Fibras Naturais Fibras Naturais · 2009. 12. 10. · Fibras Naturais Fibras Naturais e sua...

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FIBRA DE COCO Fibras Naturais Fibras Naturais e sua Aplicação na Arquitetura e sua Aplicação na Arquitetura 1. Descolamento. 2. Interceptação da trinca. 3. Arrancamento da fibra. 4. Fratura da fibra São fibras naturais de origem vegetal. As fibras naturais são células muito longas de paredes grossas e afila- das nos extremos. Segundo Meyer a maioria tem a seguinte composição: Celulose: principal componente da membrana celular. Substância sólida, inerte e insolúvel em água. Substância lenhosa: composta em parte por celulose, apresenta estrutura mais rígida que esta, servindo como proteção. Água: conteúdo de umidade Impurezas Naturais: como ceras e graxas. O estudo sistemático de fibras com finalidade de reforço de matrizes começou na Inglaterra em 1970. No Brasil, o trabalho pioneiro coube ao Centro de Pesquisa e Desenvolvimento(CEPED), Camaçari, Bahia, que iniciou seus estudos em 1980. De acordo com Agopyan(1991), no Brasil e no exterior, concentram-se nas fibras de coco e sisal, fartamente disponíveis a preço relativamente baixo. Para o reforço de materiais de construção civil, podem ser empregadas fibras de menor comprimento, normalmente rejeitadas pelas indústrias de amarra, estofados e tecelagem, tradi- cionais consumidoras dessas fibras. As características macroscópicas de maior interesse nas fibras, são aquelas relacionadas ao comportamento dos compósitos resultantes. Assim, costumam ser de interesse as seguintes propriedades físicas e mecânicas das fibras vegetais: -Dimensões: A relação entre comprimento e diâmetro das fibras é fator determinante na transferência de esfor- ços pra matriz. Outro ponto interessante é a seção transversal irregular das fibras vegetais, bem como seu aspecto fibrilado, que exercem influência positiva sobre a ancoragem dessas fibras, junto à matrizes frágeis. -Volume de vazios e absorção de água: Em razão da grande porcentagem volumétrica de vazios permeáveis, a absorção é muito alta já nos primeiros instantes de imersão. Como conseqüência direta, advém interferência negativa na relação água-aglomerante da matriz, intumescimento e posterior retração da fibra. Por outro lado, o elevado volume de vazios contribui para menor peso, maior absorção acústica e menor condutibilidade térmica dos componentes obtidos. -Resistência à tração: Semelhante, em média, à das fibras de polipropileno.Z -Módulo de elasticidade: As fibras vegetais classificam-se como de baixo módulo, fator determinante para seu emprego em componentes construtivos que trabalhem no estágio pós-fissurado, com elevada absorção de ener- gia e resistência a esforços dinâmicos. COMPÓSITO: material multifásico formado pela combi- nação de materiais que diferem em composição ou forma, e mesmo colados mantêm suas identidades e propriedades, conferindo ao conjunto desempenho superior ao obtido por cada um dos materiais constitu- intes isolados. Compósitos podem ser fibrosos (fibras/matriz), laminares (camadas de material), par- ticulados (partzículas/matriz) ou híbridos (uma combi- nação dos anteriores). Da versão eletrônica do “dictionary of composite materials technology”de Stuart Lee. ECOMATERIAIS: sinônimo de material “ambiental- mente responsável”. No caso, é um compósito que apresenta em sua composição a predominância de materiais de origem renovável e que provoca menor impacto no meio ambiente se comparado a um similar convencional. É desejável também que um ecomaterial seja obtido por meio de processos de produção limpos e socialmente adequados. BIORESINAS: é a resina que possua em sua com- posição ao menos um componente de origem vegetal, atuando como substituto de substância similar de origem petroquímica. Os adesivos comuns são largamente utilizados na construção civil, além de emitirem compostos orgânicos voláteis prejudiciais à saúde humana, impossibilitam a recuperação pós-uso para fins de reciclagem. circuitos impressos, papel isolante entre outros. O LCC é um subproduto do beneficiamento da castanha gerado no processo de retirada da película que a envolve. A partir das cascas é pro- duzido um óleo que passa por processo físico químico gerando um polímero fenólico (LCC) que pode ser usado como elemento ligante de resíduos da agricultura e mineração. Possui grande resistên- cia à umidade. RESINA POLIURETANA DE ÓLEO DE MAMONA O óleo extraído das sementes de mamona substitui com vantagens a similar de origem petro- química. Na construção civil se apresenta como alternativa a materiais betuminosos na imperme- abilização de lajes, tanques e caixas d’água. A resina é obtida a partir de sistema bi- componentes, misturando-se o poliol (à base de óleo de mamona) com o pré-polímero (isociato). A dureza será determinada pela proporção entre os componentes, sendo mais dura quão maior for a adição de pré-polímero. Esta resina também diferencia-se das demais resinas poliuretanas por ter maior capacidade de alongamento (de 50 a 150% antes do rompi- mento). COQUIM Produzido em fibra de coco e seiva natural da seringueira(Hevea brasiliensis) –látex natural, que atua conjunta- mente como proteína, material totalmente renovável. O coquim é utilizado na forma de vasos, placas, estacas, mantas e outros produtos, inicialmente desenvolvido para substituir o xaxim. Este material passou a ser utilizado em inúmeras aplixcações: na construção civil, na arquitetura, no paisagismo, na decoração de ambientes, indústria moveleira, placas termoacústicas, indústria calçadista, automobilística, filtros industri- ais, embalagens, brindes, proteção de encostas contra erosão do solo, telhados verdes, etc. Vantagens do coquim: -produto natural e renovável -biodegradável -reciclável -respira -capacidade de absorver umidade -leve -maleável -fungicida natural -pH neutro -contribui para o crescimento de plantas em geral -mantém a planta saudável A fibra de coco, principal resíduo gerado pelo processamento industrial do fruto do coqueiro(Cocos nu- cifera), é cumumente utilizada para a confecção de cordas, escovas, tapetes, estofamentos automotivos, etc. No cenário brasileiro, as fibras de coco se destacam por apresentarem por apresentarem alta disponibilidade no país (ainda pouco aproveitado, cerca de sete mil toneladas de fibra perante os dois milhões de toneladas produzidas anualmente), baixo custo e propriedades físico-químicas adequadas à confecção de compósitos.A produção é concentrada nos estados do Nordeste, principalmente, Bahia, Pernambuco e Sergipe. O segmento do beneficiamento da casca do coco é a segunda atividade em importância sócio-econômica do coqueiro, precedida do processamento da polpa do fruto, que tem seus subprodutos amplamente consumidos pela indústria alimentícia e de cosméticos. Um coco fornece, em média, 70 gramas de fibra (Gomes, 1989) extraídas do mesocarpo da fruta, sendo que da etapa de desfibramento, somente 25% da casca é revertida em fibras multidimensionais aproveitáveis, sendo os restantes 75% não comercializados denominados resíduos. Esses resíduos constituem-se principalmente de fibras de comprimento reduzido e pó de coco, e têm sido utilizados experimentalmente como adubo. Segundo dados de um fabricante de Igarassú, Pernambuco, o preço da fibra de coco no Brasil varia de US$0,25 a US$1,00, o quilo, dependendo do comprimento das fibras. O resíduo gerado no processamento de fibras