Substituição de material

Prévia do material em texto

Substituição de madeira natural por madeira ecológica em ambientes externos (decks de madeira). 
 Gustavo Luiz Alves, Karine Graczyk da Silva, Leonardo Jefferson Cardoso Colaço, Luana Teixeira de Barros.
Engenharia mecânica – Uniopet.
Engenharia de Produção – Uniopet.
Resumo: A cada dia surgem novas técnicas e materiais que trazem grandes revoluções para o mercado, pensando nesse contexto, temos a madeira ecológica, que possui características físicas e mecânicas similares à madeira convencional e vem ganhando cada vez mais espaço, portanto foi realizado um estudo a fim de analisar suas características e viabilidade para possível substituição em decks feita de madeira natural. Ela é fabricada a partir de vários tipos de plásticos, (PP,PVC, PEAD e PE), assim sendo uma alternativa 100 % ecológica e sustentável, respeitando o meio ambiente, eliminando o lixo plástico e evitando o desmatamento das nossas florestas.
Este artigo aborda sobre as matérias primas utilizadas, o processo de fabricação, a utilização, vantagens dessa madeira além dos custos para sua aplicação. 
Palavras chave: Madeira plástica; ecológica; lixo plástico; madeira convencional; madeira natural; deck. 
Introdução
Características do deck de madeira natural. 
 Para a fabricação de decks de madeira o material necessita das seguintes características: Durabilidade; resistência; humidade; densidade isolamento térmico. Ao longo desse artigo foi encontrado as mesmas características para a madeira ecológica, portanto foi proposta a substituição da madeira natural pela madeira ecológica.
A motivação do estudo surgiu devido ao grande impacto ambiental nos dias atuais, provocada pela ação humana como a extração de recursos naturais e exploração equivocada. Esse hábito ocorre antes mesmo do Brasil ser colonizado onde a madeira já era utilizada pelos indígenas para a fabricação de ferramentas e abrigos. Assim surgiu a necessidade de reutilizar resíduos de produtos devido ao grande acumulo de lixo produzido diariamente.
Pesquisa feita pelo Imazon (Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia), demonstra a degradação ocasionada pela devastação ilegal. Entre agosto de 2014 e fevereiro de 2015 o instituto, realizou um mapeamento por satélite, para analisar a extração da madeira, onde extrai-se que a Amazônia está sendo desmatada, na sua maioria explorada sem a autorização legal. O desmatamento da Amazônia comparado com o período anterior teve cerca de 215% de aumento e a área desmatada é maior que a cidade de São Paulo. (LIMA, Anielly Iasmin Nunes [1], CRUZ, Caio Borba [2], SILVA017). 
Devido a esses problemas buscamos um método de intervenção para substituição da madeira convencional para madeira ecológica wpc mostrando as possíveis vantagens desse material, procurando pesquisar e apresentar a viabilidade econômica e sustentável da madeira natural para a substrução da madeira plástica (WPC) em um ambiente externo.
Desenvolvimento
Madeira ecológica
Também conhecida como madeira plástica surgiu na Europa na década de setenta, porem só no EUA na década de noventa teve a aceitação pelo mercado desta tecnologia utilizavam plásticos reciclados em moldes que substituíam a madeira natural devido a preocupação com o meio ambiente, onde se sentiu a necessidade de obter soluções que cause menos impacto. Existem várias evidências de que a madeira plástica conquistou o mercado americano. Isto se justifica pelo fato desse produto requerer menos manutenção, resistir ao mofo, não apodrecer e não se desgastar com sol e maresia. Cerca 35% das varandas e pátios dos Estados Unidos são feitos com madeira plástica. Apesar de uma varanda feita de madeira plástica custar cerca de três vezes mais na hora da compra, a madeira natural exige manutenção que é caro no país. Enquanto que a madeira plástica dispensa esse tipo de cuidado (TRIGUEIRO; BOCARDI, 2012 apud OLIVEIRA, 2013).
No Brasil, o responsável pelas primeiras pesquisas sobre reciclagem do plástico, durante a década de 90, foi o Instituto de Macromoléculas Professora Eloísa Mano (IMA), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Este instituto realizou pesquisas nas áreas de propriedades físicas e mecânicas das madeiras plásticas, possuindo, inclusive uma marca registrada, o IMAWOOD® (HERMAIS, 2004; SBRT, 2005 apud OLIVEIRA, 2013).
A utilização da madeira plástica hoje em dia se tornou vantajosa, podendo substituir a madeira natural normalmente. Tem sido aplicada no ramo da arquitetura, construção civil e principalmente na decoração de áreas externas. (GUAMÁ et al, (2008) apud OLIVEIRA, 2013)apontam várias aplicações, entre elas a produção de decks como um exemplo de aplicação que não só substitui a madeira tradicional como ainda apresenta vantagens. Um deck de madeira requer vedação, pintura, lixamento, além da substituição periódica de tábuas danificadas. Já o de madeira plástica não requer toda essa preparação, não solta farpas, não racha e não precisa de substituição. No Brasil, há várias ferrovias que já utilizam dormentes de madeira plástica no lugar de dormentes de madeira natural danificados. As vantagens são semelhantes com as dos decks e características da madeira plástica: não racham, não trincam, permitem com que sejam feitas reentrâncias aumentando aderência, não conduzem eletricidade, absorvem vibrações preservando o material e a geometria da via, além de ser mais leve e impermeável à agua e efeitos de pragas como toda madeira. 
 
