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APOSTILA

DE

POLIMEROS

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

EDIFICAÇÕES

MAR.2011PROFA. CAROLINA BARROS

ESTA APOSTILA É UMA COMPILAÇÃO DE DIVERSOS MATERIAIS, COMO LIVROS, SITES E CATÁLOGOS INDICADOS NAS REFERÊNCIAS.

brita 0

agitador de peneiras

bandeijas conjunto de peneiras

brita 2 brita 3brita 1

escova de aço

balança de precisão

Índice

Introdução .................................................................................................................................................................................................. 2

1. A origem dos polímeros ..................................................................................................................................................................... 2

2. Definição de polímeros ...................................................................................................................................................................... 5

3. Classificações ..................................................................................................................................................................................... 5

3.1. Quanto à estrutura molecular ....................................................................................................................................................... 5

3.1.1. Polímeros Lineares .................................................................................................................................................................... 5

3.1.2. Polímeros Ramificados .............................................................................................................................................................. 5

3.1.3. Polímeros com Ligações Cruzadas ............................................................................................................................................ 6

3.1.4. Polímeros em Rede: .................................................................................................................................................................. 6

3.1.5. Homopolímeros ........................................................................................................................................................................ 6

3.1.6. Copolímeros: ............................................................................................................................................................................. 6

3.2. Quanto ao comportamento térmico ............................................................................................................................................. 6

3.2.1. Polímeros Termoplásticos ......................................................................................................................................................... 6

3.2.2. Polímeros Termofixos ............................................................................................................................................................... 6

4. Propriedades físicas dos polímeros ................................................................................................................................................... 6

5. Principais aplicações dos polímeros na construção civil ................................................................................................................... 9

5.1. Instalações hidráulicas prediais ..................................................................................................................................................... 9

5.2. Instalações elétricas ...................................................................................................................................................................... 9

5.3. Fechamento de fachadas – Esquadrias e portas ......................................................................................................................... 10

5.4. Fechamento de coberturas – Telhas ........................................................................................................................................... 11

5.5. Pisos, Revestimentos e Forros..................................................................................................................................................... 12

5.6. Tintas e vernizes .......................................................................................................................................................................... 12

6. Reciclagem ....................................................................................................................................................................................... 13

6.1. Processos de Reciclagem de Plástico .......................................................................................................................................... 14

6.1.1. Reciclagem Química ................................................................................................................................................................ 14

6.1.2. Reciclagem Mecânica .............................................................................................................................................................. 14

6.1.3. Reciclagem Energética ............................................................................................................................................................ 15

6.2. O Plástico e a Geração de Energia ............................................................................................................................................... 15

Referencias ............................................................................................................................................................................................... 15

APO - POLÍMEROS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

EDIFICAÇÕES | PROFA. CAROLINA BARROS 2

Introdução

Os polímeros são mais conhecidos como “plásticos”. Mas nome “plástico” não se refere a um único material. Assim como a palavra “metal” não define apenas ferro ou alumínio, a palavra “plástico” caracteriza diversos materiais com estrutura, qualidade e composição diferentes. As qualidades dos plásticos são tão variadas, que frequentemente substituem materiais tradicionais como a madeira é o metal.

“Plástico” é um adjetivo. Indica uma qualidade. Segundo o dicionário, plástico é: “capaz de ser moldado; que tem o poder ou a virtude de formar; suscetível de ser modelado com os dedos ou com instrumentos”. Ou conforme outra definição: “todas as matérias orgânicas que, sob oportunas ações térmicas e mecânicas, se deixam conformar ou moldar com relativa facilidade”.

Pode-se imaginar o polímero como um novelo de lã com vários fios individuais. Retirar um único fio deste novelo é muito difícil. Bastante similar é o polímero, onde as macromoléculas “seguram-se” firmemente entre si. Como as macromoléculas são compostas de vários elementos individuais, chamados de monômeros (mono=um, meros=parte), a junção de muitos “meros” recebe o nome de polímeros (muitas partes). Fonte: IANINO, Alexandre. Polímeros (apostila)

A evolução dos polímeros pode ser exemplificada em três fases

1ª fase: Polímeros são compostos orgânicos e reações de difícil execução em laboratório. Até o século XIX somente era possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre os compostos de carbono.

2ª fase: Pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. Em 1883 GOODYEAR descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados com fibras, como a goma-laca e a guta-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos E.U.A. e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.

3ª Fase: REGNAULT polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol. EINHORN & BISCHOFF descobrem o policarbonato. BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico totalmente sintético que surge em escala comercial. O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polímeros modernos. Durante a década de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se certo amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros.

Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso em larga escala dos elastômeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a viabilização comercial dos polímeros.

1. A origem dos polímeros

Os polímeros são macromoléculas constituídas por grande número de moléculas pequenas que se repetem na sua estrutura e que são denominadas de monômeros. As reações pelas quais elas se combinam são chamadas de polimerizações.

As primeiras sínteses efetuadas destinavam-se a preparar substitutos para as macromoléculas naturais (caucho, seda...); desde então se desenvolveu uma extensa tecnologia que produz presentemente centenas de substâncias de que não existem equivalentes na natureza. Deste modo, o polímero é o primeiro material de engenharia sintético.

O desenvolvimento dos polímeros:

Barateou enormemente bens de consumo e embalagem;

Tornou viável o desenvolvimento das áreas: eletrônica, aeronáutica, espacial, automobilística, eletrodomésticos, vestuário e até médica.

Além disso, os polímeros apresentam processamento fácil e econômico, reduziram peso e melhoraram a apresentação, o desempenho, a durabilidade e a segurança.

