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CAIO PINOLA COELHO
GUSTAVO MANZANARES
LEONARDO MIGUEL MENEDEZ
REUTILIZAÇÃO DO POLIESTIRENO EXPANDIDO NA PRODUÇÃO
DE IMPERMEABILIZANTE E ADITIVO PARA TINTAS
Orientadora: Esp. Erica Gayego Bello Figueiredo Bortolotti
Campinas – SP
2014
Trabalho apresentado ao Conselho Regional de
Química – IV Região como parte dos requisitos
exigidos para concorrer ao Prêmio CRQ-IV
2014.
2
AGRADECIMENTOS
Agradecemos à Escola Técnica Estadual Conselheiro Antônio Prado - ETECAP, por
fornecer os materiais e infraestrutura.
3
RESUMO
O Poliestireno Expandido (EPS), comercialmente conhecido como Isopor®, mostrou-se ao
longo do tempo um material de grande utilidade para o homem. É principalmente usado como
isolante térmico e de proteção para equipamentos, tendo como característica baixo peso e
grande volume, o que acarreta a pouca procura para reciclagem e o grande impacto ambiental
após o seu descarte, pois é um material não biodegradável. O óleo de cozinha, outro resíduo
usado no projeto, também se mostra um frequente problema para o meio ambiente, visto que
também não é recolhido ou possui um tratamento adequado na maioria das casas, sendo,
incorretamente, descartado na pia. Segundo dados da CETESB (Companhia de Tecnologia de
Saneamento Ambiental), 1 litro de óleo usado descartado pode contaminar até 1 milhão de
litros de água. A junção desses dois resíduos na fabricação de um novo produto é o principal
objetivo do trabalho, para o desenvolvimento de um impermeabilizante e uma tinta aditivada.
O impermeabilizante foi produzido com o Isopor® e o óleo de cozinha. Foram testados
diversos solventes, tendo resultado positivo com o acetato de etila e o diclorometano.
Realizaram-se testes de impermeabilidade com pedras cascalho e telha de barro onde se
obteve bons resultados. A tinta aditivada foi desenvolvida adicionando o impermeabilizante
na tinta comercial, variando a quantidade do óleo de cozinha. Tanto o impermeabilizante
quando a tinta aditivada são economicamente viáveis e uma fonte potencial de reciclagem
desses resíduos.
Palavras-chaves: Polímeros; Impermeabilizante; Reciclagem; Isopor; Óleo de cozinha.
4
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 8
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 9
2.1 Impermeabilização: materiais, procedimentos e desempenho............................................ 9
2.2 Uso e aplicação do EPS reciclado para redução da permeabilidade de superfícies de
concreto ............................................................................................................................... 10
2.3 A utilização de recicláveis na arquitetura ........................................................................ 10
2.4 Análise energética e exergética de um processo de Reciclagem de poliestireno expandido
(Isopor) ................................................................................................................................ 10
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................... 11
3.1 Polímeros ....................................................................................................................... 11
3.1.1 Características dos polímeros ...................................................................................... 11
3.1.1.1 Polimerização ........................................................................................................... 11
3.1.1.2 Termoplásticos ......................................................................................................... 12
3.1.1.3 Termorrígidos........................................................................................................... 12
3.1.1.4 Elastômeros .............................................................................................................. 13
3.1.2 Poliestireno ................................................................................................................. 13
3.1.3 Produção do EPS ......................................................................................................... 14
3.1.4 Descarte do EPS .......................................................................................................... 15
3.1.5 Decomposição do EPS ................................................................................................ 16
3.1.6 Reciclagem do EPS ..................................................................................................... 16
3.2 Polaridade ...................................................................................................................... 18
3.3 Impermeabilizante .......................................................................................................... 19
3.3.1 Definição .................................................................................................................... 19
3.3.2 Aplicação .................................................................................................................... 20
3.3.3 Fiscalização e preservação da impermeabilização ........................................................ 21
3.4 Solventes Orgânicos ....................................................................................................... 21
3.4.1 Diclorometano ............................................................................................................. 21
3.4.2 Acetato de Etila ........................................................................................................... 22
3.5 Óleos Vegetais ............................................................................................................... 23
3.5.1 Tipos de óleos de cozinha ............................................................................................ 24
5
3.5.2 Óleo e o meio ambiente ............................................................................................... 25
3.5.3 Destinos para o óleo de cozinha ................................................................................... 25
3.6 Tinta .............................................................................................................................. 26
3.6.1 Componentes Básicos da Tinta .................................................................................... 26
3.6.1.1 Resina ...................................................................................................................... 26
3.6.1.2 Pigmento .................................................................................................................. 26
3.6.1.3 Aditivo ..................................................................................................................... 27
3.6.1.4 Solvente ................................................................................................................... 27
3.7 NBR 10004 - Classificações dos resíduos sólidos ........................................................... 27
3.7.1 Classificação dos resíduos ........................................................................................... 28
3.7.1.1 Resíduos classe I - Perigosos .................................................................................... 28
3.7.1.2 Resíduos classe II - Não perigosos ............................................................................ 29
3.7.1.3 Resíduos classe II A – Não inertes ............................................................................ 29
3.7.1.4 Resíduos classe II B – Inertes ................................................................................... 30
4. RELEVÂNCIA DO TRABALHO ................................................................................... 31
5. HIPÓTESE ...................................................................................................................... 31
6. OBJETIVOS .................................................................................................................... 32
6.1 Objetivos gerais ............................................................................................................. 32
6.2 Objetivos específicos...................................................................................................... 32
7. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................. 32
7.1 Impermeabilizante .......................................................................................................... 32
7.1.1 Materiais ..................................................................................................................... 32
7.2 Tintas ............................................................................................................................. 33
8. CUSTOS .......................................................................................................................... 34
9. CRONOGRAMA ............................................................................................................. 35
10. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 36
10. 1 Impermeabilizante ....................................................................................................... 36
10.1.1 Teste de impermeabilidade ........................................................................................ 39
10.2 Tinta Aditivada ............................................................................................................ 40
11. CONCLUSÃO ............................................................................................................... 42
6
12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 43
7
ÍNDICE DE FIGURAS, GRÁFICOS E TABELAS
Figuras
Figura 1 - Reação de polimerização do poliestireno (polímero de adição).. ........................... 12
Figura 2 – Estireno em modelo tridimensional. .................................................................... 13
Figura 3 - Fluxograma de produção do EPS ......................................................................... 14
Figura 4 - Dados da relação do EPS com o lixo brasileiro. ................................................... 15
Figura 5 - Fluxograma de reciclagem mecânica do Isopor®. ................................................ 17
Figura 6 - Tabela periódica indicando a tendência de eletronegatividade. ............................. 18
Figura 7 - A ação impermeabilizante em tecidos. ................................................................. 20
Figura 8 – Diclorometano em modelo tridimensional. .......................................................... 22
Figura 9 - Reação de formação do acetato de etila.. .............................................................. 23
Figura 10 - Óleos vegetais são extraídos de sementes oleaginosas, como soja e milho. ......... 23
Figura 11 - Desespanção do Isopor® em acetato de etila. ..................................................... 36
Figura 12 - Uso do impermeabilizante em telhas. ................................................................. 39
Figura 13 - Teste com as pedras impermeabilizadas. ............................................................ 40
Gráficos
Gráfico 1 - Quantidade de reagentes em % no impermeabilizante...........................................38
Gráfico 2 - Quantidade de reagentes em % na tinta aditivada..................................................41
Tabelas
Tabela 1 – Materiais para o impermeabilizante........................................................................32
Tabela 2 - Materiais para a tinta aditivada...............................................................................33
Tabela 3 – Custos do projeto.....................................................................................................34
Tabela 4 – Testes dos resultados dos solventes orgânicos com Isopor.....................................36
Tabela 5 - Resultados dos testes dos impermeabilizantes em tijolos........................................37
Tabela 6 – Resultados dos testes dos impermeabilizantes em pedras.......................................39
Tabela 7 – Resultados da tinta aditiva em madeira...................................................................40
8
1. INTRODUÇÃO
Todos já usaram o Isopor® para alguma atividade. Devido a suas propriedades muito
úteis na atualidade, o Isopor® é muito utilizado como isolante térmico e acústico além de
servir como proteção para outros objetos. Termo pouco conhecido, a sigla EPS (Poliestireno
Expandido) é o correto para denominar esse material, um polímero derivado do petróleo, que
em sua estrutura apresenta 98% de ar. (GROTE, 2003)
Gerado a partir de uma reação de polimerização do estireno, que resulta no
poliestireno, passa por uma pré-expansão, estabilização e depois expansão com o vapor da
água, assim dando origem ao poliestireno expandido. O EPS é cada vez mais produzido,
fortalecendo-se no mercado mundial, devido ao seu baixo custo. (BNDS, 1997)
Com o grande consumo do EPS também cresce o seu descarte, tendo apenas uma
pequena parte destinada corretamente e sendo muitas vezes descartado de maneira
inapropriada ou acumulando-se em locais incertos, poluindo o meio e gerando sérias
consequências por não ser biodegradável.
