DESCRIO DO CARO (NEOGLAZIOVIA VARIEGATA MEZ)

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Set/2009 DESCRIO DA NEOGLAZIOVIA VARIEGATA MEZ (CARO)

A famlia Bromeliaceae

Juss. possui cerca de 3010 espcies

classificadas em 56 gneros, uma das maiores famlias botnicas do neotrpico e dividida em trs subfamlias Pitcairnioideae, Tillandsioideae e

Bromelioideae (Smith, & Downs 1979 e Luther, 2006). O caro umaespcie de Bromlia denominada de Neoglaziovia variegata Mez, gnero botnico pertencente famlia Bromeliaceae, subfamlia Bromelioideae, na regio Nordeste a planta comumente pode ser encontrada nas microrregies do Cariri Paraibano (Pereira et al, 2008). O valor econmico da Neoglaziovia centrado nas folhas, as quais se constituem de fibras de alta resistncia e durabilidade. Esse gnero possui poucas folhas lineares e acuminadas, dispostas em roseta, inflorescncia laxa com 25 cm de comprimento e com at 60 flores, de spalas vermelhas e ptalas purpreas (Wikepedia, 2009). O caro, espcie endmica a caatinga, pode ser encontrado no interior de matas mais fechadas at as reas mais abertas, em solos compactos e pouco profundos (Maciel & Alves1), foi intensamente explorado h algumas dcadas para a obteno de fibras para a indstria

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Laboratrio de Morfo-Taxonomia Vegetal-MTV/Programa de Ps Graduao em

Biologia Vegetal-UFPE/UFPE/Bolsista Programa Taxonomia CNPq, Laboratrio de Morfo-Taxonomia Vegetal-MTV/UFPE.

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txtil, antes do advento das fibras sintticas, ocasionado pela expanso da lavoura sisaleira (Pereira & Quirino, 2008). Durante a extrao do caro as folhas de maior porte so selecionadas, as folhas so espinhosas e medem 1m a 1,5m, a parte interna, miolo fibroso, a mais importante comercialmente. A coleta feita atravs de puxes com as mos nas pontas das folhas de caro. O beneficiamento das fibras da Neoglaziovia feito em 3 etapas: A primeira etapa consiste em arrancar a folha, fazer um corte circular (anelar) prximo a extremidade que estava enterrada, em seguida retirava-se a parte menor, ficando visveis as fibras propriamente ditas. A segunda etapa descascar as folhas, usavam-se as duas mos para arrancar as camadas externas num movimento que lembra o descascar de um coco; entretanto, empregando maior agilidade visto que as folhas de caro so estreitas, longas e com espinhos. Aps a retirada de vrias fibras, a terceira etapa torcer as fibras e montar pequenos enlaces, para organiz-las melhor. Estes enlaces so organizados em grupos de dez para montar um mi. Quantidade de fibra que agrupadas em diversos mis so transportados para um local, geralmente quintais de casas do interior, onde sero defeitos e as fibras sero batidas com porrete de madeira, at que fiquem desfiadas. O processo de beneficiamento das fibras de caro se encerra com a secagem, as fibras so expostas ao sol por um perodo de 3 horas2.

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PRODUTO: Tranado de caro - Surro

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A Neoglaziovia variegata conhecida popularmente por diversos nomes: carau, caro-verdadeiro, caro, caroat, crau, cro e gravat e caru. Apesar da explorao das fibras artificiais, Smith, & Downs (1977 e 1979) demonstram que h algumas dcadas o caro tem sido intensamente explorada para a obteno de fibras para a indstria txtil, Silveira e Souza (2008) o caro tem sido matria prima para trabalhos artesanais, Ferreira & Aguiar, Associao de Pequenos Agricultores da BA, municpio de Valente utiliza a fibra para a produo de bolsa de aios; Wikpdia, o caro matria prima para telas, redes, cordas, chapu, surro, entre outros.

BIBLIOGRAFIASMITH, L. B. & DOWNS, R. J. 1977. Tillandsioideae (Bromeliaceae). Flora Neotropica, 14: 663-1492.

SMITH, L. B. & DOWNS, R. J. 1979. Bromelioideae (Bromeliaceae). Flora Neotropica, 14: 1493-2142. Neoglaziovia variegata Disponvel em: Wikepedia -http://pt.wikipedia.org/wiki/Neoglaziovia Pesquisado em: 18.08.2009

Luther, H. E. 2006. An alphabetical list of bromeliad binomials. Bromeliad Society International, Sarasota, 119p.INFORMATE: Jovina Maria de Souza, 83 anos. LOCALIDADE: Localidade Ona I So Raimundo Nonato PI, DATA: 03/11/2006

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Pereira, F.R.L. & Quirino, Z.G.M. 2008. Biologia Floral de Nioglaziovia variegata Mez (Bromeliaceae). Rodrigusia 59 (4): 835-844.

CONHECIMENTOS EM POLI (ETILENO TEREFTALATO) - PET

Processo de produo Principais caractersticas e propriedades do PET Produo Impacto Reciclagem Principais aplicaes

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Set/2009

Poli (Etileno Tereftalato) - PET

IntroduoO PET foi conhecido por muitos anos como simplesmente "polister" e somente na forma de fibra. A primeira sntese do PET se deu em 1941 por J.T. Dickson e J. W. Whinfeld, em um pequeno laboratrio ingls, porm a sntese do polmero com massa molar alta foi em 1942, com potencial reconhecido na poca para aplicaes como fibra. No decorrer da guerra foram feitos estudos secretos sobre este, no final algumas 6

empresas j possuam o direito de fabricao em todo o mundo. (RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998, RHODIA -STER.

Catlogo Rhodia-Ster - Lder de polister no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997). Pag.27 e 28Nos anos 50, sua produo dedicou-se principalmente indstria txtil, puxada pela Dupont. Nos anos subseqentes houve um grande desenvolvimento tecnolgico na fabricao e aplicao do polmero, com um grau de sofisticao em um leque de filmes para os fins mais variados. Como material de embalagem, o filme de PET biorientado tornou-se disponvel nos anos 60, com grande aceitao para acondicionamento de alimentos ((RHODIA -STER. Manual tcnico -

RHOPET, So Paulo, 1998). Na mesma dcada, a Goodyear introduziu onovo termoplstico no auxlio da confeco de pneus. Em 1973, o processo de injeo e sopro com biorientao desenvolvido pela DuPont introduziu o PET na aplicao como garrafa, o que revolucionou o mercado de embalagem, principalmente o de bebidas carbonatadas. O PET grau garrafa, entretanto, apenas se tornou disponvel no Brasil, em 1989.(RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998, RHODIA -STER. Catlogo Rhodia-Ster - Lder de polister

no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997). Esse polmero um dos materiaisde embalagem, assumindo forma de filmes, lminas, revestimentos e garrafas, de maior sucesso nas ltimas dcadas e com uma das maiores 7

taxas de crescimento na aplicao devido s suas caractersticas peculiares e versatilidade. Essas facilidades tambm tm sido acompanhadas no seu emprego em peas injetadas. (Isoldi, 2003) pag. 28 O PET um polmero de grande interesse por sua relevncia tecnolgica, sendo um dos mais importantes comercialmente e encontra extenso uso como material de engenharia. Materiais de engenharia so materiais de alto desempenho, que podem substituir partes metlicas em automveis, aeronaves, aparelhos domsticos e outras aplicaes industriais, onde especificaes rgidas de engenharia devem ser encontradas. Normalmente o PET como aplicao de plstico de engenharia injetado, tendo suas propriedades variando devido a massa molar, cristalinidade, maior ou menor grau de subprodutos e aditivos e do percentual de co-monmeros adicionados na resina. (Isoldi, 2003) Pag.35 e 36

Processo de Produo da Resina PETO Poli (Etileno Tereftalato), conhecido pela sigla em ingls PET, classificado quimicamente como um polmero polister termoplstico. O PET produzido industrialmente por duas vias qumicas: 1. Esterificao direta do cido tereftlico purificado (PTA) com etileno glicol (EG);

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2. Transesterificao do dimetil tereftalato (DMT) com etileno glicol (EG).

A resina PET para embalagens rgidas caracterizada por possuir uma viscosidade intrnseca (VI) maior do que a do PET para aplicaes de filmes e fibras. A viscosidade intrnseca, comumente expressa em dl/g, diretamente proporcional ao peso molecular. Independentemente da via qumica escolhida, industrialmente as resinas PET so produzidas em duas fases.

O PET amorfo obtido pela polimerizao no estado lquido com VI em torno de 0,6. A primeira etapa desta fase depende do processo escolhido, podendo ser a esterificao direta do PTA (representada pela reao 1a) ou a transesterificao do DMT (representada pela reao 1b).

Nesta etapa formado o bis-2-hidroxietil-tereftalato (BHET), tambm chamado de monmero da polimerizao. Nesta operao, a gua ou o metanol formado e retirado continuamente do meio atravs de colunas de destilao.

O monmero ento transferido para a polimerizao, onde, sob alto vcuo, ocorre a policondensao lquida. Nesta operao, o glicol eliminado da reao com o aumento da VI do polmero (reao 2). Neste ponto, o polmero amorfo retirado do polimerizador, resfriado, 9

solidificado, cortado e ento armazenado. No tcnica e economicamente vivel produzir resinas com VI . 0,7 utilizando somente polimerizao em fase lquida. Em funo disso, recorre-se a uma Segunda fase de polimerizao, utilizando a ps-condensao no estado slido, onde a resina PET amorfa, obtida na primeira fase de fabricao cristalizada e polimerizada continuamente( reao 3). Nesse processo, a VI do polmero aumentada tipicamente a 0,8dl/g. A resina ento embalada, estando pronta para ser comercializada. (abipet- web).

Principais Caractersticas e propriedades do PETO Poli (Etileno Tereftalato) possui baixa permeabilidade a gases (CO2 e O2) e elevada relao resistncia/densidade, fatores decisivos para sua aplicao no setor de embalagens. Tambm extensivamente usado como fibras, filmes para embalagens, em garrafas para bebidas e reforo (fibras) em materiais de construo civil, pois em decorrncia sua alta temperatura de fuso (aproximadamente 250C) e ao valor de sua transio vitrea (aproximadamente 70C), este material conserva suas boas propriedades mecnicas em temperaturas superiores a 175C (NASCIMENTO, C.R.; PACHECO, E.B.A.V.; DIAS, M.L.. Reciclagem de

garrafas de PET. Revista Qumica Industrial, v 706/707, p. 14-21, 1996.)(Isoldi, 2003) dissertao pag. 9 e 10 No entanto o PET um plstico de engenharia e possui uma excelente combinao de propriedades como: rigidez, tenacidade, isolao 10

eltrica, alta resistncia ao calor, estabilidade qumica e dimensional, o que permite a sua vasta aplicao. O PET pertence famlia dos polisteres e estes so materiais produzidos pela polimerizao de um cido dicarboxlico e um glicol ou um bifenol (lcool diidroxilados) com eliminao de gua. So polmeros de cadeia heterognea aromtica e que tem grupo ster constituinte (RCO - O - R'). A seqncia aliftica (aberta, no cclica) e o oxignio na cadeia principal so responsveis pela flexibilidade a temperatura ambiente, porm o grupo benznico fornece rigidez, alm de razovel interao eletrnica entre os anis benznicos vizinhos. (RHODIA -STER.

Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998 - Whehan, T. Manual de moldagem por sopro da Bekum. 1ed. Politeno Ind. e Com. S/A, Fev.,1999 - Seminrio Tecnologia de embalagem de poletileno tereftalato

(PET) - tendncias e Inovaes. Universidade Estadual de Campinas,Campinas, 1993. (Isoldi, 2003) dissertao pag. 27 O PET , portanto, um polister saturado formado pela reao do cido tereftlico (TPA) ou dimetil tereftalato (DMT) e do etileno glicol (EG), como mostra a reao (RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998). Esta reao reversvel.n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OHTPA EG (1) HO-[-OC-C6H4-CO-0-CH2CH2-0]n-H + n H2O PET

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Por sua vez, o cido tereftlico obtido pela oxidao do paraxileno, enquanto o etileno glicol sintetizado a partir do eteno, sendo ambos, no Brasil, produtos da indstria petroqumica (RHODIA -STER. Manualtcnico - RHOPET, So Paulo, 1998. Whehan, T. Manual de moldagem por sopro da Bekum. 1ed. Politeno Ind. e Com. S/A, Fev., 1999).

O cido tereftlico utilizado deve ser bastante puro,

pois pequenas quantidades dos ismeros meta ou para podem alterar drasticamente a geometria do polmero. Porm, tais cidos so difceis de purificar em razo da sua solubilidade baixa e ponto de fuso elevado. Inicialmente o PET era obtido apenas a partir do ster do cido tereftlico, o dimetil tereftalato - DMT, devido dificuldade de obteno do cido tereftlico com a pureza suficiente para a aplicao. Pag 28 importante ressaltar que ao final da etapa de policondensao, o PET apresenta massa molar da ordem de 19.900 a 29.000 g/mol e viscosidade intrnseca em torno de 0,65 dl/g. Este polmero adequado a aplicaes como fibra txtil, filmes orientados reforados com fibra de vidro e fitas magnticas. Pag.30

Massa molar A massa molar ponderal mdia do PET usado para a confeco de garrafas pode chegar a 45.000 g/mol, tendo valores menores para os direcionados para a fabricao de fibras (15-20.000 g/mol). A densidade do PET assume valores em torno de 1,38 g/cm3 (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; 12

SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M. Ensaios para Avaliao de

Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed. Campinas, Centro de Tecnologia deEmbalagem - CETEA, 1998,1998) RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo,

importante ressaltar que ao final da etapa de policondensao, o PET apresenta massa molar da ordem de 19.900 a 29.000 g/mol e viscosidade intrnseca em torno de 0,65 dl/g. Este polmero adequado a aplicaes como fibra txtil, filmes orientados reforados com fibra de vidro e fitas magnticas. Pag.30

Cristalinidade Uma caracterstica importante, no que diz respeito estrutura de um material polimrico, a sua cristalinidade. A cristalinidade de um polmero determinada pela forma e configurao de suas molculas, a simetria delas, ramificao, rigidez e regularidade e pelos parmetros de processamento. Classificado como um termoplstico, o PET apresenta caractersticas em suas molculas, que proporcionam condies para cristalizao. Os polmeros, quando cristalizados, no podem formar um "bom" cristal regular, j que os elementos de empilhamento no so idnticos, devido s variaes possveis de conformao das macromolculas. Os polmeros cristalizveis apresentam duas caractersticas especficas: sempre contm uma certa frao desordenada

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entre os domnios ordenados e esses domnios ordenados no so cristais perfeitos, o que caracteriza uma condio de semicristalinidade. O PET um polmero com cristalinidade mxima alcanada de at 50 a 60%. Em condies muito especiais, pode-se alcanar uma porcentagem de cristalinidade de 95%. Com esta extensa faixa de porcentagem de cristalinidade que pode ser alcanada variando-se as condies do processo de cristalizao do PET, torna-se possvel conseguir variaes tecnologicamente significantes nas suas propriedades mecnicas, visto que estrutura e propriedades esto sempre interligadas e como tal tem suas propriedades dependentes do grau de cristalinidade que atinge aps a transformao. Quanto maior o grau de cristalinidade, maior a rigidez (menor resistncia ao impacto), maior resistncia trmica e menor a transparncia. (pg. 36,37) A temperatura de transio vtrea em torno de 75C. Por esse motivo, o movimento molecular significativo acima dessa temperatura (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M. Ensaios para Avaliao de

Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed. Campinas, Centro de Tecnologia deEmbalagem - CETEA, 1998. RHODIA -STER. Manual tcnico -

RHOPET, So Paulo, 1998. Whehan, T. Manual de moldagem por sopro da Bekum. 1ed. Politeno Ind. e Com. S/A, Fev., 1999.Spinac,

M A S . Poli(tereftalato de etileno): reprocessamento por extruso e

metodologias de caracterizao. 2000. Tese (Doutorado) - Universidade14

Estadual de Campinas, Campinas.

Seminrio de embalagens sopradas

de PET para alimentos e bebidas.Centro de Tecnologia de Embalagens e Alimentos - ITAL, Campinas, 1989) Isto mostra como a morfologa altera as propriedades finais do PET, visto que estas dependem da frao das regies cristalinas (grau de cristalizao), tipo e tamanhos dos cristais e orientao das cadeias moleculares dos cristais. Podendo se ter: a) o PET completamente amorfo ou com baixo grau de cristalizao; b) semicristalino no orientado; c) semicristalino orientado por aplicao de tenso (RHODIA -STER. Manual tcnico- RHOPET, So Paulo, 1998).

Na Figura Z mostrado visivelmente a diferena na morfologia do Poli(tereftalato de etileno). Pag 37

Figura Z: Diferena na morfologa do PET: a) completamente amorfo; b) semicristalino no orientado e c) semicristalino orientado (RHODIA STER. (Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998)

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O PET amorfo ou com baixo grau de cristalizao obtido aps rpido resfriamento do polmero fundido, tal como acontece com o extrudado do reator de polimerizao em fase fundida com a pr-forma.

A morfologia do PET semicristalino varia de acordo com o processo de obteno: cristalizao trmica e cristalizao induzida por tenso.

A cristalizao trmica realizada por resfriamento lento do PET fundido ou por aquecimento acima da Tg (69-79C) formando cristais de estrutura esferultica (slido branco, opaco, frgil, com maior resistncia trmica e mecnica do que o PET amorfo) (Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998).

Devido s diferenas de densidade e, portanto, de ndice de refrao do PET amorfo e cristalino, a cristalizao esferultica torna o slido opaco quando os cristais atingem o tamanho maior do que o de comprimento de onda da luz(Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998).

O grau de cristalizao e o tamanho dos cristais dependem de condies de processamento, temperatura, velocidade de aquecimento ou resfriamento, tempo, tenses envolvidas, estrutura molecular do PET 16

(homopolmero, copolmero, massa molar)( RHODIA -STER. Catlogo

Rhodia-Ster - Lder de polister no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997. Spinac, M A S . Poli(tereftalato de etileno): reprocessamento por extruso e metodologias de caracterizao. 2000.Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

Seminrio de embalagens sopradas de PET para alimentos e bebidas.Centro de Tecnologia de Embalagens e Alimentos - ITAL, Campinas, 1989).

Como foi citado no processamento, a cristalizao induzida por tenso ocorre em razo do estiramento do PET amorfo acima da sua temperatura de transio vtrea, para que as molculas adquiram energia trmica suficiente para serem estiradas sobre tenso, de maneira que oriente segmentos da molcula e cristalitos (RHODIA -STER. Manual

tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998.Spinac, M A S . Poli(tereftalato de etileno): reprocessamento por

extruso e metodologias de caracterizao. 2000. Tese (Doutorado) Universidade Estadual de Campinas, Campinas).

Devido ao pequeno tamanho dos cristais do PET orientado, o slido transparente e em relao ao amorfo possui melhores propriedades de barreira e maior tenacidade (RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998. ) pag 37 e 38 17

Morfologia versus propriedades e caractersticas A morfologia, portanto, modifica algumas propriedades do PET alterando seu comportamento final. PET amorfo: - menor resistncia mecnica, menor rigidez (menor mdulo de elasticidade) e menor resistncia trmica quando comparado ao PET cristalizado termicamente (no orientado) e o PET biorientado; - difcil processamento (maior alongamento ruptura); - alta permeabilidade aos gases (RHODIA -STER. Manual tcnico -

RHOPET,So Paulo, 1998).

PET cristalizado termicamente (no orientado): - alta resistncia mecnica e trmica, e alta rigidez comparada ao PET amorfo, porm menor que a do PET biorientado; - frgil (baixo alongamento ruptura); - baixa permeabilidade aos gases (RHODIA -STER. Manual tcnico

- RHOPET, So Paulo, 1998).

PET biorientado (garrafa): 18

- alta resistncia mecnica e maior rigidez comparado ao PET cristalizado trmicamente (no orientado); - tenaz (alta resistncia ao impacto); - baixa permeabilidade aos gases (maior propriedade de barreira que o PET cristalizado trmicamente no orientado) (RHODIA -STER. Manual

tcnico RHOPET, So Paulo, 1998). Pag 38 e 39

Propriedades mecnicas O PET teve um grande impulso de utilizao aps sua descoberta devido a alta resistncia mecnica (que pontualmente pode assemelhar-se com alguns metais), devido ao rigido grupo benznico na cadeia principal. Suas temperaturas de transio tpicas so relativamente altas, sendo a de transio vitrea (Tg) de aproximadamente 75C e temperatura de fuso cristalina (Tm) de aproximadamente 265C, o que confere a este polmero razovel manuteno de suas propriedades mecnicas a altas temperaturas (aproximadamente 175 C) (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M.

Ensaios para Avaliao de Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed.Campinas, Centro de Tecnologia de Embalagem - CETEA, 1998).

Propriedades de barreira 19

O PET, alm de atxico, apresenta boas propriedades de barreira e proteo aos volteis. A sua baixa permeabilidade a umidade, a gases, inclusive CO2 e O2 so fatores determinantes para a sua vasta aplicao em embalagens alimentcias, ao contrrio do PVC que no pode ser utilizado para as bebidas carbonatadas. Pag. 39

Leveza O PET quase dez vezes mais leve que o vidro para a mesma quantidade de bebida carbonatada e 25% mais leve que o PVC. O PET possui elevada relao resistncia/densidade, leve, porm possui flexibilidade suficiente para garantir boa resistncia ao impacto. Esta resistncia pode ser melhorada, no caso de garrafas por meio da biorentao durante o sopro. Pag. 39 e 40

Transparncia e brilho Quando h necessidade de um visual atraente o PET bastante recomendado, visto que a claridade, transparncia e brilho obtidos com este material no estado amorfo bastante elevados. O PET pode tambm ser colorido facilmente com adio de pigmentos adequados sendo bastante verstil nos formatos e cores.

Resistncia qumica Os polisteres so caracterizados pela sua excelente resistncia a uma variedade de produtos qumicos, incluindo hidrocarbonetos alifticos, gasolina, leos, gorduras, alcois, glicis, teres, steres e cetonas de 20

massa molar alta, cidos e bases diludos, detergentes, e a maioria de solues aquosas de sais.