Atualmente há maciço investimento em pesquisa principalmente nas áreas de polímero condutor e polímero cristal líquido. Por apresentarem boas propriedades físicas e químicas, os polímeros rapidamente tornaram-se substitutos de alguns materiais de engenharia.



POLÍMEROS NATURAIS

Tempos remotos

Asfalto (pré-bíblico), âmbar (Grécia), mastique de goma (Roma). Celulose, algodão, lã, seda, borracha natural. Proteínas, ácidos nuclêicos, queratina, cabelo.

1826 Fórmula empírica da borracha natural

C5H8

1860 Isopreno obtido por destilação destrutiva do polímero

~CH2-(CH3)=CH-CH2~

POLÍMEROS SINTÉTICOS

1839 Polimerização do estireno ~[CH2-CH2-(C6H5)]~

1860 Preparação do poli(etileno glicol) ~[CH(OH)-CH(OH)]~

1879 Polimerização do isopreno ~[CH2-(CH3)=CHCH2]~

1880 Polimerização do ácido metacrílico ~[CH2-CMeCOO]~

CIÊNCIA DE POLÍMEROS – DATAS HISTÓRICAS

1832 Polímeros compostos de PM múltiplos em contraposição a isômero Berzelieus

1920 Aceitação da existência de macromoléculas Staudinger 1920-1930 grupos terminais e propriedades físicas x

viscosidade de soluções diluídas x PM 1930 Prêmio Nobel 1935 Estudos sobre configuração dos átomos nas cadeias 1929 - 1930 Comprovação da teoria macromolecular e dos estudos de Staudinger Carothers

1937 Elucidou o mecanismo de polimerização em cadeia Flory 1955 Existência de estereorregularidade na cadeia de polímeros vinílicos Natta

DESENVOLVIMENTOS DE RELEVÂNCIA INDUSTRIAL

tempos remotos

utilização da borracha natural

1839 vulcanização da

industrialização nos USA e Inglaterra

1838 descobrimento do nitrato de celulose

1865 descobrimento do acetato de celulose

1870 comercialização do nitrato de celulose (explosivos, fotografias, fibras sintéticas).

1900 produção de borracha sintética

copolimerização de estireno e dienos

1900-1910 comercialização de acetato de Rayon e de celulose



1920 produção de resinas de cloreto acetato de vinila

1930 produção de poliestireno na Alemanha e USA

1951 patente e produção de borracha vulcanizada (Primeira Guerra Mundial)

1952 produção de polietileno de baixa densidade

1952-1953 descoberta dos catalisadores Ziegler-Natta (Prêmio Nobel em 1955)

1957 produção do polietileno de alta densidade e do polipropileno

1969 produção de nylon (poliamida) e poliésteres (fibras e plásticos)

No quadro a seguir são apresentadas as datas aproximadas da introdução de alguns polímeros comerciais:

ANO POLÍMERO APLICAÇÃO 1870 Nitrato de celulose Aro de óculos 1909 Fenólicos Peça de telefone 1909 Fenólicos moldados a frio Peça de aquecedor elétrico 1919 Caseína Agulha de tricotar 1919 Poli(acetato de vinila) Adesivos 1926 Alquídicas Suporte para artigos elétricos 1926 Anilina formaldeído Terminais 1927 Acetato de celulose Produtos moldados 1928 Uréia Suporte para iluminação 1931 Acrílicos Cabos de escovas, embalagens transparentes 1935 Etil celulose Suporte para flash 1936 Poli(cloreto de vinila) Capa de chuva 1938 Poli(acetato de vinila) Camada intermediária de vidro de segurança 1938 Polivinil butiral Vidro de segurança 1938 Poliestireno Artigos domésticos 1938 Acetato-butirato de celulose Adornos 1938 Poliamidas Fibras 1939 Poliamidas pós moldadem Engrenagens 1939 Melaminas Artigos de mesa 1939 Poli(cloreto de vinilena) Capas para assento de carro 1942 Carboneto de diglicol alila Chapas fundidas 1942 Polietileno Garrafas comprimíveis 1942 Poliésteres Plásticos reforçados para barcos 1943 Silicones Isolamento de motores 1943 Teflon Juntas 1945 Propionato de celulose Canetas 1947 Organose e plastificação de polivinila Revestimentos, espumas 1947 Epoxies Compostos de potes e adesivos 1948 Acrilonitrila-butadieno-estireno Imitação de couro para malas 1948 Poli(clorotrifluoretileno) Juntas e acentos de válvulas 1953 Poliuretanos Chapas, espumas 1955 Poliuretanos Revestimentos 1957 Poli(metilestireno) Artigos domésticos 1958 Poliacrilamida Artigos domésticos 1958 Óxido de polietileno Embalagens



2. Definição de polímeros

A palavra polímero origina-se do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição). Assim, um polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligados por ligação covalente. A matéria-prima para a produção de um polímero é o monômero, isto é, uma molécula com uma (mono) unidade de repetição (Canevarolo, 2002).

3. Classificações

Dependendo do tipo de monômero (estrutura química), do número médio de meros por cadeia e do tipo de ligação covalente, poderemos dividir os polímeros em três grandes classes: Plásticos, Borrachas (ou Elastômeros) e Fibras (Canevarolo, 2002).

Uma classificação mais abrangente cita ainda os Revestimentos, os Adesivos, as Espumas e as Películas (Callister, 2002). Muitos polímeros são variações e/ou desenvolvimentos sobre moléculas já conhecidas podendo ser divididos em quatro diferentes classificações (Canevarolo, 2002):

Quanto à estrutura química;

Quanto ao método de preparação;

Quanto ao comportamento mecânico;

Quanto ao desempenho mecânico.

