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Os materiais de isolamento térmico são aqueles que promovem a redução na taxa de fluxo de calor por condução, convecção e radiação, devido a sua alta resistência térmica (AL- HOMOUD, 2005).

De acordo com Papadopoulos (2005) esses materiais podem ser classificados segundo a sua estrutura química e física (Figura 9). Segundo o autor, o consumo desses materiais no

mercado Europeu correspondem em 60% de materiais isolantes inorgânicos (Fibroso), 27% de materiais orgânicos (Espumas) e o restante somam juntos em 13%.

Figura 9 – Classificação dos materiais isolantes

Fonte: PAPADOPOULOS, A. M. State of the art in thermal insulation materials and aims for future developments. Energy and Buildings, v. 37, n.1, p. 77-86, 2005.

As propriedades desses materiais são dividas em três diferentes grupos. O primeiro denota nas tradicionais propriedades físicas, tais como: densidade, resistência mecânica, isolamento térmico; O segundo grupo corresponde ao impacto ambiental dos materiais isolantes, que engloba o conhecimento sobre a energia primária e a emissão de gases durante o processo de produção, o uso de aditivos contra impactos biológicos e a possibilidade de reciclagem; O terceiro grupo refere-se às propriedades com a saúde pública durante a produção desses materiais, como por exemplo, a toxidade do ser humano no caso a eventuais incêndios (PAPADOPOULOS, 2005).

Com foco no terceiro grupo das propriedades dos materiais isolantes, Liang e Ho (2007) estudaram as características tóxicas dos seguintes materiais isolantes: lã de vidro, lã de rocha, espuma de polietileno e espuma de poliuretano. Esses materiais foram selecionados, pelo fato, do consumo desses materiais em Taiwan serem similares ao mercado Europeu. Para todos os materiais avaliados os autores constataram índice de toxicidade superior a 1, indicando que traria a óbito um ser humano em 30 minutos após ingerir gases oriundos da queima desses materiais. Entre os materiais avaliados, os pesquisadores diagnosticaram o polietileno com maior toxicidade. Além disso, os valores encontrados pelos autores para o isolante polietileno

e poliuretano foram maiores do que 10, significando que esses materiais são de alto risco de incêndio (Figura 10).

Figura 10 – Índice de Toxicidade de diferentes materiais

Fonte: LIANG, H.H. e HO, M.C. Toxicity characteristics of commercially manufactured insulation materials for building applications in Taiwan. Construction and Building

Materials, v.21, n.1, p.1254-1261, 2007.

Nesse âmbito, diversas pesquisas sobre a temática painéis de partículas aglomerados de baixa densidade à base de resíduos foram desenvolvidos com objetivo de obter materiais alternativos mais seguros para o ser humano e meio ambiente, proporcionando ao mesmo tempo, agregação de valor aos resíduos. A seguir são apresentadas informações de trabalhos que avaliaram o desempenho de materiais isolantes fabricados com resíduos agroindustriais.

O Kenaf (Hibiscus cannabinus) é uma planta do sul da Ásia sendo empregada para fabricação de papel. Além da produção de papel, Xu et al. (2004) estudaram a viabilidade de produzir painéis de baixa densidade (isolante térmico) utilizando essa planta como matéria- prima. Para isso, os autores avaliaram as propriedades físico-mecânicas e térmicas.

Para as propriedades mecânicas (MOR e MOE) os pesquisadores constataram aumento, conforme a elevação da densidade dos painéis. Com relação às propriedades físicas (inchamento e absorção), os autores diagnosticaram menor absorção e maior inchamento para painéis com maior densidade nominal.

Quanto a condutividade térmica, Xu et al. (2004) diagnosticaram aumento dessa propriedade, conforme o aumento da densidade dos painéis. Os autores comentam que a menor condutividade térmica ocorreu nos painéis de baixa densidade, em razão das placas

conterem maior número de espaços vazios preenchidos com ar, que é um meio de baixa condução de calor.

O abacaxi (Ananas comosus) é uma planta cultivada na Tailândia que após a sua colheita os resíduos (folhas) são queimados causando problemas ambientais e erosão no solo. Na busca de alternativas, Tangjuank (2011) avaliou a viabilidade em desenvolver painéis de isolamento térmico à base de folhas de abacaxi para três diferentes densidades (0,178, 0,210 e 0,232 g.cm-3).

Para a variável absorção e inchamento o autor constatou maiores valores para os painéis com maior densidade. Além disso, o pesquisador observou maior condutividade térmica nos painéis com densidade de 0,178 g.cm-3, pois segundo o autor isso esteve atrelado a maior quantidade de umidade nesses painéis.

O papiro (Typha angustifólia) é uma planta fibrosa encontrada em abundância na Tailândia. A fim de desenvolver um material isolante ecologicamente correto e sem risco aos humanos, Tangjuank e Kumfu (2011) estudaram para três diferentes densidades (0,232, 0,258 e 0,266 g.cm-3) o desempenho físico (absorção e inchamento) e térmico (condutividade térmica) de painéis a base dessa planta.

Os autores constataram maior absorção de água para os painéis com menor densidade, pelo fato, de apresentarem no interior maior número de espaços vazios. Já para o inchamento, maiores valores foram diagnosticados para os painéis com maior densidade, que segundo os autores é devido a maior quantidade de material nesses painéis. Para condutividade térmica, os pesquisadores identificaram aumento dessa propriedade com a elevação da densidade.

A produção de cana-de-açúcar (Saccharum L.) tem o bagaço como subproduto, enquanto que a cadeia produtiva do coco (Cocos nucifera) tem a casca e a fibra como resíduo. Como proposta de traçar alternativas para esses resíduos e reduzir o custo dos materiais isolantes empregados na Tailândia, Panyakaew e Fotios (2011) avaliaram as propriedades físico-mecânicas e térmicas de placas isolantes à base de casca de coco e bagaço de cana para três diferentes densidades (0,250, 0,350 e 0,450 g.cm-3).

Para as propriedades mecânicas, os autores diagnosticaram aumento no MOR e MOE com a elevação da densidade. Comparando o desempenho mecânico dos painéis, os autores constataram maiores valores dessas propriedades para os painéis de bagaço de cana. Os pesquisadores atribuem como causa desse fenômeno à diferença das propriedades físicas e químicas da fibra de coco, pois o MOR não depende somente da força de ligação entre as fibras, mas também da força individual da fibra e a sua geometria. Para a condutividade

térmica os autores encontraram uma relação positiva entre a condutividade térmica e a densidade.

Com base nos valores relatados nessas pesquisas, foi elaborado um gráfico (Figura 11) comparando a condutividade térmica entre os materiais isolantes comerciais (Lã de Vidro, Espuma de Polietileno, Poliuretano e Lã de Rocha) com os painéis de baixa densidade à base de resíduos agroindustriais. Observa-se que todos os materiais podem ser classificados como isolantes, pois segundo Whang (1988) materiais com condutividade térmica menor que 0,25 W/mK (linha tracejada na Figura 11) são isolantes térmicos.

Figura 11 – Comparação entre a condutividade térmica de isolantes tradicionais com painéis de baixa densidade à base de resíduos agroindustriais

Fonte: Própria autoria