Nome do Projeto
Aproveitamento de resíduos agrícolas para produção de painéis de partículas orientadas (OSB) com madeira de Pinus elliottii e adição de nanofibrilas de celulose
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
19/06/2021 - 31/12/2023
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O projeto de pesquisa propõe a utilização de materiais considerados resíduos para agregar a produção de um tipo de compósito que vem ganhando espaço no mercado consumidor atual o painel Oriented Strand Board - OSB. A finalidade do projeto será produzir um painel de madeira do tipo OSB, que atenda as propriedades desejadas para funções estruturais. Nesse contexto o presente estudo pretende avaliar o potencial tecnológico do uso de resíduos agrícolas e madeira de pinus em diferentes composições para produção de painéis de partículas tipo OSB e incorporação de nanofibrilas de celulose como reforço do compósito.

Objetivo Geral

O projeto tem como objetivo geral produzir painéis de partículas orientadas (OSB) com resíduos agrícolas, madeira de pinus (Pinus elliottii) e incorporação da nanofibrilas de celulose com finalidade de uso estrutural em ambientes intermediários e externos.
Como objetivos específicos:

- Produzir em escala piloto painéis OSB constituídos com resina fenol-formaldeído, diferentes proporções entre as camadas de madeira de pinus e resíduos agrícolas no sentido de orientação face-miolo-face e incorporação de três proporções de nanofibrilas de celulose (1%, 2% e 3%);

- Determinar e avaliar as propriedades físicas e mecânicas das chapas de acordo com especificações da norma europeia;

- Avaliar o efeito do tipo de matéria-prima, proporção de composição das camadas e dos diferentes percentuais da nanofibrilas de celulose nas propriedades dos compósitos;

- Determinar e avaliar o efeito da incorporação da nanofibrilas de celulose na emissão de formaldeído das chapas por meio do método do dessecador, de acordo com especificações da norma americana;

- Determinar e avaliar os compósitos por meio da técnica de Difração de Raio X, Análise termogravimétrica - TGA, microscopia eletrônica de varredura - MEV e rugosidade da superfície.

Justificativa

De acordo com Oliveira et al. (2017) em função da grande produção de arroz em todo o mundo é inevitável que haja a formação de produtos de baixo valor agregado, tais como arroz quebrado, farelo e casca. O arroz é colhido dentro de um envelope floral gerando a casca como resíduo. Dados da FAO (2013) citado por Oliveira et al. (2017) indicam que a casca corresponde a cerca de 20% do peso total do arroz produzido gerando cerca de 148 milhões de toneladas por ano de material sem uma utilização direta.
No Brasil Melo et al. (2009) relatam que o Rio Grande do Sul produz um volume significativo do resíduo casca de arroz, principalmente na metade sul do estado. Estima-se que 40% do volume nacional de arroz é produzido no estado, e com isso resulta em torno de um milhão de toneladas de casca de arroz por ano. Luzzieti et al. (2013) indicam a possibilidade de existência de diversos problemas com a casca de arroz sendo classificada como um resíduo, entre eles está à poluição quando há sua queima a céu aberto e o desperdício da casca quando levara para aterrar terrenos.
A metade sul, do estado do Rio Grande do Sul, também se destaca no país por possuir extensas áreas com plantações de arroz e milho que após sua colheita, sobram como resíduo o caule e folhas (palha) destes materiais. Cabe ressaltar que a grande maioria destes resíduos agrícolas gerados pós colheita são, de modo geral, descartados em aterros sanitários convencionais sem haver uma reutilização adequada desta matéria prima de baixo valor agregado (FERREIRA et al., 2015).
Em relação ao milho, o estado do Rio Grande do Sul produziu em 2010, em torno de 5.772.422 toneladas no ano, o que corresponde a cerca de 10% da produção nacional (EMATER/RS, 2011).
Os resíduos gerados por meio do processo de colheita agrícola podem ser utilizados como fonte de nutrição complementar a animais, cobertura morta para o solo ou mesmo geração de energia. Uma alternativa tecnológica estaria relacionada ao uso destes resíduos agrícolas na fabricação de novos produtos, agregando-se maior valor a uma matéria prima que possui baixo custo de aquisição.
Desta forma, a reconstituição de materiais considerados resíduos pelas empresas agrícolas, em painéis de partículas do tipo Oriented Strand Board - OSB seria uma maneira não tradicional de reutilizar as cascas de arroz, palhas de arroz e milho. Essa fato também se justifica devido ao alto custo da madeira maciça e uso dos painéis de madeira reconstituída como principal alternativa para sua substituição, especialmente para fins estruturais, indústria de móveis, entre outros.
Os painéis OSB possuem inúmeras vantagens em relação a outros painéis, como a não reivindicação por árvores inteiras e com geometria específica, resultando assim num maior aproveitamento e possibilidade de utilização de outras essências florestais (NASCIMENTO et al., 2015).
No segmento da construção civil, as empresas cada vez mais estão à procura de novas tecnologias e materiais que possibilitem a melhoria da produtividade e com isso baixar o custo de produção de edificações. Através disso, os painéis OSB surgem como formas viáveis de substituição de compensado para projetos da construção civil (MACEDO, 2014).
Com o avanço tecnológico no segmento de nanomateriais a nanocelulose tem posição de destaque atualmente por apresentar propriedades e desempenhos com potenciais superiores às das fibras convencionais de celulose (SIQUEIRA, 2010). A utilização como reforço em adesivos empregados para produção de compósitos base madeira vem sendo cada vez mais estudada no Brasil e exterior apresentando propriedades satisfatórias nos painéis (VEIGEL et al. 2012; CANDAN et al., 2015; CARDOSO et al., 2016; MORAIS JÚNIOR, 2017 ).
Nesse contexto o presente estudo pretende avaliar o potencial tecnológico do uso de resíduos agrícolas e madeira de pinus em diferentes composições para produção de painéis de partículas tipo OSB e incorporação de nanofibrilas de celulose como reforço do compósito.

Metodologia

O projeto será desenvolvido em três fases sendo cada etapa realizada nos laboratórios vinculados à Universidade Federal de Pelotas – UFPEL.
Os materiais que serão utilizados para produção dos painéis de partículas orientadas - OSB propostos neste estudo serão: madeira de pinus (Pinus elliotti), palha e casca de arroz (Oriza sp.), palha de milho - Zea mays L.), resina fenol-formaldeído e nanofibrila de celulose.

As metodologias empregadas em cada etapa estão descritas nas ações vinculadas as mesmas.

Indicadores, Metas e Resultados

Baseado nos resultados que serão obtidos por meio desse estudo espera-se gerar informações científicas que colaborem para uma melhor compreensão das propriedades dos painéis de partículas orientadas e a aplicação da nanotecnologia em sua composição. Gerando informações que tornará possível gerar um produto que possibilita à requalificação de resíduos agrícolas, além de incluir um material que está ganhando espaço no mercado, a nanofibrila de celulose.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
AMANDA DE FREITAS CORREA
CINTIA BOLDT SOUZA3
ERIKA DA SILVA FERREIRA4
GABRIEL VALIM CARDOSO6
MATEUS FISS TIMM
MERIELEN DE CARVALHO LOPES6

Página gerada em 24/01/2021 09:48:08 (consulta levou 0.102166s)