Preocupado os problemas ambientais ocasionados pelo descarte incorreto do EPS, o
objetivo principal do trabalho é reciclar esse resíduo e transformá-lo em um material útil na
composição de um impermeabilizante e da tinta. O óleo de fritura, que também é um resíduo,
será utilizado no desenvolvimento desses produtos.
A impermeabilização vem sendo uma área de destaque em obras e na vida cotidiana
das pessoas. A umidade causada pela água preocupa por conta de problemas que poderiam ser
evitados com a aplicação de impermeabilizantes, como infiltração, bolor em paredes e foros
de casas, deslocamento de piso e vazamentos em piscinas, por exemplo.
Apesar de o EPS e do óleo de fritura ser insolúveis em solventes polares, sendo o
maior exemplo a água, tem boa solubilidade em solventes apolares. Após diversos testes,
observou-se que os melhores solventes para o objetivo do trabalho foram o acetato de etila,
líquido incolor e com odor adocicado usado industrialmente para a produção de removedores
de esmaltes, e o diclorometano, líquido incolor e com odor semelhante ao do clorofórmio
usado como solvente para a produção de fibras sintéticas, filmes fotográficos e extração de
óleo e gorduras.
Os produtos finais desenvolvidos com esses dois resíduos são viáveis economicamente
e ambientalmente.
9
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Impermeabilização: materiais, procedimentos e desempenho
Os materiais impermeabilizantes são muito importantes para a sociedade. Manter
qualquer tipo de material isolado da água, evitando principalmente umidade, que pode
ocasionar problemas futuros, não é uma tarefa difícil hoje em dia. Têm-se diversos tipos de
impermeabilizantes vendidos comercialmente. O trabalho trás a ideia de incluir o
impermeabilizante não quando o problema aparece, mas durante e ao final da obra, vendo que
a impermeabilização durante a obra é mais fácil e econômico do que executá-la
posteriormente. (MELLO, 2005)
2.2 Uso e aplicação do EPS reciclado para redução da permeabilidade de
superfícies de concreto
Para a solubilização do EPS foram utilizadas misturas de acetona e cicloexano em
várias proporções. Foi adotada a solução contendo 70% de acetona e 30% de cicloexano. A
escolha se deu por dois fatores: apresentar boa solubilidade do EPS, boa transparência e
nenhuma formação de precipitado e conter menor volume de cicloexano (uma vez que a
acetona é um solvente de uso comercial e tem preço inferior ao cicloexano). Foram
preparadas duas soluções com concentrações distintas de EPS: 5 e 10 % em massa de
polímero em relação massa final da mistura de solventes. Os tempos de imersão na solução
polimérica impregnante foram variáveis: 30, 60 e 120 minutos.
Verificou-se que os tratamentos não provocam uma impermeabilização completa do
concreto. Este fator torna-se importante, pois permite que a água evaporável (água capilar e
parte da água adsorvida) possa ser extraída do concreto (em forma de vapor), em casos de
elevação da temperatura. (AMIANTI, 2008)
10
2.3 A utilização de recicláveis na arquitetura
A composição do poliestireno expandido, quando combinado a algum material, ajuda
a diminuir e muito as chances de problemas com umidade, que é muito comum em alvenaria
de tijolos e blocos celulares.
O Isopor® também pode virar verniz. Utilizando materiais como bandejas de
alimentos e protetores de embalagem como matéria-prima de um produto para
impermeabilizar fachadas de tijolos, concreto e madeira. (RIBAS, 2008)
2.4 Análise energética e exergética de um processo de Reciclagem de
poliestireno expandido (Isopor)
A reciclagem de resíduos ou materiais rejeitados pode ser além de uma iniciativa
ecológica, uma alternativa à redução de custos e aumento de competitividade da indústria.
Várias etapas iniciais da fabricação da matéria virgem do EPS podem ser eliminadas,
permitindo a redução do insumo, como eletricidade e combustível. O resíduo do EPS pode
passar por diversos processos de reciclagem, sendo eles a reciclagem para fabricação de
produtos espumados, reutilização para melhoramento de solo e reutilização para construção,
todos estes a partir da trituração; a reciclagem química e a geração de energia. (GROTE,
2003)
11
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 Polímeros
Polímero pode ser definido como sendo um composto químico com elevada massa
molecular e constituído por pequenas moléculas, denominadas monômeros, que possuem a
capacidade de ligarem-se uns aos outros. Esta macromolécula resulta da reação química de
polimerização. Quando é formada por apenas dois monômeros é chamada de dímero.
(FELTRE, 2001)
Os polímeros sintéticos estão entre os materiais com maior destaque nos últimos 50
anos devido ao grande número de objetos que se puderam produzir com os variados tipos de
polímeros e características. Pode-se dizer que o século XX foi o „século do plástico‟, devido
ao seu desenvolvimento pela química orgânica, o grande volume de pesquisas e descobertas, a
enorme produção mundial e a sua onipresença atual no cotidiano do homem.
3.1.1 Características dos polímeros
3.1.1.1 Polimerização
A reação de polimerização ocorre quando moléculas menores se combinam
quimicamente formando os polímeros, podendo ser reversível e/ou provocada por reagentes
ou por calor. Na natureza existem muitas macromoléculas, como a celulose, repetição da
glicose, e as proteínas, repetições complexas de aminoácidos.
As formas como os polímeros se unem podem variar. Os polímeros de adição é o caso
mais simples, em que o polímero é a „soma‟ de moléculas pequenas, todas iguais entre si. Os
copolímeros seguem a mesma regra, mas obtidos a partir de dois ou mais monômeros
diferentes. A outra forma de união dos monômeros é pela condensação. Os polímeros de
condensação são obtidos pela reação de dois monômeros com a eliminação de uma substância
mais simples, geralmente água. (FELTRE, 2001)
12
Figura 1 - Reação de polimerização do poliestireno (polímero de adição).
Fonte: Autoria do grupo.
3.1.1.2 Termoplásticos
Os termoplásticos, podendo simplesmente ser chamados de plásticos, são compostos
por longos fios lineares ou ramificados, é o composto mais abundante atualmente no mercado.
