INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS – CAMPUS PALMEIRA DOS ÍNDIOS

GIOVANNA BRUNA DOS SANTOS

HANNA FRANCYELLY

MAYRA JÉSSICA

NOVOS MATERIAIS IMPERMEABILIZANTES COMO CORREÇÃO DE PATOLOGIAS

E PREVENÇÃO AO AEDES AEGYPTI

PALMEIRA DOS ÍNDIOS

2016

GIOVANNA BRUNA DOS SANTOS

HANNA FRANCYELLY

MAYRA JÉSSICA

NOVOS MATERIAIS IMPERMEABILIZANTES COMO CORREÇÃO DE PATOLOGIAS

E PREVENÇÃO AO AEDES AEGYPTI

Projeto de Pesquisa apresentado ao Curso de Engenharia Civil do Instituto de Federal de Alagoas como requisito quantitativo à disciplina de Materiais da Construção Civil I requerido pela professora Doutora Sheyla Karolina Justino Marques.

Professor Orientador: Prof. Dr. Israel Crescencio da Costa

PALMEIRA DOS ÍNDIOS

2016

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

REFERENCIAL

JUSTIFICATIVAS

OBJETIVOS

METODOLOGIA

RESULTADOS ESPERADOS

CRONOGRAMA

REFERÊNCIAS

INTRODUÇÃO

Características dos Polímeros Superabsorventes

A densidade de intercruzamento dos PSAs é muito baixa - cerca de 0,03 mol de

intercruzamento por litro de polímero seco. Por esse motivo, técnicas espectroscópicas como

RNM (ressonância nuclear magnética) e espectroscopia de IV (infravermelho), não são

suficientemente sensíveis para caracterização. Métodos gravimétricos são utilizados para

medidas da capacidade de expansão do PSA onde a densidade de intercruzamento pode ser

estimada por meio de modelos de aproximação matemática [2].

A concentração do monômero numa reação em solução é um fator que pode afetar

custos, propriedades e tempo de obtenção do polímero resultante. A polimerização é iniciada

por radicais-livres em fase aquosa, usando iniciadores por decomposição térmica, iniciadores

redox, ou a combinação deles. Os iniciadores redox mais comuns incluem a junção de

persulfato/bisulfito, persulfato/tiosulfato, persulfato/ascorbato e peróxido de

hidrogênio/ascorbato. Iniciadores térmicos: persulfatos, 2,2’azobis (4-ácido cianopentanóico)

e 2,2’azobis (2-amidinopropano)-dihidrocloridro [6]. Os monômeros e intercruzados são

dissolvidos em água até uma concentração desejada, usualmente entre 10 e 70%. O ácido

acrílico, particularmente, é neutralizado tão logo a polimerização é iniciada, mas os polímeros

intercruzados podem ser neutralizados depois que a polimerização se completa. O hidróxido

de sódio e o carbonato de sódio são bons exemplos de agentes utilizados na neutralização.

Quantidades relativamente pequenas de cadeias intercruzadas desempenham o melhor papel

na modificação das propriedades dos PSA. As cadeias intercruzadas geralmente usadas nos

PSA são: di- e tri- éster acrilato tais como 1,1,1- trimetilpropanotriacrilato ou etileno glicol

triacrilato. Industrialmente utilizados, os compostos N’N-metileno-bis-acrilamida (rede de

intercruzamento) e VA044 (iniciador redox) (Figura 3.6), apresentam efetivamente menor

custo de obtenção e melhor rendimento na produção dos polímeros superabsorventes [4, 7].

Regiões de alta força iônica, diluída por difusão de água na estrutura do polímero.

Figura 3.6- Estrutura da N’N-metileno-bis-acrilamida (rede de intercruzamento) e VA- 044 (agente iniciador redox).

O fator responsável pela propriedade de superabsorvência é a grande força iônica no

interior da rede de intercruzamentos, que é diluída com a presença de água, ocasionando

expansão na rede proporcional à quantidade de água absorvida [4].

Figura 3.5- Estrutura da rede de intercruzamento de um polímero superabsorvente derivado do ácido acrílico.

Teoria do Aedes aegypti

A origem do A. aegypti está ligada à África, mais especificamente ao Egito, do qual

foi disperso pelo mundo primeiramente da costa leste do continente para a América chegando

ao Brasil por volta do final do século XIX para o início do XX, onde a dispersão se deu

através, possivelmente, das embarcações para o tráfico negreiro que ancoravam em seu

território. Para a Ásia e Pacífico, onde houve também registro da doença, a propagação

ocorreu da costa oeste africana para essas regiões.