O PET possui resistncia qumica mdia boa embora seja despolimerizado com a presena de gua. Eles so efetivamente resistentes imersos em gua de at 60C. Resiste em curto prazo aos efeitos de esterilizao em gua fervente ou vapor. Porm, a exposio contnua acima de 60C resulta em decomposio hidroltica crescente.

importante ressaltar que os auxiliares de fluxo colocados em sua formulao so susceptveis ao ataque de acetona usado na maioria das tintas e produtos de limpeza, o que ocasiona um substancial decrscimo de suas propriedades eltricas (Seminrio Tecnologia de embalagem de

poletileno tereftalato (PET) - tendncias e Inovaes. UniversidadeEstadual de Campinas, Campinas, 1993 RHODIA -STER. Catlogo

Rhodia-Ster - Lder de polister no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997).

Higroscopicidade O PET um polmero altamente higroscpico que absorve umidade rapidamente, podendo em seu armazenamento atingir nveis elevados de at 0,6% em seu peso, pois se trata de um ster, devendo ser secado rigorosamente antes do processamento, caso contrrio, quando for submetido fuso com esses nveis de umidade, sofre uma rpida degradao (hidrlise), reduzindo a sua massa molar, o que reflete na 21

perda de viscosidade intrnseca e conseqentemente nas suas propriedades mecnicas. Para que isto no ocorra, deve-se reduzir o seu teor de umidade para nveis inferiores a 0,004% (40 ppm) (RHODIA STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998. Seminrio Tecnologia de embalagem de poletileno tereftalato (PET) - tendncias e Inovaes. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1993. RHODIA -STER. Catlogo Rhodia-Ster - Lder de polister no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997).

A absoro de gua da resina PET ocorre at uma concentrao de equilbrio que depende de diversos fatores, tais como tempo e temperatura de armazenagem, umidade relativa da atmosfera, cristalinidade, formato e tamanho dos gros (RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998). Pag 38-41

Aplicaes O Poli (Etileno Tereftalato) extensivamente usado como fibras, filmes para embalagens, em garrafas para bebidas e reforo (fibras) em materiais de construo civil, pois em decorrncia sua temperatura de fuso alta (aproximadamente 250C) e ao valor de sua transio vitrea (aproximadamente 70C), este material conserva suas propriedades mecnicas boas em temperaturas superiores a 175C . dissertao pag. 27 O PET transformado para numerosas aplicaes em razo da sua facilidade de utilizao e das suas excelentes propriedades fsicas. Na forma de filamentos, o PET aplicado como fio para tecelagem e como 22 (Isoldi, 2003)

reforos em aplicaes onde se necessita a melhoria das propriedades mecnicas. Os fios de PET so geralmente orientados biaxialmente, sendo aplicados como fitas magnticas, filmes fotogrficos e para raios X, isolao eltrica (metalizao para capacitores), laminados para impresso e embalagem de alimentos, incluindo aqueles que so cozidos dentro do prprio invlucro em fornos convencionais e em microondas, suportando temperaturas de at 150C. Alm da sua grande utilizao no mercado de bebidas carbonatadas, o PET vem sendo utilizado como embalagem para vinho, cerveja, bebidas alcolicas, sucos de frutas, leo comestvel, gua mineral, caf solvel, iogurte, molho para salada e refeies prontas, isotnicos, usques, vodcas, licores entre outros. O PET termoformado tambm bastante utilizado em embalagens diversas. Peas injetadas de PET tem adquirido um espao cada vez maior no campo da engenharia, devido a sua versatilidade de formas, propriedades mecnicas e eltricas excelentes, principalmente o que se refere indstria automobilstica (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M.

Ensaios para Avaliao de Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed.Campinas, Centro de Tecnologia de Embalagem - CETEA, 1998. RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998). pag 43 23

No campo de embalagens o PET tem inmeras vantagens: pode ser utilizado no microondas, quinze vezes mais leve que o vidro, portanto mais fcil e barato de ser transportado e armazenado na forma de prforma. No campo de engenharia o PET possui excelentes propriedades mecnicas e eltricas, resistncia qumica, versatilidade no processamento, alm de menor preo em relao a outras resinas, como por exemplo, o policarbonato. Pag. 42

Produo Hoje, o plstico faz parte integrante de nossa vida, estando presente em um nmero imensurvel de objetos e coisas por ns utilizados; embalagens, saquinhos de lixo, objetos de uso pessoal, garrafas de refrigerantes e em uma infinidade de objetos. Como se sabe, o petrleo extrado do subsolo e levado para as refinarias, onde os diferentes derivados so separados. Um destes derivados a nafta que fornecida para as indstrias petroqumicas, dando origem aos gases eteno e propeno e a outros monmeros, que por sua vez so transformados, por meio de processamento qumico especial, nas resinas plsticas ou polmeros. O plstico tem tido sua utilizao cada vez mais desenvolvida em todos os setores industriais e por sua versatilidade e propriedades fsicoqumicas, tem substitudo, com vantagens, a madeira, os metais e as ligas metlicas, o vidro e o papel, as fibras vegetais e animais, pois muitos deles j esto escassos na natureza ou tm um custo de produo bem 24

mais elevado (EHRIG, R.J. Plastics recycling: products and processes. 1 ed. New York, N.Y.: Hanser Publishers, 1992. LA MANTIA, F.; VINCI, M.

Recycling poly(etfiylene terephatalate). Polymer degradation and stability.Reino Unido, v. 45 , p. 121-125, 1994 MANCINl, S.D.; BEZERRA, M.N.; ZANIN, M. Reciclagem de PET advindo de garrafas de refrigerantes ps-

consumo. Polmeros: Cincia e Tecnologia, Abr/Jun, p. 68-75, 1998).Pag.43-44 O Brasil ainda apresenta um baixo consumo per capita de plsticos, mas este consumo vem crescendo. Uma anlise do consumo mundial de plsticos permite supor que essa indstria apresenta boas perspectivas de expanso no Brasil, uma vez que o consumo nacional cerca de 19 kg/ habitante/ ano, enquanto nos EUA de 100kg/ habitante/ ano e no Japo de 60 kg/ habitante/ano (CEMPRE, 1998). O Centro de Tecnologia em Embalagem (CETEA), do Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL) de Campinas, a empresa de pesquisa de mercado DATAMARK e a empresa de design e marketing Muller e Associados, em uma avaliao das tendncias do setor de embalagens, prevem que o consumo de plsticos no Brasil crescer de 2,7 milhes de toneladas em 1996 para 4,3 milhes de toneladas at 2005 (Madi et al., 1998) ROLIM & NASCIMENTO 2000.

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Fonte: ABIPET (2009) TABELA - EVOLUO DO CONSUMO DE EMBALAGENS PET NO BRASIL

EVOLUO DA PRODUO NO BRASIL Em toneladas

1994 - 80.000 1995 - 120.000 1996 - 150.000 1997 - 185.700 1998 - 223.600 1999 - 244.800 2000 - 255.100 2001 - 270.000 26

2002 - 300.000 2003 - 330.000 2004 - 360.000 2005 - 374.000 2006 - 402.000 2007 - 407.000 2008 - 469.700

FONTE: ABIPET

Utilizadas principalmente por indstrias de refrigerantes e sucos, as garrafas PETs movimentam hoje um mercado que produz cerca de 9 bilhes de unidades anualmente s no Brasil, das quais 53% no so reaproveitadas. Com isso, cerca de 4,7 bilhes de unidades por ano so descartadas na natureza, contaminando rios, indo para lixes ou mesmo espalhadas por terrenos vazios. Entre 1995 e 2005, a produo de PET, o plstico politereftalato de etila, para a fabricao de garrafas subiu de 120 mil toneladas para cerca de 374 mil toneladas, alavancada principalmente pela indstria de refrigerante. http://noticias.ambientebrasil.com.br/noticia/?id=33955 BRASIL DESCARTA 53% DE GARRAFAS PET NA NATUREZA 09/10/2007

Impacto

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Os estudos sobre lixo domiciliar no Brasil mostram que os plsticos (em geral termoplsticos, i.e, polietileno, PET, polipropileno, poliestireno e PVC) ocupam uma mdia de 6% dos resduos slidos urbanos. Conforme estudo realizado por Saehtig(1996) (SAEHTLIG, H.

Manuale delle Materie Plastiche Tecniche nuove. Milano, Edizioneitaliana, 1996), verifica-se que 8 6% do lixo brasileiro depositado a cu aberto, que uma das piores formas de acondicionamento para o meio ambiente. Desta quantidade, 4 7% em volume so plsticos, dos quais 14% so plsticos rgidos tais como PET e HDPE, que representam, juntos, a maior parte deste percentual. Estas porcentagens em si so preocupantes devido a uma baixssima biodegradabildade apresentada pelos plsticos em geral (SAEHTLIG, H. Manuale delle Materie Plastiche Tecniche nuove. Milano, Edizione italiana, 1996.) (Isoldi, 2003) dissertao pag.10 possvel supor que um aumento do consumo de produtos plsticos ter como conseqncia um aumento na gerao de resduos deste material, e logo, um agravo no problema da destinao do lixo urbano. Dentre os resduos slidos, os resduos plsticos chamam mais ateno devido a total descartabilidade das embalagens, a resistncia degradao e a sua leveza, fazendo-os flutuarem em lagos e cursos de gua (Netto, 1990). A destinao dos resduos slidos pode se dar atravs da reciclagem, da incinerao, ou da disposio (nesta ordem, de acordo com as prioridades atuais de gerenciamento de resduos slidos). 28

Cabe salientar, que antes da preocupao do destino dos resduos, a prioridade deve ser a eliminao e minimizao da gerao desses resduos. A disposio de resduos slidos em lixes ou aterros (sanitrios ou controlados), embora seja a mais utilizada, uma forma inadequada de destinao. Os lixes so formas de disposio de resduos a cu aberto, caracterizadas pela simples descarga dos resduos sobre o solo, sem medidas de proteo ao meio ambiente ou sade pblica (Consoni et

al., 1995). Os aterros controlados utilizam princpios de engenharia paraconfinar os resduos slidos, cobrindo-os com uma camada de material inerte na concluso de cada jornada de trabalho (Consoni et al., 1995), porm ainda no so a forma de disposio mais segura. ROLIM & NASCIMENTO 2000. A disposio apresenta como problemas a saturao das atuais reas de disposio e a dificuldade para encontrar novas reas. Alm disso, o plstico quando disposto em lixes ou aterros gera problemas adicionais aos j mencionados anteriormente. Quando os resduos plsticos so depositados em lixes, os problemas principais so a queima indevida e sem controle. Quando so depositados em aterros, eles dificultam a compactao do lixo e prejudicam a decomposio dos materiais biologicamente degradveis, atravs da criao de camadas impermeveis que afetam as trocas de lquidos e gases gerados no

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processo de biodegradao da matria orgnica (Pinto, 1995). ROLIM & NASCIMENTO 2000.