Os plásticos podem ser fundidos várias vezes, e em temperatura ambiente podem ser
maleáveis, rígidos ou frágeis, adquirindo a característica de ser reciclável. Em nível
molecular, à medida que a temperatura é elevada, as forças de ligação secundárias são
diminuídas, de tal modo que o movimento relativo de cadeias adjacentes é facilitada quando
uma tensão é aplicada. Também são dissolvidos em alguns solventes.
As principais aplicações dos termoplásticos são: cloreto de polivinila (PVC),
polietileno (PE), policarbonato (PC), polipropileno (PP) e para produção de fibras,
embalagens e filmes. (BARROS, 2011)
3.1.1.3 Termorrígidos
Os termorrígidos, também chamados de termofixos, têm a estrutura molecular
composta por cordões ligados entre si através de numerosas ligações cruzadas covalentes
formadas durante o processo térmico inicial. Essas ligações prendem as cadeias entre si para
resistir aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a temperaturas elevadas. Tem a
característica de rigidez, fragilidade e durabilidade, sendo estável a variação de temperatura,
mas quando aquecidos sofrem decomposição do material antes mesmo de sua fusão,
complicando a reciclagem deste.
As principais aplicações dos termorrígidos são: baquelite (tomadas) e poliéster
(carrocerias, caixas d‟água, piscinas). (BARROS, 2011)
13
3.1.1.4 Elastômeros
Os elastômeros, também chamados de borrachas, possuem estrutura molecular similar
à do termorrígido, mas com menor número de ligações entre os “cordões”. Intermediários
entre os plásticos e os termofixos apresentam alta elasticidade, mas não podem ser fundido
várias vezes, o que complica a reciclagem.
As principais aplicações dos elastômeros são: pneus, vedações e mangueiras de
borracha. (FELTRE, 2001)
3.1.2 Poliestireno
O poliestireno (PS) é um termoplástico derivado do
monômero estireno por meio do processo de polimerização deste.
O estireno é um líquido, com ponto de ebulição 145°C e ponto de
solidificação -30,6°C. Sua fórmula molecular compreende um
fenil com ligação em grupo funcional –CH2, podendo variar a
quantidade deste grupo. Este plástico tem como característica ser
transparente, rígido, sólido, brilhante, inodoro, não prejudicial à
saúde, resistente à umidade e frágil. Apresenta propriedades
específicas, sendo as principais a leveza, e a capacidade de isolante
térmico e sonoro. (BNDS, 1997)
Muito versátil e de baixo custo é semelhante ao vidro, sendo muito resistente a ácidos
e bases, porém muito pouco resiste a solventes orgânicos, tendo uma fácil coloração e uma
fácil moldagem a quente. É classificado em quatro tipos:
PS cristal: homopolímero amorfo, duro, com brilho e elevado índice de refração. Pode
receber aditivos lubrificantes para facilitar processamento. Usado em artigos de baixo
custo, como copos e capas de CD.
PS de alto impacto: contém em sua composição elastômeros, incorporados no processo
de polimerização, é utilizado principalmente em utensílios domésticos e em
brinquedos.
Figura 2 – Estireno em
modelo tridimensional.
Fonte: Autoria do grupo.
14
PS Expandido: é uma espuma semirrígida, sendo um ótimo isolante térmico e de baixa
densidade. Muito leve e utilizado em geladeiras, isolantes térmicos e protetores de
equipamentos.
PS resistente a calor: resistente a temperaturas elevadas é muito utilizado em peças de
máquinas, automobilísticas, de computadores e eletrônicos, ar condicionado,
ventiladores e exautores.
3.1.3 Produção do EPS
Figura 3 - Fluxograma de produção do EPS
Fonte: BARDINI, 2011.
As etapas do processo produtivo:
1. Recebimento da matéria-prima: A matéria-prima é recebida em sacos plásticos,
posteriormente levada ao pré expansor.
2. Pré-expansão: Processo no qual a matéria prima é aquecida em pré-expansores através
do vapor de água transformando em pérolas celulares.
3. Maturação: Ocorre nos silos que deixam a matéria prima já expandida repousarem para
estabilização.
4. Setup: Troca do molde da injetora.
5. Moldagem Final: As perolas são transportadas por tubos até silos dos moldadores que as
injetam e através do vapor de água conformam de acordo com a forma do molde.
6. Secagem: As peças ficam dispostas dentro da estufa para que a umidade proveniente do
vapor utilizado na moldagem evapore.
7. Embalagem: As peças são embaladas conforme padrão pré-estabelecido.
(BARDINI,2011)
15
3.1.4 Descarte do EPS
O Brasil é um dos países mais consumidores de todo planeta, tendo cada brasileiro
produzindo cerca de 0,60 Kg de lixo por dia. São 250 mil toneladas descartadas diariamente.
O país reaproveita apenas 11% disto, e tem apenas 327 municípios de 5570 que possuem
sistema público de coleta de lixo. De tudo que é armazenado em um aterro sanitário, 35%
poderia estar sendo reciclada. Na maioria das vezes a cidade recorre a um sistema de
reciclagem privada. Alguns materiais que possuem um processo de reciclagem não são
recolhidos devido a este processo ser caro ou inviável e com a não coleta desses materiais a
população os descartam em lugares inapropriados, trazendo um risco ao meio ambiente.
(ABRAPEX, 2013)
É o caso do poliestireno expandido (EPS) que no Brasil são produzidos 60 mil
toneladas e importadas duas mil, porém apenas cinco mil recebem a destinação correta.
Apesar de representar 0,1% de todo o lixo do país, o EPS vem sendo cada vez mais utilizado e
descartado incorretamente, trazendo grandes riscos devido a sua não decomposição
biodegradável no solo. (GUÁMA, 2008)
Figura 4 - Dados da relação do EPS com o lixo brasileiro.
Fonte: Autoria do grupo.
16
3.1.5 Decomposição do EPS
Devido a sua composição de apenas 2% de poliestireno e 98% de ar, o poliestireno
expandido sofre uma rejeição para a reciclagem. Empresas de coleta muitas vezes não
coletam o material devido às dificuldades de se conseguir grandes quantidades, assim, muitas
vezes, sendo jogando no solo, rios e mares ou queimado pelos usuários, sendo, de todas as
formas prejudiciais ao meio ambiente. Na queima do material, esse liberará gás carbônico. Já
no descarte em rios e mares, o material é menos denso e não solúvel em água, assim parando
em costas e muitas vezes sendo comidos por animais. No caso do solo, o material leva cerca
de 150 anos para decomposição, podendo variar muito com as suas condições.
3.1.6 Reciclagem do EPS
Inodoro, reciclável, não poluente e fisicamente estável, o Isopor® também não possui
substâncias que possam poluir o meio ambiente, mas pela falta de conhecimento das pessoas
sobre a reciclagem deste, o EPS acaba indo parar em aterros e lixões de todo o país,
dificultando a decomposição de outros materiais e impedindo a penetração de água no solo.
Além de ocupar grandes espaços nos aterros, em consequência de seu grande volume.
Uma solução para este problema é a reciclagem, que pode ser feita de três formas:
A reciclagem mecânica, a mais utilizada, onde o EPS é transformado em matéria
prima para fabricação de novos produtos. O processo pode ser divido em três etapas,
onde a primeira o material é recolhido, na segunda, limpo e separado, passando por
uma máquina que retira o gás e transformando-o em fardos compactos. Finalmente, na
terceira etapa, triturado, derretido e granulado, voltando a ser matéria prima que
poderá ser usada na fabricação de diversos produtos.