longas, por exemplo, consiste de fibras curtas de comprimento entre 1 e 3 cm e pode custar US$270 a tonelada (SAVASTANO, 1997). O desfibramento do coco no Brasil, ainda é bastante rudimentar. Existem apenas 2 indústrias no Sergipe e uma usina experimental no Pará que apresentam uma iniciativa sensivelmente diferente dos sistemas agroindustriais convencionais. Savastano Jr. Et al. (1997) reportaram a realização de visitas técnicas em 1997, para análise do processo de cultivo, extração, beneficiamento e industrialização de fibras vegetais, tendo em vista a respectiva identificação de resíduos gerados. No caso da fibra de coco, Pernambuco, Sergipe, Ceará e interior de São Paulo foram os locais com predomínio da produção de coco(Cocos nucifera) e processamento da fibra extraída do fruto. A agroindústria brasileira dessa fibra, com produção de artigos têxteis superior a 5,4 mil toneladas em 1995 (Textília, 1996), pode originar fibras de 1 a 3cm (comprimento ideal par distribuição homogênea de matrizes cimentícias), hoje pouco direcionadas a outras aplicações. É notória a ociosidade da capacidade instalada de produção de fibras, com fábricas paradas ou trabalhando com menos da metade de seu potencial produtivo. Além disso, características microestruturais justificam a superioridade da fibra de coco, no que se refere à durabili- dade em meios alcalinos. A fibra de coco possui formato cilíndrico e com pontuações superficiais, que auxiliam na ancoragem da fibra nas matrizes reforçadas; além disso, constata-se a existência de estrutura fechada, em que células individuais ficam protegidas internamente. Massa Espec. Real de 1177 kg/m³ Absorção máxima: 93,8% Alongamento na Ruptura: 23,9 a 51,4% Resistência à tração: 95 a 118 MPa Módulo de Elasticidade: 2,8 GPa Em compósitos formados por matrizes frágeis e fibras veg- etais, dois fatores são determinantes: o ataque alcalino às fibras e a incompatibilidade física entre fibra e matriz. A principal fonte de degradação de vegetais no ambiente natural é o ataque através de fungos xilófagos que não apresenta maiores preocupações, porque as matrizes empregadas apresentam pH alcalino capaz de inibir sua ação. Como a velocidade de degradação é relativamente baixa, compósitos de fibras vegetais e cimento convencional podem ser empregados nas peças em que a resistência a impacto e a ductili- dade são necessárias apenas por curto período de tempo, por exemplo, em formas para concretagem ou em peças que neces- sitem de reforços apenas durante a sua fase de transporte e monta- gem. As fibras vegetais apresentam variações dimensionais, em decorrência de mudanças no teor de umidade, maiores que as das matrizes de cimento. Assim, os repetidos ciclos de molhagem e secagem introduzem tensões e, progressivamente, destroem a ligação fibra-matriz, reduzem a ductilidade do material e con- tribuem para a redução da vida útil. Para o reforço de materiais de construção civil podem ser empregadas fibras de menor comprimento, normalmente rejeitadas pelas indústrias de amarra, estofados e tecelagem, tradicionais consumidoras dessas fibras. Pesquisas com Coco Produção de Fibra de Coco na Comunidade de Praia Grande(PA) Localizada no município de Pontas das Pedras, na Ilha de Marajó, e parte integrante do Programa Pobreza e Meio Ambiente na Amazônia – POEMA, a unidade piloto de Praia Grande produz fibra de coco para confecção de encostos para bancos de caminhão. Toda a produção de encostos de Ponta das Pedras é utilizada na fábrica de caminhões da Mercedes-Benz, em São Bernardo do Campo. O beneficiamento da fibra de coco obedece basicamente às seguintes etapas: -Colheita e separação da noz: Os cocos são recebidos e passam por um processo manual de separação da noz do coco( endocarpo + albúmen), no qual o coco inteiro é pressionado contra uma lâmina de formato oval cravada no chão, separando-se a noz da parte fibrosa(mesocarpo). As nozes são vendidas no mercado local e as cascas vão para os tanques de maceração. -Maceração: A maceração é um processo de origem biológica e consiste na deposição das cascas em tanques com água para que a própria fermentação espontânea da matéria vegetal auxilie a liberação dos feixes fibrosos. A maceração dura de 4 a 12 semanas, dependendo de fatores químicos e físicos como pH e temperatura da água. -Desfibramento: Após o período de maceração, as cascas são introduzidas nas máquinas desfibradoras, forrageiras adaptadas, que acionadas por motor à gasolina e alimentadas por um fluxo de água constante, fazem girar um eixo de martelos que golpeia as cascas, separando as fibras do material não fibroso ou pó de coco. Da etapa do desfibramento, 25% da casca se reverte em fibras multidimensionais aproveitáveis, sendo os resultantes 75% não comercializados. -Secagem e cordoamento: As fibras são deixadas a secar em área coberta, e então acondicionadas num mecanismo de cordoamento manual. As cordas são enroladas em fardos de 2 a 3 quilos, que são colocados em autoclave para efeito de memorização de fibras. Os fardos são transportados até outra unidade cooperativa, onde as cordas, depois de desfeitas, são pulverizadas com látex e moldadas, gerando o enchimento de estofado dos encostos de banco para automóveis. CEPED Desenvolvida pelo CEPED, localizado em Camaçari(BA), a telha tipo canal, denominada “telhão”, com comprimento de 1,80m, largura aproximada de 41 cm e espessura de 1,5cm. A metodologia é apresentada em uma cartilha destinada Propriedades Específicas Estabilidade: camada shelf-life ou storage life, é o período limite em que o produto embalado se mantêm adequado ao uso sob condições de armazenagem. Pot-life: intervalo de tempo durante o qual o adesivo, após adicionado de catalisador ou outro componente, perman- ece em condições de aplicação no que diz respeito ao espalha- mento e viscosidade; Tacky: de acordo com a norma ASTM D-907, consiste no período de tempo no qual o adesivo, após aplicado à superfície, apresenta colagem Assemblagem: consiste no intervalo de tempo entre a impregnação do adesivo na placa e a aplicação de pressão / calor sobre ela. Tempo aberto: período em que a placa, após impregnada de cola e montada, permanece sujeita à temperatura de cura sem aplicação de pressão; Gel-time: indica a velocidade de polimerização do adesivo. Varia em proporção inversa ao aumento da tempera- tura. RESINA DE LCC (Líquido da Castanha de Caju) O LCC por meio de polimerização e prensagem com resíduos agrícolas é transformado em material tipo isolante com muitas aplicações potenciais na con- strução civil: tubos para esgoto sanitário, fabricação de Agro-indústria de ecomateriais A agro-indústria, implantada em locais aonde já existe produção de fibras, tem o objetivo de gerar novas oportunidades de desenvolvimento, tornando realidade a introdução de novas tecnologias em áreas agrárias, além de agregar valor econômico aos produ- tos. Assim, poderia ser implantada em muitas regiões do Norte e Nordeste, sem estar muito distante dos mercados consumidores ou pontos de escoamento da produção. Aliando-se a produção de fibra vegetal, com produção de alimento e óleos para bioresinas com a produção de produtos manufaturados, encurta o tra- jeto que a matéria-prima percorre, economizando em transporte e evitando o desperdício. Além disso, o uso de bioresinas, possibilita a reciclagem, reduzindo a geração de lixo, em especial na construção civil, o setor da sociedade que mais gera lixo. No diagrama