Placa térmica isolante obtida a partir de embalagem cartonada (Tetra Pak): construção e avaliação de sua eficiência

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Catelani, M. (IFSP - CAMPUS CAPIVARI) ; Medeiros, J.B. (IFSP - CAMPUS CAPIVARI)

Resumo

Sendo o Brasil um país quente, vários tipos de isolantes térmicos são criados para o conforto térmico de residências, mas essa alternativa não é financeiramente acessível a toda população. Visando melhorar a qualidade de vida dos brasileiros mais pobres, esse projeto tem como objetivo obter uma placa térmica isolante de baixo custo. A ideia é usar embalagens cartonadas longa vida como matéria-prima, pois consiste em um resíduo domiciliar barato e de fácil aquisição. Assim, uma placa térmica isolante dupla face foi produzida a partir da junção de caixas de leite desmontadas e a sua eficiência em reter calor foi comparada com a de uma manta térmica comercial, mostrando-se mais eficiente. Na continuidade do projeto será agregado bagaço de cana-de-açúcar à placa de embalagem cartonada obtida.

Palavras chaves

Embalagem cartonada; Placa isolante térmica; Bagaço de cana-de-açúcar

Introdução

No Brasil há aproximadamente 16 milhões de pessoas vivendo na miséria, com menos de R$ 70,00 por mês. A maioria dessas pessoas reside em casas improvisadas (TV BRASIL, 2014) e construídas sem levar em consideração fatores que influem no seu conforto térmico. Isso contribui para que a população menos favorecida financeiramente seja castigada pelas altas temperaturas registradas nos últimos anos. Meios alternativos de aliviar o desconforto causado pelas altas temperaturas dentro das residências seriam empregar isolantes térmicos sob o telhado e fazer uso de ar condicionado, porém estes não são meios acessíveis para toda a população, principalmente para a mais carente. Mesmo sendo isolantes térmicos mais em conta, as cerâmicas, isopores e espumas ainda não são financeiramente acessíveis para toda a população, evidenciando a necessidade de se desenvolver materiais isolantes de baixo custo, visando atender a demanda das comunidades de baixa renda. Para produzir um isolante térmico barato é importante que a matéria-prima seja capaz de reter calor, seja produzida na mesma região em que o isolante será fabricado, para evitar gastos com transporte, e tenha um preço muito baixo, se possível, sem custos. A embalagem cartonada longa vida, também conhecida como embalagem Tetra Pak, é um material que apresenta esses pré-requisitos, pois é feito de papelão, plástico e alumínio, que são materiais isolantes, e aproximadamente 170 mil toneladas desse material são usadas por ano no Brasil, sendo que a maior parte é descartada em aterros sanitários (NASCIMENTO et al., 2007). Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é avaliar a viabilidade de produzir uma placa térmica isolante de baixo custo a partir de um resíduo sólido domiciliar: embalagens cartonadas longa vida.

Material e métodos

Caixinhas de leite longa vida foram abertas e recortadas, obtendo-se folhas desse material com dimensões 14 cm x 30 cm. Essas folhas foram lavadas e, depois, secas sobre bancada do laboratório. Em seguida foram unidas, duas a duas, com as lâminas de alumínio expostas para fora, de modo que se obteve em laboratório placas dupla face de embalagens cartonadas. Três caixas de sapato idênticas foram adquiridas e encapadas com folha papel sulfite e uma delas foi revestida pela placa de embalagem cartonada dupla face. Visando comparar a eficiência da placa térmica obtida a partir de embalagem cartonada com a eficiência de isolantes térmicos comerciais, utilizou-se uma manta da marca LitFoil como padrão. Para tanto, a segunda caixa de sapato foi revestida pela manta térmica comercial. A terceira e última caixa de sapato foi usada como branco, sendo que, portanto, não foi envolvida por nenhum material isolante. Uma caixa de papelão foi desmontada e usada para construir uma caixa pentagonal de 0,50m de altura, dentro da qual as caixas de sapato foram colocadas (Figura 1) e a avaliação da placa de embalagem cartonada desenvolvida. Em quatro das cinco laterais da caixa foi feito um pequeno orifício e um termômetro foi introduzido em cada um desses orifícios para o acompanhamento da temperatura interna das três caixas de sapato e da caixa de papelão (sistema externo). Três lâmpadas incandescentes de 100 W cada foram penduradas no centro da caixa pentagonal, distando igualmente das três caixas de sapato. O sistema foi fechado, as lâmpadas foram ligadas e iniciaram-se as medições de temperatura, verificando-as a cada 10 minutos. Após 170 minutos de análise, as lâmpadas foram desligadas e acompanhou-se o decréscimo da temperatura no interior das caixas por 130 minutos.