A reciclagem energética utiliza-se o poliestireno para a recuperação de energia, devido
ao seu alto poder calorífico. Esse processo ocorre em usinas térmicas, o material é
queimado, se transformando em gás carbônico e vapor d‟água, não representando
grande risco à saúde humana e ao meio ambiente. Tem por finalidade a geração de
energia;
A reciclagem química reutiliza-se o Isopor® para a fabricação de óleos e gases.
(GROTE, 2003)
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A fabricação de plástico reciclado economiza 70% de energia, considerando todo o
processo, desde a exploração de matérias prima primária até a formação do produto final.
(BARROS, 2011)
Figura 5 - Fluxograma de reciclagem mecânica do Isopor®.
Fonte: ABRAPEX, 2013.
18
3.2 Polaridade
A capacidade que um átomo tem de atrair elétrons de outro átomo em ligação
covalente, denominando-se eletronegatividade. Esta peculiaridade da partícula tem como
característica que quanto maior o número de elétrons na última camada e menor o tamanho do
átomo, maior será sua eletronegatividade.
A escala estende-se do césio, 0,7, ao flúor, 4,0. O flúor é o elemento mais
eletronegativo, estando o oxigênio em segundo, o nitrogênio e o cloro em terceiro, enquanto o
hidrogênio e os metalóides característicos acham-se no centro da escala, sendo os valores
aproximadamente igual a 2. A eletronegatividade dos metais é aproximadamente igual a 1,8
ou menos. A ordem decrescente de eletronegatividade de alguns elementos pode ser facilitada
com o uso de setas indicativas na tabela periódica, mas não se pode, equivocadamente, levar o
modelo como regra. (PAULING, 1969)
Figura 6 - Tabela periódica indicando a tendência de eletronegatividade.
Fonte: Santos, 2011.
A eletronegatividade dos átomos acomete a polaridade molecular, esta, por sua vez, é
a capacidade das ligações moleculares em atrair cargas elétricas. A atração das cargas e o seu
posterior acúmulo ocorrem nos pólos, que se dividem em positivo e negativo. (SANTOS,
2011)
Moléculas formadas a partir de elementos iguais são classificadas como uma
substância que possui ligação covalente apolar, pois não há formação de pólos elétricos
(polarização da ligação), ou seja, por serem iguais, possuem a mesma eletronegatividade,
consequentemente sua força para atrair o par de elétrons compartilhados é de mesma
intensidade. Também são classificados desta forma, os átomos participantes da molécula, em
19
que a diferença de eletronegatividade entre os mesmos é igual a zero. Tem-se como exemplo
a molécula de H2.
Contrariamente, na molécula apolar, temos a ligação polar, que caracteriza apenas as
moléculas que em sua composição possui partículas diferentes. Como exemplo tem-se a
substância de HF, o flúor é mais eletronegativo do que o hidrogênio, levando ao não
compartilhamento do par de elétrons igualmente. Mesmo este sendo compartilhado entre os
dois átomos, ele se encontra mais deslocado no sentido do flúor. Esse tipo de ligação é
denominada de „ligação covalente polar‟, pois a diferença entre a eletronegatividade dos dois
átomos que constituem a molécula é diferente de zero. (HARTWIG, 1999)
3.3 Impermeabilizante
3.3.1 Definição
Impermeabilizantes, também chamados hidrorrepelentes, são substâncias que
protegem um material contra agentes danificadores. A água, o calor e a abrasão foram
considerados os maiores fatores de desgastes e depreciação em materiais, como construções,
sendo a água em particular o grande vilão devido o seu extraordinário poder de penetração.
Segundo a norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) que rege a
seleção e projeto da impermeabilização (NBR 9575/2003), há duas maneiras de barrar a
entrada da água. Uma é com os chamados sistemas rígidos – em que a massa usada como
reboco recebe polímeros, cristalizantes ou hidrofugantes e, dessa forma, evita que a água se
infiltre nos poros do concreto. A outra, dos sistemas flexíveis, compõe-se de mantas ou
membranas moldadas na obra – ambas contam com asfalto em sua composição e formam uma
camada sobre a superfície a ser protegida.
Existem vários tipos de impermeabilizantes, podendo ter origem natural ou sintética,
orgânica ou inorgânica. Dentre as naturais destaca-se a mamona, dentre as sintéticas
o petróleo.
Hoje em dia um dos mais procurados é o impermeabilizante acrílico, por sua
durabilidade, por ser completamente atóxico e em certos casos por substituir o uso de mantas
20
e argamassas, podendo, por isso, ser usado em qualquer ambiente. A película formada tem a
capacidade de repelir a água devido à polaridade e forças de repulsão. (MELLO, 2005)
3.3.2 Aplicação
A impermeabilização é parte vital de uma obra, além do uso doméstico e artesanal,
pois protege as estruturas contra possíveis patologias devido a infiltrações de fluídos, vapores
e umidade. (MELLO,2011)
Define-se como áreas a serem impermeabilizadas:
Áreas frias;
Calhas e rufos;
Caixas d´agua, reservatórios e piscinas;
Canais de irrigação;
Lajes de cobertura e terraços;
Paredes cegas e paramentos externos;
Sauna úmida;
Subsolos, baldrames e poços de elevador;
Muros de arrimo.
Figura 7 - A ação impermeabilizante em tecidos.
Fonte: <http://bit.ly/1aVgm01>
21
3.3.3 Fiscalização e preservação da impermeabilização
O controle da execução da impermeabilização deve sempre obedecer a um projeto,
pois este também deve estar aplicado nas especificações de qualidade do produto,
características técnicas, espessura, consumo, tempo de secagem e principalmente método de
aplicação.
A precaução para impedir que a impermeabilização seja danificada por terceiros
também deve ser alvo de atenção. Por ocasião da colocação de pregos, antenas e pisos, pode-
se ter problemas relacionados ao mau rendimento do produto. (MELLO, 2005)
3.4 Solventes Orgânicos
Toda mistura é sempre composta por dois integrantes básicos: o solvente e o soluto. O
soluto compreende o componente a ser dissolvido e o solvente quem o dissolvera. A escolha
do solvente varia conforme as características do soluto, entre estas a com maior destaque é a
polaridade.
A água (H2O) considerada e chamada como solvente universal é o principal
representante da classe dos solventes polares, que são eficazes principalmente na dissolução
de compostos iônicos e polares.
Na classe dos solventes apolares destacam-se os compostos orgânicos, principalmente
hidrocarbonetos (HC), alcoóis (R-OH) e cetonas (R-CO-R‟), que por sua vez possuem alta
lipofilicidade (afinidade e solúvel com lipídeos), ou seja, alta eficácia na dissolução de
compostos apolares. (FELTRE, 2001)
Os chamados solventes orgânicos possuem variadas classificações que variam
conforme muitos aspectos, como sua família química, ou então, características especificas
como peso molecular, aspecto, cor, pureza, densidade, índice de refração, ponto de fusão,
ponto de ebulição, evaporação relativa e viscosidade.
3.4.1 Diclorometano
22
O diclorometano é um hidrocarboneto clorado de
fórmula molecular CH2Cl2 e massa molar 84,93 g/mol. É
solvente orgânico, sendo um líquido incolor, não inflamável e
volátil com odor semelhante ao do clorofórmio. É utilizado
industrialmente como solvente na produção de fibras
sintéticas, filmes para fotografias, na extração de óleos e
gorduras, no processo de descafeinização, como propelente em
aerossóis, agente desengordurante e componente de
agrotóxicos. (CETESB, 2012)
É imiscível em água e dissolve a maioria dos solventes orgânicos. O diclorometano é
produzido por uma reação química com cloreto de metila ou metano com cloro a 400-500ºC:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
O resultado destes processos é uma mistura de Cloreto de Metilo, Diclorometano,
Clorofórmio, Tetracloreto de Carbono. Estes compostos são mais tarde separados através
de destilação.
