preservantesdemadeira

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANCURSO DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA FLORESTAL

PRODUTOS PRESERVANTES DE MADEIRA

Por: Prof. Dr. Joo Carlos MoreschiDepto. de Engenharia e Tecnologias Rurais da UFPR

PRODUTOS PRESERVANTES DE MADEIRA Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal da UFPR Prof. Joo Carlos Moreschi

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SUMRIOPGINA 1. NECESSIDADE DA SELEO DE PRODUTOS PRESERVANTES....................................2 2. CARACTERSTICAS DE UM PRODUTO PRESERVATIVO ADEQUADO.......................................... 5 3. TIPOS DE PRESERVATIVOS PARA MADEIRA............ 7 3.1. PRESERVATIVOS OLEOSOS.......................... 7 3.1.1. Creosoto....................................... 7 3.1.2. Creosotos Reforados ou Fortificados........... 10 3.1.2.1. Creosoto Reforado com Pentaclorofenol......... 10 3.1.2.2. Creosoto eforado com Cobre.....................11 3.1.2.3. Creosoto Reforado com Arsnio..................11 3.1.2.4. Outros Creosotos Reforados.....................12 3.1.3. Carbolineum ou leo de Antraceno................12 3.1.4. Naftenatos......................................12 3.1.5. Quinolinolato de Cobre-8........................13 3. 1.6. xido de Bis(Tributil-Estanho) - (TBTO)........14 3.2. PRESERVATIVOS OLEOSSOLVEIS.....................15 3.2.1. Pentaclorofenol (PCP)...........................15 3.2.2. Tribromofenol (TBP).............................19 3.2.3. Outros Produtos Preservativos Oleossolveis.....20 3.3. PRESERVATIVOS HIDROSSOLVEIS....................21 3.3.1. Arseniato de Cobre Cromatado (CCA)..............21 3.3.2. Wolmanit CB (CCB)...............................23 3.3.3. Arsenato de Cobre Amoniacal (ACA)...............24 3.3.4. Cromato de Cobre cido (ACC)....................26 3.3.5. Cloreto de Zinco Cromatado (CZC)................27 3.3.6. Compostos de Boro...............................27 3.3.7. Outros Produtos Preservativos Hidrossolveis....29 3.4. PRINCIPAIS PRODUTOS NOVOS/PROMISSORES...........29 3.5. DETERMINAO DO CONTEDO DE INGREDIENTES DE PRESERVATIVOS HIDROSSOLVEIS.......................30


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PRODUTOS PRESERVANTES DE MADEIRA1. NECESSIDADE DA SELEO DE PRODUTOS PRESERVANTES A existncia de inmeras espcies de madeira sujeitas ao

ataque de agentes biolgicos faz com que o uso de tratamentos preservativos seja inevitvel. Todavia, a ao destes agentes sobre a madeira ainda representa uma perda considervel para o setor madeireiro, devido ao uso de produtos ineficazes e/ou pela falta de orientao a tcnica na escolha bem de um produto forma

adequado

para

finalidade

desejada,

como

pela

adotada para a sua aplicao. Um dos problemas importante, existente na rea de preservao de madeiras, a corrida para o desenvolvimento de novos

produtos. Em conseqncia da limitao imposta para o uso e

comercializao de vrios princpios ativos para o tratamento da madeira, e pela dificuldade de importa-los, muitas vezes a melhor alternativa das indstrias a de substitu-los.