Reciclagem O Brasil o pas que mais desenvolveu aplicaes de PET reciclado. A ponto da reciclagem de PET ser um caso de sucesso, copiado por diversos paises. E no utiliza todo seu potencial de consumo por uma falha no processo de coleta e destinao dos resduos.ANO - RECICLAGEM ps-consumo|ndice

1994 - 13.000 ton | 18,80% 1995 - 18.000 ton | 25,40% 1996 - 22.000 ton | 21,00% 1997 - 30.000 ton | 16,20% 1998 - 40.000 ton | 17,90% 1999 - 50.000 ton | 20,42% 2000 - 67.000 ton | 26,27% 2001 - 89.000 ton | 32,90% 2002 - 105.000 ton | 35,00% 2003 - 141.500 ton | 43,00% 2004 - 167.000 ton | 47,00% 2005 - 174.000 ton | 47,00% 2006 - 194.000 ton | 51,30%

FONTE: ABIPET

Mesmo assim, os ndices de reciclagem de PET no Brasil so fortemente atacados por pessoas que se aproveitam de um falso 30

argumento ambiental para disfarar os seus reais interesses comerciais. Abipet debate censo 2008 Neste processo o PET reprocessado mecanicamente em equipamentos (moinho, extrusora, entre outros) que recuperam o polister para fabricao de fibras, lminas ou embalagens. A reciclagem mecnica tambm vivel pela injeo direta do PET reciclado. Na reciclagem mecnica, as propriedades mecnicas do polmero decaem, obtendo caractersticas aceitveis para aplicaes onde a viscosidade intrnseca requerida baixa. (Isoldi, 2003) dissertao pag.10 Aps o uso, o PET pode ser reciclado para vrias aplicaes por meio dos processos de extruso, injeo, sopro, termoformagem e na fabricao de fibras. Pag.42 O PET pode ser reciclado de trs maneiras diferentes: reciclagem qumica, energtica e mecnica. A reciclagem qumica, ou reciclagem terciria um processo que consiste num tratamento qumico com reagentes capazes de atuar na despolimerizao do material, no caso do PET utiliza-se o processo de gliclise/metanlise. Na reciclagem energtica o calor gerado com a queima do produto pode ser aproveitado na gerao de energia eltrica (usinas termeltricas). alimentao de caldeiras e altos-fornos. O PET tem alto poder calorfico e no exala substncias txicas quando queimado. Outros materiais combustveis tambm podem ser utilizados.

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A reciclagem mecnica a mais utilizada no Brasil por ser um processo menos custoso e agregar maior valor ao produto. O resduo plstico pode ser recuperado pelo reprocessamento por extruso e/ou repeletizao. Na reciclagem mecnica so necessrios alguns procedimentos que incluem as seguintes etapas: separao do resduo polimrico; moagem; lavagem; secagem; processamento/peletizao e finalmente a transformao do material em artefato. Normalmente, nem todas as etapas so feitas pela mesma empresa, dificultando o processo, pois o sistema de reciclagem industrial deve ser o mais contnuo possvel, com produo suficiente para manter todos os equipamentos funcionando. Os sistemas podem variar bastante, menos pela moagem, secagem do polmero e posterior processamento, e mais pelo processo de separao e lavagem, que so de extrema importncia, garantindo a competitividade do produto reciclado em termos de qualidade e produtividade. No existem muitas publicaes sobre mtodos industriais de reprocessamento, devido aos interesses econmicos das indstrias que atuam neste setor, que normalmente protegem detalhes de seus procedimentos por patentes. Na fase de separao, os materiais que so descartados no lixo comum ganham o status de matria-prima, o que, de fato, so. Normalmente, no que se refere ao poli(tereftalato de etileno) so recicladas principalmente as embalagens rgidas, ou seja garrafas em

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geral, que lhes do uma garantia maior da certeza da no contaminao por outros polmeros. Nesta etapa necessrio limitar as impurezas a nveis inferiores a 1% pois presena de outros contaminantes, como vidro, papel, metal ou outros polmeros, mesmo em concentraes pequenas pode alterar as propriedades dos polmeros de interesse. Cada um desses contaminantes pode contribuir para processos degradativos do PET e aumentar a dificuldade de produo e comercializao, principalmente o PVC, cuja degradao provoca condies cidas propcia hidrlise. A cola tambm age como catalisador da degradao hidroltica quando o material submetido a altas temperaturas no processo de extruso, alm de escurecer e endurecer o reciclado. Estas garrafas recuperadas sero separadas por cor e prensadas. A separao por cor necessria para que os produtos que resultaro do processo tenham uniformidade de cor, facilitando, assim sua aplicao no mercado e agregando valor ao produto final. A prensagem e enfardamento, por outro lado, so essenciais para viabilizar economicamente a compra das embalagens a longas distncias, sendo o PET extremamente leve e volumoso sendo o transporte fator determinante para o seu custo. De acordo com a ABEPET (Associao Brasileira dos Fabricantes de Embalagens de PET), os fardos tm aproximadamente 100 kg e volume de 0,5 m3.

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Outra questo importante refere-se estocagem, longe do "barro" e areia, os quais so materiais capazes de alterar a qualidade do reciclado. O sistema de reciclagem descrito a seguir o praticado na Recipet Revalorizao de Produtos Ltda., empresa que cedeu a matria-prima para a elaborao deste trabalho. O PET chega em fardos e so desfeitos e depositados numa esteira de entrada. Depois de classificados, os fardos passam por uma plataforma onde sero desfeitos. Seguem para a esteira de alimentao com sistema pneumtico, normalmente com gua onde ocorre a primeira etapa de lavagem e retirada dos contaminantes maiores (pedras, tampas soltas, entre outros) pelo processo de decantao. Posteriormente, as garrafas vo para a esteira de seleo e/ou separao, onde se detecta a presena de outros plsticos, como por exemplo, o PVC, PP, PE, e metais ferrosos por meio de um detector de metais. Depois seguem para o moinho, onde feita a primeira moagem no material de onde extrado. Ocorre a primeira moagem com gua formando flakes de 1 polegada. O material modo retirado por meio de uma rosca duplo envelope, e parte da gua suja, retirada do processo. Em seguida o material segue para os tanques de descontaminao onde ocorre a separao de tampas, rtulos e slica. Na Recipet nesta etapa no h adio de produtos qumicos.

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Comea a segunda moagem, em moinhos de facas rotativas, na qual a resina ganha formato de flocos menores com a granulometria de 3/8 de polegada. O material transportado pneumaticamente para ser novamente lavado com gua. Depois do enxge, vem a secagem, que a retirada de gua superficial do polmero por meio de duas centrfugas com 1100rpm. Um transportador pneumtico conduz os flakes para o silo, onde instalado um detector de metais no ferrosos. Pode se adicionar etapa de extruso de flakes em pellets e posteriormente a cristalizao superficial, conforme o destino do produto. A resina armazenada em big bags, pronta para ser enviada a indstria de transformao (embalagens). O p, eliminado por peneiramento na etapa final do processo, tambm tem aplicaes industriais.

Principais aplicaes do PET reciclado A aplicao mais comum para o PET reciclado a partir de garrafas tem sido a confeco de fibras para compor diversos artigos, pois no caso desta aplicao, a queda da massa molar resultante do reprocessamento mecnico no um fator limitante. Atualmente, a viscosidade intrnseca de resinas de PET para uso como fibras da ordem de 0,68 dl/g, e o grau apropriado para embalagens de grandes volumes para bebidas carbonatadas cerca de 0,80 dl/g (decilitros por grama). claro que para embalagens de pequeno volume a resistncia 35

mecnica exigida menor, podendo ser fabricadas com resinas de menor viscosidade intrnseca (VI). Isso poder reduzir seu custo, desde que encontre a resina disponvel no mercado. (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M. Ensaios para Avaliao de Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed. Campinas, Centro de Tecnologia de Embalagem - CETEA, 1998/RHODIA -STER. Manual tcnico - RHOPET, So Paulo, 1998/ RHODIA -STER. Catlogo Rhodia-Ster - Lder de polister no hemisfrio Sul, So Paulo, 1997/ EHRIG, R.J. Plastics recycling: products and processes. 1 ed. New York, N.Y.: Hanser Publishers, 1992)

Fica claro que o uso do PET reciclado para aplicaes mais nobres, tais como a confeco de garrafas ou chapas para termoformao, requer que o PET reciclado tenha um baixo ndice de degradao e um grau de pureza alto. Em resumo, quanto maior a VI maior ser o tamanho das cadeias moleculares e maior ser a chance de poder trabalhar mecanicamente o polmero durante a fase de injeo e sopro das embalagens. Isso poder proporcionar alongamento longitudinal e sopro radial, conferindo elevada resistncia e, portanto uma embalagem de peso baixo. Uma alternativa conhecida para melhorar a qualidade do PET reciclado aumentar sua massa molar pelo processo de ps-condensao no estado slido, processo tradicionalmente usado na obteno de PET virgem grau garrafat (ALVES, R.M.V.; OLIVEIRA, L.M.; COLTRO, L.; GARCIA, E.E.C.; SARANTPOULOS, C.I.G.L.; PADULA, M. Ensaios para

Avaliao de Embalagens Plsticas Rgidas. 1 ed. Campinas, Centro deTecnologia de Embalagem - CETEA, 1998/ RHODIA -STER. Manual tcnico 36

RHOPET, So Paulo, 1998/ EHRIG, R.J. Plastics recycling: products and processes. 1 ed. New York, N.Y.: Hanser Publishers, 1992).

Apesar deste processo ser muito usado, ele possui a desvantagem de requerer tempos de residncia elevados. O estudo do uso de aditivos capazes de acelerar o processo de ps-condensao, bem como o seu efeito nas propriedades do material, seria uma forma de contribuir para o desenvolvimento de processos que poderiam possibilitar melhor qualidade do plstico reciclado, permitindo sua absoro em maior escala pelo mercado. Diversos artigos so fabricados a partir do PET 100% reciclado: cordas, cerdas para vassouras e escovas, resinas insaturadas, peas injetadas, embalagens para no-alimenticios, embalagens para alimentcios (tecnologia multi-camada), no tecidos, peas injetadas para indstria automobilstica, peas injetadas para utenslios domsticos, fibra polister para enchimento de estofados, pelcias e outros, fibra polister para a indstria txtil. tambm possvel reprocessar o polmero para a retirada de resinas alqudicas usadas na produo de tintas. Os produtos listados anteriormente esto no mercado h anos e h enorme movimentao econmica, gerao de empregos e renda, alm de mais arrecadao de impostos, tudo proporcionado por uma indstria que surgiu graas existncia das embalagens de PET, sem qualquer incentivo governamental, sem qualquer obrigatoriedade, apenas seguindo as leis do mercado, que busca alternativas economicamente viveis. Pag. 48-52 37

A etapa de seleo continua na Recipet atravs de um processo de separao do PET de outras resinas, pois uma garrafa de PVC pode contaminar 20 mil garrafas PET. Para identific-lo, o PET possui uma marca com o tringulo da reciclagen com o nmero 1. Outra triagem acontece em relao s vrias apresentaes que a molcula de PET pode ter: embalagens verdes, mbares, azuis, incolores ou com resduos industriais, papel dos rtulos ou misturada com metal das tampinhas. (ALVES, 2002) Dentre os tipos de embalagens fabricadas esto os plsticos e, mais recisamente, o Polietileno Tereftalato (PET). Dados da ABIPET (Associao dos Fabricantes de Embalagem PET) informam que apenas 15% dessas embalagens so recicladas, o restante depositado no meio ambiente como aterros controlados, lixes, rios, terrenos abandonados, entre outros. Quando a indstria deixou de utilizar o vidro e passou a usar o PET obteve um ganho de produtividade, mas deixou o nus para o meio ambiente. Segundo o ambientalista Cunha, as indstrias de garrafa PET no possuem programas de recolhimento das embalagens usadas ou de conscientizao do pblico consumidor sobre a correta destinao destas embalagens (Gazeta do Povo, 2000). Os catadores, as cooperativas de reciclados e o surgimento de indstrias interessadas neste segmento de mercado, esto mudando este cenrio. GUELBERT ET AL. 2007

