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USO DE RESDUOS LIGNOCELULSICOS EM MATRIZES CIMENTCIAS: ESTADO DA ARTE

RESUMO

Resduos lignocelulsicos originados das indstrias madeireira, moveleira e da construo civil podem ser considerados

passivos ambientais, alm de fontes de poluio e custos se no houver adequada destinao final. Uma alternativa

vivel que tem ganhado espao na construo civil a adio destas fibras em compsitos de matrizes cimentcias.

Estudos demonstram grande potencial de utilizao como painis de vedao e acsticos, pisos elevados, forros, blocos

de cofragem, entre outros. So necessrias mais pesquisas para aferir a compatibilidade, resistncia, durabilidade, custo,

respectivas dosagens e anlises de ciclo de vida. O objetivo deste artigo construir um estado da arte, baseando-se em

pesquisas recentes sobre o uso destes resduos na fabricao de compsitos de madeira-cimento, visando produo de

materiais de construo. Sero analisados benefcios, limitaes, alm da necessidade de pr-tratamento dos resduos.

1. INTRODUO

A construo civil possui grande potencial para reciclar e reutilizar resduos gerados, uma vez que at 75% dos recursos

que a construo civil consome so de fontes naturais [3]. Soma-se a isso o fato de que existe muita perda na produo e

beneficiamento de madeira, podendo-se destacar que no ano de 2011 foram produzidos no Brasil cerca de 9,1 milhes

de m, o que indica que um enorme volume de resduo gerado no perodo [3]. A utilizao destes resduos na fabricao

de materiais de construo, ao serem incorporados em matrizes cimentcias, pode reduzir a magnitude destes problemas.

Entretanto, necessrio estudar as possveis restries desta mistura, como a compatibilidade destes resduos com o

cimento, sua toxicidade, e a resistncia que ser obtida no compsito [1,12].

O concreto de cimento Portland um dos materiais de construo mais utilizados em todo o mundo, por ser durvel e

barato, porm sua produo gera muita emisso de CO2 na atmosfera. um material dotado de adequada resistncia

compresso e rigidez; apresenta ruptura frgil; baixa resistncia trao; pequena capacidade de deformao [4]. A

adio de fibras curtas confere ao concreto: maior resistncia trao; maior resistncia ao impacto e fadiga;

tenacidade e ductilidade [4].

Possveis limitaes ao utilizar as fibras vegetais no concreto: variabilidade dos resduos pode dar origem a variaes na

qualidade do composto; efeitos inibidores sobre a hidratao do cimento; baixo mdulo de elasticidade das fibras

vegetais [1,7]. As propriedades fsicas e qumicas dos resduos variam consideravelmente com o seu local de origem,

condies de armazenamento e com o passar do tempo. As principais fontes de resduos lignocelulsicos so: agrcola,

J. L. CALMON

Prof. Dr. Ing. Civil

PPGEC, UFES

Esprito Santo; Brasil

calmonbarcelona@gmail.com

R. GIACOMIN

Arquiteta e Urbanista

PPGEC, UFES

Esprito Santo, Brasil

regiane.arq@gmail.com

L. RABBI

Arquiteta e Urbanista

PPGEC, UFES

Esprito Santo, Brasil

leticiarabbi@gmail.com

L. Rabbi, R. Giacomin, J.L.Calmon. Uso de resduos lignocelulsicos em matrizes cimentcias: Estado da arte.

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restos do corte e beneficiamento de madeira natural, resduos de madeira de construo e demolio, alm de resduos

da indstria moveleira [1, 2, 3, 7].

O objetivo deste artigo construir um estado da arte, baseando-se em pesquisas sobre o uso destes resduos na

fabricao de compsitos de madeira-cimento, visando produo de materiais. Sero analisadas propriedades fsicas,

mecnicas, trmicas, qumicas, microestrutura e questes relativas durabilidade, tais como: benefcios, limitaes, uso

de aditivos qumicos e a necessidade de pr-tratamento dos resduos.

2. TIPOS DOS RESDUOS

As fibras vegetais so compostos naturais, com uma estrutura celular constituda por diferentes camadas de celulose,

hemicelulose e lignina [1,12]. As fibras naturais tm uma elevada resistncia trao e baixo mdulo de elasticidade

[1]. A durabilidade da fibra vegetal utilizada como reforo nos compsitos com cimento est relacionada com a

capacidade de resistir tanto externamente (variaes de temperatura e umidade, ataque por sulfato ou cloreto) quanto

aos danos internos (grau de compatibilidade entre as fibras e matriz de cimento, alteraes volumtricas) [1,12].

importante destacar algumas caractersticas deste tipo de resduos, tais como: baixa densidade, poucos requisitos de

equipamentos de processamento, abraso insignificante para as mquinas de processamento e grande disponibilidade de

matria-prima [2]. Outra vantagem, que madeira e fibras de origem vegetal tm s ido utilizadas de forma bem

sucedida com ligantes inorgnicos como o cimento Portland, gesso e magnesita desde o incio do sculo XX [2]. Neste

artigo, os resduos sero divididos em: Resduos Agrcolas e Florestais e Resduos de Madeiras Industrializadas.