Contudo, um bom nmero dos ingredientes usados, em substituio aos anteriores, so mais txicos ao homem e menos eficazes. Como resultado, a necessidade de dar proteo madeira exige o uso de maiores quantidades destes ingredientes, mesmo que os riscos sade humana e ao meio ambiente sejam mais elevados. O desenvolvimento de produtos alternativos para o tratamento de madeiras de vital importncia para o setor madeireiro mas, ao contrrio do que a prtica nos tem mostrado, os benefcios


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pretendidos normalmente no so obtidos em sua plenitude. Para que isto acontea, ser necessrio que, alm da proteo dada madeira, a nocividade ao homem seja minimizada ou, se possvel, eliminada. O fato de inexistir um rgo oficial que controle

efetivamente a qualidade destes produtos, tem causado a total desproteo das indstrias que os consomem, que normalmente se obrigam, por tentativas, encontrar um produto que rena algumas das qualidades desejadas. A maior parte dos produtos existentes no mercado, usualmente tem suas formulaes alteradas num breve espao de tempo, em decorrncia da grande concorrncia entre as empresas que os manipulam. Infelizmente comum que estas alteraes sejam

feitas apenas no sentido de reduzir os custos de manipulao para uma mesma eficincia do produto (ou aumentar a eficincia dentro do mesmo custo), sem que se tente, simultaneamente,

diminuir os riscos sade e vida do homem. No havendo de da alternativa para o de consumidor, madeira, um para muitas a na a

indstrias idoneidade escolha do

madeira/produtos firma fornecedora a ser

resta

apenas

como

fator

decisivo embora

produto

adquirido.

Todavia,

idoneidade seja uma forma fcil e relativamente segura para a seleo de produtos, imprescindvel que haja um critrio de seleo mais apurado, principalmente em funo dos agentes

biolgicos que se pretende prevenir e do uso final do produto tratado. Para que isto seja possvel, a orientao tcnica

especializada na rea torna-se indispensvel.


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Com

medidas a

mais

criteriosas aplicados

para na

a

seleo

de

produtos a

preservantes

serem

madeira,

criaria-se

possibilidade de haver uma competio honesta entre as empresas que formulam/ comercializam as indstrias estes produtos e e, os direta e da

indiretamente,

consumidoras

usurios

madeira seriam beneficiados de vrias formas, entre elas: a) Com menos custos para alcanar a proteo desejada para a madeira; b) eliminao de perdas, pelo uso de produtos eficazes e

adequados; c) eliminao ou minimizao de efeitos nocivos ao homem; d) emprego de produtos compatveis com o uso final da madeira tratada; e) aquisio de produtos com formulaes inalteradas; e f) maior confiabilidade dos mercados interno e externo, sobre a qualidade da madeira ou de produtos de madeira a serem

comercializados.


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2. CARACTERSTICAS DE UM PRODUTO PRESERVATIVO ADEQUADO O uso final da madeira ou produto de madeira tratada deve ser considerado preservativo adequado, como a um fator relevante Para na escolha do um os produto produto efeitos

ser

utilizado. levar em

selecionarmos sobre tudo,

devemos

conta,

indesejados dos produtos que poderiam prevenir o ataque por agentes xilfagos onde a madeira ser instalada. Dentro deste aspecto, quem sabe, muitas vezes, no seja prefervel a

deteriorao da madeira que os riscos sade e vida do homem? Existem vrias associaes de preservadores de madeira em

todo o mundo. Vrias delas determinam as caractersticas de produtos preservativos de maior importncia, a serem utilizados como referncia para a seleo de um produto adequado, para uma finalidade de uso da madeira em particular. De uma forma ampla a AWPA (Associao Americana de Preservadores de Madeira) relaciona as seguintes caractersticas de produtos preservativos que merecem ateno: a) O preservativo deve ser txico aos organismos xilfagos; b) O seu valor como preservativo deve ter suporte com dados de campo e/ou obtidos de madeira em servio; c) O preservativo deve possuir propriedades qumicas e

fsicas satisfatrias, que governem a sua permanncia sob as condies para as quais ele recomendado; d) O preservativo deve ser livre de qualidades indesejadas para uso e manuseio;


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e)

O

preservativo

deve

ser

submetido

a

controles

satisfatrios, de laboratrios e de usinas; f) O preservativo deve estar disposio no mercado, sob o fornecimento de patentes correntes; e g) O preservativo deve estar em uso comercial atual. Algumas associaes, no entanto, determinam algumas

caractersticas especiais de importncia, as quais devem ser observadas em funo do uso final do produto tratado. Entre estas caractersticas dos produtos, encontram-se as seguintes com maior freqncia, alm das que o produto deva ser econmico e possuir propriedades que no danifiquem a madeira: a) Resistncia exausto da madeira, por lixiviao,

evaporao, volatilizao e por microrganismos; b) Penetrabilidade (uma funo da viscosidade); c) Toxicidade a gneros alimentcios e forragem; d) Corrosividade a metais; e) Odor; e f) Cor.