ao lado, a porção superior repre- senta as atividades agrícolas que compõem o processo de produção. O cultivo, coleta e beneficiamento primário das matérias-primas seria realizado em estru- tura de cooperativa pelas comunidades locais, que forneceriam a fibra de coco beneficiada, por exemplo, e o óleo de mamona para a unidade de produção. O uso de materiais de construção civil à base de cimentos reforçados com fibras está aumentando rapida- mente, atualmente com cerca de 1,3 bilhão de metros quadrados e 20 milhões de toneladas de produção anual estimada em todo o mundo (Heiricks et al., 2000), em especial nos países desenvolvidos. Isso se deve à possibili- dade de produção de componentes esbeltos(leves), com bom desempenho mecânico (elevada absorção de ener- gia, diante de esforços dinâmicos, por exemplo), bom isolamento termoacústico, além da indispensável viabili- dade econômica (Agopyan, 1991). Já nos países em desenvolvimento, em que a escassez de habitações e de edifícios para fins públicos, comer- ciais e industriais é bem maior, a aplicação desses materiais na construção pode contribuir para acelerar a produção de edificações com desempenho adequado. Com essa finalidade, as fibras vegetais são apresentadas como opção para reduzir o custo da produção dos compósitos, procurando-se, ao mesmo tempo, solucionar os problemas advindos do uso dessas fibras, notadamente, a baixa durabilidade em meios alcalinos. Histórico Apesar de o uso dos materiais fibrosos remontar à Antiguidade (já no Egito os adobes e tijolos eram reforça- dos com raízes), seu emprego na construção civil, em escala industrial, só aconteceu de forma mais generalizada no começo do século XX, com a introdução do cimento-amianto, produzido pelo método Hatschek. Este método emprega processos produtivos similares aos da indústria papeleira, como drenagem a vácuo de finas camadas de fibro-cimento, que vão sendo progressivamente sobrepostas e prensadas em um cilindro de aço até se atingir a espessura final requerida para a manta. Apresenta a vantagem de produzir placas de grandes dimensões(superior a 1m2), porém sua aplicação só se viabiliza em produção industrial de grande porte. A partir da década de 1960, nos países desenvolvidos, os materiais fibrosos passaram a ser de fato estuda- dos na engenharia civil, merecendo menção o estudo pioneiro de Krenchel(1964), como contribuição substancial para a teoria dos compósitos à base de matrizes frágeis, além de resultados experimentais utilizando fibra de vidro comum. Desenvolvem-se ainda estudos com fibras de vidro à base de zircônio, produtos reforçados com polipro- pileno, demonstrando a vantagem das fibras fibriladas, ou seja, com estrias ao longo de seu comprimento e con- cretos reforçados com fibras metálicas. Tendências no mundo Com a comercialização de fibras de polipropileno de alto módulo de elasticidade, e de custo similar ao das fibras comuns, pode-se supor que os produtos reforçados com fibras à base de polímeros terão grande avanço nos próximos anos. Deve-se destacar também que, com o conhecimento do comportamento dos fibrocimentos, esses materiais estão alcançando aplicações cada vez maiores (exs: concreto jateado, tabuleiros de pontes e pistas de aeroportos). O Composites and Adhesives Group do Foresty and Forest Products(FFP) – Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization(CSIRO), Austrália – aparece como instituição de pesquisa precursora no estudo de materiais cimentícios reforçados com polpa de celulose, já comercializados a partir do início da década de 1980(Coutts, 1992). Atualmente, estima-se que a produção mundial de compósitos cimentícios com reforço de fibras celulósicas, combinadas ou não a fibras plásticas, esteja ao redor de 3 milhões de toneladas ao ano (Heiricks et al., 2000), produção essa localizada, em grande parte, nos EUA, Europa, Oceania, Ásia e África do Sul. O fibrocimento com fibras naturais tem como diferencial o uso de adições minerais em substituição ao uso do clinker e a substituição do amianto por fibras vegetais e polpas celulósicas. É usado na fabricação de compósi- tos não convencionais e o desenvolvimento de elementos construtivos (telhas e painéis). Em pequena escala, o fibrocimento é produzido pelo processo de hatshek com câmara de moldagem + filtro, vácuo para retirada de água, reservatório de água e aplicação de pressão por área da placa. Uso de fibras vegetais possui: Vantagens: Baixo peso específico; Recursos renováveis; Produção com baixo investimento e baixo custo; Processo de produção sem desgaste das ferrramentas e sem irritação da pele; Boas propriedades térmicas e acústicas. Desvantagens: Variação da durabilidade em função da influência do clima; Absorção de humidade; Baixa durabilidade; Solução - tratamento superficial das fibras (silanos); Variação no preço das fibras provocado por fatores econômicos e políticos. As macrofibras como o coco, sisal e bananeira que podem ser utilizadas, são obtidas através de processo polpação organossólvica que consiste em processo de cozimento da polpa com solventes orgânicos associados à água. Este pro- cedimentos possui: Vantagens: Melhor impregnação do tecido vegetal Fácil recuperação de lignina e polissacarídeos Fácil recuperação do solvente por destilação Baixo custo e uso de pequenas centrais de polpação Desvantagens: Maior consumo de energia em comparação ao método Kraft Os compósitos de fibrocimento com fibras naturais são sensíveis a: Distribuição uniforme das fibras no compósito; Espassamento entre fibras. Conclusões: Compósitos de fibrocimento com fibras vegetais é uma solução viável para diminuição do custo dos componentes de construção; Adições minerais e fibras vegetais são alternativas para a produção dos compósitos; Vantagens da utilização em telhas onduladas para obter construções sustentáveis; Polpa de fibra curta de madeira (eucalipto) levam à economia de energia no processo de polpação; Resultados obtidos incentivam a substituição parcial de fibras de polímero por polpa vegetal e do cimento por cinzas de resíduos. “2009, o Ano Internacional das Fibras Naturais, decretado pela ONU, já que não utilizam derivados de petróleo e são biodegradáveis.” aos usuários finais, pelo sistema de autoconstrução. Neste tipo de telha, a matriz é uma argamassa de cimento e areia com traço 1:3 em volume; as fibras são de coco e picadas, para se obter o comprimento médio de 4cm; o fator água-cimento é de 0,7 e o volume de fibras é de 2%. Inicialmente uma placa é moldada sobre uma folha de plástico, fica num esquadro de madeira. Essa placa é feita de duas camadas de argamassa e as fibras colocadas manualmente entre elas; a superfície superior recebe acabamento com pó de cimento e colher de pedreiro(“queimada”), porque será a face externa da telha. Após a modelagem da placa, o esquadro de madeira é removido e a placa, que fica suspensa sobre a folha plástica, é colocada em cavaletes, adquirindo o seu formato de canal. É um processo muito simples, que teve aceitação na zona rural nordestina. Os problemas conhecidos foram decorrentes de distribuição das fibras entre camadas e do emprego de volumes menores que o estipulado. Experiência do IPT-IDRC O IPT, com suporte financeiro do International Development Research Centre (IDRC), Canadá, desenvolveu componentes empregando compósito de argamassa de cimento de escória de alto-forno reforçada com fibras de coco. Os componentes foram concebidos levando em