3.4.2 Acetato de Etila
O acetato de etila é um éster simples de fórmula molecular C4H8O2 e massa molar
88,105 g/mol. Como o diclorometano, este também é um solvente orgânico, sendo um líquido
límpido, incolor e com odor agradável. É volátil, com alto poder de solvência.
Este solvente orgânico é produzido através da reação química entre o ácido acético e o
etanol. Suas principais aplicações são na formulação de thinners, tintas e vernizes. O acetato
de etila é bom solvente para resinas alquídicas, nitrocelulósica, acetobutiratos de celulose,
breu esterificado, uréia-formaldeído, epóxi, poliuretano, acrilatos e metacrilatos.
(PETROBRÁS, 2010)
Figura 8 – Diclorometano em
modelo tridimensional.
Fonte: Autoria do grupo.
23
Além disso, é utilizado em tintas heliográficas e flexográficas para aplicação em
embalagens. O acetato de etila pode ser empregado sobre os seguintes suportes: filme
celulósico, papel, folha de alumínio, PVC, poliéster, polietileno e polipropileno.
Figura 9- Reação de formação do acetato de etila.
Fonte: Autoria do grupo.
3.5 Óleos Vegetais
Óleos são substâncias líquidas e viscosas em
temperatura ambiente, sendo apolares, insolúvel em
água (hidrofóbica) e solúvel em outros óleos e
solventes orgânicos. Sua composição e estrutura
podem ser resumidas em duas categorias:
glicerídeos, formados a partir de uma reação de
glicerina com ácidos graxos, e não glicerídeos. Os
óleos são formados, principalmente, por ésteres de
ácidos graxos insaturados. (FELTRE, 2001)
O óleo de cozinha é um dos produtos indispensáveis em casas e comércios
alimentícios. A sua origem é geralmente desconhecida pelo consumidor, mas em se tratando
de óleos vegetais, pode-se dizer, resumidamente, que é uma gordura extraída de plantas ou, na
maioria das vezes, sementes. A mistura de vários óleos extraídos permite obter um produto
final com características específicas. (SANTOS, 2009)
São fontes comuns de óleos vegetais, plantas e sementes de: abacate, abóbora,
abucânhamo (cannabis), algodão, amêndoas, amendoim, arroz, azeitonas, avelã, babaçu,
canola, castanha-de-caju, castanha-do-pará, coco, damasco, dendê, gergelim, girassol, linhaça,
mamona, milho, mostarda, nozes, palma, papoula, uva, soja, entre outros.
Os azeites, usados como temperos de alimentos e muito produzido e comum na região
do mediterrâneo, são obtidos por pressão, diferentemente dos óleos que são obtidos por
Figura 10 - Óleos vegetais são extraídos de
sementes oleaginosas, como soja e milho.
Fonte: <http://bit.ly/1axHPYS >
24
pressão, solventes e por uma purificação e refinação. É o óleo comestível menos produzido,
mas que agrega grande valor comercia. (MORETTO, 1989)
3.5.1 Tipos de óleos de cozinha
De acordo com CAMPESTRE IND. as informações em relação aos óleos de cozinha mais
comuns são:
Óleo de soja: Extraída da semente de soja, esse óleo é um dos mais antigos produtos agrícolas
que o homem conhece sendo o mais consumido mundialmente como fonte de alimento e,
atualmente, como biocombustível. Serve como tempero de saladas, produção de margarina,
maionese entre outros; possui densidade de referência equivalente a 0,916-0,922g/cm3.
Óleo de girassol: Extraído artesanalmente a partir das sementes de girassol, tendo um
rendimento médio de 47%, é considerado um óleo nobre. É muito utilizado na alimentação
humana, indicado devido ao alto índice de ácido linoleico (ômega 3) e Vitamina E, e na
indústria de cosméticos, farmacêuticas, na fabricação de tintas, sabões entre várias outras.
Possui densidade equivalente a 0,915-0,920g/cm3.
Óleo de milho: Extraído do germe do milho, possui uma importância secundária para o
mercado produtor de milho, mas é considerado um óleo bastante nobre e saudável para fins
alimentícios, por dificultar a formação de gorduras no sangue. Tem aplicação também em
indústrias farmacêuticas, veterinária e ração animal. Possui densidade de referência
equivalente a 0,917-0,925. g/cm3
.
Óleo de palma: Também conhecido como óleo de dendê, é extraído da polpa do fruto. Cerca
de 80% de sua produção é destinada a aplicação alimentícia. Está em destaque no mercado
internacional, perdendo apenas para o óleo de soja, graças ao seu baixo custo de produção e
qualidade. É considerado o óleo mais produtivo do mundo. Muito utilizado na produção
azeite, margarina, sorvete e bolachas. Possui densidade de referência equivalente a 0,891-
0,899. g/cm3
.
25
3.5.2 Óleo e o Meio Ambiente
O óleo de cozinha não é biodegradável, portanto o seu descarte deve ser apropriado
para não se correr risco de contaminação do meio ambiente, trazendo muitos danos para o
homem, além da fauna e da flora locais. De acordo com dados da SABESP em um trabalho
sobre impactos do óleo de fritura na obstrução da rede, um litro de óleo pode contaminar um
milhão de litros de água. Isto é equivalente a quantidade consumida por uma pessoa em
aproximadamente 14 anos. Os impactos da alta concentração dessa substância em corpos
d‟água são diversos, tendo principalmente a formação de uma camada densa e o aumento da
carga orgânica, impedindo as trocas gasosas fundamentais e consumindo o oxigênio
dissolvido, comprometendo assim a fauna aquática. (PAIXÃO, 2007)
Quando esse óleo é jogado pela pia, chega à rede de esgoto, causando entupimento das
tubulações e dificultando o tratamento com produtos químicos. Quando é descartado no solo,
fica no local impermeabilizando-o e contribuindo com enchentes, além de soltar gás metano
durante o processo de decomposição; infiltra no solo e contamina os lençóis freáticos.
(SANTOS, 2009)
O descarte correto seria doar para ONGs que recicle o óleo, fazendo, por exemplo,
sabões de barra, mas a falta de informação faz o que a maioria das pessoas que não encontram
um destino adequado ao seu óleo, acabe simplesmente descartando em lugares cômodos.
3.5.3 Destinos para o óleo de cozinha
Existem algumas alternativas para contribuir pela preservação do meio reutilizando o
óleo utilizado em frituras caseiras:
Fabricação doméstica de sabão.
Destinar para uma entidade que o reaproveite.
Realizar o tratamento da caixa de gordura eventualmente. Isso irá contribuir para que o
esgoto gerado pela residência ou comércio chegue da forma correta aos rios e esgotos;
Também é possível transformar o óleo usado em combustível, mais precisamente em
biodiesel.
26
3.6 Tinta
A Tinta é uma composição química formada pela dispersão de pigmentos numa
solução ou emulsão de um ou mais polímeros, geralmente na forma líquida, que, ao ser
aplicado na forma de uma película fina sobre uma superfície ou substrato se transforma num
revestimento a ela aderente com a finalidade de colorir, proteger e embelezar.