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3. TIPOS DE PRESERVATIVOS PARA MADEIRA Uma das formas comuns e simples de classificar os produtos preservativos pela natureza fsica do produto. Assim eles so classificados como: a) Preservativos oleosos, aqueles cuja natureza oleosa; b) preservativos oleossolveis, queles que so dissolvidos em algum tipo de solvente orgnico; e c) preservativos hidrossolveis, queles cujo dissolvente a gua.

3.1. PRESERVATIVOS OLEOSOS 3.1.1. Creosoto Creosoto um composto definido como um produto destilado do alcatro, proveniente da carbonizao da hulha betuminosa. Este produto composto de hidrocarbonetos aromticos e contm

quantidades apreciveis de cidos e bases de alcatro. Quanto ao processo em que os alcatres so obtidos, eles so classificados, segundo a temperatura de carbonizao em: a) Alcatres de alta temperatura ou secundrios, os obtidos quando a temperatura de carbonizao da hulha superior a 900o C; e b) alcatres de baixa temperatura, os obtidos quando a

temperatura de carbonizao da hulha inferior a 700o C. Dos alcatres supracitados, o da hulha carbonizada a 900o C utilizado preservao para da produzir madeira. o creosoto seja mais empregado creosoto, na o

Embora

considerado

produto destilado a uma temperatura de mnima de 125o C, a


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American Wood Preserver's Association (AWPA) somente considera creosoto o produto obtido por destilao do alcatro de alta temperatura, entre as temperaturas de ebulio de 200o C e 325o C. A Tabela 1 abaixo fornece as propriedades fsico-qumicas

desejveis para o creosoto destinado preservao de madeiras (Especificao P1-78 da AWPA). TABELA 1. PROPRIEDADES DESEJVEIS DO CREOSOTO (AWPA P1-78)________________________________________________________________________ ___ para creosoto usado / Para creosoto no usado ________________________________________________________________________ ___Densidade relativa a 38/15,5o C* gua ( % ) Insolveis em benzeno ( % ) maior que 1,050 menor que menos que 1,5 0,5 maior que menos que menos que 1,050 3,0 1,5

Destilao (a 760mm de Hg) at 210oC at 235o C at 270o C at 315o C at 355o C

menos que menos que

2,0 12,0

menos que menos que

2,0 12,0

entre 10,0 e 35.0 entre 40,0 e 65,0 entre 60,0 e 77,0

entre 10,0 e 35,0 entre 40,0 e 65,0 entre 60,0 e 77,0

Sobre o destilado entre 235o C e 315o C: Densidade relativa a 38/15,5o C* maior que 1,027 maior que 1,027

Sobre o destilado entre 315o C e 355o C: Densidade relativa a 38/15,5o C* maior que 1,095 maior que 1,095

________________________________________________________________________ ___ * Segundo a AWPA, a densidade relativa determinada por picnmetro tipo Gay-Lussac a 38oC e relacionada da gua a 15,5o C.


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Do ponto de vista qumico, este creosoto uma mistura complexa, composta de 162 produtos diferentes, conforme HENRY, W.T. & WEBB, D.A.