conta que eles devem ser facilmente produzidos em canteiro, no meio urbano ou rural, ou em pequena indústria de pré-moldados e montados facilmente sem o emprego de equipamentos. O trabalho concentrou-se em painéis para paredes estruturais, mas alguns experimentos foram realizados visando a placas para forros, nesse caso, preferindo-se empregar pastas reforçadas com papel de imp- rensa desintegrado (Agopyan, 1991) Experiência IPT – FAPESP Fibras em mantas foram confeccionadas por encomenda à Pronamazon – Fibras Naturais da Amazônia, coop- erativa localizada na Ilha de Marajó, Pará. A resina utliizada foi a resina de tanino. Ensaios em condição úmida, apresentaram queda acentuada na resistência mecânica, indicando a alta absor- ção de água dos painéis de fibra de coco em parte por conta da alta porosidade do material, o que sugere a necessidade de um revestimento externo aos painéis ou a incorporação de medidas para reduzir os espaços vazios em seu interior. As propriedades mecânicas demonstradas pelas chapas planas e pelos protótipos de telha de cobertura asso- ciadas à sua plasticidade indicam a forte vocação do material para aplicação em componentes moldados não somente para construção civil, mas também para mobiliário. Desenvolvimento de tecnologia para fabricação de painéis de fibra de coco – Guilherme A. Wiedman(FAPESP – CNPQ) As propriedades demonstradas pelos painéis de fibra de coco nos ensaios revelaram-se muito semelhantes as do aglomerado comum, composto de partículas multidimensionais de madeira. Painéis prensados de fibra de coco e resina demonstraram-se potencialmente adequados à aplicação em diversos segmentos da indústria. Os resultados obtidos nos ensaios indicam a viabilidade técnica de sua produção , e com pequenos ajustes na tecnologia do processo, podem-se corrigir algumas propriedades desfavoráveis apresentadas, como a alta absorção de água e o acabamento rústico da superfície dos painéis. O tanino, naturalmente presente nas fibras de coco em concentrações médias de 5%, atribui às fibras grande resistência ao ataque de microorganismos e insetos, tornando muito difícil a proliferação de agentes degradantes comuns na madeira, como fungos e cupins. A produção anual de fibras de coco, no Brasil, é superior a 2 milhões de toneladas, consumindo apenas uma fração dos 600 milhões de frutos cultivados anualmente. Se fossem beneficiados os mesocarpos de apenas 50% do total gerado, poderia-se chegar a uma produção de cerca de 21 milhões de toneladas de fibras/ano, fazendo da fibra de coco uma matéria-prima de grande disponibilidade para uso imediato. Além de gerar produtos de origem renovável, a exploração racional das fibras naturais brasileiras pode ser um importante fator de desenvolvimento sócio-econômico, visto que a maior parte das plantas fibrosas são nativas das regiões mais pobres do país, empregando grande quantidade de mão-de-obra em seu beneficiamento. A polpa dos frutos pode ser comercializadas no local, exportados ou ainda transformados em produ- tos finais pela comunidade, além da possibilidade de serem usados como combustíveis (biodiesel) para os caminhões que fazem o transporte e nas próprias maquinas da agroindústria, como uma das opções de fonte de energia renovável. A agroindústria poderia utilizar além do biocombustivel, energia solar ou ener- gia eólica. O beneficiamento da fibra de coco e mantas homogêneas e do óleo vegetal em poliol ficaria a cargo da fábrica, que também completaria a transformação destes insumos em componentes moldados de baixo impacto ambiental com diversas aplicações na indústria de móveis, automóveis, construção civil entre outras. Sistemas de gerenciamento de resíduos e tratamento de efluentes deveriam ser incorporados à con- strução, composta de materiais de baixo impacto ambiental, além de oferecerem benefícios á comunidade como novas oportunidades de trabalho e geração de renda, permitindo o ganho de qualidade de vida e abrindo as portas para a introdução de cursos de especialização e pesquisas. Estela Mari Imai 5143983 Patricia Megumi Nii 5144365 AUT-221 Trabalho Final Profª Denise Duarte Considerações Finais A disponibilidade de fibras vegetais, características de climas tropicais, garante a possibilidade de seu em- prego em escala industrial, de acordo com a sua incidência nas diferentes regiões. Pode-se resumir que os materiais reforçados com fibras vegetais são tecnicamente possíveis de serem produzidos e economicamente viáveis, nas regiões em que a matéria-prima é abundante. São materiais alternativos, porém com qualidade compatível à dos convencionais. Com perspectiva para os compósitos fibrosos, comprova-se que muitos dos estudos de matrizes frágeis reforçadas com fibras de baixo módulo de elasticidade (vegetais, por exemplo) estão direcionados à produção de materiais de baixo custo e desempenho compatível às necessidades de milhões de pessoas desabrigadas, pre- dominantemente nos países em desenvolvimento. Percebe-se a necessidade futura de otimização dos escassos recursos ainda disponíveis, com a finalidade de encurtar o caminho que leva à viabilidade comercial. Bibliografia AGOPYAN, Vahan, Materiais reforçados com fibras para a construção civil nos países em desenvolvimento, São Paulo, 1991 – Tese de apresentada ao concurso de livre-docência. COSTA, Carlos Roberto Zibel , Fibra de coco : tecnologia e design. Sinopses São Paulo, n. 25, p. 48-53, jul. 1996, São Paulo, 1996. COSTA, Carlos Roberto Zibel, Novas aplicações para fibra de coco e outras fibras vegetais em componentes de interesse arquitetônico, CNPq, 2002, p. 159-166, Seminário Internacional Perspectivas do Ensino e da Pes- quisa em Design na Pós-graduação : (2001 : São Paulo);Anais CNPq, 2002 Fibra de coquim.disponível em:<http://www.coquim.com.br>. Acesso em: novembro 2009. FREIRE, Wesley Jorge, Tecnologias e materiais alternativos de construção,Campinas, SP : Editora da Unicamp, 2003 SAVASTANO JR., Holmer: AGOPYAN, Vahan.A experiência brasileira com as fibras vegetais.in Revista Téchne nº32 págs 38 a 43. São Paulo, 2004 SAVASTANO JR., Holmer, Fibras de coco em argamassas de cimento Portland para produção de componentes de construção civil, São Paulo, 1987 –Tese de Mestrado. SAVASTANO JR., Holmer: FIORELLO, Juliano. Ultimos avancos na tecnologia do fibrocimento. Pesquisa da Insti- tuição: FZEA USP Pirassununga: Grupo de Construções e Ambiência. Salvador, 2009. WIEDMAN, Guilherme Alexandre. Fibra de coco e resinas de origem vegetal para produção de componentes de mobiliário e da construção civil. Tese de Doutorado, FAUUSP, São Paulo, 2002. RESINA DE TANINO São substâncias fenólicas de estrutura complexa presentes naturalmente no lenho, folha, semente e principalmente na casca da algumas espécies vegetais. Ocorrem na forma e taninos hidrossolúveis e taninos condensados. São solúveis em água, álcool, éter e acetona e possuem alto poder cur- tente. Reagem com formol e formam uma resina termofixa com linha cola resistente à umidade e forte poder adesivo. FIBRAS NATURAIS FIBROCIMENTO Conforto Térmico: -1C em comparação com telha de fibrocimento de amianto Sistemas de cobertura (Coutts, 1986) (Savastano Jr. et al., 2006) MENON(1958) e FAO(2001) WIEDMAN(2002) Tanque de maceração WIEDMAN(2002) JARMAN(1970-3) JARMAN(1970-3) SAVASTANO JR.(2004) WIEDMAN(2002) WIEDMAN(2002) WIEDMAN(2002) coquim.com.br(2009) Arte: André Schawartsman(2002) WIEDMAN(2002) WIEDMAN(2002) WIEDMAN(2002) Acácia Negra Caju

