6pl principii-pl biocide- substsimple

06.06.2011 Protectia lemnului/ Prof.dr. M.C. Timar

1

Principii de bioprotecie a lemnuluiBioprotecia chimic a lemnului

Biocide- definiie, condiii generale Indici pentru aprecierea toxicitii


2

Principii de bioprotecie a lemnului Bioprotecia lemnului se poate realiza prin metode

chimice, fizice i biologice Metodele chimice folosesc substane i principii chimice

de aciune Metodele chimice sunt cel mai frecvent utilizate i

constituie Bioprotecia chimic a lemnului Bioprotecia chimic a lemnului (actual i n perspectiv): 1. Metode chimice clasice de bioprotecie bazate pe

utilizarea unor substane toxice biocide 2. Metode chimice alternative de bioprotecie -

modificarea chimic a lemnului utilizarea de substane chimice reactive netoxice ce reacioneaz cu compuii chimici ai lemnului


3

Substane chimice biocide (BIOCIDE) O substan chimic biocid este o substan chimic cu

aciune toxic fa de bioduntori, ce nhib activitatea sau provoac moartea agenilor de biodegradare.

Substanele biocide pot fi: anorganice sau organice, naturale sau sintetice

Biocidele utilizate pentru protecia lemnului fac parte dintr-o clas numeroas de substane toxice folosite pentru controlul bioduntorilor din agricultur PESTICIDE

Alte denumiri ANTISEPTICE (nu foarte corect) ANTISEPTICE substane chimice cu rol de dezinfecie

eradicarea agenilor patogeni microbieni medicin Biocidele reprezint substanele (ingredientele) active ale

produselor tehnice de protecie


4

BIOCIDEMecanism de aciune

Fenomenele pe care se bazeaz distrugerea bioduntorilor: absorbia substanelor chimice prin peretele celular al

bioduntorilor; penetraia substanelor chimice n protoplasma celular; reacia chimic a substanelor toxice cu unul sau mai

muli constitueni celulari. Aciunea toxic a substanelor chimice se explic prin:

efectele produse asupra sistemelor enzimatice ale bioduntorilor afecteaz posibilitatea de hrnire;

nhibarea respiraiei; suprimarea funciei de nmulire a bioduntorilor.


5

BIOCIDECerine generale impuse

s posede toxicitate ridicat fa de bioduntorii lemnului; s nu pericliteze viaa oamenilor sau a animalelor care vin n

contact cu lemnul tratat nocivitate redus; s-i pstreze eficacitatea neschimbat n timp (stabilitate); s nu se spele de pe lemn, respectiv s se fixeze bine pe lemn; s fie remanente; s nu influeneze negativ proprietile fizice i mecanice ale

lemnului tratat; s permit aplicarea tehnologiilor de ncleiere i de finisare pe

lemnul tratat; s nu prezinte un miros neplcut; s nu corodeze instalaiile de impregnare i nici armturile

metalice cu care vine n contact lemnul tratat n timpul utilizrii lui.


6

Indici pentru aprecierea toxicitiisubstanelor chimice de protecie

Doza letal cincizeci (DL50), [mg/kg corp] Toxicitatea Puterea fungicid sau insecticid (Pf, Pi),

[kg/kg] sau [m3/kg] Doza limit (Dl), valoare biologic de referin (brv),

[%], [kg/kg] sau [kg/m3] Coeficientul de toxicitate (Kt) Doza inhibitiv (Di), Doza letal (DL) Valoarea critic pentru o clas de risc biologic, cv, [% ],

[kg/kg] sau [kg/m3] Norma de comsum , NC, Preconizare de aplicare

furnizor, paf, [kg/m3], [g/m2]


7

Doza letal cincizeci (DL50),[mg/kg corp]

Exprim efectul toxic asupra omului i animalelor cu snge cald nocivitatea

Grupe de toxicitate funcie de DL50: produse extrem de toxice, grupa a I-a cu DL50 pn la

50 mg /kg corp; produse puternic toxice, grupa a II-a cu DL50 cuprins

ntre 50 - 200 mg /kg corp; produse moderat toxice, grupa a III-a cu DL50 cuprins

la 200 - 1000mg/kg corp; produse puin toxice, grupa a IV-a cu DL50 mai mare de

1000 mg /kg corp. n Comunitatea European sunt admise pentru utilizare

curent doar produse din grupele III i IV de Toxicitate !!! Practic se vor prefera biocidele cu valoare DL50 maxim!


8

Doza limit (Dl) prag de eficacitateValoare de referin biologic (brv)

Doza limit sau valoarea de referin biologic reprezint cantitatea minim de substan biocid activ ce trebuie aplicat pe lemnul sntos pentru a mpiedica atacul acestuia de ctre bioduntori, n condiiile ncercrilor de laborator.