Quando essa tinta não contém pigmentos, ela é chamada de verniz. Por ter pigmentos a
tinta cobre o substrato, enquanto o verniz deixa-o transparente.
Outras finalidades para a utilização de tintas são: evitar o esfarelamento da alvenaria, a
absorção de água, sujeira, corrosão e o desenvolvimento de mofo. (LIMA, 2011)
3.6.1 Componentes Básicos da Tinta
3.6.1.1 Resina
É a parte não-volátil da tinta, que serve para aglomerar as partículas de pigmentos e
são responsáveis pela formação da película protetora na qual se converte a tinta depois de
seca. A resina também denomina o tipo de tinta ou revestimento empregado. Assim, temos as
tintas acrílicas, alquídicas, epoxídicas, etc.
Tintas industriais utilizam uma variedade bastante grande de resinas e sua escolha é
feita em função do tipo de substrato, da forma de aplicação, do método de cura ou secagem,
etc.
Antigamente as resinas eram a base de compostos naturais, vegetais ou animais. Hoje
em dia são obtidas através da indústria química ou petroquímica por meio de reações
complexas, originando polímeros que conferem às tintas propriedades de resistência e
durabilidade muito superior às antigas.
3.6.1.2 Pigmento
27
Partículas sólidas finamente divididas e insolúveis no meio. Utilizado para conferir
cor, opacidade, certas características de resistência e outros efeitos. São divididos em dois
grupos, ativos e inertes.
Os pigmentos ativos (coloridos) conferem cor e poder de cobertura à tinta, e os inertes
também chamados de cargas (não coloridos e anticorrosivos) conferem proteção aos metais se
encarregando de proporcionar lixabilidade, dureza, consistência e outras características.
3.6.1.3 Aditivo
Ingredientes compostos, geralmente, em pequena quantidade que, adicionado às tintas,
proporciona e confere características especiais às mesmas ou melhorias nas suas propriedades.
Utilizado para auxiliar nas diversas fases da fabricação e conferir características necessárias à
aplicação. Existe uma variedade enorme de aditivos usados na indústria de tintas e vernizes,
como secantes, anti-sedimentantes, fungicidas, bactericidas, aromas, niveladores,
antiespumante, etc.
3.6.1.4 Solvente
Líquido volátil, também chamado de "diluente", geralmente de baixo ponto de
ebulição, utilizado nas tintas e correlatos para dissolver a resina possibilitando apresentar
sempre a mesma viscosidade e forma líquida. São classificados em solventes aditivos ou
verdadeiros, latentes e inativos.
3.7 NBR 10004 - Classificações dos resíduos sólidos
Os resíduos sólidos são partes de resíduos nos estados sólido e semissólido que são
gerados após a produção, utilização ou transformação de bens de consumos. Ficam incluídos
nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, gerados em
equipamentos e instalações de controle de poluição. A classificação de resíduos sólidos
envolve a identificação do processo ou atividade que lhes deu origem, de seus constituintes e
28
características, e a comparação destes constituintes com listagens de resíduos e substâncias
cujo impacto à saúde e ao meio ambiente é conhecido. A identificação dos constituintes a
serem avaliados na caracterização do resíduo deve ser estabelecida de acordo com as
matérias-primas, os insumos e o processo que lhe deu origem.
Com a classificação do resíduo, pode-se determinar a periculosidade, podendo ser de
risco a saúde pública ou riscos ao meio ambiente, e a toxidade, além de poder se enquadrar
como agente teratogênico, agente mutagênico, agente carcinogênico e agente ecotóxico.
(ABNT NBR 10004, 2004)
3.7.1 Classificação dos resíduos
3.7.1.1 Resíduos classe I - Perigosos
A. Inflamabilidade
Um resíduo sólido é considerado inflamável se uma amostra representativa dele apresentar
propriedades como, em estado líquido, possuir ponto de fulgor inferior a 60ºC, excetuando-se
as soluções aquosas com menos de 24% de álcool em volume; não ser líquido e ser capaz de
em condições de temperatura e pressão de 25ºC e 1atm, produzir fogo por fricção, absorção
de umidade ou alterações química espontâneas; ser um oxidante definido como substâncias
que pode liberar oxigênio e estimular a combustão e aumentar a intensidade do fogo; e ser um
gás comprimido inflamável.
B. Corrosividade
Um resíduo sólido é considerado corrosivo se uma amostra representativa dele apresentar
propriedades como ser aquosa, ou sua mistura com água na proporção de 1:1 produzir solução
que apresente pH inferior ou igual a 2, ou, superior ou igual a 12,5; e ser líquida ou, quando
misturada em peso equivalente de água, produzir um líquido e corroer o aço (COPANT 1020)
a uma razão maior que 6,35 mm ao ano, a uma temperatura de 55°C, de acordo com USEPA
SW 846 ou equivalente.
C. Reatividade
29
Um resíduo sólido é considerado reativo se uma amostra representativa dele apresentar
propriedades como ser normalmente instável e reagir de forma violenta e imediata sem
detonar; reagir violentamente com a água; formar misturas potencialmente explosivas com a
água; gerar gases ou vapores em quantidades suficientes para provocar danosa saúde publica;
ser capaz de produzir reação explosiva sob a ação de forte estímulo, ação catalítica o
temperatura em ambientes confinados.
D. Toxidade
Um resíduo sólido é considerado tóxico se uma amostra representativa dele apresentar
propriedades como a concentração de algum constituinte tóxico no resíduo; potencial que o
constituinte, ou qualquer produto tóxico de sua degradação, tem para migrar do resíduo para o
ambiente, sob condições impróprias de manuseio e ser comprovadamente letal ao homem.
E. Patogenicidade
Um resíduo sólido é considerado tóxico se uma amostra representativa dele contiver ou se
houver suspeitas de conter, microorganismos patogênicos, proteínas virais, ácido
desoxirribonucleico (ADN) ou ácido ribonucléico (ARN) recombinantes, organismos
geneticamente modificados, plasmídios, cloroplastos, mitocôndrias ou toxinas capazes de
produzir doenças em homens, animais ou vegetais.
3.7.1.2 Resíduos classe II - Não perigosos
Podem ser considerados resíduos não perigosos os resíduos de restaurante, ou restos
de alimentos, sucatas de metais ferrosos, sucatas de metais não ferrosos como o latão,
resíduos de papel e papelão, resíduos de plásticos polimerizados, resíduos de borracha,
resíduos de madeira, resíduos de materiais têxteis, resíduos de minerais não metálicos, área de
fundição, bagaço de cara entre outros.
3.7.1.3 Resíduos classe II A – Não inertes
Aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos classe I - Perigosos ou
de resíduos classe II B - Inertes, nos termos desta Norma. Os resíduos classe II A – Não
30
inertes podem ter propriedades, tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou
solubilidade em água.
3.7.1.4 Resíduos classe II B – Inertes
Quaisquer resíduos que, quando amostrados de uma forma representativa e submetidos
a um contato dinâmico e estático com água destilada ou deionizada, à temperatura e pressão
de 25ºC e 1atm, não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações
superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e
sabor.
31
4. RELEVÂNCIA DO TRABALHO
O Isopor®, atualmente, é considerado um grande problema ambiental. O poliestireno
expandido, seu nome técnico, é um plástico rígido expandido por gás, sendo que o produto
final é constituído de 98% de ar e 2% de poliestireno. Apesar de ser considerado um resíduo
classe II - não perigosos pela NBR 10004, um dos motivos que torna esse produto o grande
vilão da atualidade é a sua expansão, pois quando os resíduos de Isopor® vão parar em lixões,
ocupam um enorme espaço; além de seu tempo de decomposição ser indeterminado.