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FIBRA DE COCO

Fibras Naturais Fibras Naturais e sua Aplicação na Arquiteturae sua Aplicação na Arquitetura

1. Descolamento.2. Interceptação da trinca.3. Arrancamento da fibra.4. Fratura da fibra

São fibras naturais de origem vegetal. As fibras naturais são células muito longas de paredes grossas e afila-das nos extremos. Segundo Meyer a maioria tem a seguinte composição:• Celulose: principal componente da membrana celular. Substância sólida, inerte e insolúvel em água.• Substância lenhosa: composta em parte por celulose, apresenta estrutura mais rígida que esta, servindo como proteção.• Água: conteúdo de umidade• Impurezas Naturais: como ceras e graxas.

O estudo sistemático de fibras com finalidade de reforço de matrizes começou na Inglaterra em 1970. No Brasil, o trabalho pioneiro coube ao Centro de Pesquisa e Desenvolvimento(CEPED), Camaçari, Bahia, que iniciou seus estudos em 1980. De acordo com Agopyan(1991), no Brasil e no exterior, concentram-se nas fibras de coco e sisal, fartamente disponíveis a preço relativamente baixo. Para o reforço de materiais de construção civil, podem ser empregadas fibras de menor comprimento, normalmente rejeitadas pelas indústrias de amarra, estofados e tecelagem, tradi-cionais consumidoras dessas fibras. As características macroscópicas de maior interesse nas fibras, são aquelas relacionadas ao comportamento dos compósitos resultantes. Assim, costumam ser de interesse as seguintes propriedades físicas e mecânicas das fibras vegetais:-Dimensões: A relação entre comprimento e diâmetro das fibras é fator determinante na transferência de esfor-ços pra matriz. Outro ponto interessante é a seção transversal irregular das fibras vegetais, bem como seu aspecto fibrilado, que exercem influência positiva sobre a ancoragem dessas fibras, junto à matrizes frágeis.-Volume de vazios e absorção de água: Em razão da grande porcentagem volumétrica de vazios permeáveis, a absorção é muito alta já nos primeiros instantes de imersão. Como conseqüência direta, advém interferência negativa na relação água-aglomerante da matriz, intumescimento e posterior retração da fibra. Por outro lado, o elevado volume de vazios contribui para menor peso, maior absorção acústica e menor condutibilidade térmica dos componentes obtidos.-Resistência à tração: Semelhante, em média, à das fibras de polipropileno.Z-Módulo de elasticidade: As fibras vegetais classificam-se como de baixo módulo, fator determinante para seu emprego em componentes construtivos que trabalhem no estágio pós-fissurado, com elevada absorção de ener-gia e resistência a esforços dinâmicos.

COMPÓSITO: material multifásico formado pela combi-nação de materiais que diferem em composição ou forma, e mesmo colados mantêm suas identidades e propriedades, conferindo ao conjunto desempenho superior ao obtido por cada um dos materiais constitu-intes isolados. Compósitos podem ser fibrosos (fibras/matriz), laminares (camadas de material), par-ticulados (partzículas/matriz) ou híbridos (uma combi-nação dos anteriores). Da versão eletrônica do “dictionary of composite materials technology”de Stuart Lee.

ECOMATERIAIS: sinônimo de material “ambiental-mente responsável”. No caso, é um compósito que apresenta em sua composição a predominância de materiais de origem renovável e que provoca menor impacto no meio ambiente se comparado a um similar convencional. É desejável também que um ecomaterial seja obtido por meio de processos de produção limpos e socialmente adequados.

BIORESINAS: é a resina que possua em sua com-posição ao menos um componente de origem vegetal, atuando como substituto de substância similar de origem petroquímica. Os adesivos comuns são largamente utilizados na construção civil, além de emitirem compostos orgânicos voláteis prejudiciais à saúde humana, impossibilitam a recuperação pós-uso para fins de reciclagem.

circuitos impressos, papel isolante entre outros. O LCC é um subproduto do beneficiamento da castanha gerado no processo de retirada da película que a envolve. A partir das cascas é pro-duzido um óleo que passa por processo físico químico gerando um polímero fenólico (LCC) que pode ser usado como elemento ligante de resíduos da agricultura e mineração. Possui grande resistên-cia à umidade.

RESINA POLIURETANA DE ÓLEO DE MAMONA O óleo extraído das sementes de mamona substitui com vantagens a similar de origem petro-química. Na construção civil se apresenta como alternativa a materiais betuminosos na imperme-abilização de lajes, tanques e caixas d’água. A resina é obtida a partir de sistema bi-componentes, misturando-se o poliol (à base de óleo de mamona) com o pré-polímero (isociato). A dureza será determinada pela proporção entre os componentes, sendo mais dura quão maior for a adição de pré-polímero. Esta resina também diferencia-se das demais resinas poliuretanas por ter maior capacidade de alongamento (de 50 a 150% antes do rompi-mento).

COQUIM

Produzido em fibra de coco e seiva natural da seringueira(Hevea brasiliensis) –látex natural, que atua conjunta-mente como proteína, material totalmente renovável. O coquim é utilizado na forma de vasos, placas, estacas, mantas e outros produtos, inicialmente desenvolvido para substituir o xaxim. Este material passou a ser utilizado em inúmeras aplixcações: na construção civil, na arquitetura, no paisagismo, na decoração de ambientes, indústria moveleira, placas termoacústicas, indústria calçadista, automobilística, filtros industri-ais, embalagens, brindes, proteção de encostas contra erosão do solo, telhados verdes, etc.