Figura 1 – Exemplos diversos de aplicações da madeira plástica
Fonte: (ECOPEX, DECKS DE MADEIRA, 2017).
Vantagens:
Existem enumeras benefícios que madeira ecológica possui: 
Fácil manuseio, para armazenagem já que é mais leve permitindo o uso de empilhadeira;
Não possui farpas;
Não absorve umidade;
Resistente a corrosão;
Não necessita de manutenção;
Fácil higienização;
Imune a pragas, roedores e insetos;
Não necessita de pintura 
Sua vida útil passa de 100 anos;
Seu processo de fabricação não há perdas de matéria prima;
Possuí cor similar à da madeira natural
Não necessita de acabamento, como pintura e lixamento. 
Quando em utilização, o material suporta pinturas, colas, enceramentos e pode ser parafusada e manuseada com os mesmos equipamentos utilizados na manipulação da madeira natural;
O plástico reciclado é a matéria-prima do produto e evita o corte de madeira natural, ou seja, um produto ecológico e sustentável;
Seu material é isolante térmico;
Desvantagens:
Apesenta poucas desvantagens sendo elas:
Investimento inicial é alto
Tecnologia de difícil acesso
A utilização da madeira plástica não é recomendada para estruturar projetos com grande porte, como edifícios.
Ao comparar as vantagens e desvantagens conseguimos obter os dados a seguir:
 
