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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2022.tde-09022023-163203
Documento
Autor
Nome completo
Alessandra Silva Batista
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2022
Orientador
Banca examinadora
Garcia, José Nivaldo (Presidente)
Martorano, Lucieta Guerreiro
Ribeiro, Marcelo Leite
Silva, Edson José Vidal da
Título em português
Bioespuma do buritizeiro (Mauritia flexuosa) para composição do núcleo de painéis estruturais de isolamento
Palavras-chave em português
Isolamento térmico
Miriti
SIP
Sustentabilidade
Resumo em português
Painéis Estruturais de Isolamento (Structural Insulated Panels - SIP) são elementos estruturais que vêm sendo adotados pelo setor da construção civil em países desenvolvidos, principalmente, devido à rapidez na montagem e seu baixo custo. Os SIPs são compostos por uma camada central espessa (núcleo), com função de isolamento térmico, revestida interna e externamente por uma camada fina com função estrutural. Como os materiais utilizados para composição da camada central são espumas sintéticas, há necessidade de se buscar alternativas mais sustentáveis. O material natural conhecido na Amazônia como miriti, devido à sua baixa densidade e alto teor de celulose apresenta-se como um potencial substituto para estes isolantes térmicos sintéticos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o potencial do miriti para a composição de núcleos de SIP. Foram avaliadas algumas propriedades mecânicas selecionadas do miriti e miriti colado (denominado núcleo), sua absorção de água e comparadas à norma de SIP. Também foram avaliados a retratibilidade com a perda de umidade e o comportamento térmico do miriti quando exposto a diferentes temperaturas (70°C e 150°C) em comparação ao Poliestireno Expandido (EPS). O núcleo de miriti obteve resultados acima do exigido pela norma, para todas as propriedades avaliadas. A exceção foi a resistência à tração normal, onde o núcleo de miriti ficou abaixo do mínimo exigido, pois o início da ruptura se dá na porção de material menos resistente. A massa específica do miriti foi maior que o valor mínimo exigido pela norma e à absorção de água acima do máximo permitido. Na retratibilidade longitudinal (orientação das fibras), o miriti apresentou resultados similares aos reportados por diferentes espécies de madeira. No entanto, na direção transversal o material apresentou forte colapso, apesar da secagem lenta. O miriti, quando exposto à diferentes temperaturas, apresenta comportamento bastante distinto ao do EPS. Quando exposto a 150°C, o miriti, não ultrapassou os 90°C, já o EPS iniciou degradar a partir dos 80°C. Para o experimento a 70°C, os materiais apresentaram resultados similares, porém, a taxa de aquecimento do miriti foi inferior à do EPS. O miriti, portanto, quando exposto a temperatura acima de 90°C apresenta-se como um material superior em relação ao EPS. No entanto, mais estudos precisam ser realizados para sua melhor destinação, principalmente, quando exposto a diferentes climas e situações. Os resultados obtidos neste estudo demonstram que o miriti, além das vantagens frente a isolantes térmicos sintéticos (por ser um material natural), apresenta resultados satisfatórios para as propriedades mecânicas avaliadas, bem como em relação à absorção de água, além de uma boa resposta térmica quando exposto a diferentes temperaturas.
Título em inglês
Buriti (Mauritia flexuosa) biofoam for composing the core of structural insulation panels
Palavras-chave em inglês
Miriti
SIP
Sustainable
Thermal insulation
Resumo em inglês
Structural Insulation Panels (SIP) are structural elements that have been adopted by the civil construction sector in developed countries, mainly due to the speed of assembly and their low cost. SIPs are composed of a thick central layer (core), with the function of thermal insulation, coated internally and externally by a thinner layer with structural function. As the materials coomonly used to compose the central layer are synthetic foams, there is a need to seek for more sustainable alternatives. The natural material known in the Amazon as miriti, due to its low density and high cellulose content, is a potential substitute for these synthetic thermal insulators. The objective of this work was to evaluate the potential of miriti for the composition of SIP cores. Some selected mechanical properties of miriti and glued miriti (named core) and their water absorption were assessed and compared to the SIP standard. The shrinkage with loss of moisture was evaluated as well as the thermal behavior of miriti when exposed to different temperatures (70°C and 150°C) and compared to Expanded Polystyrene (EPS). The miriti core obtained results above those required by the standard, for all properties evaluated. The exception was the normal tensile strength, where the miriti core was below the minimum required since the beginning of the rupture occurs in the less resistant material portion. The specific mass of miriti was greater than the minimum value required by the standard and the water absorption was above the maximum allowed. In terms of longitudinal shrinkage (along fiber direction), miriti showed similar results to those reported by different wood species. However, in the transverse direction, the material showed strong collapse, despite slow drying. Miriti, when exposed to different temperatures, presents quite different behavior than EPS. When exposed to 150°C, miriti did not exceed 90°C, while the EPS started to degrade from 80°C. For the experiment at 70°C, the materials showed similar results, however, the heating rate of miriti was lower than that of EPS. Therefore, when exposed to temperatures above 90°C, miriti presents itself as a superior material to EPS. However, more studies need to be carried out for its better application, especially when exposed to different climates and situations. The results obtained in this study demonstrate that miriti, in addition to the advantages over synthetic thermal insulators (since it is a natural material), presents satisfactory results for the evaluated mechanical properties, as well as in relation to water absorption, in addition to a good thermal response when exposed to different temperatures.
 
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Data de Liberação
2024-09-02
Data de Publicação
2023-02-10
 
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