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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37996
Tipo: Dissertação
Título: Painel reconstituído a partir do sisal (agave sisalana) para isolamento térmico de edificações
Autor(es): Costa, Lucas Lima
Primeiro Orientador: César, Sandro Fábio
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Cunha, Rita Dione Araújo
metadata.dc.contributor.referee1: César, Sandro Fábio
metadata.dc.contributor.referee2: Cunha, Dione Araújo
metadata.dc.contributor.referee3: Azevedo, Joyce Batista
metadata.dc.contributor.referee4: Nascimento, Rubens Maribondo do
Resumo: As construções do semiárido brasileiro estão sujeitas a grande variabilidade de temperatura sazonalmente, o que implica em condições desfavoráveis nas habitações dessa região quanto ao desempenho térmico. Ao mesmo tempo, o emprego de tecnologias que visam o conforto térmico das habitações apresenta inconvenientes quanto a aplicação, desde o consumo de matérias-primas não renováveis à emissão de gases poluentes e nocivos à saúde humana. A flecha de sisal é um subproduto do Agave sisalana, espécie explorada na região sisaleira para produção de fibras. Entretanto, a flecha é um resíduo subestimado, encontrado em grande quantidade na região sisaleira e que, segundo a bibliografia, por ser um material lignocelulósico, poderia ser convertido em painel reconstituído. Aliado a isto, a baixa condutividade térmica da celulose tornaria o painel gerado uma solução isolante térmica às edificações, com menor impacto ambiental, sobretudo as construções do semiárido. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e analisar o material reconstituído a partir da flecha do sisal e resina poliuretana à base de mamona tendo em vista o potencial de materiais lignocelulósicos quanto a capacidade de isolamento térmico e o favorável processo de reconstituição. As flechas do sisal foram caracterizadas fisicamente através da NBR 7190 (ABNT, 1997); A microestrutura das flechas, a composição química e degradação térmica também foram analisadas. A reconstituição dos painéis foi feita a partir da flecha de sisal triturada e emprego de resina poliuretana à base de mamona; o material reconstituído foi classificado de acordo com a bibliografia e a NBR 14810 (ABNT, 2002), que também foi a diretriz para os ensaios físicos e mecânicos no material desenvolvido. A determinação da condutividade térmica do material foi feita pelo método da placa quente protegida, utilizando-se a NBR 15220 (ABNT, 2005). A avaliação da capacidade isolante térmica foi feita com pelo método do calorímetro. Verificou-se também o grau de degradação biológica, por ataque de cupim, e a inflamabilidade do painel através da UL 94 V e H (Underwriters Laboratories Inc.,1998). Os resultados encontrados estão de acordo com materiais reconstituídos observados na revisão de literatura; As análises de degradação térmicas demonstram estabilidade da matéria-prima para emprego como isolante térmico residencial quanto a análise de degradação térmica para temperaturas inferiores a 200 ºC; As características físicas do painel como inchamento e absorção são superiores às referências, entretanto a densidade e umidade mantiveram-se nos limites da revisão; Os painéis produzidos com miolo de flecha e teor de 10% de resina de mamona e tensão de prensagem de 2 MPa demonstraram maior estabilidade dimensional após cura; As características mecânicas dos painéis de flecha são compatíveis com a classificação do painel desenvolvido; A capacidade isolante térmica foi superior ao de materiais comumente empregados na construção civil; Já a condutividade térmica do painel teve desempenho superior aos materiais sintéticos e de origem vegetal comprados, com coeficiente de condutividade térmica média de 0,0251 W/m.k para painéis de 10 mm sobrepostos em 3 camadas e de 0,0243 W/m.k para painéis com 30 mm de espessura, estes resultados classificam o painel desenvolvido como bom isolante térmico. A degradação biológica por térmita de solo da espécie Nasutitermes corniger observou menos interesse no consumo do painel do que em relação à flecha in natura que foi 17,9% maior. Já a degradação por chama do painel demonstrou capacidade auto-extinguível para queima horizontal, embora na queima vertical a chama tenha degradado o corpo de prova até o grampo de apoio, com velocidade de 175,47 mm/minuto
Abstract: Constructions in the Brazilian semi-arid region are subject to great seasonal temperature variability, which implies unfavorable conditions in housing in this region in terms of thermal performance. At the same time, the use of technologies aimed at the thermal comfort of homes has drawbacks in terms of application, from the consumption of non-renewable raw materials to the emission of polluting gases that are harmful to human health. The sisal inflorescence is a by-product of Agave sisalana, a species exploited in the sisal region for fiber production. However, the inflorescence is an underestimated residue, found in large quantities in the sisal region and which, according to the bibliography, as a lignocellulosic material, could be converted into a reconstituted panel, Allied to this, the low thermal conductivity of cellulose would make the generated panel a thermal insulating solution for buildings, with less environmental impact, especially constructions in the semi-arid region. This work aims to develop and analyze a reconstituted material produced with the sisal inflorescence and polyurethane castor based resin, considering the potential of lignocellulosic materials in terms of thermal insulation capacity and the favorable reconstitution process. The sisal inflorescences were physically characterized using NBR 7190 (ABNT, 1997); Inflorescence microstructure, chemical composition and thermal degradation were also analyzed. The reconstitution of the panels was made from the crushed sisal inflorescence and the use of castor based polyurethane resin; the reconstituted material was classified according to the bibliography and NBR 14810 (ABNT, 2002), which was also the guideline for physical and mechanical tests on the material developed. The determination of the material's thermal conductivity was performed by the protected hot plate method, using NBR 15220 (ABNT, 2005). The evaluation of the thermal insulating capacity was performed using the calorimeter method. The degree of biological degradation, by termite attack, and the flammability of the panel were also verified by UL 94 V and H (Underwriters Laboratories Inc., 1998). The results found are in agreement with reconstituted materials observed in the literature review; The thermal degradation analyzes demonstrate the stability of the raw material for use as residential thermal insulator as the degradation analysis for temperatures below 200 ºC; The physical characteristics of the material such as swelling thickness and water absorption are higher than the results found in references, however the density and humidity remained within the limits of the review; The panels produced with inflorescence core and content of 10% of castor resin and pressing tension of 2 MPa showed greater dimensional stability after curing; The physical and mechanical characteristics of the panels are compatible with the classification of the developed insulator; The thermal insulation capacity verified was higher than the materials commonly used in constructions; The thermal conductivity coefficient of the developed panel had a better performance compared to vegetal and synthetic thermal insulation materials. The panels with 3 layers of 10 mm each had 0.0251 W/m.k and the panel with a single layer of 30 mm had 0.0243 W/m.k; these results classify the panel as a good thermal insulator. The biological degradation by soil termites of the Nasutitermes corniger species, observed less interests for panel consumption than in relation to the sisal bloom stalk in natura, which was 17.9% higher. For thermal degradation by fire, it showed self-extinguishing capacity for horizontal burning, however for vertical burning the fire had consumed the specimen till the holding clip, with a velocity of burning of 175.47 mm/minute. The found results indicates the potential of using sisal bloom stalk panels in order to thermal insulation applicability for residential purpose
Palavras-chave: Isolante térmico
Flecha de sisal
Região sisaleira
Material reconstituído
Resina poliuretana à base de mamona
Sustentabilidade
Materias primas renováveis
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: EDUFBA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) 
Tipo de Acesso: CC0 1.0 Universal
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37996
Data do documento: 5-Ago-2022
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