Resultado e discussão

A avaliação foi realizada em triplicata e os dados compilados em Excel. Visando minimizar erros experimentais, foram calculadas médias das temperaturas de cada um dos pontos e, a partir dessas médias, foi plotado um gráfico (Figura 2). Na primeira hora de avaliação, a elevação da temperatura no interior da caixa revestida com embalagem cartonada foi de 14°C, enquanto que na caixa revestida pela manta comercial foi de 15,5°C e na caixa sem revestimento 15,3°C, evidenciando que a embalagem cartonada é mais eficiente que a manta comercial em reter calor. De 60 a 170 minutos a embalagem cartonada continuou se mostrando mais eficiente em reter calor que a manta comercial, de modo que a temperatura no interior da caixa revestida pela embalagem cartonada ficou aproximadamente 1,5ºC a menos que nas outras duas caixas. Isso aconteceu porque a parte laminada da embalagem cartonada reflete irradiação da lâmpada, assim como o alumínio presente na manta comercial, mas com a vantagem de impedir um pouco mais a entrada de calor devido à presença das camadas de papelão na embalagem. As lâmpadas foram desligadas em 170 minutos e o decréscimo na temperatura acompanhado. Após uma hora constatou-se que a embalagem cartonada era mais eficiente que a manta em reter calor, de modo que a diminuição da temperatura no interior da caixa revestida pela embalagem foi mais lenta que nas demais. Isso se deve ao fato da placa de embalagem cartonada ser dupla face, de modo que também há uma parte laminada voltada para a caixa de sapato, que limita a saída do calor de dentro da caixa. Esse resultado é importante porque indica que a placa de embalagem cartonada é útil tanto para o verão quanto para o inverno, quando o calor tende a migrar do interior da residência para o meio externo.

Caixa pentagonal com o bulbo dos termômetros para fora e caixas de sapato no seu interior


Média dos dados obtidos dos experimentos

Conclusões

A placa dupla face de embalagem cartonada obtida nesse trabalho, por ser mais eficiente que uma manta térmica comercial e ser obtida a partir de matéria-prima que não tem custos, apresenta potencial para ser um protótipo de isolante térmico residencial voltado para comunidades de baixa renda, o que poderá melhorar a qualidade de vida de milhões de brasileiros que residem em residências improvisadas sem qualquer conforto térmico. Adicionalmente, como a embalagem cartonada é um resíduo domiciliar, sua reutilização também contribui para diminuir o descarte inadequado de lixo urbano.

Agradecimentos

Agradeço à minha família, ao orientador João B. de Medeiros, à toda equipe do IFSP - Capivari e ao Programa de Bolsa Discente pela oportunidade concedida.

Referências

NASCIMENTO, M. M. R. et al. Embalagem cartonada longa vida: Lixo ou Luxo?. Química nova na escola. nº 25, p. 5, Mai, 2007.

TV BRASIL, Retratos da pobreza no Brasil; Disponível em: <http://tvbrasil.ebc.com.br/caminhosdareportagem /episodio/retratos-da-pobreza-no-brasil-0>. Acesso em: 17 maio 2014.