Compostos / produtos existentes no creosoto: Hidrocarbonetos ou leos neutros: mistura de antraceno,

naftaleno, entre outros - constituem a maior parte do creosoto; - cidos de alcatro: fenis, cresis, xilenis e naftis constituem cerca de 15 % do creosoto de alta temperatura e percentuais maiores para os de alcatro de baixa temperatura. Bases de alcatro: piridina, quinolina e acridina -

constituem cerca de 5 % do creosoto. Algumas misturas P1 tpicas usadas P2 o para e cumprir solues de estacas as de e

especificaes creosoto) e

(creosoto), (creosoto

(creosoto tratamento

P13

para

madeira em contato com gua do mar) so apresentadas a seguir:

AWPA

P1 : Solvente nafta Resduo da destilao do naftaleno Creosoto no corrigido 10 partes 35 partes 55 partes

AWPA P2

: Alcatro de hulha Creosoto no corrigido 10 partes 90 partes


10

AWPA P13

: Solvente nafta Resduo da destilao do naftaleno Creosoto no corrigido leo pesado 5 partes 35 partes 45 partes 15 partes

Algumas omitem o

formulaes solvente

tm

relaes ou os

um

pouco de

diferentes, destilao

ou do

nafta

resduos

naftaleno.

3.1.2. Creosotos Reforados ou Fortificados Em algumas ocasies a ocorrncia de deteriorao prematura da madeira tratada com creosoto observada. Enquanto a maior

parte desta deteriorao ocorre porque a madeira foi tratada inadequadamente, Lentinus trmitas alguns o organismos xilfagos, como o fungo e os

lepideus,

crustceo formosanus,

Limnoria mostram

tripunctatum possuir uma

Coptotermes

alta

tolerncia ao creosoto. Conseqentemente, creosotos reforados tm sido desenvolvidos para o tratamento da madeira que ser exposta a estes indivduos.

3.1.2.1. Creosoto reforado com pentaclorofenol Entre os creosotos reforados utilizados, o mais importante o com 2 % de pentaclorofenol (PCP). Pelo funciona fato como do um creosoto excelente possuir solvente carter para o aromtico, ele

pentaclorofenol.

Informaes de pesquisas feitas pelos mtodos de teste "solo-


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bloco", de estacas e de moures, demonstram que pelo menos 2% de pentaclorofenol deve ser adicionado no creosoto. Contudo, apesar de que a prtica mostre um excelente resultado pelo uso desta combinao de preservativos, ela problemtica pela alta corroso sobre o equipamento utilizado para a impregnao do preservativo na madeira.

3.1.2.2. Creosoto reforado com cobre Creosotos eficincia reforados contra com cobre severos tm de demonstrado Limnoria uma boa

ataques

tripunctatum,

particularmente em "guas quentes". Por outro lado, enquanto pretratamentos com preservativos hidrossolveis contendo

produtos a base de cobre o tratamento padro, resultados encorajadores tem sido obtidos pela incorporao de naftenato de cobre, pentaclorofenato de cobre ou outros compostos de

cobre, diretamente ao creosoto.

3.1.2.3. Creosoto reforado com arsnio Concentraes de 0,3 a 0,4 % de trixido de arsnio (As2 O3) no creosoto resulta num melhoramento marcante da vida em

servio, para peas de madeira onde a atividade de trmitas grande (especialmente para Coptotermes spp.). O arsnio prontamente incorporado pelo creosoto aquecido, por reao qumica, a qual parece ser feita pelos cidos de alcatro.


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3.1.2.4. Outros creosotos reforados Outros produtos so adicionados ao creosoto, principalmente para Entre melhorar estes a resistncia esto TBTO, tem da o e madeira verde de s brocas marinhas. o xido

produtos

malaquita, defensivos no

bis(tributil-estanho), Significante melhora

alguns

clorados. de

sido

observada

desempenho

creosotos reforados com TBTO e inseticidas clorados, como o aldrin.