No entanto, para melhor compreensão da relação entre suas características e o efeito sobre o desempenho dos materiais compostos por polímeros, quando empregados na construção civil, será abordada a classificação de Callister (2002) quanto à estrutura molecular e quanto à sua resposta mecânica a temperaturas elevadas, ou seja, quanto ao comportamento térmico.

3.1. Quanto à estrutura molecular 3.1.1. Polímeros Lineares

As unidades de mero estão unidas ponta a ponta em cadeias únicas. São cadeias flexíveis em que podem existir grandes quantidades de ligações de van der Waals entre si. Ex: Polietileno, Cloreto de Polivinila, Poliestireno, Polimetil Metacrilato, Nylon e Fluorocarbonos.

A Poliamida, conhecida como "Nylon" é um material de ampla utilização, esta presente nos melhores

tecidos e em diversas peças técnicas.

Este nome "Nylon" foi dado pelos Americanos e Ingleses que em parceria descobriram este material.

Devido uma espécie de guerra fria contra os japoneses, numa disputa que envolvia o comércio da

seda e a descoberta de um material que pudesse substitui-la. Quando os Americanos e Ingleses

descobriram a Poliamida, material que viria a substituir a seda, principalmente para fabricação de

paraquedas, deram então este nome “Nylon” que tem duas versões para tal:

a) A soma das iniciais das duas principais cidades envolvidas: New York e London

b) As iniciais da frase: Now You Lost Old Nipon ( Agora você perdeu velho japonês)

3.1.2. Polímeros Ramificados

Cadeias de ramificações laterais encontram-se conectadas às cadeias principais, sendo considerada parte das mesmas, sendo que a compactação da cadeia é reduzida, resultando em polímeros de baixa densidade. Polímeros lineares também podem ser ramificados.



3.1.3. Polímeros com Ligações Cruzadas

Cadeias lineares adjacentes ligadas umas às outras, em várias posições por ligações covalentes. Estas ligações, não reversíveis, são obtidas durante a síntese do polímero a altas temperaturas e são encontradas em muitos dos materiais elásticos com características de borracha.

3.1.4. Polímeros em Rede:

Unidades mero com três ligações covalentes ativas, formando redes tridimensionais. Polímeros com muitas ligações cruzadas podem ser caracterizados como polímeros em rede e possuem propriedades mecânicas e térmicas distintas. Ex: Materiais de base epóxi e fenolformaldeído.

3.1.5. Homopolímeros

Quando todas as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se do mesmo tipo de mero.

3.1.6. Copolímeros:

Quando as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se de dois ou mais tipos de meros diferentes.

3.2. Quanto ao comportamento térmico

3.2.1. Polímeros Termoplásticos

Sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração de temperatura e pressão reinicia o processo, sendo, portanto, recicláveis. Em nível molecular, à medida que a temperatura é elevada, as forças de ligação secundárias são diminuídas (devido ao aumento do movimento molecular), de modo tal que o movimento relativo de cadeias adjacentes é facilitado quando uma tensão é aplicada. Os termoplásticos são relativamente moles e dúcteis e compõem-se da maioria dos polímeros lineares e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com cadeias flexíveis. Ex: PE,PP, PVC, etc.

3.2.2. Polímeros Termofixos

Ou termorrígidos, sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração de temperatura e pressão não faz efeito algum, tornando-os materiais insolúveis, infusíveis e não-recicláveis. Durante o tratamento térmico inicial, ligações cruzadas covalentes são formadas entre cadeias moleculares adjacentes; essas ligações prendem as cadeias entre si para resistir aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a temperaturas elevadas, sendo que o rompimento destas ligações só ocorrerá sob temperatura muito elevadas. Os polímeros termofixos são geralmente mais duros, mais fortes e mais frágeis do que os termopláticos, e possuem melhor estabilidade dimensional. Ex: Baquelite (resina de fenol-formaldeído), epóxi (araldite), algumas resinas de poliéster, etc.

4. Propriedades físicas dos polímeros

Existem diferentes tipos de materiais poliméricos (plásticos, borrachas, fibras, adesivos, espumas e filmes), os quais têm propriedades específicas e enumeras aplicações. Desde que se começou a usar esses materiais, enumeras tentativas foram efetuadas para melhorar as suas propriedades. De referir que a engenhosidade dos tecnologistas, não se limitou a melhorar os materiais orgânicos naturais, pelo contrario, muitas substancias sintéticas foram criadas (Kroschwitz; 1985). No campo dos plásticos as criações são espantosas, o que tem proporcionado, não só, à construção civil mas também a vários domínios uma variedade cada vez maior de materiais para sua aplicação.

Os polímeros possuem propriedades químicas e físicas muito diferentes das que tem os corpos formados por moléculas simples. As principais propriedades dos polímeros são:



-Elevada processabilidade – facilmente moldáveis isto é, a facilidade de converter o material numa determinada forma;

Resistentes à rotura e ao desgaste;

Resistente à ação dos agentes atmosféricos, não quebra, não formam pontes e não estilhaçam;

Elásticos;

Peso reduzido – é mais leves que os metais e que o vidro (3* mais leves que o alumínio);

Lubrificação – são materiais de baixo atrito;

Isolação – tem excelentes propriedades de isolamento eléctrico e acústico;

Baixo custo de produção;

Possibilidade de serem usados no fabrico de peças nas mais variadas formas, tamanhos e cores;

A maioria são recicláveis.