Outros problemas estão relacionados com a sua baixa densidade, o que acaba
provocando o acúmulo do material em vias fluviais e, por fim, no mar. O uso do Isopor®
tornou-se desordenado nos últimos anos devido a facilidade de sua produção e o fácil descarte
pela população, mas o que nem todos sabem, é que o poliestireno é sintetizado através do
petróleo e contem benzeno, substância cancerígena.
Apesar de existirem tentativas de reciclagem do Isopor®, diversos motivos as tornam
inviáveis como o baixo preço de compra pelas cooperativas, a dificuldade de transporte de
grandes quantidades devido ao seu volume e também, devido a falta de consciência das
pessoas e empresas, que acabam descartando-o inadequadamente ou queimando, como forma
de descarte rápido.
Os óleos de cozinha são resíduos de praticamente todas as casas e restaurantes. Apesar
de existir a fabricação de sabão a partir desses óleos utilizados, grande parte é jogado no ralo
das pias, indo para esgotos. Pretende-se com a utilização do óleo no trabalho, encontrar uma
nova forma de uso para esse resíduo caseiro.
Os novos impermeabilizantes utilizam-se de polímeros em sua composição. O uso do
EPS na fabricação do impermeabilizante mostra-se uma forma rentável de reciclagem para
chegar a um produto eficiente e com menor impacto ambiental.
Por estes motivos apresentados que o projeto se mostra relevante.
5. HIPÓTESE
Acredita-se que os resíduos do polímero do tipo Isopor® e o óleo de cozinha usado,
possam ser utilizados para o desenvolvimento de um impermeabilizante e de uma tinta
aditivada, com viabilidade econômica e ambiental, possibilitando a reciclagem desses
materiais em grande escala.
32
6. OBJETIVOS
6.1 Objetivos gerais
Reutilizar o isopor® para produzir um aditivo em tintas e impermeabilizantes.
6.2 Objetivos específicos
1. Reagir o EPS com Acetato de Etila e diclorometano.
2. Determinar proporções iniciais.
3. Adicionar óleo a solução do impermeabilizante.
4. Testar o novo material em diferentes materiais.
5. Adicionar o novo material na composição de tintas.
6. Adicionar óleo à tinta.
7. Determinar as características obtidas após os processos.
7. MATERIAIS E MÉTODOS
7.1 Impermeabilizante
7.1.1 Materiais
Tabela 1 - Materiais para o impermeabilizante.
Fonte: Autoria do grupo.
Material Quantidades
Acetato de Etila 100 mL
Isopor® 20g
Óleo de cozinha 2,5 mL
7.1.2 Método
Em um béquer de 250 mL, adicionar 100 mL de acetato de etila e 20g de Isopor® e
agitar com uma bagueta por aproximadamente 1 minuto até dissolução total. Colocar o béquer
em repouso até a saída de gás em forma de bolha presente na solução.
33
Após isso, adicionar 2,5 mL gotas de óleo de cozinha usado, com agitação constante,
pois se adicionado sem a movimentação, forma-se um precipitado branco de difícil dissolução
posterior. A quantidade de óleo deve ser limitada, devido à formação de uma camada
plastificante do óleo com coloração esbranquiçada, que não é o objetivo no produto.
7.2 Tintas
7.2.1 Materiais
Tabela 2 - Materiais para a tinta aditivada.
Fonte: Autoria do grupo.
Material Quantidades
Diclorometano 120 mL
Isopor® 20g
Tinta 110 mL
Água 10 mL
Óleo 10 mL
7.2.2 Método
Em um béquer de 250 mL, adicionar 100 mL de diclorometano e 20g de Isopor® e
agitar com uma bagueta por aproximadamente 1 minuto até dissolução total. Colocar o béquer
em repouso até a saída de gás em forma de bolha presente na solução.
Será realizado variação dos reagentes, solvente, água e óleo, de acordo com resultado.
34
8. CUSTOS
Tabela 3 – Custos do projeto.
Fonte: Autoria do grupo.
Quantidade Materiais Valores (unid.) Valor Total
2 Béquer de 50 mL R$ 5,80 R$ 11,60
4 Béquer de 100 mL R$ 6,50 R$ 26,00
1 Béquer de 250 mL R$ 7,50 R$ 7,50
1 Bagueta R$ 6,00 R$ 6,00
1 Diclorometano PA (1L) R$18,00 R$18,00
1 Acetato de Etila PA (1L) R$20,00 R$20,00
- EPS Reutilização Reutilização
- Óleo de cozinha Reutilização Reutilização
- Tijolo Reutilização Reutilização
1 Pincel R$ 4,00 R$ 4,00
1 Banner R$18,00 R$18,00 *
1 Balança Semi-Analítica R$1600,00 R$1600,00
1 Tinta – Coral® Coralit 3,6L R$62,90 R$62,90 *
250 pág. Folha Sulfite/Impressão R$0,10 R$25,00 *
- Placas de madeira MDF Reutilização Reutilização
Orçamento feito pela Prolab – materiais para laboratório (São Paulo – SP).
VALOR TOTAL VALOR REAL *
R$1.799,00 R$105,90
35
9. CRONOGRAMA
ANO
2013
Atividades
Fev
Mar
Abri
Mai
Jun
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Planejamento
x
x
x
x
x
Banca de aprovação
x
Redefinição
x
Testes Isopor-
Solventes
x x
Impermeabilizante
x
x
Testes óleos
x
x
Misturas com tintas
x
x
Teste Tintas
x
x
Montagem Final
x
Mostra de projetos x
36
10. RESULTADOS E DISCUSSÃO
10. 1 Impermeabilizante
Primeiramente, realizaram-se testes com diversos solventes orgânicos para analisar a
diferença prática de cada um na dissolução do poliestireno expandido. Obteve-se que o
acetato de etila possui o melhor custo-benefício entre os solventes.
Tabela 4 - Teste e resultados dos solventes orgânicos com Isopor®.
Fonte: Autoria do autor.
Solvente Orgânico Pontos Positivos Pontos Negativos
Acetona Rápida desaeração Não houve solubilização
Éter de Petróleo - Dissolução lenta, tóxico, muito
volátil.
Diclorometano Dissolução rápida Forte odor desagradável,
potencialmente tóxico, muito
volátil.
Xilol Dissolução em velocidade
moderada,
Forte odor desagradável, tóxico,
Acetato de Etila Dissolução em velocidade
moderada, não tóxico, odor
agradável
-
Escolhido o acetato de etila, foram definidos os equivalentes entre o solvente e o
poliestireno expandido por meios qualitativos, observando principalmente a viscosidade da
solução formada e da velocidade de dissolução do sólido. Chegou-se no equivalente 5:1, ou
seja, para cada 5 mL de acetato de etila, 1 g de Isopor®.
Figura 11 - Desespanção do Isopor® em acetato de etila.
Fonte: Acervo dos autores.
37
A quantidade de óleo de cozinha foi definida a partir da resposta do impermeabilizante
a testes em diversos materiais com superfícies distintas. O óleo apresentava características que
evidenciava o seu uso, como turvação e pequenos flocos brancos em suspensão. O principal
teste foi o feito com pedaços de tijolos, que ficaram expostos durante 22 dias ao
intemperismo.
Todos os tijolos, com exceção ao tijolo 4, foram impermeabilizados com uma solução
impermeabilizante de 20 mL de acetato de etila e 4 g de Isopor®, variando a quantidade de
óleo no impermeabilizante de acordo com a tabela a baixo.