Reprezint pragul de eficacitate al substanei biocide, determinat pe o serie de ncercri cu concentraii progresive.

n aplicaiile reale cantitile aplicate se vor calcula prin multiplicarea acestei valori

Dl (brv) = [MB / MLAU] 100, [%]Dl (brv) = MB / VLAU [kg B/m3LAU]Dl (brv) = MB / MLAU [kg B/kgLAU]

(B biocid, LAU- lemn absolut uscat)


9

Toxicitatea Puterea fungicid sau insecticid

Se calculeaz ca inversul dozei limit Dl, brvPf = 1 / Dl [kg / kg] sau [m3 / kg]

Reprezint cantitatea de material lemnos sanatos (kg sau m3) ce poate fi tratat eficient cu 1 kg substan biocid activ (n condiiile testelor de laborator)

Eficiena unei substane de protecie dpdv al capacitii sale efective de a preveni sau combate un atac biologic se coreleaz d.p. cu cu puterea fungicid sau insecticid (Pf) i ip. cu valoarea Dl, brv.

Practic se vor prefera substanele cu valori Dl, brv minime!


10

Coeficientul de toxicitate, Kt Permite compararea substanelor biocide dpdv al

eficienei acestora, respectiv toxicitii fa de bioduntori Compararea se face fa de o substan biocid de

referin: Fluorura de sodiu, NaFKt = DlNaF / DlB

Kt 1 substan mai activ (toxic) dect NaF Kt 1 substan mai puin activ dect NaF Kt =1 substan cu toxicitate similar cu NaF Eficiena (toxicitatea) crete d.p. cu valoarea Kt NaF caracter insecto-fungicid, nocivitate mic fa de

om, toxicitate medie fa de bioduntori n practic se vor prefera substane cu Kt maxim


11

Valoarea critic pentru o clas de risc biologic

Valoarea critic pentru o clas de risc biologic reprezint cantitatea minim de substan biocid activ ce trebuie aplicat pe lemn astfel nct s fie eficient fa de toi agenii de biodegradare activi n clasa de risc respectiv, n condiiile ncercrilor de laborator

Se calculeaz ca i valoarea maxim a valorilor brv (Dl) determinate prin teste individuale pentru toi agenii de biodegradare activi n clasa de risc respectiv

cv = max (brv1, brv2, ...., brvn)


12

Norma de consum, NCPreconizare aplicare furnizor, paf (RAR)

Reprezint cantitatea real de biocid activ, respectiv produs de protecie, necesar a se aplica n mod practic pe lemn pentru a asigura o protecie eficient a acestuia

Rezult prin multiplicarea cu factori ntre 2 i 10 a valorilor determinate n condiii de laborator (Dl, brv, cv, Di, DL)

Nc- PP = (210)Dl, [KgB / Kg LAU], [Kg B /m3LAU] Nc- PC = (210) DL, [KgB / Kg LAU], [Kg B /m3LAU] Paf =RAR = (210) cv , [Kg /m3] , [g /m2] Multiplicarea este necesar datorit diferenelor ntre

condiiile de laborator i cele reale, respectiv apariia unor fenomene de ndeprtare de pe lemn (evaporare, splare), modificare eficien, agresivitate accentuat mediu, etc.


13

Biocide Clasificare 1 n funcie de natura bioduntorilor pe care i distrug:

Fg Fungicide; Is Insecticide; Ov Ovicide; Is-Fg Insecto-fungicide; Tg Termicide.

Din punct de vedere al lavabilitii (rezistenei la splare cu ap): (Splare fenomenul de ndeprtare de pe lemn a substanelor de protecie sub influena apei din precipitaii) L produse lavabile sau nepersistente; GL produse greu lavabile sau semipersistente; NL produse nelavabile sau persistente.


14

Biocide Clasificare 2Dup forma de prezentare la utilizare: SA - Soluii apoase; SSo - Soluii n solveni organici; Em - Soluii uleioase, emulsionabile n ap; U, SU - Uleiuri i soluii uleioase; F-G, F-V, F-E, F-L Produse de finisare tip grunduri,

vopsele, emailuri, lacuri cu efect biocid, cu solvent organic sau pe baz de ap (suplimentar la simbol se adaug A sau So);

Ps, Pu - Paste i pulberi, de regul, solubile n ap; Gz - Substane gazoase, folosite numai n protecia de

combatere, ce pot fi gaze ca atare sau se obin n mediul de sterilizare din substane volatile (solide, lichide).