Estas propriedades, juntamente com a sua fácil obtenção a baixas temperaturas, justificam a sua fabricação a grande escala (Kroschwitz; 1985 e Salvador; 2000). Porém os polímeros não apresentam só vantagens, eles também apresentam algumas, embora poucas desvantagens. Eles causam um problema ecológico. Os objetos plásticos não se decompõem por si só na natureza, visto não serem atacáveis pelos microrganismos, pelo que a sua decomposição pode levar dezenas de anos. De igual modo quando lançados à água (mar, rios ou lagos), podem causar diversos acidentes. Estes e demais problemas só serão solucionados com uma correta recolha de lixos de forma que sejam reciclados e tratados convenientemente. O acabar com este tipo de poluição depende de todos nós. Do ponto de vista técnico a reciclagem dos materiais termoplásticos é mais fácil que a dos materiais alternativos.

Leves

Mais leves que metais ou cerâmica. Ex: PE é 3 vezes mais leve que o alumínio e 8 vezes mais leve que o aço. Motivação para uso na indústria de transportes, embalagens, equipamentos de esporte...

Propriedades Mecânicas Interessantes

Alta flexibilidade, variável ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de polímero e os aditivos usados na sua formulação;

Alta resistência ao impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite substituição do vidro em várias aplicações. Quais seriam? lentes de óculos (em acrílico ou policarbonato), faróis de automóveis (policarbonato), janelas de trens de subúrbio, constantemente quebradas por vândalos (policarbonato);

Note-se, contudo, que a resistência à abrasão e a solventes não é tão boa quanto à do vidro. Lentes de acrílico riscam facilmente e é facilmente danificadas se entrarem em contato com solventes como, por exemplo, acetona!

Baixas Temperaturas de Processamento

Conformação de peças requer aquecimento entre Tamb e 250oC. Alguns plásticos especiais requerem até 400oC. Disso decorre baixo consumo de energia para conformação. E também faz com que os equipamentos mais simples e não tão caros quanto para metais ou cerâmica.

Ajuste Fino de Propriedades através de Aditivação

Cargas inorgânicas minerais inertes (ex. CaCO3) permitem reduzir custo da peça sem afetar propriedades. Exemplo: piso de vinil/cadeiras de jardim (PP), que contém até 60% de cargas.

Uso de fibras (vidro, carbono, boro) ou algumas cargas minerais (talco, mica, caolim, wolastonita) aumentam a resistência mecânica; As cargas fibrosas podem assumir forma de fibras curtas ou longas, redes, tecidos.

Negro de fumo em pneus (borracha) e filmes para agricultura (PE) aumentam resistência mecânica e a resistência ao ataque por ozônio e raios UV.



Charles Goodyear descobriu o processo de vulcanização que é o processo utilizado para

fabricação de pneus e outros produtos de borracha sintética (plástico elastomérico). Porém

não conseguiu desfrutar de sua descoberta e morreu pobre. O nome vulcanização foi dado em

honra ao deus Vulcano, deus das profundezas e do fogo.

Aditivos conhecidos como plastificantes podem alterar completamente as características de plásticos como o PVC e borrachas, tornando-os mais flexíveis e tenazes.

A fabricação de espumas é feita através da adição de agentes expansores, que se transformam em gás no momento da transformação do polímero, quando ele se encontra no estado fundido.

Baixa Condutividade Elétrica

Polímeros são altamente indicados para aplicações onde se requeira isolamento elétrico. Explicação: polímeros não contêm elétrons livres, responsáveis pela condução de eletricidade nos metais.

A adição de cargas especiais condutoras (limalha de ferro, negro de fumo) pode tornar polímeros fracamente condutores, evitando acúmulo de eletricidade estática, que é perigoso em certas aplicações. Há polímeros especiais, ainda em nível de curiosidades de laboratório, que são bons condutores. O Prêmio Nobel de Química do ano 2000 foi concedido a cientistas que sintetizaram polímeros com alta condutividade elétrica.

Baixa Condutividade Térmica

A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais. Logo, são altamente recomendados em aplicações que requeiram isolamento térmico, particularmente na forma de espumas. Mesma explicação do caso anterior: ausência de elétrons livres dificulta a condução de calor nos polímeros.

Maior Resistência a Corrosão

As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistência à corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos metais (ligação metálica). Isso, contudo, não quer dizer que os plásticos sejam completamente invulneráveis ao problema. Ex: um CD não pode ser limpo com terebintina, que danificaria a sua superfície. De maneira geral, os polímeros são atacados por solventes orgânicos que apresentam estrutura similar a eles. Ou seja: similares diluem similares.

Porosidade

O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos. Esse largo espaçamento entre moléculas faz com que a difusão de gases através dos plásticos seja alta. Em outras palavras: esses materiais apresentam alta permeabilidade a gases, que varia conforme o tipo de plástico.

A principal consequência deste fato é a limitação dos plásticos como material de embalagem, que fica patente no prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas de PET. Por exemplo, o caso da cerveja é o mais crítico. Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de membranas poliméricas para remoção de sal da água do mar.

Reciclabilidade

Alguns polímeros, como termorrígidos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta: não há como refundi-los ou depolimerizá-los. A reciclagem de polímeros termoplásticos, apesar de tecnicamente possível, muitas vezes não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Compare com o caso do alumínio... Somente plásticos consumidos em massa (PE, PET, ...) apresentam bom potencial econômico para reciclagem.