Sua primeira descrição científica ocorreu em 1762 com a denominação Culex

aegypti (do latim Culex que significa “mosquito” e aegypti, “egípcio”; mosquito egípcio).

Somente em 1818 foi estabelecido o nome Aedes aegypti quando se percebeu que a espécie

aegypti possuía atributos morfológicos e biológicos análogos às de espécies do gênero Aedes

e não aos do gênero Culex.

Para que o vetor se reproduza, a fêmea necessita sorver sangue para gerar ovos. Em

geral, tanto macho quanto fêmea se alimentam de substâncias que têm açúcar, como néctar e

seiva. Como o macho não produz ovos, apenas a outra é hematofágica, intensificando a

ingestão de sangue após a fecundação para o completo desenvolvimento dos ovos e maturação

nos ovários, período este que sucede em três dias preocupando-se, em seguida, com o local

que contenha água parada para a postura de ovos. Durante o processo, se a mesma estiver

infectiva, poderá então propagar o vírus da dengue, da Zika ou da Chikungunya, caso que é

ainda mais agravado pelo fato do mosquito deter a característica biológica chamada

“discordância gonotrófica” que dá ao A. aegypti a capacidade de colher sangue de mais de

uma pessoa por lote de ovos, o que não ocorre com a maioria dos mosquitos, fazendo com que

os portadores do vírus provoquem surtos que atinjam proporções alarmantes como acontece

atualmente. [8]

Definição, Características e Propriedades da Argamassa

A argamassa consiste numa mistura de um ou mais aglomerantes, água e agregados

miúdos na qual podem vir inseridos outros componentes a fim de atribuir ou melhorar certas

propriedades sendo utilizada para assentamento de tijolos, blocos e revestimentos como

também para revestimento das paredes e tetos, e nos reparos de peças de concreto. De acordo

com a exigência da obra, a mesma necessita cumprir algumas condições como resistência

mecânica, compacidade, impermeabilidade, constância de volume, aderência e durabilidade.

Em sua constituição, os agregados adotados são a areia silicosa e quartzoza, areia

siltosa e argilosa e os pedriscos; em caso de argamassas especiais, utilizam-se carbetos de

sílico, micas, pó de pedra, pó de mármore e argilas refratárias; já os aglomerantes mais

manuseados são a cal aérea (cal hidratada ou a cal extinta), cimento Portland (comum,

branco), gesso, aditivos, impermeabilizantes de massa e adesividade.

Quanto às suas características, ela apresenta propriedades plásticas e adesivas no

momento de sua aplicação tornando-se rígidas e resistentes com o tempo, podendo ser

classificadas de acordo com o seu emprego em: argamassas para rejuntamento nas alvenarias,

para revestimentos, para pisos e para injeções; segundo o tipo de aglomerante: argamassas

aéreas (cal aérea e gesso), hidráulicas (cal hidráulica e cimento) e mistas (com um

aglomerante aéreo e um hidráulico); e conforme a sua dosagem em pobres ou magras, que

relaciona a insuficiência de aglomerante para preencher os vazios do agregado; cheias,

quando tais vazios são completamente ocupados pelo aglomerante; ricas ou gordas: quando há

excesso deste.

Das propriedades das argamassas, podem ser citadas a trabalhabilidade a qual é

favorável quando o material para revestimento se apresentar como uma massa homogênea; a

resistência mecânica com resistência média de 0,4 Mpa; a retração que é mais intensa nas

argamassas de cal quando há quantidades maiores de cal e água, gerando fissuras como

consequência da redução de volume; a resistência ao intemperismo no caso das argamassas de

cal hidráulica ou de cimento que são aplicadas em revestimentos externos em relação as de cal

aérea não resistem à água; e a resistência à ação do fogo das argamassas de cal que suportam

elevadas temperaturas, sendo útil como proteção dos elementos construtivos de madeira,

concreto, aço, entre outros.[9]