15

Substane i produse tehnice de protecia lemnului

Substanele biocide active sunt comercializate i pot fi utilizate practic n dou moduri:

1. Ca i substane biocide individuale Substane biocide simple

2. Ca i componente ale unor amestecuri cu compoziii complexe Produse complexe de protecia lemnului


16

1. Substane biocide simple Biocide substane active individuale Presupun, n cele mai multe cazuri, prepararea pentru

aplicare prin dizolvare, diluare, emulsionare: necesitatea unui minim echipament de cntrire, msurare, agitare, stocare

Frecvent au spectru de aciune limitat (Is sau Fg), fiind necesare mai multe tratamente

Frecvent lavabile i nu se pot fixa n lipsa unor adaosuri sau necesit fixare fizic prin finisare

Se nregistreaz o tendin de scdere a ponderii lor n utilizare n favoarea produselor complexe

Constituie substanele active ale tuturor produselor complexe

Cunoaterea principalelor biocide i proprietilor este f. important


17

Substane biocide simpleExemple

Tabel Substane chimice toxice pentru protecia lemnului (BIOCIDE)

Informaii: mod de prezentare, nocivitate, toxicitate fa de bioduntori, spectru de aciune, doze de aplicare, lavabilitate

Tabel Substane chimice toxice utilizate pentru protecia lemnului

Nr. Substana de protecie Clasatox.

Dl*1 [kgB/m3LAU]

Nc-PP paf

[kgA/m3LAU] Aspect/ Culoare

Conc uzuale [%]

Tip solvent 1. Fluorura de sodiu III 0,100,90

Is Fg / L 3,04,0 Cristalizat

Alb 2,54,5 SA

2. Fluorsilicatul de sodiu III 0,651,00 Fg / L

2,53,5 Cristalizat Alb-glbuie

2,53,5 SA

3. Sulfat de cupru III 8,5020,0 Fg / L

5,58,0 rmas n lemn

Cristalizat Albastru-violet

1,010,0 SA

4. Clorura de zinc III 2,105,6 Fg

2,53,0 Cristalizat Alb

Max.admis 5,0 / SA


18

Exemple biocide simpleCompuii pe baz de Cupru

Substana activ: sulfatul de cupru CuSO4.5H20 sau derivai ai acestuia (ex. Cu complexat cu substane organice, lignina)

CuSO4 a fost utilizat n premier n 1838 de Boucherie Substan solid, solubil n ap, lavabil, cu caracter fungicid

(SA, L, Fg) i spectru larg de aciune fa de toate tipurile de fungii, inclusiv putregai moale i bacterii

Protecia fungicid n clasele 4 i 5 este nc practic imposibil de realizat fr contribuia Cu !!!

Principalul dezavantaj lavabilitatea ce impune combinarea cu alte substane sau ingredieni n vederea fixrii pe lemn

Primul agent de fixare K2Cr2O7- brevet scoian din 1920 -CELCURE Celcurysed wood

CuSO4 component al unor Produse complexe de protecie


19

Exemple biocide simpleCompuii pe baz de bor

Substane active: boraxul Na2B4O7.10H2O (54%) i acidul boric H3BO3 (46%) octaborat de sodiu Na2B8O13.4H2O

Caracter Is-Fg i ignifug, nocivitate foarte mic fa de om i mediu aplicaii inclusiv pentru lemnul ce poate veni in contact cu cereale, alimente, fructe

Substan cristalizat alb, solubil n ap SA, solubilitate limitat

Principalul dezavantaj- lavabilitatea substane adecvate pentru clasele de risc biologic 1, 2 (acoperiuri)

Posibil utilizarea n clasa 3, dar numai cu protecie suplimentar prin tratare cu uleiuri sau supra-finisare

Lavabilitatea descrete prin combinare cu alte substane n produse complexe

Capacitate mare de difuzie n lemnul ud - tratare n profunzime Patroane (cartue) de Bor - tratare prin inserare n zonele cu potenial

risc de umezire (. Ex. Grinzi ncastrate, stlpi n fundaii beton)


20

Exemple biocide simpleCompuii cuaternari de amoniu

Substane organice biocide moderne caracterizatre prin: nocivitate mic fa de om i mediu (grupa IV) caracter Is-Fg, NL Caracterul NL posibilitatea de fixare pe lemn prin reacii

chimice Toxicitate mare fa de bioduntori tratare eficient la

concentraii i consumuri mici Posibilitate de utilizare ca soluii n solveni organici (SSo) i emulsii apoase (Em aq)

Posibilitatea de combinare cu alte substane biocide simple(ex. Compui cu Bor) pentru lrgirea spectrului de aciune


21

Biocide organice utilizate ca i soluii n solveni organici (LOSP) sau Em aq

Toxicitate mare, nocivitate mic, caracter NL Fungicide:

Benztiazoli: TCMTB: 2-tiocianometil-tio benztiazol Compui organo-stanici: Bis-tributil-oxid de staniu, TOS

(TBTO) Derivai ai tioureei: TMB: metilbis tiocianat Triazoli: Propiconazole, Cyproconazole

Insecticide: Piretroide de sintez: Permethrin, Deltamethrin Compui organo-fosforici: Clorpyrifos Compui de acil-uree fluorurai: Flufenoxuron, Fluorox

6pl principii-pl biocide- substsimple

Documents