Problema adicional: o plástico reciclado é encarado como material de segunda classe, ao contrário do que ocorre com aço ou mesmo o alumínio. Nos casos em que a reciclagem do polímero não for possível, sempre é possível queimá-lo, transformando-o em energia, em incineradores ou altos-fornos. Esta última saída é mais favorável, pois o carbono do polímero seria usado na redução do minério. Contudo, plásticos que contém halogêneos (PVC e PTFE, por exemplo) geram gases tóxicos durante a queima. Solução: identificação desse material, que deve ser encaminhado para dealogenação antes da queima.



5. Principais aplicações dos polímeros na construção civil

Nas últimas décadas, os polímeros têm sido cada vez mais solicitados na Construção Civil, e de forma concomitante, a eficiência desses materiais está invadindo os projetos de edifícios, buscando substituir materiais considerados até então, de maior nobreza como o aço, a madeira, o barro e o concreto na execução das obras.

Para ter-se ideia da importância dos polímeros (plásticos) na construção civil, estes materiais detêm seu segundo maior mercado neste setor, perdendo apenas para o de embalagens, quanto à utilização como matéria-prima. Neste capítulo são apresentados os componentes construtivos e seus subsistemas, acentuando-se as características e propriedades dos mesmos e dos polímeros com os quais foram obtidos e suas reações de polimerização.

5.1. Instalações hidráulicas prediais

A qualidade das instalações hidráulicas prediais, no seu conceito mais amplo, é fundamental para a qualidade da edificação como um todo. O usuário final deseja que a instalação hidráulica predial possa suprir as suas necessidades com baixo custo, durabilidade, manutenção fácil e barata. Por outro lado, o construtor ou o empreendedor de uma edificação deve procurar componentes e sistemas com qualidade, baixo custo, facilidade de execução e também de manutenção. (Manual OPP/TRIKEM, 1998, p. 08).

Os polímeros podem ser usados para instalações prediais de água, esgoto sanitário e captação e condução de águas pluviais. Em instalações hidráulicas prediais de água, há uma utilização cada vez maior dos seus componentes produzidos em polímeros. No caso do PVC (poli cloreto de vinila), segundo o manual TRIKEM (1988), é utilizado basicamente para a condução ou manuseio de água à temperatura ambiente e no caso da condução de água quente são indicadas às tubulações de CPVC (poli cloreto de vinila clorado), semelhante ao PVC, porém com maior estabilidade em relação à água quente.

As tubulações baseadas em PVC são indicadas para aplicações em edificações residenciais, comerciais e industriais. Segundo ACETOZE (1996), e VANDERGORIN (1987) as características dos componentes, em PVC, são que estes possuem juntas estanques (soldadas ou rosqueadas), tem menor custo de material e de mão-de-obra em relação aos materiais tradicionalmente utilizados, são resistentes à corrosão, a lisura das paredes internas resulta em maior velocidade do fluxo e menos formação de depósito, não são condutores de eletricidade, coeficiente de expansão térmica muito maior que outros matérias, são praticamente imunes ao ataque de bactérias e fungos, possuem densidade menor que materiais tradicionais como cerâmica e ferro galvanizado.

5.2. Instalações elétricas

Dentre os componentes elétricos, podem ser citados os eletrodutos para a passagem de fios e cabos, internamente às paredes das construções; perfis para instalações elétricas aparentes; fios e cabos com isolamento; e componentes terminais da instalação (caixas, espelhos, tomadas, interruptores e outros). Estes componentes elétricos são bastante difundidos por permitir um bom isolamento elétrico e por minimizar os efeitos de curto circuito originados dos fios descascados.

Há ainda, os dutos e subdutos responsáveis pela passagem de calor. Os polímeros mais largamente empregados para confecção destes materiais são: PVC (poli cloreto de vinila), PS (poliestireno), PE (polietileno), PP (polipropileno), PPO (polióxifenileno) e o PCTFE (politrifluorcloroetileno). O PVC é o único polímero aplicado na produção de todos os componentes elétricos; enquanto que o OS é aplicado com maior constância em cabos elétricos; o PE e PP em isolamento de cabos elétricos; o PPO em relés e interruptores e o PCTFE em diversos componentes para equipamentos elétricos. Os fios são filamentos formados por um condutor e os cabos, formados por vários condutores.



No caso destes componentes em PVC, podem ser utilizados em instalações elétricas, telefônicas, antenas de televisão e FM, localizados em edificações residenciais, comerciais e industriais e subestações transformadoras.

Os eletrodutos poliméricos são destinados ao alojamento e proteção dos fios elétricos e podem ser rígidos ou flexíveis e possuem em comum a elevada resistência à compressão, o que permite que sejam embutidos em lajes, paredes e pisos. Os dutos e subdutos de PVC são utilizados em instalações subterrâneas de redes elétricas e de telefonia, ou seja, têm a função de proteger cabos e fibras óticas. Conforme já mencionado existem ainda outros componentes como os relés e interruptores normalmente confeccionados em PPO.

Dentre as características dos polímeros empregados na confecção dos diferentes materiais apresentados podemos destacar segundo ACETOZE (1996) que são auto extinguíveis, ou seja, se não houver presença de chama externa, o fogo se apaga naturalmente, em alguns casos o PVC pode ser tratado com aditivos resistentes a ação da luz solar para instalações de fiação externa, não sofrem corrosão e são imunes às composições das argamassas e concretos no caso dos eletrodutos, possuem baixa densidade, são bons isolantes elétricos, acompanham as acomodações do solo no caso dos dutos e subdutos.