Patologias nas construções

As patologias nos elementos construtivos, em especial as infiltrações – sejam essas

oriundas das mais diversas situações – quando surge em uma edificação, torna-se o principal

incômodo dos profissionais e ainda deteriora em pouco tempo a construção a qual requer,

portanto, uma solução de alto custo na maioria das vezes. Tal problemática, segundo algumas

literaturas, não se trata apenas de uma patologia, mas sim de um meio para que outras

ocorram, como é o caso da ocasionada pela chuva, agente mais comum, que possui fatores

importantes: a direção e a velocidade do vento, a intensidade da precipitação, a umidade do ar

e fatores da própria construção. Outro impasse, não menos importante, ocasionado por ela é a

capilaridade, que faz alusão à umidade que emerge do solo úmido (umidade ascensional),

decorrente devido aos materiais que possuem canais capilares, por onde a água passará

atingindo, em fim, o interior da construção. Têm-se como exemplos destes materiais os blocos

cerâmicos, concreto, argamassas, madeiras, etc. Presentemente, a todo o momento se buscam

edificações que sejam executadas com economia minimizando assim a falta de segurança, em

função de uma ciência mais aperfeiçoada e aprofundada dos materiais e métodos construtivos.

[10] [11] [12]

REFERENCIAL

JUSTIFICATIVAS

A grande problemática em torno das patologias relacionadas à umidade dá-se pelo

imenso estrago que chega a causar podendo gerar corrosão na estrutura esqueleto da obra

dependendo do grau de infiltração. A exploração de documento e análises experimentais de

materiais alternativos como aditivos impermeabilizantes em argamassas de modo mais amplo,

tem valorosa relevância. Outro aspecto relevante é a prevenção da proliferação de mosquitos

como, por exemplo, o Aedes aegypti causador de várias doenças, dentre elas, a dengue. Tal

impasse pode ser usado como recurso paliativo, que se trata de um polímero superabsorvente

PSA com capacidade de retenção e armazenamento de água podendo ser utilizado como

aditivo a argamassas, permitindo a retenção de líquidos adicionados ao sistema. A

proficuidade desse material é de tamanha importância, pois se trata de um aparato puro,

evitando a presença de substâncias que afetem as propriedades macro e microscópica do

produto construtivo usado. Tal proposta tende a ser a solução para esse transtorno tanto no

âmbito construtivo quanto no ambiental.

OBJETIVOS

Com o objetivo de desenvolver novos materiais que podem ser empregados na

construção civil, serão estudadas algumas propriedades dos insumos empregados na

composição desses materiais. Propondo a aplicação dos mesmos como métodos alternativos

na resolução de alguns problemas construtivos, em especial os relacionados à

impermeabilização, pretende-se utilizar hidrogéis, que são polímeros superabsorventes (PSA),

de modo a aumentar a retenção de umidade, reduzindo o excesso de água na superfície

pavimentada ou edificação. O PSA, o qual é um derivado do ácido acrílico produzido

industrialmente e utilizado em larga escala principalmente em produtos de higiene pessoal,

devido a sua estrutura tridimensional e baixo grau de reticulação, permite a retenção de

grande quantidade de água em sua estrutura, razão pela qual os hidrogéis são misturados à

argamassa de modo a torná-la menos permeável e ocasionar uma maior absorção e retenção

de água de chuva, extinguindo a ação nas construções da patologia conhecida por lixiviação,

que confere às paredes das edificações umidade devido ao efeito da capilaridade; em outras

palavras, a água da chuva se acumula nas fundações e sobe pela parede causando danos

estéticos e materiais. Uma outra frente de utilização está relacionada ao excesso de umidade

nas superfícies construtivas, esperando-se com esta técnica impedir o acúmulo de água que se

predispõe a ser fonte de proliferação do mosquito Aedes aegypti, procedimento este que

consiste não só da aplicação da argamassa contendo o PSA, mas também de uma forma

alternativa de escoamento da umidade por dentro do material construtivo.

Para uma melhor eficiência do processo, um estudo visando definir a melhor

composição e proporção do material a ser adicionado à argamassa será efetuado, além de

pesquisas voltadas para a dinâmica de absorção e liberação de água na matriz polimérica.

Pretende-se ainda aplicar os resultados em duas frentes, uma de modo a resolver problemas

construtivos e outra em superfícies expostas à chuva, de modo a se comparar o efeito da

absorção do material com e sem o hidrogel.

O estudo que aqui se inicia tem o objetivo de unir pesquisadores de áreas distintas de

nossa instituição, formando um grupo de visão multidisciplinar com atuação nos cursos de

graduação aqui oferecidos. Como é de conhecimento público, o mosquito Aedes aegypti tem

sido transmissor de diversas doenças como Dengue, Febre Amarela, Chikungunya e em

especial a Zika que pode causar a microcefalia.