Gráfico 1 - Comparativos de aceitabilidade.
Fonte: (ECOPEX, MADEIRA PLÁSTICA, 2017).
Madeira plástica, do inglês Wood-plastic composites (WPC) é um tipo de material composto de fibra de madeira/serragem de madeira e de termoplástico(s) (inclui PE, PP, PVC etc.).
Composição:
O Deck WPC é composto por:
- 30% de Polietileno de alta densidade (PEAD)
- 60% de fibra de bambu ou de madeira tratada
- 10% de aditivos químicos (agente anti-UV, agente antioxidante, estabilizantes, colorantes, agentes anti-fungos, lubrificantes, dentre outros)
PP: Polipropileno: utilizados em potes de margarina e seringas descartáveis. (SPINACÉ; DE PAOLI, 2005 apud SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS, 2005 apud OLIVEIRA 2013).
Figura 2 – Polipropileno PP
Fonte: (TUDOSOBREPLASTICOS, 2010).
PVC: Poli cloreto de Vinila: usados em calçados, tubos e conexões para água e em encanamentos de cabos elétricos;
Figura 3 – PVC - Poli(cloreto de vinila) 
 Fonte: (CONSELHO REGIONAL DE QUÍMICA, 2011).
PEAD: Polietileno de Alta Densidade: utilizados em garrafas de álcool, vinagre, de produtos químicos e de higiene e na confecção de engradado de cervejas;
Figura 4 – Polietileno de Alta Densidade
 Fonte: (DOCSITY,2011).PE: é uma resina termoplástica parcialmente cristalina e flexível, obtida através da polimerização do etileno. Ele permite, por exemplo, que os alimentos possam ser embalados de maneira barata e prolonguem seus prazos de validade.
Figura 5 – Polietileno.
 Fonte: (CONSELHO REGIONAL DE QUÍMICA, 2011
Segundo (OLIVEIRA, 2013) Os processos de fabricação podem chegar a 60% do custo total de um compósito e por isso recebem uma atenção maior, na intenção de aperfeiçoar as etapas e causar menor impacto no preço final do produto.
Para iniciar a produção da madeira plástica é a coleta da matéria-prima que são os resíduos plásticos. A princípio pode ser utilizado qualquer tipo de plástico, porem os mais utilizados são os citados anteriormente. A primeira etapa para a produção da madeira plástica é a coleta da matéria-prima: lixo plástico. A princípio pode ser utilizado qualquer tipo de plástico, contudo os mais utilizados são os citados anteriormente.
No Brasil, são produzidas 210 mil toneladas de plástico por ano. Segundo a Plastivida (2012), a distribuição de municípios que realizavam reciclagem e coleta seletiva no Brasil por região estava da seguinte forma:
Gráfico 2 - Distribuição de Empresas Recicladoras.
Fonte: (PLASTIVIDA, 2012).
Guamá et al. (2008) descrevem que depois de coletado e limpo, o plástico é separado por gênero (branco e colorido). Essa separação acontece uma vez que existem dois tipos de perfil de madeira no mercado. Os perfis de cores claras utilizam o plástico branco e os perfis de cores escuras o plástico colorido. Após o plástico é lavado e triturado, formando grânulos e novamente são lavados se necessários.
Em seguida Os grânulos são levados para uma máquina chamada extrusora onde serão fundidos e homogeneizados. A madeira plástica do tipo (WPC) tem sido manufaturada em extrusoras do tipo mono-rosca, dupla-rosca cônica e paralela; dupla-rosca contra rotativas e co-rotativa e extrusoras em série. O processo visa alimentar a fibra e o polímero, promover mistura suficiente a fim de dispersar a fibra de forma eficaz e uniforme no polímero e então pôr a mistura na forma de perfis contínuos, com geometria desejada. Além da configuração da extrusora, as condições de processamento também são determinantes das características finais dos produtos de madeira plástica do tipo WPC (SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS, 2007;2008b).
Na ultima etapa ocorre a refrigeração do material e é puxado por pela máquina resultando na madeira plástica. Essa madeira é posteriormente cerrada, cortada, parafusada em móveis, bancos, decks, dependendo de sua aplicação.
Figura 6 – Fluxograma do processo de fabricação de materiais compósitos
Fonte: Adaptado de (AMARAL, 2009)
Custos:
Para a produção da madeira plástica o custo inicial e um pouco elevado em relação a madeira natural, por conta de desconhecimento e complexo processo de produção.
No deck já pronto após consultas em algumas lojas especializadas obteve o seguinte orçamento: 
Figura 7 – Orçamento de madeira plástica e madeira convencional.
Fonte: MadeiraMadeira,(2019). 
No orçamento foi feito de um deck base de madeira plástica modular 50*50, se utilizar o mesmo tamanho da madeira lei mista o preço ficaria em torno de 64 R$, portanto pode se concluir que a madeira plástica é cerca de 500 % mais cara que a madeira mista. 
Conclusão
O produto mostra ser uma tendência para o futuro, com características atrativas em comparação à madeira convencional e com um princípio de difusão não só na utilização em decks, mas também assumindo o mercado de madeiras em geral. Diante das questões que podem tornar inconveniente a utilização da madeira convencional, seja quanto a certificação ambiental, custos de manutenção, a madeira plástica se torna uma boa opção para ambientes externos. Portanto, em situações onde for possível dispor de um maior investimento inicial, e a aplicação for adequada dentro das especificações técnicas da madeira plástica, ela se torna vantajosa frente a madeira convencional, tendo em vista todos os seus benefícios que lhe atribuem longevidade com menor manutenção.
Pensando em muitas propriedades que este material consegue aliar, tão similares à madeira natural e a aplicação em projetos, se tornam uma solução viavel ao pensar no meio ambiente, porem com um investimento inicial um pouco elevado, contudo esse material possui caracteristicas interessante para produtos que possuam relevante resistência com leveza, ambientação rústica e durabilidade.
Referências 
Cabral, Prof. Dr. Stênio Cavalier, “Características comparativas da madeira plástica com a madeira convencional”.
Disponível em http://site.ufvjm.edu.br/revistamultidisciplinar/files/2016/09/Stenio22.pdf
Acesso em 11 setembro de 2019.
Mari Menda, “Plásticos” Disponivel em: https://www.crq4.org.br/quimicaviva_plasticos
Acesso em 11 setembro de 2019.
OLIVEIRA, Evelyn Martins Reale de; OLIVEIRA, Emilly Martins Reale de; COSTA, Raissa Andrade Madeira plástica Instituto Euvaldo Lodi – IEL/BA
Disponivel em:
http://site.ufvjm.edu.br/revistamultidisciplinar/files/2016/09/Stenio22.pdf 
Acesso em 15 setembro de 2019.
Guimaraes, Luiz Felipe Cerceau, “Avaliação dos aspectos técnicos e econômicos na produção de madeira plástica”
Disponivel em https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/BUOS-9KSJ28
Acesso em 17 setembro de 2019.
Amaro, Santos “Composto Madeira Pl·stica - WPC (Wood Plastic Composite)”
Disponivel em: https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/neobambu/deck_madeira_plastica.pdf
Acesso em 17 setembro de 2019.
Silva , Érica de Lima Centro Universitário De Anapolis - UniEvangélica - Campus Ceres “IMPACTOS PROVOCADOS NO MEIO AMBIENTE PELO USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL”
Disponivel em: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/meio-ambiente/madeira-na-construcao-civil
Acesso em 10 outubro de 2019.
Guamá, Fernando Francisco Miranda Corrêa de “LIXO PLÁSTICO - DE SUA PRODUÇÃO ATÉ A MADEIRA PLÁSTICA”
Disponivel em
http://www.abepro.org.br/biblioteca/enegep2008_TN_STO_077_542_11394.pdf
Acesso em 17 outubro de 2019.
	
	Eng Mecanica/Produção 11,2019
	
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