5.3. Fechamento de fachadas – Esquadrias e portas

Os perfis de esquadrias de PVC foram lançados na Alemanha entre 1955 e 1960 e atualmente representam uma parcela significativa das esquadrias vendidas nos mercados europeu e americano. As primeiras tentativas de produção e comercialização de esquadrias sintéticas, no Brasil, datam de meados da década de setenta quando ainda se importava o PVC, e a partir de 1979 inicia-se no Brasil a produção, em maior escala, das esquadrias de PVC, basicamente com tecnologia alemã e austríaca.

Atualmente o PVC domina 50% do mercado de esquadrias da Europa e supera os 30% nos EUA, sendo que no Brasil permanece estacionado na casa dos 5%. Segundo os fabricantes de esquadria de PVC a construção, em geral, vai demorar mais alguns anos até assimilar os benefícios desta tecnologia por dois motivos básicos: excesso de tradicionalismo e desconhecimento quanto à redução no consumo de energia elétrica, proporcionado pelo uso do PVC.

A janela é um componente construtivo que pode ser discutido sob diversos pontos de vista, ou seja, para o arquiteto e projetista ela representa um elemento que corta a fachada, interrompe sistemas de divisórias ou tetos e requer detalhamento especial de suas interfaces em conjunto com estes sistemas. Na opinião do construtor, a janela é um elemento onde o funcionamento de vários matérias e componentes devem estar em harmonia, ou então, na opinião do usuário, a janela traz luz natural, ar fresco e uma vista do exterior. Em suma, independente de qualquer ponto de vista, a janela é um componente de fachada que filtra as condições externas para as internas e, ainda tem possibilidades de ser operável e oferecer certo grau de transparência à luz natural.

Os parâmetros básicos para o comportamento das janelas são o bom desempenho durante o uso e a durabilidade ao longo do tempo. Estes fatores devem ser garantidos por um sistemático controle de qualidade, iniciado ainda na fase do projeto através da tipologia e do material que constituem a janela. A implantação de janelas de PVC no projeto e construção de edifícios tem sido realizada obedecendo a certas exigências da qualidade como segurança, habitabilidade, durabilidade e qualidade dos dispositivos complementares. Ao se comparar o custo de esquadrias fabricadas com materiais distintos, no caso o PVC e o alumínio, deve-se considerar determinados aspectos como o desempenho da esquadria; se a esquadria é fornecida com vidro e persiana; o custo de instalação da esquadria e do vidro, entre outros aspectos.



A fabricação das portas de PVC baseia-se na mesma formulação utilizada para a fabricação de janelas em PVC rígido. Atualmente a porta sanfonada em PVC rígido é um produto bem sucedido devido à sua facilidade de limpeza, instalação e funcionamento, cujas funções são dividir e decorar os ambientes. Quando recolhidas ocupam pouco espaço e podem ser instaladas em paredes que já receberam acabamento. Ainda podemos citar as persianas e venezianas que são perfis que formam um sistema par escurecimento, proteção e resguardo dos ambientes que possuem caixilhos. As persianas são constituídas de cortinas rígidas ou semirrígidas de PVC, que podem ser recolhidas. As venezianas são elementos fixados em perfis de janelas ou porta-balcão, fazendo parte integrante do caixilho. É muito comum mesclar o uso de PVC com outros materiais nas venezianas como o alumínio.

5.4. Fechamento de coberturas – Telhas

As telhas plásticas utilizadas atualmente, são as telhas de PVC rígido, aplicadas em combinação com outros tipos de telhas; além das telhas de policarbonato, fibra de vidro e plipropileno, fabricadas no Brasil.

No caso das telhas de PVC, podem ser utilizadas em edificações residenciais, comerciais e industriais, mas são especialmente indicadas para locais onde se deseja a passagem de luz natural, diminuindo assim a necessidade de luz artificial, durante o período diurno. Essa aplicação só é possível graças às propriedades do PVC neste caso de apresentarem-se translúcidos ou opacos, com grande resistência química e apresentarem boa absorção acústica e térmica.

As telhas de fibra de vidro, também chamadas de fiberglass ou vitrofibra, e com sigla GRP ou RP, é na verdade

um material que combina fibras de vidro e resina, ou seja, as fibras de vidro reforçam um laminado de poliéster conferindo-lhe ótimas propriedades. As características das telhas de fibra de vidro são baixo peso, permitindo fácil manuseio na aplicação e economia no transporte; alta resistência mecânica; boa resistência química; menor custo de acabamento; boa resistência a fortes intempéries, dispensa manutenções e oferece facilidade de reparos, no caso de danificação de uma estrutura. Essas telhas são caracterizadas por serem totalmente translúcidas, sendo projetadas para diversas funções como iluminação zenital, cobertura, divisão, decoração ou fechamento de ambientes.

As telhas de polipropileno (PP) fazem parte de uma nova tecnologia que está sendo produzida em coberturas a partir de polímeros, e que consiste num sistema de módulos com encaixes, formadas por agrupamentos de até seis telhas de PP, reproduzidas com o mesmo design de telhas tradicionais.

O acrílico (polimetacrilado de metila) apresenta grandes vantagens em suas características como a excelente transparência (transmite 90% da luz incidente), boa resistência a intempéries, mesmo sem estabilizantes, funcionamento contínuo até 75°C, não estilhaça, é brilhante e apresenta coeficiente de dilatação elevado. Entretanto o acrílico apresenta combustibilidade. Entre os grandes projetos de coberturas acrílicas podemos citar a cobertura da Expo Mundial do Canadá, e a cobertura da Estação Rodoviária de São Paulo. O PC (policarbonato) apresenta uma séria de vantagens como ótima resistência mecânica a fluência e ao impacto (250 vezes maior que o vidro e 30 vezes maior que o acrílico) boa resistência à deformação, mesmo com altas temperaturas (até 140°C), bom isolamento elétrico, não propaga chama, e boa resistência química. Graças a estas propriedades, o PC tem ganhado destaque nos últimos anos dentro do setor de construção civil.



