ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: USO DA PALHA DE CARNAÚBA EM REVESTIMENTO DE DUTOS - PROPRIEDADES MECÂNICAS
AUTORES: CAVALCANTE, J.J.C. (UFRN) ; SANTOS, A.E.L. (UFRN) ; FONSECA, J.L.C. (UFRN) ; PEREIRA, M.R. (UFRN)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma cobertura impermeabilizante para esteiras de carnaúba, utilizadas em revestimento de dutos de gás na indústria petroquímica. A finalidade do impermeabilizante seria aumentar o tempo de uso e melhorar as propriedades mecânicas das esteiras. As formulações foram preparadas utilizando-se duas resinas acrílicas/estirênicas a base de água, uma argila mineral, encontrada também na região, além de dois tipos de retardantes de chama. Neste trabalho as amostras foram testadas quanto a sua resistência mecânica. Os resultados mostram que a resina B, a base de estireno, junto com o trietil fosfato foi a formulação que provocou menor decaimento das propriedades mecânicas finais da palha e, portanto seria a formulação mais recomendada para uso.
PALAVRAS CHAVES: palha de carnaúba, impermeabilizante, teste mecânico
INTRODUÇÃO: No Brasil, especialmente nas regiões norte e nordeste são produzidas muitas fibras vegetais, através de projetos que levam em conta a sustentabilidade econômica e ambiental. Um desses projetos, que motivou este estudo, é financiado pela Petrobras S.A e tem como principal objetivo avaliar a viabilidade do uso da palha de carnaúba na substituição das folhas de alumínio usadas na proteção do isolamento térmico usado nos dutos de vapor. A carnaubeira (Copernicia prunifera) é uma planta típica do Brasil e é a única desta espécie que produz cera em suas folhas (PEREIRA et al., 2011). A cera de carnaúba é amplamente utilizada em várias áreas, tais como, a indústria farmacêutica, de cosméticos, impermeabilizantes, coberturas e indústria de alimentos. Em relação à palha, esta geralmente é utilizada apenas na confecção de esteiras, chapéus e outros itens artesanais. Antes da utilização da palha de carnaúba nas tubulações de vapor, faz-se necessário o estudo de algumas de suas propriedades para verificar uma possível vantagem na sua utilização específica. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma formulação adequada para o revestimento da palha de carnaúba, conferindo-lhe a impermeabilização da sua superfície, e mantendo, ou melhorando a sua resistência mecânica. Os resultados dos ensaios de resistência mecânica foram obtidos através das curvas do tipo tensão versus deformação (CANEVAROLO, 2003). Para tanto, foram testadas duas resinas acrílicas. Além das resinas, foram também testados na formulação da cobertura da palha diferentes retardantes de chama e uma argila mineral encontrada próximo a mesma comunidade de artesãos que forneceu a palha utilizada neste estudo.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização desse estudo utilizou-se palha de carnaúba fornecida pelo grupo de artesãos do município de Alto do Rodrigues/RN; paquímetro (modelo 125 MEB, Starrett® ); Dinanômetro (modelo AME-5KN, Filizola S.A); Resina Acronal® 295 D AS (a base de copolímeros acrílicos) e Resina BN 504 ( a base de copolímeros acrílicos e estireno), Basf S.A.; argila (encontrada no município de Alto do Rodrigues); Trifenil fosfato e Trietil fosfato, Aldrich Chemistry. As amostras de palha limpas e secas foram recobertas com uma formulação contendo resina acrílica, retardante de chama (20%m/m) e argila mineral (60-80%m/m). Após a cobertura as amostras foram secas por 48 horas a temperatura ambiente. No ensaio mecânico, foram utilizadas dez amostras de palha sem cobertura e dez amostras para cada formulação do revestimento. Cada amostra media 9,0 cm de comprimento e 1,0 cm de largura. No entanto, apenas 5,4 cm desse comprimento foram deixados disponíveis para a análise, ou seja, cerca de 60%. Os outros 3,6 cm, cerca de 40%, foram recobertos com papel, (1,8 cm em cada uma das extremidades). O papel foi fixado nas extremidades com um adesivo, com a intenção de protegê-las e evitar que a palha escapasse das garras que prende a amostra durante o ensaio. As amostras foram posicionadas, de modo que ficassem firmemente presas nas garras do equipamento. Acionou-se o equipamento, deixando o ensaio prosseguir até o rompimento da amostra teste. Os testes mecânicos foram realizados a uma velocidade de 5 mm/min e foram usadas para o referido teste, tanto a palha natural como a palha revestida. Os resultados apresentados são valores médios de 10 ensaios, de cada tipo de amostra, com os respectivos desvios.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Figura 1 – Valores de tensão de ruptura obtidos a partir dos ensaios de tração.
Os resultados mostram que a cobertura com a resina B provocou um aumento no valor de tensão de ruptura da palha, indicando que o material tornou-se mais resistente. Para ambas as resinas utilizadas verifica-se que a adição da argila e também do retardante de chama diminuem os valores de tensão, embora no caso das formulações com a resina B este permaneçam superiores aos encontrados para a cobertura já utilizada pela empresa. O desempenho superior da resina B é, provavelmente, devido ao fato desta ser composta não apenas por polímeros acrílicos, mas também pelo poliestireno, que por possuir um anel aromático em sua estrutura, caracteriza-se por ser um material mais rígido.
Figura 2: Valores de Módulo Elástico obtidos a partir dos ensaios de tração.
Os resultados mostram um decréscimo no valor do módulo elástico, após o uso da cobertura, sendo este mais acentuado para a resina A, indicando que o material fica mais macio. Este resultado pode ser bastante interessante visto que a palha será usada na cobertura de dutos que por serem cilíndricos, vão exigir uma grande deformação desta palha. Mais uma vez o desempenho da resina B foi superior ao da resina A e da cobertura já utilizada. Observa-se também que o trietil fosfato foi o anti-chamas que provocou o menor decaimento no módulo da palha em ambas as formulações (resina A e B). Os valores de deformação na ruptura mantiveram-se praticamente constantes para todas as formulações utilizadas.
CONCLUSÕES: A análise dos resultados permite concluir que a formulação que mais se adequaria a necessidade do estudo em questão seria a que contivesse a Resina B, com 60% de argila e 20% de trietil fosfato, considerando que: o uso da argila poderia provocar um grande barateamento no custo da formulação final, uma vez que esta se encontra disponível na região, as perdas nas propriedades mecânicas são bem menores do que as causadas pela formulação usada atualmente pela empresa e por último a formulação proposta utiliza apenas água como solvente, ao invés dos solventes orgânicos usados na cobertura atual.
AGRADECIMENTOS: Os autores gostariam de agradecer a Petrobras S.A pelo apoio financeiro, a PROPESQ/UFRN pelas bolsas de IC e a Basf S.A. pela doação das resinas acrílicas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1- J.E.Fernandes, T.N.C.Dantas, J.L.C.Fonseca, M.R.Pereira, Carnauba Straw: Characterization and chemical treatments – J.Appl. Polym. Sci. (no prelo)
2- S. V. CANEVAROLO JR; Técnicas de Caracterização de Polímeros, São Paulo: Artliber Editora, 2003.