2.1. Resduos Agrcolas e Florestais

Segundo Castro [8], compem a biomassa vegetal: florestas, produtos agrcolas, gramneas com alto rendimento em

fibras (bambu, sisal, juta, rami) e resduos agroindustriais (bagao de cana de acar, palha de milho, palha de arroz,

dentre outras). O Brasil tem um alto potencial agrcola e de reflorestamento. Espcies exticas como Pinus ssp e

Eucalyptus ssp adaptaram-se bem s condies climticas tropicais e subtropicais, caractersticas do territrio brasileiro,

principalmente devido s avanadas tecnologias de reflorestamento. Tratando-se de importantes recursos renovveis e

de rpido crescimento. Destaca-se que no Brasil, os pinheiros e eucaliptos representam 93% da colheita total, sendo que

a regio Sul do pas chega a produzir cerca de 80% de toda a safra [10].

As fibras, provenientes de zonas agrcolas de vrias regies brasileiras e processos industriais, fazem parte de pesquisas

de desenvolvimento de produtos para a utilizao como: painis pr-fabricados para vedao, materiais cermicos e

fibrocimento [17]. Resduos de celulose de eucalipto, fibras de sisal e fibras de coco tm sido estudadas como possveis

substitutos para o amianto, em componentes de coberturas [2,7]. As fibras de eucalipto podem ser consideradas mais

resistentes que as de pinus [1]. Pinus adequada para produo de celulose, para utilizao em serrarias e indstrias

moveleiras. importante destacar que as madeiras do gnero Pinus spp geram, durante seu processamento mecnico,

grande quantidade de resduos. Estes resduos costumam ser tratados muito mais como um problema para a indstria

madeireira do que como uma possvel soluo em outras atividades [3]. Devido a este fato associado ao rpido

crescimento das referidas espcies, vrios pesquisadores dedicam-se busca de novos materiais de construo com

concretos leves. Resduos com dimetros entre 2 a 6mm de Pinus banksiana obtidos em uma serraria de Quebec,

Canad, foram utilizados na fabricao de chapas na inteno de substituir o gesso utilizado no sistema dry-wall,

apresentando bons resultados, como baixa condutividade trmica e comportamento dctil. So sugeridos ensaios de

resistncia ao fogo, isolamento acstico, estabilidade dimensional, resistncia gua e anlise do ciclo de vida [15].

Devem ser inclusas neste grupo as Madeiras Nativas, recursos no renovveis. Estudos com fibras de espcies

dicotiledneas da Amaznia brasileira, como cedro (Cedrela odorata L.), jatob (Hymenaea courbaril L.) e quaruba

(Vochysia maxima Ducke), apresentaram caractersticas fsico-mecnicas adequadas produo de chapas de cimento

leve [13]. Em Camares, 15 espcies de madeiras tropicais comerciveis foram pesquisadas, verificando-se

compatibilidade em matrizes cimentcias [14]. No entanto, Agopyan e Savastano [7 e 16], importantes referncias na

pesquisa sobre compsitos com fibras vegetais, alertam que as caractersticas fsicas, mecnicas e qumicas das fibras

vegetais dependem do clima e solo da regio de onde foram coletadas, alm do perodo de extrao e desfibramento;

assim, as propriedades desses resduos podem possuir grandes coeficientes de variao, consequentemente refletindo-se

nos produtos desenvolvidos, havendo necessidade de pesquisas em funo do material e regio onde sero coletados os

resduos a serem utilizados em produo de materiais de construo.

L. Rabbi, R. Giacomin, J.L.Calmon. Uso de resduos lignocelulsicos em matrizes cimentcias: Estado da arte.

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2.2. Resduos de Madeiras Industrializadas

A indstria moveleira pode gerar aproximadamente 41 tipos de resduos, com destaque aos caractersticos do setor: o

p-de-serra (granulometria fina e grossa), cavaco, lenha, plstico, papelo. Segundo a NBR 10004:2004 [26], estes so

classificados como Classe II (no perigosos), por possurem caractersticas menos agravantes que os perigosos. Os

resduos do tipo Classe I (perigosos), como: solvente, diluente, borra contaminada gerada no processo de pintura e do

sistema de imunizao, lixa abrasiva, latas contaminadas dentre outros, contm materiais txicos ou polimricos e no

so facilmente biodegradveis [1,6,17].

Em geral, os principais tipos de madeiras industrializadas utilizadas so: chapas de madeira reconstituda, MDP

(Medium Density Particleboard ou Painel