5.5. Pisos, Revestimentos e Forros

Os pisos vinílicos são materiais produzidos a partir do PVC e apresentados no mercado através de placas, pisos semiflexíveis ou mantas que são adaptados para aplicação em qualquer ambiente interno como residências.

De acordo com SIMÕES E LEITE (1997), o piso vinílico é composto por resina de PVC ou de copolímeros de cloreto de vinila ou ambos, plastificantes, estabilizantes, aditivos, cargas inertes e pigmentos. No caso das mantas flexíveis pode haver a associação das mesmas a uma manta de fibra de vidro, que aumenta a estabilidade dimensional do produto. Na categoria dos pisos semiflexíveis, há ainda ladrilhos que podem ser constituídos por fibra de amianto. Os pisos vinílicos podem apresentar as características interessantes, tais como: oferecem facilidade, economia e rapidez na sua aplicação, são versáteis, podendo ser aplicados em diferentes ambientes, resistência comprovada com relação à dureza e impacto, boa resistência a agentes químicos com bases, sais e ácidos.

Podemos ainda mencionar os papéis de parede confeccionados em PVC. As

características mais importantes de um papel de parede em PVC na opinião de ACETOZE (1995) são: a capacidade de suportar a lavabilidade, a estabilidade da cor, e a instalação fácil, rápida e econômica.

Existem ainda com menos frequência às telas em vinil, confeccionadas a partir de uma base de tela de algodão recoberto com película de PVC, com espessura de 0,10 mm e gramatura de 175 g/m2. São produtos de última geração e apresentam boa resistência à ação mecânica, são laváveis e mantêm-se inalterados com o passar do tempo. O forro pode ser descrito como uma barreira utilizada no interior das edificações, entre a cobertura e os ambientes, com uma diversidade de funções como acabamento interior, isolamento térmico, absorções sonoras, delimitação espacial e ocultação de redes de instalação.

Os painéis mais utilizados são os de gesso, fibras vegetais, resinas sintéticas (principalmente PVC e acrílico), de madeira e de metal. Entre as propriedades dos polímeros utilizados na confecção de painéis para forro de teto podemos destacar a instalação mais limpa e eficiente, a facilidade de limpeza, a baixa densidade, o ótimo isolamento acústico e elétrico, e um bom desempenho térmico devido às cavidades internas que formam vazios de ar.

5.6. Tintas e vernizes

Por muitos séculos as tintas foram usadas apenas por seu aspecto estético. Mais tarde quando foram introduzidas em países onde as condições climáticas eram mais severas, passaram a ser elaboradas dando importância ao aspecto proteção. De maneira simplista podemos afirmar que as tintas são uma composição líquida, geralmente viscosa, constituída de um ou mais pigmentos dispersos em um aglomerante líquido, que ao sofrer um processo de cura, quando estendida em película fina, forma um filme opaco e aderente ao substrato.

Esse filme tem a finalidade de proteger e melhorar esteticamente às superfícies. Sendo assim podemos isolar quatro componentes principais da tinta: resina, pigmento, aditivo e solvente. A homogeneização destes componentes básicos resulta em um líquido viscoso que ao ser aplicado nas superfícies atua como um sistema de proteção, após a cura, contra o desgaste provocado por corrosão. No caso da construção, além de proteger as superfícies de paredes, muros, tetos, pisos, claraboias, esquadrias, entre outros, contra diversas intempéries e ataques químicos, a tinta é também uma solução que envolve um acabamento bonito, durável e de baixo custo.

As tintas base aquosa para alvenaria no Brasil são produzidas em sua grande maioria com emulsões acrílicas-estirenadas. Existem as emulsões acrílicas puras, as vinilacrílicas e os PVAs (poliacetato de vinila). Como importantes



propriedades das tintas podemos citar um baixo módulo de elasticidade, uma grande resistência a intempéries, e ótima aderência ao substrato onde é aplicada.

6. Reciclagem

Para a reciclagem de plástico é necessário separar, por categorias, os diferentes resíduos poliméricos urbanos utilizando-se de procedimento sistemático de identificação:

Códigos – São números ou siglas inscritos no produto que indicam o material empregado na confecção da embalagem. Normalmente estão localizados na parte inferior dos frascos e potes e no interior das tampas. São eles:

O lixo brasileiro contém de 5 a 10% de plásticos, conforme o local. São materiais que, como o vidro, ocupam um considerável espaço no meio ambiente. O ideal: serem recuperados e reciclados. Plásticos são derivados do petróleo, produto importado (60% do total no Brasil). A reciclagem do plástico exige cerca de 10% da energia utilizada no processo primário.

Do total de plásticos produzidos no Brasil, só reciclamos 15%. Um dos empecilhos é a grande variedade de tipos de plásticos. Uma das alternativas seria definir um tipo específico de plástico para ser coletado.

Os plásticos recicláveis são: potes de todos os tipos, sacos de supermercados, embalagens para alimentos, vasilhas, recipientes e artigos domésticos, tubulações e garrafas de PET, que convertida em grânulos é usada para a fabricação de cordas, fios de costura, cerdas de vassouras e escovas.

