Caracterização de painéis produzidos com resíduos de frutos de butiá (Butia (Arecaceae))

Abstract

Os butiazeiros pertencem a um gênero de palmeiras que reúne vinte e duas espécies nativas da América do Sul e seu ecossistema é reconhecido pela sua biodiversidade e contexto histórico-cultural. Dos frutos, além de serem consumidos in natura, são elaboradas iguarias como sucos, bolos, entre outros. Na preparação destes alimentos sobram as fibras dos frutos, que são utilizados em artesanatos, compostagens, etc.Buscando viabilizar a utilização desses resíduos no design de produtos, essa pesquisa teve como objetivo caracterizar as sobras dos frutos de butiá, produzir painéis e analisar seu potencial termoacústico. Para isso, inicialmente, foram caracterizados os resíduos dos frutos de butiá utilizando técnicas analíticas como a microscopia eletrônica, análise termogravimétrica, espectroscopia no infravermelho, composição química e umidade. Com auxílio da microscopia eletrônica foi possível visualizar as fibras entrelaçadas com resquícios de polpa seca, e os canais de comunicação que corroboram para que o material seja hidrofílico. O fator significativo obtido com o TGA, foi que até 250 ºC, podem ser consideradas termicamente estáveis. Nos espectros de infravermelho foi possível observar os movimentos para as bandas típicas de absorção presentes nas fibras lignocelulósicas relacionadas com a celulose, hemicelulose e lignina. O teor médio de umidade obtido foi de 14,16%, e a composição química apontou a presença de 25,22% de celulose, 31,49% de hemicelulose, e 7,17% de lignina. Para a produção dos painéis foram desenvolvidos dois modelos de moldes: um hexagonal (256x121x40 mm) e um retangular (503x247x40 mm) em acrílico de 3mm. Esses serviram para estabelecer parâmetros como a espessura final do painel, quantidade de resíduos necessários para produção e tempo de secagem. O material apresentou boa agregação das fibras utilizando apenas água. Em relação à textura apresentaram aspecto rústico. Para a caracterização dos painéis foram analisadas as propriedades como a densidade aparente, absorção de água, inchamento, acústicas, térmicas e a flamabilidade. Quanto à densidade indica que os painéis são de baixa densidade (0,173 g/cm³). Com relação a absorção de água, indica que os painéis são hidrofílicos e o processo ocorre rapidamente. Acerca dos resultados acústicos constatou-se que os PRP30 alcançaram o melhor desempenho em relação à absorção quando comparada às outras amostras. Com exceção nas frequências de 2000 Hz e 3000Hz, em que a amostra de PRP25 foi superior. Os painéis PRP com espessura de 30mm apresentaram resultados superiores a produtos produzidos industrialmente. Quanto à termografia de infravermelho observou-se que o material promoveu a redução na temperatura, na parte externa coberta pelo painel, chegando a 45,1°C de diferença entre os blocos, sendo considerado um resultado positivo. No que se refere a flamabilidade foi constatado que é essencial a aplicação de antichamas nos painéis.

Butiazeiros belong to a genus of palm trees that includes twenty-two species native to South America and their ecosystem is recognized for its biodiversity and historical and cultural context. In addition to being eaten fresh, the fruit is also used to make delicacies such as juices, cakes and more. The fibers left over from the preparation of these foods are used in handicrafts, composting, etc. In order to make it possible to use this waste in product design, this research aimed to characterize the waste from butiá fruit, produce panels and analyse their thermoacoustic potential. To this end, the butiá fruit waste was initially characterized using analytical techniques such as electron microscopy, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, chemical composition and humidity. With the aid of electron microscopy, it was possible to see the interwoven fibers with remnants of dried pulp, and the communication channels that corroborate that the material is hydrophilic. A significant factor obtained from the TGA was that up to 250 ºC, they can be considered thermally stable. In the infrared spectra, it was possible to observe the movements for the typical absorption bands present in lignocellulosic fibers related to cellulose, hemicellulose and lignin. The average moisture content obtained was 14.16% and the chemical composition showed the presence of 25.22% cellulose, 31.49% hemicellulose and 7.17% lignin. To produce the panels, two mold models were developed, one hexagonal (256x121x40 mm) and one rectangular (503x247x40 mm). These were used to establish parameters such as the final thickness of the panel, the amount of waste needed for production and the drying time. The material showed good fiber aggregation using only water. The texture was rustic. To characterize the panels, properties such as apparent density, water absorption, swelling, acoustic, thermal and flammability were analysed. The density indicates that the panels have a low density (0.173 g/cm³). With regard to water absorption, this indicates that the panels are hydrophilic and the water absorption process occurs rapidly. The acoustic results showed that PRP30 achieved the best absorption performance compared to the other samples. With the exception of the frequencies of 2000 Hz and 3000Hz, where the PRP25 sample was superior. PRP panels with a thickness of 30mm showed superior results to industrially produced products. Infrared thermography showed that the material reduced the temperature of the external part covered by the panel, reaching a difference of 45.1°C between the blocks, which is considered a positive result. With regard to flammability, it was found that it is essential to apply flame retardants to the panels.