Vantagens do coquim: -produto natural e renovável -biodegradável -reciclável -respira -capacidade de absorver umidade -leve -maleável -fungicida natural -pH neutro -contribui para o crescimento de plantas em geral -mantém a planta saudável

A fibra de coco, principal resíduo gerado pelo processamento industrial do fruto do coqueiro(Cocos nu-cifera), é cumumente utilizada para a confecção de cordas, escovas, tapetes, estofamentos automotivos, etc. No cenário brasileiro, as fibras de coco se destacam por apresentarem por apresentarem alta disponibilidade no país (ainda pouco aproveitado, cerca de sete mil toneladas de fibra perante os dois milhões de toneladas produzidas anualmente), baixo custo e propriedades físico-químicas adequadas à confecção de compósitos.A produção é concentrada nos estados do Nordeste, principalmente, Bahia, Pernambuco e Sergipe. O segmento do beneficiamento da casca do coco é a segunda atividade em importância sócio-econômica do coqueiro, precedida do processamento da polpa do fruto, que tem seus subprodutos amplamente consumidos pela indústria alimentícia e de cosméticos. Um coco fornece, em média, 70 gramas de fibra (Gomes, 1989) extraídas do mesocarpo da fruta, sendo que da etapa de desfibramento, somente 25% da casca é revertida em fibras multidimensionais aproveitáveis, sendo os restantes 75% não comercializados denominados resíduos. Esses resíduos constituem-se principalmente de fibras de comprimento reduzido e pó de coco, e têm sido utilizados experimentalmente como adubo. Segundo dados de um fabricante de Igarassú, Pernambuco, o preço da fibra de coco no Brasil varia de US$0,25 a US$1,00, o quilo, dependendo do comprimento das fibras. O resíduo gerado no processamento de fibras longas, por exemplo, consiste de fibras curtas de comprimento entre 1 e 3 cm e pode custar US$270 a tonelada (SAVASTANO, 1997).O desfibramento do coco no Brasil, ainda é bastante rudimentar. Existem apenas 2 indústrias no Sergipe e uma usina experimental no Pará que apresentam uma iniciativa sensivelmente diferente dos sistemas agroindustriais convencionais. Savastano Jr. Et al. (1997) reportaram a realização de visitas técnicas em 1997, para análise do processo de cultivo, extração, beneficiamento e industrialização de fibras vegetais, tendo em vista a respectiva identificação de resíduos gerados.No caso da fibra de coco, Pernambuco, Sergipe, Ceará e interior de São Paulo foram os locais com predomínio da produção de coco(Cocos nucifera) e processamento da fibra extraída do fruto. A agroindústria brasileira dessa fibra, com produção de artigos têxteis superior a 5,4 mil toneladas em 1995 (Textília, 1996), pode originar fibras de 1 a 3cm (comprimento ideal par distribuição homogênea de matrizes cimentícias), hoje pouco direcionadas a outras aplicações. É notória a ociosidade da capacidade instalada de produção de fibras, com fábricas paradas ou trabalhando com menos da metade de seu potencial produtivo. Além disso, características microestruturais justificam a superioridade da fibra de coco, no que se refere à durabili-dade em meios alcalinos. A fibra de coco possui formato cilíndrico e com pontuações superficiais, que auxiliam na ancoragem da fibra nas matrizes reforçadas; além disso, constata-se a existência de estrutura fechada, em que células individuais ficam protegidas internamente. Massa Espec. Real de 1177 kg/m³ Absorção máxima: 93,8% Alongamento na Ruptura: 23,9 a 51,4% Resistência à tração: 95 a 118 MPa Módulo de Elasticidade: 2,8 GPa

Em compósitos formados por matrizes frágeis e fibras veg-etais, dois fatores são determinantes: o ataque alcalino às fibras e a incompatibilidade física entre fibra e matriz. A principal fonte de degradação de vegetais no ambiente natural é o ataque através de fungos xilófagos que não apresenta maiores preocupações, porque as matrizes empregadas apresentam pH alcalino capaz de inibir sua ação. Como a velocidade de degradação é relativamente baixa, compósitos de fibras vegetais e cimento convencional podem ser empregados nas peças em que a resistência a impacto e a ductili-dade são necessárias apenas por curto período de tempo, por exemplo, em formas para concretagem ou em peças que neces-sitem de reforços apenas durante a sua fase de transporte e monta-gem. As fibras vegetais apresentam variações dimensionais, em decorrência de mudanças no teor de umidade, maiores que as das matrizes de cimento. Assim, os repetidos ciclos de molhagem e secagem introduzem tensões e, progressivamente, destroem a ligação fibra-matriz, reduzem a ductilidade do material e con-tribuem para a redução da vida útil. Para o reforço de materiais de construção civil podem ser empregadas fibras de menor comprimento, normalmente rejeitadas pelas indústrias de amarra, estofados e tecelagem, tradicionais consumidoras dessas fibras.

Pesquisas com Coco

Produção de Fibra de Coco na Comunidade de Praia Grande(PA) Localizada no município de Pontas das Pedras, na Ilha de Marajó, e parte integrante do Programa Pobreza e Meio Ambiente na Amazônia – POEMA, a unidade piloto de Praia Grande produz fibra de coco para confecção de encostos para bancos de caminhão. Toda a produção de encostos de Ponta das Pedras é utilizada na fábrica de caminhões da Mercedes-Benz, em São Bernardo do Campo. O beneficiamento da fibra de coco obedece basicamente às seguintes etapas:-Colheita e separação da noz: Os cocos são recebidos e passam por um processo manual de separação da noz do coco( endocarpo + albúmen), no qual o coco inteiro é pressionado contra uma lâmina de formato oval cravada no chão, separando-se a noz da parte fibrosa(mesocarpo). As nozes são vendidas no mercado local e as cascas vão para os tanques de maceração.-Maceração: A maceração é um processo de origem biológica e consiste na deposição das cascas em tanques com água para que a própria fermentação espontânea da matéria vegetal auxilie a liberação dos feixes fibrosos. A maceração dura de 4 a 12 semanas, dependendo de fatores químicos e físicos como pH e temperatura da água.-Desfibramento: Após o período de maceração, as cascas são introduzidas nas máquinas desfibradoras, forrageiras adaptadas, que acionadas por motor à gasolina e alimentadas por um fluxo de água constante, fazem girar um eixo de martelos que golpeia as cascas, separando as fibras do material não fibroso ou pó de coco. Da etapa do desfibramento, 25% da casca se reverte em fibras multidimensionais aproveitáveis, sendo os resultantes 75% não comercializados.-Secagem e cordoamento: As fibras são deixadas a secar em área coberta, e então acondicionadas num mecanismo de cordoamento manual. As cordas são enroladas em fardos de 2 a 3 quilos, que são colocados em autoclave para efeito de memorização de fibras. Os fardos são transportados até outra unidade cooperativa, onde as cordas, depois de desfeitas, são pulverizadas com látex e moldadas, gerando o enchimento de estofado dos encostos de banco para automóveis.

CEPED Desenvolvida pelo CEPED, localizado em Camaçari(BA), a telha tipo canal, denominada “telhão”, com comprimento de 1,80m, largura aproximada de 41 cm e espessura de 1,5cm. A metodologia é apresentada em uma cartilha destinada

Propriedades Específicas• Estabilidade: camada shelf-life ou storage life, é o período limite em que o produto embalado se mantêm adequado ao uso sob condições de armazenagem.• Pot-life: intervalo de tempo durante o qual o adesivo, após adicionado de catalisador ou outro componente, perman-ece em condições de aplicação no que diz respeito ao espalha-mento e viscosidade;• Tacky: de acordo com a norma ASTM D-907, consiste no período de tempo no qual o adesivo, após aplicado à superfície, apresenta colagem• Assemblagem: consiste no intervalo de tempo entre a impregnação do adesivo na placa e a aplicação de pressão / calor sobre ela.• Tempo aberto: período em que a placa, após impregnada de cola e montada, permanece sujeita à temperatura de cura sem aplicação de pressão;• Gel-time: indica a velocidade de polimerização do adesivo. Varia em proporção inversa ao aumento da tempera-tura.