METODOLOGIA

Será iniciado o projeto com o estudo bibliográfico com vistas a fomentar sua

execução, prosseguindo para a parte prática que consistirá em duas etapas:

• A primeira tratará da confecção do material incluindo composição ótima a ser aplicada

definindo-se proporções dos insumos que influenciarão nas propriedades desejadas sejam elas

com relação à resistência, ao tempo de cura, bem como à principal propriedade que consiste

na absorção de umidade.

• A segunda etapa estará relacionada à aplicação do material, que terá duas frentes: a

primeira relacionada a superfícies construtivas e, para isso, serão construídas estruturas como

planta piloto do projeto utilizando-se bandejas plásticas de dimensões 10x30x50cm. Cada

uma delas terá furos na parte inferior e será internamente revestida com papel manteiga. Em

seguida, será adicionada a argamassa sendo que em um dos recipientes a amostra terá em sua

composição a presença do hidrogel. Logo após o tempo de cura, será acrescida uma

quantidade de água previamente definida em ambas as bandejas esperando-se que naquela

contendo o polímero ocorra um fluxo descendente de água o qual será recolhido na parte

inferior da mesma estando esta apoiada por bases de madeira contidas em recipiente de

volume maior. A água recolhida terá sua quantidade medida após o processo. Na amostra cuja

composição será ausente de PSA, esperar-se-á que a ocorrência de certo volume de água na

superfície da estrutura não escoe para o interior da estrutura, sendo este recolhido e medido.

Na segunda frente, serão abordados problemas relacionados à patologia construtiva conhecida

como lixiviação. Para esse fim, serão construídas duas paredes de tijolos, que vão simular tal

patologia em que no rodapé de uma delas, será adicionada a argamassa contendo o PSA. Em

seguida, no solo próximo às mesmas, será acrescido água de modo a se comparar as estruturas

com e sem o PSA. Espera-se que, com essa técnica, se possa diminuir e até extinguir a

patologia da lixiviação, que causa problemas estéticos e respiratórios, de forma efetiva e

barata, pois a única alternativa de correção, em princípio, seria derrubar, edificar e

impermeabilizar o solo em sua fundação.

RESULTADOS ESPERADOS

Produção de tecnologias de impermeabilização em materiais construtivos, com vistas

à redução do grande índice de infiltração no âmbito construtivo e a prevenção contra a

proliferação do mosquito Aedes aegypti precursor da doenças: Dengue, Zika e Chikungunya.

Correção de patologia construtiva que causa danos estéticos e pode acarretar problemas

respiratórios.

CRONOGRAMA

REFERÊNCIAS

[1] Leite, Joaquina Lacerda “Problemas-Chave do Meio Ambiente – Salvador; Instituto de

Geociências da UFBA: Espaço Cultural EXPOGEO, 1995 (2ª ed.).

[2] F.L. Buchholz and N.A. Peppas, “Superabsorbent Polymers” Amer. Chem. Soc.

(1994).

[3] E. B. Mano, “Introdução à Polímeros” – Edgard Blücher, Rio de Janeiro (1999).

[4] C.M. Garner, M. Nething, P. Nguyen, J. Chem. Educ. 74 (1997) 95-96

[5] O. Wichterle, Nature, 185 (1960) 117-118.

[6] B. G. Kabra, S.H. Gehrke, Polymer Commun, 32 (1991) 322-323.

[7] B. G. Kabra, S.H. Gehrke, M. K. Polymer, 33 (1991) 990-995.

[8] Instituto Oswaldo Cruz, Curiosidades sobre o A.aegypti. Disponível em:

<http://www.ioc.fiocruz.br/dengue/textos/curiosidades.html>. Acesso em 26 de maio de 2016.

[9] Alvenaria Estrutural, Propriedade das Argamassas. Disponível em:

<http://www.ufrgs.br/napead/repositorio/objetos/alvenaria-estrutural/

propriedades_de_argamassa.php>. Acesso em 26 de maio de 2016.

[10] BAUER, L. A. F. Materiais de Construção. Rio de Janeiro, Editora LTC, V. 1e 2, 2001.

980p.

[11] KLEIN, D. L. Apostila do Curso de Patologia das Construções. Porto Alegre, 1999 - 10°

Congresso Brasileiro de Engenharia de Avaliações e Perícias.

[12] VERÇOZA, E. J. Patologia das Edificações. Porto Alegre, Editora Sagra, 1991. 172p.