Os não recicláveis são: cabos de panela, botões de rádio, pratos, canetas, bijuterias, espuma, embalagens a vácuo, fraldas descartáveis.

A fabricação de plástico reciclado economiza 70% de energia, considerando todo o processo desde a exploração da matéria-prima primária até a formação do produto final. Além disso, se o produto descartado permanecesse no meio ambiente, poderia estar causando maior poluição. Isso pode ser entendido como uma alternativa para as oscilações do mercado abastecedor e também como preservação dos recursos naturais, o que podendo reduzir, inclusive, os custos das matérias primas. O plástico reciclado tem infinitas aplicações, tanto nos mercados tradicionais das resinas virgens, quanto em novos mercados.

O plástico reciclado pode ser utilizado para fabricação de:

garrafas e frascos, exceto para contato direto com alimentos e fármacos;

baldes, cabides, pentes e outros artefatos produzidos pelo processo de injeção;

"madeira - plástica";

cerdas, vassouras, escovas e outros produtos que sejam produzidos com fibras;

sacolas e outros tipos de filmes;

painéis para a construção civil.



6.1. Processos de Reciclagem de Plástico

6.1.1. Reciclagem Química

A reciclagem química reprocessa plásticos, transformando-os em petroquímicos básicos que servem como matéria-prima em refinarias ou centrais petroquímicas. Seu objetivo é a recuperação dos componentes químicos individuais para reutilizá-los como produtos químicos ou para a produção de novos plásticos. Os novos processos desenvolvidos de reciclagem química permitem a reciclagem de misturas de plásticos diferentes, com aceitação de determinado grau de contaminantes como, por exemplo, tintas, papéis, entre outros materiais. Entre os processos de reciclagem química existentes, destacam-se:

Hidrogenação: As cadeias são quebradas mediante o tratamento com hidrogênio e calor, gerando produtos capazes de serem processados em refinarias.

Gaseificação: Os plásticos são aquecidos com ar ou oxigênio, gerando-se gás de síntese contendo monóxido de carbono e hidrogênio.

Quimólise: Consiste na quebra parcial ou total dos plásticos em monômeros na presença de Glicol/Metanol e água.

Pirólise: É a quebra das moléculas pela ação do calor na ausência de oxigênio. Este processo gera frações de hidrocarbonetos capazes de serem processados em refinaria.

6.1.2. Reciclagem Mecânica

A reciclagem mecânica consiste na conversão dos descartes plásticos pós-industriais ou pós-consumo em grânulos que podem ser reutilizados na produção de outros produtos, como sacos de lixo, solados, pisos, conduítes, mangueiras, componentes de automóveis, fibras, embalagens não-alimentícias e outros. Este tipo de processo passa pelas seguintes etapas:

Separação: separação em uma esteira dos diferentes tipos de plásticos, de acordo com a identificação ou com o aspecto visual. Nesta etapa são separados também rótulos de diferentes materiais, tampas de garrafas e produtos compostos por mais de um tipo de plástico, embalagens metalizadas, grampos, etc.

Por ser uma etapa geralmente manual, a eficiência depende diretamente da prática das pessoas que executam essa tarefa. Outro fator determinante da qualidade é a fonte do material a ser separado, sendo que aquele oriundo da coleta seletiva e mais limpo em relação ao material proveniente dos lixões ou aterros.

Moagem: Após separados os diferentes tipos de plásticos, estes são moídos e fragmentados em pequenas partes.

Lavagem: Após triturado, o plástico passa por uma etapa de lavagem com água para a retirada dos contaminantes. É necessário que a água de lavagem receba um tratamento para a sua reutilização ou emissão como efluente.



Aglutinação: Além de completar a secagem, o material é compactado, reduzindo-se assim o volume que será enviado à extrusora. O atrito dos fragmentos contra a parede do equipamento rotativo provoca elevação da temperatura, levando à formação de uma massa plástica. O aglutinador também é utilizado para incorporação de aditivos, como cargas, pigmentos e lubrificantes.

Extrusão: A extrusora funde e torna a massa plástica homogênea. Na saída da extrusora, encontra-se o cabeçote, do qual sai um "espaguete" contínuo, que é resfriado com água. Em seguida, o "espaguete" é picotado em um granulador e transformando em pellet (grãos plásticos).

6.1.3. Reciclagem Energética É a recuperação da energia contida nos plásticos através de processos térmicos. A reciclagem energética distingue-se da incineração por utilizar os resíduos plásticos como combustível na geração de energia elétrica. Já a simples incineração não reaproveita a energia dos materiais. A energia contida em 1 kg de plástico é equivalente à contida em 1 kg de óleo combustível. Além da economia e da recuperação de energia, com a reciclagem ocorre ainda uma redução de 70 a 90% da massa do material, restando apenas um resíduo inerte esterilizado.

6.2. O Plástico e a Geração de Energia

A presença dos plásticos é de vital importância, pois aumenta o rendimento da incineração de resíduos municipais.

O calor pode ser recuperado em caldeira, utilizando o vapor para geração de energia elétrica e/ou aquecimento. Testes em escala real na Europa comprovaram os bons resultados da co-combustão dos resíduos de plásticos

com carvão, turfa e madeira, tanto técnica, econômica, como ambientalmente. A queima de plásticos em processos de reciclagem energética reduz o uso de combustíveis (economia de

recursos naturais). A reciclagem energética é realizada em diversos países da Europa, EUA e Japão e utiliza equipamentos da mais

alta tecnologia, cujos controles de emissão são rigidamente seguros, anulando riscos à saúde ou ao meio ambiente.

www.cetsam.senai.br/bolsa

Referencias

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