOARES, Jorge; CASAGRANDE, Michéle. Misturas asfálticas do tipo SMA com fibra de coco. Universidade Federal do Ceará. 2014.
CASTILHOS, Lisiane Fernanda. Aproveitamento da fibra de coco. Instituto de Tecnologia do Paraná – TECPAR. 8 agosto, 2011. Disponível em: http://www.respostatecnica.org.br/dossie-tecnico/downloadsDT/NTY0MA==. Acesso: 14 junho 2014.
SILVA, Everton; MARQUES, Maria; FORNARI, Celso. Aplicação de fibra de coco em matrizes cimentícias. Educação e Tecnologia Ambiental. Set-Dez, 2012. Disponível em: http://cascavel.ufsm.br/revistas/ojs2.2.2/index.php/reget/article/view/6096/pdf. Acesso: 14 junho 2014.
BONATO, Marcelle et al. Desempenho de postes de concreto com adições orgânicas e fotocatalíticas. Espaço Energia. Abril, 2014. Disponível em: http://www.espacoenergia.com.br/edicoes/20/EE020-06-02.pdf. Acesso: 14 junho 2014.
VALE, Aline. Estudo laboratorial da viabilidade do uso de fibras de coco em misturas asfálticas do tipo SMA. 125 fl. Dissertação de Mestrado, Programa de Mestrado em Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007.
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