Material muito presente nas construções brasileiras, a matriz cimentícia é frequentemente aplicada na telha de fibrocimento e em placas de revestimento. Geralmente são feitas a partir da combinação de cimento e um reforço, como as polpas celulósicas, obtidas de fontes como madeira, bambu, algodão, bagaço de cana-de-açúcar, entre outros. Motivado pelo potencial sustentável e econômico do aprimoramento desse processo, estudo realizado na Universidade Federal de Lavras (UFLA) demonstrou ser viável a substituição da polpa celulósica fibra longa branqueada pela polpa celulósica não branqueada, o que poderá impactar positivamente o mercado de fibrocimentos.

A pesquisa foi desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais da UFLA, como parte da dissertação de mestrado de Ianca Oliveira Borges, agora doutoranda no mesmo Programa. O estudo teve a orientação do professor Gustavo Henrique Denzin Tonoli, pesquisador que figura entre os mais influentes do mundo, segundo a Universidade Stanford (EUA).

O diferencial do estudo está justamente no impacto ambiental e econômico que a escolha dos materiais usados na construção civil podem causar. Isso porque a matriz cimentícia utiliza, como padrão, a polpa de celulose branqueada, que passa por um processo químico para remover impurezas e corantes, o que pode gerar subprodutos nocivos ao meio ambiente e à saúde humana, além do alto consumo de água e energia. O processo de branqueamento é necessário quando o produto final é um papel de alta qualidade. Mas o que os pesquisadores da UFLA buscaram responder foi se o uso da polpa celulósica não branqueada teria o mesmo efeito, tornando-se uma alternativa para mitigar problemas ambientais, sociais e econômicos.

E os resultados das análises confirmaram a possibilidade desta substituição. Os compósitos fabricados com as polpas não branqueadas apresentaram resultados físicos e mecânicos muito similares aos compósitos fabricados com polpa branqueada. Ou seja, as polpas não branqueadas podem ser utilizadas como uma matéria-prima de grande potencial para a produção de matrizes cimentícias, o que representa uma oportunidade de reduzir os custos de produção e diminuir o impacto ambiental proveniente do processo produtivo da polpa celulósica.

“A utilização de polpas não branqueadas pode abrir novas possibilidades de mercado, como a venda de produtos mais sustentáveis para o setor da construção civil, onde há uma crescente demanda por esse tipo de material, uma vez que pode ser uma alternativa viável para reduzir a pegada de carbono”, destacou Ianca.

Metodologia e resultados

Para chegar no resultado, foram analisados compósitos cimentícios em dois momentos: aos 28 dias de cura e após 200 ciclos de envelhecimento acelerado, uma simulação das intempéries ao qual a telha ou placa é submetida durante o seu uso. No estudo, foram consideradas diferentes proporções de polpa branqueada (PB5% e PB10%) e polpa não branqueada (PNB5% e PNB10%), totalizando quatro tratamentos. Foram realizadas análises das propriedades físicas e mecânicas dos compósitos para verificar o desempenho de cada um dos materiais, fornecendo informações relevantes sobre a durabilidade e desempenho dos materiais. As fibras de polpas foram visualizadas em microscópio óptico antes e após o refino.

Os resultados de absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), módulo de ruptura (MOR), limite de proporcionalidade (LOP), módulo elástico (MOE) e tenacidade (EE) para os compósitos com polpa não branqueada foram muito similares aos encontrados para compósitos com polpa branqueada.

Além disso, os dados da pesquisa refletiram nas formas de aplicação do fibrocimento, sugerindo a utilização na fabricação de telhas de cobertura aquelas que apresentaram melhores resultados de módulo elástico (MOE), significando que o material irá sofrer menor deformação entre apoios da estrutura. Já os compósitos que obtiveram maiores valores de módulo de ruptura (MOR) e energia específica (EE) podem ser apropriados na produção tanto de telhas como placas planas.

Relevância reconhecida

A pesquisa deu à Ianca Borges o prêmio de melhor trabalho técnico de estudante no 55º Congresso Internacional de Papel e Celulose promovido pela Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel (ABTCP).

Universidade-empresa

O projeto foi desenvolvido em parceria com a empresa Klabin, que disponibilizou seu portfólio de polpas celulósicas fibra longa e proporcionou a realização do estudo. De acordo com o orientador da pesquisa, professor Gustavo Tonoli, as parcerias entre universidades e empresas do setor permitem o desenvolvimento de pesquisas aplicadas e a formação de profissionais capacitados para atender às demandas específicas da indústria.

Próximos passos

De acordo com o orientador da pesquisa, embora o resultado tenha sido positivo, ainda é importante trabalhar mais nesse tema para otimizar o desempenho das fibras não branqueadas e para suportar a exposição à intempéries. Assim, os próximos passos serão no sentido de criar inovações incrementais que possam combinar diversos tratamentos em busca de materiais cimentícios ainda mais aperfeiçoados e com maior durabilidade.

Quer saber mais sobre a pesquisa, acesse o artigo clicando nesse link.

Esse conteúdo de popularização da ciência foi produzido com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais - Fapemig.