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O PET chegou ao Brasil em 1988 sendo utilizado primeiramente na indstria txtil. Apenas a partir de 1993 passou a ter forte expresso no mercado de embalagens, notadamente para os refrigerantes. Atualmente o PET est presente em vrios produtos como frascos de refrigerantes, produtos farmacuticos e de limpeza, mantas de impermeabilizao, fibras txteis, entre outras. Em termos econmicos, oferece ao consumidor um produto substancialmente mais barato, seguro e moderno. As embalagens PET so 100% reciclveis e o processo pode ser mecnico, energtico ou qumico. Dentre os trs, o mais utilizado o mecnico por se tratar de um processo mais barato (ABIPET). Na reciclagem energtica o plstico queimado liberando um calor muito forte (superior ao do carvo e prximo ao produzido pelo leo combustvel) que aproveitado na forma de energia. Porm, esta prtica resulta em emisso de CO2, agravando ainda mais o efeito estufa e emisso de dioxinas, que so compostos altamente txicos. J na reciclagem qumica o plstico sofre reaes qumicas, se transformando em outro tipo de plstico que poder ser utilizado na indstria, como para a produo de resina de polister, usada na fabricao de fibras para a confeco de roupas (RECICLOTECA, 2006). Na reciclagem mecnica os plsticos so submetidos a processos fsicos. No Brasil a mais utilizada e mantm uma boa qualidade do produto. O processo mecnico pode ser dividido, segundo dados da ABIPET (2006), em trs etapas: 39

a) Recuperao: Nesta fase, as embalagens que seriam atiradas no lixo comum ganham o status de matria-prima. As embalagens recuperadas sero separadas por cor e prensadas. A separao por cor necessria para que os produtos que resultaro do processo tenham uniformidade de cor, facilitando assim, sua aplicao no mercado. A prensagem, por outro lado, importante para viabilizar o transporte das embalagens. b) Revalorizao: As garrafas so modas, ganhando valor no mercado. O produto que resulta desta fase o floco da garrafa. Pode ser produzido de maneiras diferentes e, os flocos mais refinados, podem ser utilizados diretamente como matria-prima para a fabricao dos diversos produtos que o PET reciclado d origem na etapa de transformao. No entanto, h possibilidade de valorizar ainda mais o produto, produzindo os gros de PET reciclado. Desta forma o produto fica muito mais condensado, otimizando o transporte e o desempenho na transformao. Esquematicamente uma linha de moagem e lavagem de PET est representada da figura 3. c) Transformao: Fase em que os flocos, ou o granulado, ser transformado num novo produto, fechando o ciclo. Os transformadores utilizam PET reciclado para fabricao de diversos produtos, inclusive novas garrafas para produtos no alimentcios. GUELBERT ET AL. 2007

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Fonte: http://www.abipet.com.br/reciclagem.php Figura 3 Linha de Moagem e lavagem do PET

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CONHECIMENTOS EM PAINIS MDF

Histrico - Descrio - Processo de fabricao - tipos Normas e propriedades fsico-mecnicas - Fatores que afetam as caractersticas do MDF - Anexos

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Set/2009

PROCESSO DE FABRICAO, CARACTERSTICAS E REQUISITOS PAINIS MDF

NORMATIVOS DE PROPRIEDADES FSICO MECNICAS PARA OS

Histrico de painis de fibras de madeiraA idia de painis derivados da madeira advm de tempos remotos, os primeiros surgiram por volta de 1450 a.C. no mural Escultura de Tebas, identificados como lminas, em 1650 registros de lminas derivadas de madeira macia por meio de serras verticais e em 1777 passaram a serem utilizadas serras circulares. A diferena tecnolgica para a transformao de madeira macia ocorreu quando o surgiram as serras de fita em 1808 (Maloney, 1993). No sculo VI a. C, foram encontrados no Jao os primeiros exemplares de painis de fibra, eram denominados painis duros e usadas nas paredes de pequenas habitaes. Na Inglaterra em 1772 surgiu o papier mach, abrindo o mercado para a produo de chapas leves que podiam ser aplicadas em divisrias, portas, mveis e em carruagens. O sculo XIX foi o marco inicial de produo de painis de fibra desenvolvido pela empresa Millboard Co na Inglaterra, que inicialmente fabricava painis semiduros utilizando uma mquina para produo de 43

papelo com quatro cilindros formadores. O grande desenvolvimento da indstria de painis de fibra se deu aps a implantao dos processos que utilizavam desfibradores masonite e asplund, entre 1926 e 1931(Sucia). Mtodos que adotavam sistema contnuo de desfibramento a alta temperatura e presso, que se baseiam na utilizao das propriedades termoplsticas da matria-prima lignocelulsica e muito utilizados em funo das vantagens que oferecem (IWAKIRI, 2005). O principal objetivo do desenvolvimento da tecnologia para produo de chapas de fibra surgiu com a possibilidade de agregar valor s madeiras de menor qualidade e custo transformando-as em produtos nobres e valiosos. Nesse sentido criou-se uma tecnologia prpria para transformao de madeiras macias adequadas para a produo de painis de fibra. A tecnologia de aglomerados surgiu na dcada de 50 na Alemanha, o aglomerado foi uma idia que visava transformar madeiras de baixa qualidade aplicadas em produtos de madeira, o conceito de aglomerado em produtos derivados de madeira obteve aceitao, tanto que, no incio dos anos 80 sua produo superou a produo do compensado. Na dcada de 60 foi desenvolvida a tecnologia dos painis de fibra do tipo MDF (Medium Density Fiberboard) fabricadas pela Miller Hofft Company, que alm de agregar valor aos produtos derivados de madeira, oferecia estabilidade dimensional, resistncia a umidade e maior resistncia a ao de pregos e parafusos (Silva, 2003)TESE. 44

Os principais tipos de painis de madeira so detalhados na Tabela 4 conforme classificao feita por MALONEY (1986) e citados no Wood Handbook (FOREST PRODUCTS LABORATORY, 1999) [16], chamadas nessas referncias como Compsitos a Base de Madeira.

TABELA 4 CLASSIFICAO DOS PAINIS DE MADEIRA

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Os primeiros painis comerciais de MDF foram produzidos por Harry Raddin em Deposit NY, as iniciais MDF criadas por ele para o produto foi inspirao no processo produtivo dos painis, tal abreviao passou a reconhecida a partir de 1967 em substituio ao termo Medium Density Fiberboard. Mediante esse breve histrico do MDF, entende-se que sua criao foi uma soluo oportuna e vivel para os produtos derivados da madeira. Situao comprovada atravs de suas caractersticas que se aproximam da madeira, suas propriedades fsico-mecnicas que permitem aplicaes variadas. Desta forma o MDF um produto natural que pode substituir a madeira, agrega valores aos produtos derivado da madeira e tem aceitao comercial. Nessa viso, o avano tecnologico da silvicultura aliada disponibilidade de reas para plantio de madeira e altos custos de transportes impulsionaram alguns pases, inclusive o Brasil investir em madeira reflorestada como matria-prima na produo de MDF (Silva, 2003)TESE. No Brasil as chapas MDF comearam a serem produzidas em 1997 e tornaram-se disponveis no mercado a partir do final dos anos 80. O 46

consumo de MDF anterior ao perodo descrito foi suprido por importaes do Chile e da Argentina (Eleotrio, 2000) dissertao. Apesar que, no momento a situao adversa, o Brasil tem uma produo significativa na produo mundial de painis de fibras, especialmente quando se trata na produo de MDF(Iwakiri, 2005).

Descrio sobre painis MDFO MDF em sntese um compsito feito de fibra de madeira e resina, mais antes de uma descrio mais detalhada, entende-se que um compsito um material novo, resultado da unio de dois elementos atravs de um agente agregador, essa fuso pode ser gerada por diversas maneiras, seja por presso e temperatura, contato, dilatao, entre outros. Em outras palavras, Hillig (2008), compsito uma mistura fsica de dois ou mais materiais combinados para formar um novo material til de engenharia com propriedades diferentes em relao aos componentes puros, podendo ser obtido por combinao de metais, cermicas ou polmeros (ASTM, 2001). Tita (1999) fez extensa descrio dos materiais compsitos, observando que so constitudos de um ou mais materiais dispersos numa matriz e chamados de reforo ou carga. Os materiais de reforo podem ser fibras curtas, longas, contnuas, descontnuas e outras, com o objetivo de fornecer resistncia. A matriz envolve o reforo, dando forma ao compsito. Abaixo de um comprimento

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mnimo, as fibras deixam de atuar como reforo para fazer o papel de enchimento ou carga. Assim, diante desses conceitos bsicos de compsitos, torna-se mais fcil entender o MDF. Os painis so compsitos manufaturados com fibras lignocelulsicas e resina sinttica ou outro componente ligante, compactados a uma densidade entre 0,50 e 0,80 g/cm3 por sistema de prensagem a quente, fazendo que as fibras sejam coladas pelo adesivo adicionado (ASTM-D1554). A ABIPA define o painel MDF de uma forma objetiva, afirmando que se trata de um painel de mdia densidade produzido a partir das fibras da madeira aglutinadas com resina sinttica atravs da aplicao de alta temperatura e presso. Maloney (1996) destaca que painis de MDF a base de madeira possuem tecnologia avanada, so fabricados por processo de prensagem a seco, composto com madeira desfibrada termomecanicamente unido com resina sinttica e resultam em painis com densidade de 500 a 800 kg/m3. Silva (2003) descreve que painis de MDF so chapas com espessura igual ou superior a 1,5mm e densidade igual ou superior a 0,5g/cm3, fabricados sob processo seco, com fibras lignocelulsicas, unidas com adesivos sintticos e curadas sob temperatura e presso, podendo possuir propriedades adicionais de retardncia ao fogo, resistncia a umidade e ao ataque biolgico.

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Juvenal e Mattos, citados na REVISTA DA MADEIRA (2003) [5] descrevem o painel MDF como um tipo de painel de madeira reconstituda que possui consistncia e algumas caractersticas mecnicas que o aproximam da madeira macia e difere do painel de madeira aglomerada basicamente por apresentar parmetros superiores, boa estabilidade dimensional e excelente capacidade de usinagem. Campos (2004) argumenta que os painis compostos principalmente por fibras lignocelulsicas combinadas com resina, ou outro adesivo adequado, unidas entre si atravs de presso e calor recebeu o nome genrico de MDF. Complementou afirmando que a resistncia ao fogo e a impermeabilidade e a estabilidade dimensional do painel pode ser alterada mediante a introduo de determinados aditivos durante o manufaturamento. A resposta do Servio Brasileiro de Respostas Tcnicas (2006) que define painis de MDF como uma chapa fabricada a partir da aglutinao de fibras de madeira com resinas sintticas pela ao conjunta de temperatura e presso. A Norma ABNT NBR 15316-1:2006 [6] define o Painel de Mdia Densidade como Chapa de fibras de madeira com umidade menor que 20% na linha de formao e densidade > 450 kg/m3. Essa chapa produzida basicamente sob ao de calor e presso com a adio de adesivo sinttico. No Brasil a norma utilizada pelos fabricantes de MDF

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com base nos Padres Europeus, a industria o comercio o MDF pode ser classificado em: - HDF, painis com densidade > 800 kg/m3 - Standard, painis com densidade > 650 kg/m3 e 800 kg/m3 - Light, chapa com densidade < 650 kg/m3 - Ultra light chapa com densidade < 550 kg/m3 Existe painis que esto classificados entre 500 a 800 kg/m3 de densidade (Maloney, 1993), Iwakiri (2005) pag.27 tambm confirma com uma pequena resalva, ultrapassando 850 kg/m3, pode variar a espessura entre 3 a 60 mm do painel de MDF. Torquato (2008) descreve que os painis de madeira podem ser definidos como produtos compostos de elementos de madeira como lminas, sarrafos, partculas e fibras, obtidos a partir da reduo da madeira slida, e reconstitudos atravs de ligao adesiva (pag.16), por outro lado tambm define que painis de fibras inclui o painel de chapa dura, o painel de mdia densidade (MDF) e o painel de isolamento (pag.20).