RESINA DE LCC (Líquido da Castanha de Caju) O LCC por meio de polimerização e prensagem com resíduos agrícolas é transformado em material tipo isolante com muitas aplicações potenciais na con-strução civil: tubos para esgoto sanitário, fabricação de

Agro-indústria de ecomateriais

A agro-indústria, implantada em locais aonde já existe produção de fibras, tem o objetivo de gerar novas oportunidades de desenvolvimento, tornando realidade a introdução de novas tecnologias em áreas agrárias, além de agregar valor econômico aos produ-tos. Assim, poderia ser implantada em muitas regiões do Norte e Nordeste, sem estar muito distante dos mercados consumidores ou pontos de escoamento da produção. Aliando-se a produção de fibra vegetal, com produção de alimento e óleos para bioresinas com a produção de produtos manufaturados, encurta o tra-jeto que a matéria-prima percorre, economizando em transporte e evitando o desperdício. Além disso, o uso de bioresinas, possibilita a reciclagem, reduzindo a geração de lixo, em especial na construção civil, o setor da sociedade que mais gera lixo. No diagrama ao lado, a porção superior repre-senta as atividades agrícolas que compõem o processo de produção. O cultivo, coleta e beneficiamento primário das matérias-primas seria realizado em estru-tura de cooperativa pelas comunidades locais, que forneceriam a fibra de coco beneficiada, por exemplo, e o óleo de mamona para a unidade de produção.

O uso de materiais de construção civil à base de cimentos reforçados com fibras está aumentando rapida-mente, atualmente com cerca de 1,3 bilhão de metros quadrados e 20 milhões de toneladas de produção anual estimada em todo o mundo (Heiricks et al., 2000), em especial nos países desenvolvidos. Isso se deve à possibili-dade de produção de componentes esbeltos(leves), com bom desempenho mecânico (elevada absorção de ener-gia, diante de esforços dinâmicos, por exemplo), bom isolamento termoacústico, além da indispensável viabili-dade econômica (Agopyan, 1991). Já nos países em desenvolvimento, em que a escassez de habitações e de edifícios para fins públicos, comer-ciais e industriais é bem maior, a aplicação desses materiais na construção pode contribuir para acelerar a produção de edificações com desempenho adequado. Com essa finalidade, as fibras vegetais são apresentadas como opção para reduzir o custo da produção dos compósitos, procurando-se, ao mesmo tempo, solucionar os problemas advindos do uso dessas fibras, notadamente, a baixa durabilidade em meios alcalinos.

Histórico Apesar de o uso dos materiais fibrosos remontar à Antiguidade (já no Egito os adobes e tijolos eram reforça-dos com raízes), seu emprego na construção civil, em escala industrial, só aconteceu de forma mais generalizada no começo do século XX, com a introdução do cimento-amianto, produzido pelo método Hatschek. Este método emprega processos produtivos similares aos da indústria papeleira, como drenagem a vácuo de finas camadas de fibro-cimento, que vão sendo progressivamente sobrepostas e prensadas em um cilindro de aço até se atingir a espessura final requerida para a manta. Apresenta a vantagem de produzir placas de grandes dimensões(superior a 1m2), porém sua aplicação só se viabiliza em produção industrial de grande porte. A partir da década de 1960, nos países desenvolvidos, os materiais fibrosos passaram a ser de fato estuda-dos na engenharia civil, merecendo menção o estudo pioneiro de Krenchel(1964), como contribuição substancial para a teoria dos compósitos à base de matrizes frágeis, além de resultados experimentais utilizando fibra de vidro comum. Desenvolvem-se ainda estudos com fibras de vidro à base de zircônio, produtos reforçados com polipro-pileno, demonstrando a vantagem das fibras fibriladas, ou seja, com estrias ao longo de seu comprimento e con-cretos reforçados com fibras metálicas.

Tendências no mundo Com a comercialização de fibras de polipropileno de alto módulo de elasticidade, e de custo similar ao das fibras comuns, pode-se supor que os produtos reforçados com fibras à base de polímeros terão grande avanço nos próximos anos. Deve-se destacar também que, com o conhecimento do comportamento dos fibrocimentos, esses materiais estão alcançando aplicações cada vez maiores (exs: concreto jateado, tabuleiros de pontes e pistas de aeroportos). O Composites and Adhesives Group do Foresty and Forest Products(FFP) – Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization(CSIRO), Austrália – aparece como instituição de pesquisa precursora no estudo de materiais cimentícios reforçados com polpa de celulose, já comercializados a partir do início da década de 1980(Coutts, 1992). Atualmente, estima-se que a produção mundial de compósitos cimentícios com reforço de fibras celulósicas, combinadas ou não a fibras plásticas, esteja ao redor de 3 milhões de toneladas ao ano (Heiricks et al., 2000), produção essa localizada, em grande parte, nos EUA, Europa, Oceania, Ásia e África do Sul. O fibrocimento com fibras naturais tem como diferencial o uso de adições minerais em substituição ao uso do clinker e a substituição do amianto por fibras vegetais e polpas celulósicas. É usado na fabricação de compósi-tos não convencionais e o desenvolvimento de elementos construtivos (telhas e painéis).

Em pequena escala, o fibrocimento é produzido pelo processo de hatshek com câmara de moldagem + filtro, vácuo para retirada de água, reservatório de água e aplicação de pressão por área da placa. Uso de fibras vegetais possui: Vantagens: • Baixo peso específico;• Recursos renováveis;• Produção com baixo investimento e baixo custo;• Processo de produção sem desgaste das ferrramentas e sem irritação da pele;• Boas propriedades térmicas e acústicas. Desvantagens: • Variação da durabilidade em função da influência do clima;• Absorção de humidade;• Baixa durabilidade; • Solução - tratamento superficial das fibras (silanos);• Variação no preço das fibras provocado por fatores econômicos e políticos.

As macrofibras como o coco, sisal e bananeira que podem ser utilizadas, são obtidas através de processo polpação organossólvica que consiste em processo de cozimento da polpa com solventes orgânicos associados à água. Este pro-cedimentos possui: Vantagens:• Melhor impregnação do tecido vegetal• Fácil recuperação de lignina e polissacarídeos • Fácil recuperação do solvente por destilação • Baixo custo e uso de pequenas centrais de polpação Desvantagens:• Maior consumo de energia em comparação ao método Kraft

Os compósitos de fibrocimento com fibras naturais são sensíveis a:• Distribuição uniforme das fibras no compósito;• Espassamento entre fibras.

Conclusões:• Compósitos de fibrocimento com fibras vegetais é uma solução viável para diminuição do custo dos componentes de construção;• Adições minerais e fibras vegetais são alternativas para a produção dos compósitos;• Vantagens da utilização em telhas onduladas para obter construções sustentáveis;• Polpa de fibra curta de madeira (eucalipto) levam à economia de energia no processo de polpação;• Resultados obtidos incentivam a substituição parcial de fibras de polímero por polpa vegetal e do cimento por cinzas de resíduos.