3.1.3. Carbolineum ou leo de Antraceno Este produto trata-se de uma frao do alcatro de hulha betuminosa, obtida a uma faixa de ebulio mais elevada que a utilizada para a obteno do creosoto. Devido a sua alta viscosidade e a sua penetrao na madeira ser limitada, uma caracterstica de importncia do carbolineum, que o torna vivel como preservante de madeira, A a sua do

resistncia lixiviao e volatilizao.

aplicao

Carbolineum (Europa) ou leo de Antraceno (EUA) normalmente feita no meio rural, por pincelamento, pulverizao ou imerso da madeira.

3.1.4.Naftenatos Os cidos naftnicos so derivados de petrleo, tratando-se de uma mistura de vrios compostos semelhantes. Entre os cidos naftnicos usuais na rea da preservao da madeira, os seguintes so os mais conhecidos:


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- Naftenato de cobre: Reteno de cerca de 1 kg/m3 em termos do elemento cobre, para madeira em contato com o solo; e - Naftenato de zinco: Empregado em funo de sua eficcia como termiticida.

3.1.5. Quinolinolato de Cobre - 8 O quinolinolato de cobre-8 considerado um produto de grande importncia na rea de preservao de madeiras, por ser

mundialmente reconhecido como um produto fungicida eficaz, no txico mamferos. Por esta razo, ele parece ser o nico produto aceito no tratamento de madeiras que entraro em contato direto com gneros alimentcios, como caixas para transporte de verduras e legumes, entre outros usos similares. O produto e qumico incolor, trata-se de um quelato pela quadridentado, frmula

inodoro

representado

seguinte

estrutural:

A aplicao do quinolinolato de cobre-8 na madeira feita normalmente nas concentraes entre 2,5% e 5,0%. No entanto a sua aplicao bastante limitada, devido ao custo do produto


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ser elevado e no justificar o tratamento para a maior parte dos usos da madeira tratada.

3.1.6. xido de Bis(Tributil-Estanho) - ( TBTO ) O TBTO um produto considerado eficiente para a preveno do ataque de brocas marinhas, e de fungos quando a madeira

instalada fora do contato com o solo. No entanto o seu custo alto e, por razes econmicas, a sua utilizao limitada. Apesar da eficincia deste produto ser cerca de 10 vezes a do pentaclorofenol, a sua baixa toxidez a mamferos e o fato de no produzir irritaes cutneas, o torna um produto

alternativo para vrias formas de aplicao da madeira tratada. Alm disto, madeira tratada com solues de TBTO, aceita

adequado acabamento com tintas e vernizes. Comparaes de desempenho, utilizado no efetuadas tratamento com de o CCA

convencionalmente

madeiras,

mostraram que o TBTO foi 7,5 vezes mais eficiente na proteo contra fungos de podrido. Afora o fato do TBTO ser utilizado para fortificar o

creosoto, para o tratamento de madeiras a serem utilizadas no meio martimo, em formulaes comerciais ele muitas vezes associado com o pentaclorofenol. Alm disto, a partir de 1.959, quando o TBTO comeou a ser utilizado no tratamento da madeira, observou-se que o pentaclorofenol, o ortofenilfenol e boratos conferem uma conside-rvel melhora ao TBTO, na preveno do ataque da podrido branca.


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3.2. PRESERVATIVOS OLEOSSOLVEIS 3.2.1. Pentaclorofenol ( PCP ) O pentaclorofenol um produto qumico considerado de alta eficincia para a proteo da madeira maioria dos agentes xilfagos. Este produto obtido pela clorao direta do fenol, insolvel em gua e tem carter cido. Devido ao seu carter cido, fenatos o pentaclorofenol ou fenxidos, Desta forma, se pode dar origem aos ao alta sais de chamados

submetidos de sua

hidrxidos como

alcalinos.

apesar

eficincia

preservante de madeiras e sua insolubilidade em gua, ele no pode ser utilizado em ambiente marinho, pois seria solubilizado pelo sal sdico presente na gua do mar. A frmula molecular do pentaclorofenol C6Cl5OH. Este

produto, na forma comercial, contm cerca de 85% de PCP, 6% de tetraclorofenis e 6% de outros tipos de fenis clorados, sendo o restante, materiais inertes. Quando o PCP submetido ao do hidrxido de sdio, d origem ao pentaclorofenato de sdio (PCP-Na), um produto solvel em gua, por meio da seguinte reao:C6Cl5OH + NaOH ------> C6Cl5ONa + H2O