Processo de fabricao de painis MDFO MDF fabricado atravs da aglutinao de fibras de madeira com resinas sintticas e outros aditivos. Para se obter fibra, a matria prima do MDF, necessrio que sejam quebradas as ligaes entre as fibras de madeira. A maneira mais prtica e moer as fibras por atrito 50

atravs da ao de discos. A moagem ou refinamento das fibras pode ser customizado com gua, cozimento a vapor ou tratamentos qumicos. Quando a lignocelulose cozida, faz com que as ligaes da lignina entre as fibras celulsicas fiquem fracas e as fibras so separadas mais facilmente, o resultado adverso atravs dos mtodos secos que danificam as fibras (Torquato, 2008) pag.20. Em tratamentos qumicos so usados alcalide para fazer tal separao, entretanto, todos os tratamentos ajudam aumentar a qualidade da fibra, minimizar o consumo de energia e tambm podem reduzir o rendimento (Forest Products Laboratory, 1999). As fibras para a produo de painis de MDF podem ser utilizadas de madeiras na forma de toras com dimetro acima de 50 mm, resduos de madeira resultantes de outros processo de transformao, costaneiras, pontas e aparas, rolo-resto de laminao e outros resduos de explorao florestal. Outra opo utilizar at 15% de serragem e a casca para produo de painis de fibras duras (Iwakiri, 2005). Alm dessas alternativas de material para a produo do MDF, outros materiais podem ser usados, como resduos agrcolas, bambu, fibras de casca de coco, alternativas que dependem da disponibilidade, condies climticas, manuseio, transporte entre outros (Torquato, 2008). Entretanto, a fibra da madeira responsvel por grande parte do volume de painel MDF e por parte das caractersticas destes painis. Justifica-se pela forma das fibras em um painel MDF seja a resultante da combinao de variveis como espcies utilizadas, folhosas ou conferas, 51

sua mistura, tipo de cavaco utilizado (originado de toretes ou de resduos), fatores de desfibramento que esto relacionados com o tempo de aquecimento, presso do vapor aplicado, configurao dos segmentos dos discos e distancia entre pratos do desfibrador, entre outras (Spaven et al. 1993). Outro fator que influi bastante na qualidade de compactao, colagem, reduo de presso na compactao, taxas de compactao de 1,3 e melhores propriedades mecnicas de painis de MDF esta relacionado com a baixa densidade da espcie de madeira utilizada, uma reao ao contrrio ocorre quando madeiras de alta densidade so utilizadas na produo de MDF (Maloney, 1989). Com relao ao comprimento das fibras, menor e maior quantidade de fino e material hibrido afetam as propriedades fsico-mecnicas de painis MDF. Segundo Nelson (1973) o comprimento das fibras esto relacionado com a estabilidade linear mais no afeta a resistncia mecnica dos painis. A menor quantidade de finos tem relao com a movimentao linear em um estudo feito com material hbrido jovem e adulto de Populus (Myers & Crist, 1986). Por outro lado, maior quantidade de finos resultou em maior compactao, maior densidade do painel, elevao dos valores de mdulo de ruptura e de elasticidade na flexo esttica (Myers, 1983). No entanto o uso de fibras curtas resultada em aumento da superfcie da fibra e quantidade de resina. O uso de fibras alongadas apresenta problemas na formao do colcho. A Tabela 1 tem 52

os tipos bsicos de painis de fibras de madeira e suas respectivas densidades.

TABELA 1 CLASSIFICAO DE PAINIS DE FIBRAS

Por fim, a matria-prima principal do MDF advm da madeira, que pode ser oriunda das conferas como de folhosas, essa escolha depende do produto final e de sua aplicao. Visando produtos de qualidade, o MDF deve ser o resultado de espcies de madeira que o favorea, ento espcies de madeira que possuem paredes celulares finas para facilitar o desfibramento e maior rea de contato para promover um nmero maior de ligaes do tipo de hidrognio. As conferas so bem mais utilizadas na produo de MDF, visto porque apresenta colorao clara, menos densidade e tem fibras mais longas de parede celular mais fina. Para a produo de painis isolantes e chapas duras requer espcies folhosas que tem fibras mais curtas, parede celular espessa e geralmente mais densa.

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Entretanto, tambm possvel produzir placas de fibras hbridas, algumas empresas produtoras de MDF no Brasil ou Europa fazem diversas propores na mistura entre as conferas e folhosas tais como pinus e castanheira, pinus e eucaliptos conforme as especificaes de fabricantes, que normalmente a quantidade utilizada de 80% das conferas e o restante das folhosas (Torquato, 2008) pag.22. A seguir resumidamente as etapas do processo de fabricao de painis de fibras de madeira. Torquato (2004) tomou como base o modelo produtivo da empresa francesa ISOROY do Grupo Sonae. Aps o descascamento da madeira, as toras passam por um picador para a gerao de cavacos. Com a irregularidade

dimensional dos cavacos, os maiores so separados por peneiras, e retornados para os picadores. A partir da, os cavacos so

encaminhados para um ciclone separador de p e em seguida destinados a um silo, que armazena um volume suficiente para 18 a 24 horas de operao. Antes de serem destinados ao

processamento, os cavacos passam por um detector e separador de metais, pois a presena de partculas metlicas pode causar

problemas operacionais. A prxima etapa o pr-tratamento dos cavacos, onde so

amolecidos para facilitar a operao do desfibrador para a formao da polpa (suspenso de fibra e gua) e reduzir seu consumo energtico. Este processo pode ser hidrulico, trmico ou qumico, 54

com ou sem pressurizao, onde os cavacos devem estar ou ser umedecidos entre 40 a 60% de umidade (referido ao peso da madeira seca). Estes procedimentos no so necessrios quando as fibras, j consideradas como polpa, so obtidas por um processo abrasivo, onde no incio da linha de produo as toras descascadas so pressionadas contra grandes rebolos abrasivos num meio

aquoso. No pr-tratamento qumico, os cavacos so colocados num digestor com sulfito, hidrxido de sdio ou cal. No processo trmico, os cavacos de madeira so cozidos sob uma atmosfera de vapor d'gua, ou estes so umedecidos e aquecidos diretamente em reservatrios fixos ou rotativos. Isso resulta numa polpa de fibras mais resistente, flexveis e com maior propriedade aglomerante, formando painis mais rgidos. As fibras podem ser obtidas em desfibradores mecnicos, atravs de tcnicas de aumentos brusco de presso (exploso), ou por mtodos de aquecimento elevado, os quais utilizam as propriedades termoplsticas dos materiais lignocelulsicos (150 a 180o C,

amolecendo a lignina). A partir desse ponto, os mtodos de fabricao podem ser classificados como processo mido, semimido e seco, fazendo referncia quantidade de gua utilizada no processo de formao da manta inicial, ou colcho de fibras. Essa etapa, chamada tambm de entrelaamento, difere no processo de fabricao de painis isolantes para a produo de chapas duras. 55

Portanto, a produo de painis de fibras de madeira requer um estudo detalhado, so diversos fatores envolvidos, essas variveis podem determinar o produto final, como tambm a definio da matria-prima visando adequar o produto final para sua aplicao, assim, diretamente tem ligao com a escolha da espcie que deve ser apropriada em funo de colorao, tamanho de fibras e densidade. Existe uma diferena na produo de painis de fibras, consiste em funo da quantidade de gua utilizada no processo e na tcnica de formao da manta inicial, ou cocho de fibras. As fases de produo seco que se destaca so a de aplicao de aditivos e a fase de aplicao de resina, etapas que no acontece no processo mido. Em outras palavras, durante o processo de ligao entre as fibras se faz especialmente pela ao de ligaes primrias derivadas da organizao das fibras e de suas propriedades adesivas inerentes. Pode-se ressaltar outra diferena na produo de painis de fibras dura utilizado uma prensa, etapa que no necessrio ser realizada em painis isolantes (Torquato, 2008)(pag. 25).

Caractersticas e aplicaes de painis MDFO MDF um painel cuja caracterstica principal sua grande estabilidade dimensional e sua excepcional capacidade de usinagem, tanto nas bordas, quanto nas faces. O painel de fibras possui densidade adequada e perfeita homogeneidade proporcionada pelas fibras, 56

possibilitando acabamentos do tipo pintara em geral, revestimento, torneamento, entalhe, perfurao e junes. Alm dessas caractersticas, no possuir ns, veios e imperfeies tpicas de uma madeira natural, fazendo que algumas propriedades mecnicas do MDF se aproximarem s da madeira macia (ABIPA, 2008) [10]. Para tanto, a madeira aglomerada tem seus parmetros fsicos de resistncia inferiores aos painis MDF3. Iwakiri (2005) define como painis de fibras de mdia densificao, os painis produzidos a partir de fibras de madeira encoladas normalmente com resina uria formaldedo e consolidados atravs de prensagem a quente (Torquato, 2008, pag.26). Juvenal e Mattos, citados na REVISTA DA MADEIRA (2003) descrevem o painel MDF como um tipo de painel de madeira reconstituda que possui consistncia e algumas caractersticas mecnicas que o aproximam da madeira macia e difere do painel de madeira aglomerada basicamente por apresentar parmetros superiores, boa estabilidade dimensional e excelente capacidade de usinagem.