“2009, o Ano Internacional das Fibras Naturais, decretado pela ONU, já que não utilizam derivados de petróleo e são biodegradáveis.”

aos usuários finais, pelo sistema de autoconstrução. Neste tipo de telha, a matriz é uma argamassa de cimento e areia com traço 1:3 em volume; as fibras são de coco e picadas, para se obter o comprimento médio de 4cm; o fator água-cimento é de 0,7 e o volume de fibras é de 2%. Inicialmente uma placa é moldada sobre uma folha de plástico, fica num esquadro de madeira. Essa placa é feita de duas camadas de argamassa e as fibras colocadas manualmente entre elas; a superfície superior recebe acabamento com pó de cimento e colher de pedreiro(“queimada”), porque será a face externa da telha. Após a modelagem da placa, o esquadro de madeira é removido e a placa, que fica suspensa sobre a folha plástica, é colocada em cavaletes, adquirindo o seu formato de canal. É um processo muito simples, que teve aceitação na zona rural nordestina. Os problemas conhecidos foram decorrentes de distribuição das fibras entre camadas e do emprego de volumes menores que o estipulado.

Experiência do IPT-IDRC O IPT, com suporte financeiro do International Development Research Centre (IDRC), Canadá, desenvolveu componentes empregando compósito de argamassa de cimento de escória de alto-forno reforçada com fibras de coco. Os componentes foram concebidos levando em conta que eles devem ser facilmente produzidos em canteiro, no meio urbano ou rural, ou em pequena indústria de pré-moldados e montados facilmente sem o emprego de equipamentos. O trabalho concentrou-se em painéis para paredes estruturais, mas alguns experimentos foram realizados visando a placas para forros, nesse caso, preferindo-se empregar pastas reforçadas com papel de imp-rensa desintegrado (Agopyan, 1991)

Experiência IPT – FAPESP Fibras em mantas foram confeccionadas por encomenda à Pronamazon – Fibras Naturais da Amazônia, coop-erativa localizada na Ilha de Marajó, Pará. A resina utliizada foi a resina de tanino. Ensaios em condição úmida, apresentaram queda acentuada na resistência mecânica, indicando a alta absor-ção de água dos painéis de fibra de coco em parte por conta da alta porosidade do material, o que sugere a necessidade de um revestimento externo aos painéis ou a incorporação de medidas para reduzir os espaços vazios em seu interior. As propriedades mecânicas demonstradas pelas chapas planas e pelos protótipos de telha de cobertura asso-ciadas à sua plasticidade indicam a forte vocação do material para aplicação em componentes moldados não somente para construção civil, mas também para mobiliário.

Desenvolvimento de tecnologia para fabricação de painéis de fibra de coco – Guilherme A. Wiedman(FAPESP – CNPQ) As propriedades demonstradas pelos painéis de fibra de coco nos ensaios revelaram-se muito semelhantes as do aglomerado comum, composto de partículas multidimensionais de madeira.Painéis prensados de fibra de coco e resina demonstraram-se potencialmente adequados à aplicação em diversos segmentos da indústria. Os resultados obtidos nos ensaios indicam a viabilidade técnica de sua produção , e com pequenos ajustes na tecnologia do processo, podem-se corrigir algumas propriedades desfavoráveis apresentadas, como a alta absorção de água e o acabamento rústico da superfície dos painéis. O tanino, naturalmente presente nas fibras de coco em concentrações médias de 5%, atribui às fibras grande resistência ao ataque de microorganismos e insetos, tornando muito difícil a proliferação de agentes degradantes comuns na madeira, como fungos e cupins. A produção anual de fibras de coco, no Brasil, é superior a 2 milhões de toneladas, consumindo apenas uma fração dos 600 milhões de frutos cultivados anualmente. Se fossem beneficiados os mesocarpos de apenas 50% do total gerado, poderia-se chegar a uma produção de cerca de 21 milhões de toneladas de fibras/ano, fazendo da fibra de coco uma matéria-prima de grande disponibilidade para uso imediato. Além de gerar produtos de origem renovável, a exploração racional das fibras naturais brasileiras pode ser um importante fator de desenvolvimento sócio-econômico, visto que a maior parte das plantas fibrosas são nativas das regiões mais pobres do país, empregando grande quantidade de mão-de-obra em seu beneficiamento.

A polpa dos frutos pode ser comercializadas no local, exportados ou ainda transformados em produ-tos finais pela comunidade, além da possibilidade de serem usados como combustíveis (biodiesel) para os caminhões que fazem o transporte e nas próprias maquinas da agroindústria, como uma das opções de fonte de energia renovável. A agroindústria poderia utilizar além do biocombustivel, energia solar ou ener-gia eólica. O beneficiamento da fibra de coco e mantas homogêneas e do óleo vegetal em poliol ficaria a cargo da fábrica, que também completaria a transformação destes insumos em componentes moldados de baixo impacto ambiental com diversas aplicações na indústria de móveis, automóveis, construção civil entre outras. Sistemas de gerenciamento de resíduos e tratamento de efluentes deveriam ser incorporados à con-strução, composta de materiais de baixo impacto ambiental, além de oferecerem benefícios á comunidade como novas oportunidades de trabalho e geração de renda, permitindo o ganho de qualidade de vida e abrindo as portas para a introdução de cursos de especialização e pesquisas.

Estela Mari Imai 5143983Patricia Megumi Nii 5144365

AUT-221Trabalho Final

Profª Denise Duarte

Considerações Finais

A disponibilidade de fibras vegetais, características de climas tropicais, garante a possibilidade de seu em-prego em escala industrial, de acordo com a sua incidência nas diferentes regiões. Pode-se resumir que os materiais reforçados com fibras vegetais são tecnicamente possíveis de serem produzidos e economicamente viáveis, nas regiões em que a matéria-prima é abundante. São materiais alternativos, porém com qualidade compatível à dos convencionais. Com perspectiva para os compósitos fibrosos, comprova-se que muitos dos estudos de matrizes frágeis reforçadas com fibras de baixo módulo de elasticidade (vegetais, por exemplo) estão direcionados à produção de materiais de baixo custo e desempenho compatível às necessidades de milhões de pessoas desabrigadas, pre-dominantemente nos países em desenvolvimento. Percebe-se a necessidade futura de otimização dos escassos recursos ainda disponíveis, com a finalidade de encurtar o caminho que leva à viabilidade comercial.

Bibliografia

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WIEDMAN, Guilherme Alexandre. Fibra de coco e resinas de origem vegetal para produção de componentes de mobiliário e da construção civil. Tese de Doutorado, FAUUSP, São Paulo, 2002.

RESINA DE TANINO São substâncias fenólicas de estrutura complexa presentes naturalmente no lenho, folha, semente e principalmente na casca da algumas espécies vegetais. Ocorrem na forma e taninos hidrossolúveis e taninos condensados. São solúveis em água, álcool, éter e acetona e possuem alto poder cur-tente. Reagem com formol e formam uma resina termofixa com linha cola resistente à umidade e forte poder adesivo.

FIBRAS NATURAIS

FIBROCIMENTO

Conforto Térmico: -1C em comparação com telha de fibrocimento de amiantoSistemas de cobertura

(Coutts, 1986)(Savastano Jr. et al., 2006)

MENON(1958) e FAO(2001)WIEDMAN(2002)Tanque de maceração

WIEDMAN(2002) JARMAN(1970-3)

JARMAN(1970-3)

SAVASTANO JR.(2004)

WIEDMAN(2002)

WIEDMAN(2002)WIEDMAN(2002)coquim.com.br(2009)

Arte: André Schawartsman(2002)

WIEDMAN(2002)WIEDMAN(2002)WIEDMAN(2002)

Acácia NegraCaju