OH Cl Cl ClPCP + NaOH =

ONa Cl Cl Cl ----> Cl ClPCP-Na + H2O

Cl Cl


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Normalmente o pentaclorofenol dissolvido em leo diesel, a 5% de concentrao (massa/massa). No entanto outros tipos de leo so utilizados, em funo da qualidade de tratamento

desejado. Se um veculo na maior oleoso de de baixa uma de densidade soluo ("leve") for para ao o

utilizado alcanar material

formulao

preservante e/ou o de

profundidade de melhor

tratamento aps

dar

tratado

aspecto,

tratamento

pentaclorofenol poder ser arrastado superfcie da madeira tratada ("blooming") pela rpida evaporao do veculo,

normalmente tornando-o inadequado para o uso pretendido. Para que isto seja evitado, na necessidade do emprego de leos leves para atingir um objetivo em particular, deve-se adicionar soluo preservativa um agente que evite este fenmeno (agente anti aglutinante ou "anti blooming"), como a parafina, o

polietilenglicol (PEG-1000), etc. O pentaclorofenol, quando encontra-se cristalizado na

superfcie da madeira, alm de torna-la inadequada para muitos usos pela maior nocividade ao homem e animais contato com o de material chuvas tratado, por facilmente elica, que entrem em removido bem pela

incidncia

e/ou

eroso

como

deteriorado pela ao de raios ultra violetas.


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Como diluir o pentaclorofenol ? necessrio um bom conhecimento sobre o assunto para que se introduza o PCP na madeira de forma conveniente. A capacidade de um solvente de dissolver o PCP est

relacionada ao seu carter qumico. Assim sendo, a American Wood Preserver's Association os classifica como solventes tipos A, B, C e D, onde: A = leos pesados; B = gs de petrleo prolquido (utilizado exclusivamente no

cesso Cellon);

C = leos leves - hidrocarbonos, com a adio de agentes anti aglutinantes, para prevenir a cristalizao do PCP na superfcie da madeira; e D = Cloreto de metileno - evapora-se completamente da madeira e ento recuperado. Para solvente benzeno); preservativos aromtico no oleossolveis, (solventes tipos normalmente que de contm solventes usa-se compostos tambm um de so

mdio

entanto

outros

utilizados. Os solventes aromticos mdios tm um efeito considervel na permanncia do pentaclorofenol dentro da madeira, em comparao com a permanncia dada pelos solventes alifticos. Alm da

maior permanncia na madeira, os solventes aromticos tm, por si s, certo grau de toxidez a agentes biolgicos, devido presena de anis benzeno. A Tabela 2 apresenta os solventes mais adequados para

dissolver o PCP, em funo de suas capacidades de solubiliza-lo


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e

de

suas

densidades.

Os

solventes

aromticos

so

os

mais

adequados, sendo, na seqncia os naftnicos, os parafnicos e os alifticos, simultaneamente.

TABELA 2. COMPARAO DOS TIPOS DE SOLVENTES EM RELAO S SUAS DENSIDADES / CAPACIDADES DE SOLUBILIZAO DO PCP.________________________________________________________________________ ___ baixa densidade ^_____________________________________________________________________ ^ Solventes alifticos hidrocarbonetos que possuem cadeia aberta ^ (acclicos) ^_______________________________________________________________________ __ ^ Solventes parafnicos parafinas ou hidrocarbonetos saturados ^_______________________________________________________________________ __ ^ Solventes naftnicos hidrocarboneto aromtico resultante da ^ juno de 2 ncleos benznicos ( naftol: ^ fenol derivado da naftalina ) ^_________________________________________________________densidade da gua

preservantesdemadeira

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