Tipos de MDF

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WWW. ??????? Produtos Florestais Mdf- Ficha Tecnica/Bndes

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As chapas de MDF so fabricadas com diferentes caractersticas, que variam em funo de sua utilizao final. A seguir a descrio de trs tipos de acabamento do MDF In Natura, Pintado e Revestido com Laminado Baixa Presso (BP) ou Finish Foil (FF) (ABIPA, 2008):

In Natura (sem revestimento): As chapas no recebem nenhum

acabamento, so processadas pelo prprio usurio e podem ser revestidas com lminas de madeira natural, com laminado plstico, PVC, entre outros. Outra forma de acabamento a pintura ou impresso direta;

Revestimento com laminado de Baixa Presso (BP): Por meio de temperatura e presso, uma lmina celulsica impregnada com resina melamnica, fundida ao MDF, resultando em um painel pronto para uso. Podem ser apresentadas com cores slidas, amadeiradas ou fantasia e; Revestimento em Finish Foil (FF): Uma folha de papel especial

impregnada com resina melamnica fundida por meio de presso e alta temperatura ao MDF, resultando em um painel pronto para uso. Pelas suas caractersticas, o MDF tipo Standard, ou padro, amplamente utilizado na indstria moveleira em frontais de portas, frentes de gaveta e outras peas mais elaboradas, com usinagens em bordas ou faces, como tampos de mesa, raks e estantes. Na construo civil utilizada como pisos, rodaps, almofadas de portas, batentes, portas usinadas, peas torneadas como balastres de escadas, ps de mesas e tambm em embalagens (ABIPA, 2008) [9] 58

(ELEOTRIO, 2000) [11] EUROPEAN PANEL FEDERATION EPF (2008) [12]. Os painis MDF podem ser disponibilizados para usos em situaes mais exigentes, como em aplicaes em que o material deve ser resistente a umidade, resistente ao fogo e de alta densidade. Geralmente essa situao ocorre quando o painel MDF utilizado em ambientes externos. A resistncia a umidade exigida em acabamentos de banheiros, portas, janelas e outros aplicativos em interior de construes onde a resistncia s condies de umidade ou intermitente a molhar so requisitos importantes. Caractersticas retardantes de fogo so cada vez mais necessrias em partes para mobilirio, portas e paredes em edifcios pblicos e de outras reas que devem obedecer s regulamentaes relacionadas a proteo contra incndios. Os painis de alta densidade, so considerados melhores para a usinagem e mais adequados para definir as suas caractersticas de acabamento. Favorece a utilizao dos painis para a fabricao de componentes especializados, de cozinhas de alta qualidade e portas de quartos com perfis complicados, e tambm para algumas aplicaes estruturais substituindo a madeira macia. Painis com caractersticas externas com superfcie de alta durabilidade adequada a revestimentos podem ser usados para suportes de pouca 59

carga, como componentes aplicados em portas, sinalizao rodoviria e fachadas de lojas e tambm para mveis de jardim (EPF, 2008).

Requisitos normativos de propriedades fsico mecnicas para os painis MDFAs normas ABNT, NBR 15316:2006, partes 1, 2 e 3, aplicadas aos

painis de fibras correspondem, em contedo e requisitos, as Normas Europias (EN), em funo da organizao, da estrutura e do atendimento normativo aos pases que exigem essa padronizao para o produto MDF [13] [14] [6]. A norma brasileira de MDF, ABNT NBR 15316-1 [6], determina as seguintes definies para os ensaios a seguir: Absoro de gua: Aumento da massa (em gua) que um corpode-prova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF) apresenta, aps serem imersos em gua a (20 1)C pelo tempo de 24 h 36 min. Inchamento: Variao percentual de aumento em espessura que um corpo-de-prova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF) apresenta, aps ficar imerso pelo tempo de 24 h 36 min. em gua temperatura de (20 1)C.

Densidade: Caracterstica representada pelo quociente da relao entre a massa e o volume de um corpo, a determinado teor de umidade.

Teor de umidade: Porcentagem de gua desprendida do corpo-deprova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF), quando este submetido a uma temperatura de (103 2)C, at a massa

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tornar-se constante. A porcentagem tomada em relao base seca.

Perfil de densidade: Gradiente que determina o perfil de densidade de um corpo-de-prova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF), atravs da determinao parcial de densidade de suas camadas, classificando a chapa de fibras de mdia densidade (MDF) quanto ao seu grau de densidade final.

Resistncia flexo esttica: Resistncia que um corpo-de-prova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF), apoiado em seus extremos, oferece quando sujeito a uma fora aplicada em seu centro at a sua ruptura.

Resistncia trao perpendicular (ligao Interna): Resistncia que um corpo-de-prova de uma chapa de fibras de mdia densidade (MDF) oferece, quando este submetido a uma fora de trao aplicada perpendicularmente sua superfcie at a ruptura.

Requisitos mnimos de propriedades de acordo com os valores propostos na Norma Europia para painis MDF esto descritos na Tabela 1 e estes os valores propostos pela norma Brasileira esto apresentados na Tabela 2.1

2

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Em relao aos resultados de Flexo Esttica, importante ressaltar que a Norma 622 -5 de MDF [15] no estabelece requisitos para os sentidos perpendicular e paralelo, mas determina que os valores da Tabela 1, assim como de outras tabelas nela citadas, para a resistncia flexo e de mdulo de elasticidade devem ser aplicados aos resultados de ensaios obtidos na direo mais fraca do painel. Assim os menores valores de MOE e MOR encontrados entre os sentidos perpendicular e paralelo que sero vlidos para a avaliao dos painis.

2

5

A Tabela 3 apresenta os valores de referncia para as propriedades umidade e densidade segundo a Norma Brasileira, no entanto as Normas EN estabelecem os mesmos requisitos para essas propriedades.3

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FATORES QUE AFETAM AS CARACTERSTICAS DO MDF(Dissertao, Eleotrio, 2000)

As caractersticas finais de um painel MDF, sejam fsicas, mecnicas, ambientais, etc. so influenciadas por uma srie de caractersticas relacionadas matria-prima, ao processo e aos produtos incorporados aos painis. Alm da atuao de cada fator de forma isolada, pode-se esperar uma interao entre muitos destes fatores, formando o que Maloney (1989) chama de uma rede similar a uma teia de aranha, com um fator influenciando o comportamento de outro. necessrio registrar que devido menor disponibilidade de literatura especfica sobre todos os fatores que atuam isolados ou interagindo em painis MDF, foram consideradas muitas informaes referentes ao processo de fabricao de aglomerados e de chapas duras. Isto se justifica em parte pelo fato do processo de prensagem do aglomerado ser semelhante ao do MDF (processo seco) e pelo fato de utilizar-se, em chapas duras, fibras de madeira, assim como em MDF.

Influncia dos cavacos e das fibras A madeira, sob a forma de fibras, responde por grande parte do volume de um painel MDF e por parte das caractersticas destes painis. No entanto, deve ser lembrando que ocorrem grandes modificaes durante a transformao da madeira, fazendo com que a forma das fibras 63

em um painel MDF seja resultante da combinao de variveis como espcies utilizadas (folhosas ou conferas) e sua mistura, tipo de cavaco utilizado (proveniente de toretes ou de resduos), parmetros de desfibramento (tempo de aquecimento, presso do vapor aplicado, configurao dos segmentos dos discos e distncia entre pratos do desfibrador), entre outras (Spaven et al. 1993). Em geral, a utilizao de madeira de baixa densidade permite a fabricao de painis com melhores propriedades mecnicas do que quando utilizase madeira de alta densidade. Isso decorre da possibilidade de compactar painis de mdia densidade com um suficiente contato entre fibras, o que possibilita uma melhor colagem. Espcies de baixa densidade tambm permitem a compactao com menor demanda de presso. Usualmente utilizam-se taxas mnimas de compactao em torno de 1,3 (Maloney, 1989). A viabilidade de utilizar-se madeira de reflorestamentos de curta rotao para produo de MDF discutida por Dix & Marutzky (1997). O suprimento de fibras provenientes de material jovem, como dos desbastes e de rotaes curtas desejvel para a produo de chapas duras de fibras produzidas pelo processo seco, devido ao seu maior pH (Nelson, 1973). Myers & Crist (1986), utilizando material hbrido jovem, com 6 anos, e material adulto proveniente de uma floresta nativa de Populus tremuloides, no encontraram diferenas significativas nas propriedades 64

mecnicas e nem na estabilidade dimensional dos painis MDF fabricados a partir destas matrias-primas. Pugel et al. (1990a) e Pugel et al. (1990b), produziram painis MDF e aglomerados a partir de madeira juvenil e adulta de Pinus taeda e observaram que, para a mesma densidade, painis de madeira juvenil apresentaram propriedades mecnicas comparveis aos painis de madeira adulta, mas estabilidade dimensional inferior. Shupe et al. (1999) tambm produziram aglomerados e painis MDF a partir de madeira interna e externa de Pinus taeda e no encontraram diferenas significativas no mdulo de elasticidade e de ruptura, adeso interna, inchamento e absoro de gua. Groom et al. (1997), a partir de testes prticos, afirmaram que as propriedades de rigidez e resistncia de painis MDF relacionam-se inversamente resistncia das fibras. Painis MDF fabricados a partir de fibras de seringueira (Hevea

brasiliensis) de 3, 8 e 14 anos, com comprimentos de fibras de 1,24; 1,33e 1,50 25 mm, respectivamente, satisfizeram as normas JIS A5906-1993. Porm, os painis de fibras das rvores com 3 e 8 anos apresentaram maior resistncia trao perpendicular, apesar das fibras terem menor comprimento (Mohd-Nor,1995). Nelson (1973) afirmou que a estabilidade linear foi positivamente relacionada com o comprimento das fibras da madeira, mas que este fator no afetou a resistncia mecnica dos painis. Menor quantidade de finos 65

resultou em uma maior movimentao linear, em um estudo feito com material hbrido jovem e adulto de Populus (Myers & Crist, 1986). Maior quantidade de finos resultou em maior compactao, maior densidade do painel e na elevao dos valores de mdulo de ruptura e de elasticidade na flexo esttica (Myers, 1983). Park et al. (1998) afirmam que fibras mais curtas tem sua superfcie total aumentada o que faz com que o consumo de resina seja maior. Fibras mais longas apresentaram problemas na formao do colcho. Spaven et al. (1993) apresentaram uma superfcie de resposta com a interao comprimento das fibras e teor de resina, apresentando um decrscimo nas propriedades mecnicas com o aumento do comprimento das fibras. Utilizando 14 espcies de folhosas, com uma ampla faixa de densidade, Woodson (1976) determinou que a densidade das toras, dos cavacos e das fibras tem influncia inversa no mdulo de ruptura, mdulo de elasticidade e resistncia trao em MDF. A maioria das propriedades mecnicas analisadas por Nelson (1973), foram negativamente afetadas pela densidade da madeira e densidade do colcho; esses fatores tem apenas uma pequena influncia na estabilidade dimensional e de massa. Segundo Maloney (1989), a densidade da madeira tem sido utilizada para selecionar espcies para manufatura de painis, usualmente 26 na faixa de 0,3 a 0,5 g/cm3. Nesta

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faixa possvel que, com a prensagem, obtenha-se mdia densidade com um bom contato entre fibras, garantindo a colagem. Segundo Myers (1983), o inchamento em espessura dos painis de mdia densidade produzidos pelo processo mido parece ter sido influenciado pela contrao volumtrica da madeira utilizada; nenhuma outra propriedade foi relacionada com a contrao volumtrica da madeira ou com o comprimento mdio das fibras. Comparando painis MDF fabricado com fibras de Pinus radiata com painis fabricados com fibras de Hevea brasiliensis, Singh & McDonald (1998) afirmam que o inchamento dos painis fabricados a partir de fibras de Hevea brasiliensis 40% menor, demonstrando que a espcie utilizada como matriaprima influencia nesta propriedade. Procurando alternativas de matria-prima, Dube & Kehr (1995) utilizaram resduos de papel para a produo de MDF e obtiveram painis com menor resistncia flexo esttica e trao perpendicular, alm de descolorao. Analisando a rugosidade final da superfcie de painis MDF, Hiziroglu (1996) afirmou que o tamanho e a forma das fibras so parmetros que influenciam esta propriedade.