Tabela 5 - Resultado dos testes dos impermeabilizantes em tijolos.
Fonte: Acervo dos autores.
Tijolo Óleo Primeiro dia 1º Semana 3º Semana
1 0 gotas
2 20 gotas
3 30 gotas
4 -
5 10 gotas
38
Todos os testes que foram feitos deram resultados positivos em relação ao poder
impermeabilizante do produto, entretanto, a adição de óleo influencia diretamente na
aparência do produto final. Quanto mais óleo é adicionado, mais intensa e espessa é uma
camada plástica e branca formada após a evaporação do solvente, não sendo uma
característica desejada para um impermeabilizante que precisa ser incolor.
O tijolo 3 e o tijolo 2 foram, respectivamente, os com maior adição de óleo e portanto
os que obtiveram coloração mais intensa. O tijolo 1 e o tijolo 5 ficaram muito parecidos e
apesar da adição de óleo no tijolo 5, este não adquiriu coloração branca. A única observação
em relação à diferença dos dois é que no tijolo 5 formou-se pequenas bolhas, podendo ser
pelo modo que o impermeabilizante foi colocado, pela superfície do material ou pelo uso do
óleo.
Fez-se uma estimativa em porcentagem no impermeabilizante do tijolo 5, apresentado
no gráfico a baixo.
Gráfico 1 - Quantidade de reagentes em % no impermeabilizante.
Fonte: Autoria do grupo.
Percebe-se, portanto, que o óleo influencia nas características do impermeabilizante,
mas usando-o em pequena quantidade, como a participação percentual de 2% no tijolo 5
demonstrada pelo gráfico, não afeta a qualidade do produto final. Os testes da solução 20:4
sem óleo e com 10 gotas não resultaram em diferenças visíveis em relação à coloração e, por
isso, o óleo de cozinha pode ser reaproveitado no produto, sendo uma alternativa ao descarte
82%
16%
2%
Quantidade de reagente em %
no impermeabilizante
Acetato de
Etila
Isopor®
Óleo
39
incorreto deste e em grande escala, poderia representar uma quantidade significativa de óleo
de cozinha com um destino visando menor impacto ambiental.
O custo benefício é outro diferencial: reutilizam-se dois produtos poluentes para a
produção de baixo custo de um produto rentável.
Para exposição de resultados, passou-se o impermeabilizante que mais atendeu as
expectativas em uma telha de barro (usado no tijolo 5). O resultado, novamente, foi positivo.
Figura 12 - Uso do impermeabilizante em telhas.
Fonte: Acervo dos autores.
10.1.1 Teste de impermeabilidade
Para comprovar o potencial impermeabilizante, foram realizados testes de
impermeabilidade em pedras. O teste baseava-se no fato do material ficar imerso em água
durante 24 horas e, ao final desse tempo, comparar os valores pesados antes e depois do teste.
Utilizou-se a mesma solução de impermeabilizante para todas as pedras e variou-se a
quantidade de óleo. Exceto a pedra 5 que não foi impermeabilizada. As pedras possuem
poros, então se esperavam absorções e assim uma pequena variação de peso.
Tabela 6 - Resultados do teste de impermeabilidade em pedras.
Fonte: Autoria do autor
Pedra Óleo Peso Inicial (g) Peso Final (g) Aumento (%)
1 Sem adição 20.3490 20.4690 0,59
2 10 25.2257 25.3753 0,58
3 20 17.7031 17.7849 0,46
4 30 15.4947 15.5840 0,57
5 - 12.8088 12.9000 0,71
40
Apesar da pequena diferença, observou-se que o impermeabilizante impede a entrada
de água nos poros da pedra e que a coloração branca na superfície apareceu só depois que as
pedras foram retiradas da água.
Figura 13- Teste com as pedras impermeabilizadas.
Fonte: Acervo dos autores.
10.2 Tinta Aditivada
Apesar de o impermeabilizante ser adicionado na tinta, houve a necessidade de mudar
o solvente de acetato de etila para diclorometano. O acetato de etila não conseguia aderência
na tinta, formando aglomerados de poliestireno. Já o diclorometano conseguia formar uma
única fase após agitação constante, possibilitando o Isopor® de permanecer solubilizado na
tinta. Após a adição do solvente, adicionou-se a solução de diclorometano e Isopor® com
agitação constante e, enfim, água e óleo, onde a consistência voltará a ficar similar a tinta sem
aditivo.
A tinta, a base de água, foi aditivada e testada em várias placas, variando a quantidade
de reagentes em cada uma. A tabela a seguir sintetiza o processo:
Tabela 7 - Resultado da tinta aditivada em placas de madeira.
Fonte: Autoria do autor
Placas 1 2 3 4 5 6 7
Tinta 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL
Dicloro - 3 mL 3 mL 2 mL 2,5 mL 2,5 mL -
Imperm 2 mL 1 mL 2 mL 2 mL 2,5 mL 2,5 mL -
Água 0,5 mL 2 mL 2 mL 1,3 mL 1,3 mL 1,3 mL -
Óleo - - 10 gotas 12 gotas 20 gotas 30 gotas -
Fotos
41
Observou-se que o óleo dá a tinta uma textura mais resistente. A tinta sem adição
possui um brilho maior e a quantidade de água influencia na tonalidade e na consistência da
tinta. O melhor teste foi o nº 6 (gráfico), ficando mais forte que a própria tinta, mas sem o
brilho do nº 7. O ganho em volume foi de 78%.
Gráfico 2 - Quantidade de reagentes em % na tinta aditivada.
Fonte: Autoria do grupo.
De acordo com o gráfico, foi preciso adicionar uma quantidade relevante de solvente,
que modificou sutilmente a consistência da tinta para a possível adição do Isopor® e do óleo
de cozinha. Com os outros reagentes, principalmente a água, essa consistência voltou ao
normal, ficando muito parecida com a tinta comprada. O óleo permitiu que a tinta também
ficasse menos viscosa e mais plástica quando seca, apesar de não permanecer com o brilho
original.
56% 27%
7%
9%
2%
Quantidade de reagente em %
na tinta aditivada
Tinta
Diclorometano
Água
Óleo
Isopor®
42
11. CONCLUSÃO
Conclui-se que a hipótese do trabalho estava correta e que os objetivos foram
atingidos, obtendo-se ao final do trabalho o produto desejado e diversos materiais de amostra.
O impermeabilizante a base de Isopor® mostrou-se bastante eficiente com o solvente
acetato de etila, enquanto a tinta com adição de óleo de cozinha, o diclorometano. O óleo de
cozinha usado quando adicionado em grande quantidade forma uma camada plástica branca e,
por isso, deve ser colocado com moderação. O produto é economicamente viável e eficiente,
podendo representar significativa reciclagem se feito em quantidade industrial.
Comparando o valor de custo de 1L do impermeabilizante do projeto aos valores de
venda de outros impermeabilizantes encontrados no mercado, observa-se que existe uma
diferença, porém esta varia de acordo com a marca e com as propriedades do produto
oferecido. O impermeabilizante produzido neste projeto tem um custo de R$16,00 por litro,
na escala laboratorial. De acordo com as pesquisas de preço realizadas dos
impermeabilizantes comerciais, o menor preço por litro foi de R$13,00 e o maior de R$22,00,
o que mostra que o projeto pode ser competitivo.
O mesmo calculo para a adição EPS à tinta não é muito esclarecedor por existirem
diversos tipos de tintas com diversas características e propriedades particulares. O maior
ganho foi no volume final da tinta que dobra com as adições e preserva a maioria de suas
características, de acordo com os testes laboratoriais.
43
12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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