Influncia do teor de umidade dos cavacos 67

Labosky Jr. et al. (1993) concluram que, depois do teor de resina, o fator que mais afeta as propriedades das fibras e dos painis o teor de umidade dos cavacos durante o desfibramento. Segundo este autor, fibras provenientes de cavacos com baixo teor de umidade apresentaram-se inteiras e em feixes, dificultando a formao do colcho, sendo o rompimento no localizado na lamela mdia. Segundo Maloney (1989) a alta umidade dos cavacos aumenta o custo da secagem, produz fibras crespas que dificultam a colagem e demandam mais resina.

Influncia do pH das fibras e do teor de extrativos Todas as propriedades mecnicas e a estabilidade linear esto correlacionadas positivamente com o pH das fibras. A absoro de gua est correlacionada negativamente com este fator (Nelson, 1973). Problemas provenientes da presena de grande quantidade de extrativos podem ser representados por um aumento no consumo de resina e alterao na sua taxa de cura, reduo na resistncia umidade e problemas como a formao de bolhas durante a prensagem (Maloney, 1989).

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Influncia das variveis do desfibramento A operao de desfibramento consiste em desagregar, por atrito, as fibras da madeira. Utiliza-se um desfibrador composto de dois discos, um estacionrio e outro rotatrio ou os dois rotatrios, sendo os cavacos de madeira introduzidos entre eles. Alguns procedimentos auxiliam a performance desta operao, tanto no aspecto de qualidade das fibras geradas como no consumo de energia, como a imerso dos cavacos em gua, a aplicao de vapor para enfraquecer a ligao de lignina entre as clulas da madeira e a utilizao de produtos qumicos, geralmente lcalis (Forest Products Laboratory, 1999). Segundo Okamoto et al. (1994), o aumento da presso e do tempo de aplicao de vapor resultaram em aumento da estabilidade dimensional e reduo das propriedades mecnicas dos painis MDF. Este fato est associado a uma reduo no teor de hemiceluloses e alfa-celuloses. A condio tima encontrada foi de 60 a 90 segundos de aplicao e 11 kgf/cm2 (1,1 MPa) ou 90 a 180 segundos de aplicao e 6 kgf/cm2 (0,6 MPa) de presso de vapor. A utilizao de fibras processadas em desfibrador de discos duplos pressurizado resultou em painis de melhores propriedades que aqueles produzidos com fibras provenientes de desfibrador no-pressurizado. O mtodo de desfibrao no afetou a adeso interna e o inchamento em espessura (Kawai & Sasaki, 1989). 69

Labosky Jr. et al. (1993), tambm utilizando desfibrador de discos duplos pressurizado, variando a presso de 50 a 100 psi (0,34 a 0,68 MPa), no encontraram diferena significativa na resistncia dos painis, tampouco aumento na estabilidade dimensional, apesar de encontrar uma reduo no comprimento mdio das fibras e no aumento de finos. Chow (1976), afirma que o incremento da presso de desfibramento resulta em decrscimo na adeso interna e atribui este fato perda de extrativos fenlicos que contribuiriam para a adeso. Short (1981), analisando vrias superfcies de fratura entre fibras aps o desfibramento, indicou que, com disco duplo e disco simples, a ruptura ocorre na lamela mdia ou parede primria. Isso poderia gerar fibras com superfcies compostas principalmente por lignina (substncia no-polar), e assim, para uma maior eficincia, seria recomendado o uso de adesivos no-polares. No foram observadas mudanas nas caractersticas morfolgicas das fibras desfibradas em discos com aberturas de 0,025; 0,050 e 0,075 polegadas (0,63; 1,27 e 1,90 mm). Butterfield et al. (1992) encontraram a mesma morfologia de fibras aps o desfibramento e indicaram que longo tempo de processo pode produzir uma fibrilao, que pode interferir na cobertura e colagem das fibras. Singh & McDonald (1998), afirmam que a separao entre fibras durante o desfibramento de Pinus radiata ocorre na lamela mdia ou na 70

transio entre esta e a parede primria, gerando uma superfcie de espessura mais uniforme. J em Hevea brasiliensis, a ruptura ocorre sempre na lamela mdia, mas resulta em superfcie mais irregular. Um aumento do tempo de desfibramento de fibras destinadas a produo de chapa dura, resultou em diminuio da frao grosseira de fibras e consequentemente aumento da frao mais fina, indicando que os feixes de fibras ou fibras foram reduzidas partculas menores; alm da reduo do comprimento das fibras, foram observadas alteraes como deteriorao das paredes das fibras, perda de pontuaes e algumas quebras (Myers, 1983).

Influncia das resinas ou adesivos Existem vrios mecanismos envolvidos na adeso entre dois materiais diferentes. Pode-se citar a interligao ou o enganchamento mecnico, a interdifuso de molculas, as ligaes qumicas primrias e a adeso especfica resultante de ligaes qumicas secundrias. Vrios autores desenvolveram cada um desses mecanismos numa teoria particular de adeso. Na verdade, nenhuma dessas teorias isoladamente, explica totalmente o fenmeno de adeso. Cada uma delas contribui em parte para a explicao da colagem da madeira. No caso da madeira, a adeso por foras secundrias sempre aparece como sendo o componente principal (Pizzi, 1994).

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Como a maior parte dos adesivos para madeira possuem gua como solvente, o fator mais importante que afeta a perda de solvente pelo adesivo o teor de umidade da madeira. Segundo Maloney (1989) e Pizzi (1994), juntamente com o fenolformaldedo as formulaes a base de uria-formaldedo correspondem aos adesivos mais utilizados para colar a madeira, sendo utilizadas em 90% dos painis a base de madeira produzidos pelo processo seco no mundo. A uria-formaldedo (UF) um adesivo para uso interno (sem contato com umidade), com boas propriedades de colagem, colorao clara, no inflamvel, cura tanto a frio (com catalisador cido) como a quente e o de mais baixo custo existente atualmente. Pode ser misturado com melamina, aumentando a resistncia umidade. As desvantagens so a baixa resistncia altas umidades e temperaturas e a emanao de formaldedo, um carcinognico (Forest Products Laboratory, 1999). Uma melhoria nas propriedades do adesivo conseguida com um aumento da relao molar Formaldedo/Uria. Valores ideais, em termos de resistncia, so de 1 mol de uria para 1,8 mol de formaldedo, mas com o inconveniente de altas taxas de emisso de formaldedo livre, tanto durante a fabricao como durante o uso do painel (Pizzi, 1994 e Sundin, 1995). Segundo Hermans & Smith (1985), resina de baixa relao molar produz MDF com boas propriedades mecnicas e taxas de emisso de formaldedo baixas o suficiente para atender aos padres para uso interno. 72

Procurando atender as regulamentaes sobre emisso de formaldedo, a relao molar F/U atualmente utilizada de 1,1:1, o que faz necessrio o uso de maior quantidade de adesivo para garantir a mesma qualidade de adeso, com conseqente maior custo. Relaes molares da ordem de 1:1,8 garantem polimerizao ramificada e relaes mais baixas somente polmeros lineares, de menor coeso (Pizzi, 1994 e Sundin, 1995). Chapman & Jenkin (1986), utilizando perxido de hidrognio como acelerador da cura de adesivos convencionais, afirmaram que uma melhor cura do adesivo em prensa quente, possibilitou a reduo na quantidade de resina adicionada, bem como a reduo de at 30% no tempo de prensagem. Maloney (1989) cita que a adio de sais de amnia de cidos fortes, como o sulfato de amnia, servem de catalisador por proporcionarem cidos que so necessrios para acelerar a cura da resina. Adio de formaldedo na forma de formalina e paraformaldedo aumenta a resistncia na flexo esttica em 50% e reduz a absoro de gua em um tero, comparando com painis no modificados (Pawlicki, 1985). Labosky Jr. et all.(1993), em produo experimental de MDF encontraram que o MOE, MOR e a colagem interna aumentaram com o aumento da quantidade de resina. Os valores mnimos de resistncia mecnica requeridos pela norma ANSI/A208.2 foram alcanados para 73

painis de Acer rubrum L. com 8% de teor de resina. Um incremento no teor de resina representou significativa reduo no inchamento em espessura e absoro de gua. Maloney (1989) afirma que o teor de resina est intimamente relacionado com as propriedades dos painis. Benaduce (1998) tambm encontrou relao positiva entre teor de resina e resistncia mecnica, mas no encontrou interao entre teor de resina e tipo de fibra (Pinus caribaea var. hondurensis ou Eucalyptus grandis). Suzuki & Kato (1989) afirmam que o mdulo de elasticidade e de ruptura na flexo esttica aumentam com o teor de resina, especialmente em painis com resina uria-formaldedo e lignosulfonato. Segundo os mesmos autores, o inchamento em espessura decresceu com o aumento do contedo de resina. Chow & Zhao (1992) afirmam que o teor de resina afetou significativamente o mdulo de ruptura, a adeso interna, a expanso linear, a absoro de gua e o inchamento em espessura. Em chapas duras de Populus o aumento do contedo de resina resulta em diminuio no inchamento em espessura (Myers & Crist, 1986). Segundo Chow (1976), painis com alto contedo de resina so mais rgidos e resistentes, porm a elevao do contedo de resina de 7,5% para 10% no resulta em incremento nas propriedades, semelhante ao observado com a elevao do contedo de resina de 5% para 7,5%. Tem-se uma clara demonstrao de perda da eficincia da resina, que 74

pode ser melhor avaliada com faixas mais amplas de densidade. Wilson & Krahmer (1976) indicam que a eficincia da resina em aglomerados depende de suas propriedades, sua distribuio nas partculas, tamanho da gota e contato entre partculas adjacentes no painel. Uma maneira de melhorar a estabilidade dimensional dos painis aumentar o contedo de resina na superfcie do colcho de fibras ou o contedo total de resina e/ou combinando resinas termoplsticas com fenlicas (Myers, 1983). Park et al. (1998) encontrou baixa estabilidade dimensional em painis MDF colados com resinas UF, comparados com painis colados com resinas FF (fenol-formaldedo). Um painel MDF de 0,8g/cm3 otimizado, foi obtido por Lee & Hong (1984), com 8 a 10% de resina e prensagem a 40kgf/cm2. Para Kavvouras (1997) a quantidade de formaldedo absorvido pelas fibras aumenta proporcionalmente com a quantidade de formaldedo que introduzida. Isto, segundo o autor, sugere que as fibras perdem a capacidade de armazenar formaldedo, depois da prensagem a quente. Analisando o umedecimento da madeira atravs do ngulo de contato, uma importante propriedade quando se analisa a capacidade de tingimento do MDF, Wulf et al. (1997) afirmaram que a influncia do contedo de resina nesta propriedade no pode ser caracterizada com preciso. O teor de resina um parmetro que influencia a rugosidade final da superfcie de painis MDF (Hiziroglu, 1996). 75

Influncia do teor de umidade do colcho A umidade presente no colcho de fibras tem importantes funes que so transferir calor para a sua poro interna durante a prensagem e diminuir a resistncia compresso do material, reduzindo a presso especfica necessria (Kollmann et al., 1975). Colches de fibras com baixos teores de umidade podem ocasionar problemas na prensagem, no permitindo que a espessura desejada seja atingida ou se mantenha estvel. A umidade do colcho auxilia a reduzir a presso especfica necessria, pois vaporiza-se durante a prensagem a quente e torna plstica as fibras e ainda migra para as reas mais frias, especialmente o centro do colcho, transportando calor. Um teor de umidade do colcho mais baixo proporciona um perfil de densidade mais homogneo e assim uma maior re