BIODETERIORAÇÃO DE MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL: MÉTODOS DE ENSAIO E USO DE BIOCIDAS

Transcrição

1 BIODETERIORAÇÃO DE MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL: MÉTODOS DE ENSAIO E USO DE BIOCIDAS Letíci M. Gjc (1); Sérgio Brzolin (2) (1) Mestrdo Profissionl em Hitção - IPT, Av. Prof. Almeid Prdo, Cidde Universitári, São Pulo, SP e-mil: letici_gjc@hotmil.com 2) Instituto de Pesquis Tecnológic do Estdo de São Pulo - IPT, Av. Prof. Almeid Prdo, Cidde Universitári, São Pulo, SP. E-mil: rzolin@ipt.r Resumo Contminção microiológic é o crescimento ou introdução de céluls microins indesejáveis em produtos comumente utilizdos n construção civil, como tints, vernizes, plásticos e orrchs. O efeito do crescimento de microrgnismos nesses produtos pode ser oservdo como descolorção, lierção de gses, seprção de fses, mu cheiro, diminuição d viscosidde, ou sej, lterções ns proprieddes físics e mecânics do mteril. Esse processo é conhecido como iodeteriorção e pode representr grndes prejuízos pr o setor d construção civil. Os três tipos de microrgnismos que podem colonizr estes produtos são fungos, lgs e ctéris. Todos os microrgnismos necessitm de águ e nutrientes, sendo que s lgs tmém precism de luz pr relizção de fotossíntese. A iodeteriorção pode ocorrer em mteriis líquidos e em filmes secos. Nestes csos o trtmento e recuperção de produtos deteriordos são frequentemente mis difíceis, se não impossíveis. Portnto, utilizção de iocids como fungicids, lgicids e ctericids é, normlmente, medid preventiv mis eficiente. Este trlho present um sistemátic de vlição de prolems de iodeteriorção, mostrndo os métodos lortoriis utilizdos no desenvolvimento de iocids pr controle preventivo em diferentes mteriis d construção civil. Plvrs-chve: Biodeteriorção; Alg; Bctéri; Biocid; Biodeteriorção; Construção civil; Fungo. Astrct Microiologicl contmintion is the growth or the introduction of unwnted microil cells in products commonly used in construction, such s pints, vrnishes, plstics, nd ruers. The effect of the growth of microorgnisms in these products cn e oserved s discolortion, gs relese, phse seprtion, odor, reduced viscosity, hence, chnges in physicl nd mechnicl properties of the mteril. This process is known s iodeteriortion nd cn pose gret hrm to the industry. The three types of microorgnisms tht cn colonize these products re fungi, lge nd cteri. All orgnisms need wter nd nutrients nd lge lso need light to perform photosynthesis. The iodeteriortion cn occur in liquid mterils nd dry films. In these cses the tretment nd rehilittion of deteriorted products re often more difficult, if not impossile. Therefore, the use of iocides such s fungicides, ctericides nd lgecides is usully the most effective preventive mesure. This pper presents systemtic evlution of iodeteriortion prolems, showing the lortory methods used in the development of iocides for preventive control in different mterils of construction. Keywords: Biodeteriortion; Alge; Bcteri; Biocide; Building; Biodeteriortion; Fungus. 1. INTRODUÇÃO A contminção iológic está presente em grnde número de produtos utilizdos n construção civil, como tints se de águ, vernizes, desivos, mdeir, plásticos, orrchs, culim, vedntes e crpetes podendo comprometer serimente o seu desempenho (ROOSMORE, 1995). O termo iodeteriorção vem sendo usdo há um longo tempo e refere-se às interções indesejds e/ou destrutivs entre microrgnismos e o mteril, cusndo desde dnos estéticos té funcionis. (GAYLARDE et l, 2003)

2 Alguns setores industriis, como o de tints, lterrm rdiclmente sus formulções, principlmente o dotr emulsões (líquido/líquido) ou suspensões (sólido/líquido) em sustituição os ntigos sistems com se em solventes orgânicos. Em outros csos, como nos produtos de higiene e elez pessol, plvr de ordem foi sustituir ingredientes sintéticos pelos de origem nturl, derivdos de óleos vegetis e gordurs nimis. Em ms s situções houve fvorecimento d multiplicção de microrgnismos diversos (ROOSMORE, 1995), portnto suscetiilidde desses produtos à iodeteriorção está relciond à presenç de diversos componentes orgânicos. Diversos são os resultdos d proliferção microiológic nesses sistems de nturez orgânic. No specto físico, pode ocorrer desestilizção do produto e vrição de colorção. N composição químic, lierção de enzims pelos microrgnismos provoc o frcionmento de cdeis polimérics, gerndo moléculs curts, de mis fácil digestão ou ssimilção pels colônis de microrgnismos. O resultdo finl é lierção de gses, como o CO 2, lém dos fétidos sulfurosos. Lotes contmindos precism ser descrtdos ou retrlhdos, elevndo-se custos ou crindo-se inconvenientes pr os usuários finis (ROOSMORE, 1995). Entretnto, ess relção de cus (microrgnismos) e efeito (lterções indesejáveis) não é, muits vezes, reconhecid pelos profissionis ns indústris. Um ds forms de controle desses processos de iodeteriorção dos mteriis é utilizção de iocids. A demnd por iocids ument cd di, limentd pel preocupção crescente ds indústris em grntir qulidde de seus produtos. Além disso, qued dos preços interncionis de muitos princípios tivos com poder microicid incentiv produção de novs formulções, oferecendo mior espectro de proteção e, consequentemente, mior durilidde do produto. Tendo em vist o exposto, o ojetivo deste trlho é presentr um sistemátic de vlição de prolems de iodeteriorção, mostrndo os métodos lortoriis, conhecidos interncionlmente como teste de desfio ( chllenge tests ) utilizdo no desenvolvimento de iocids pr controle preventivo em diferentes mteriis d construção civil. 2. AVALIAÇÃO DA BIODETERIORAÇÃO EM MATERIAIS Contminção é o crescimento ou introdução de céluls microins indesejáveis no produto, e pode cusr descolorção, lierção de gses, seprção de fses, mu cheiro, diminuição n viscosidde, entre outros ftores, que podem surgir individulmente ou todos o mesmo tempo (WINKOWSKI, 2002). As clsses de microrgnismos que podem colonizr tints, emulsões, ditivos de concreto e outros produtos são s ctéris, os fungos e s lgs (Foto 1). Todos os microrgnismos precism de águ e nutrientes, e s lgs tmém precism de luz, pr relizr fotossíntese (ROOSMORE, 1995). c Foto 1- Microrgnismos: () ctéri () fungo/olor (c) lgs Revestimentos são usdos pr proteção e decorção de superfícies, porém ests funções podem ser prejudicds pel ocorrênci dos microrgnismos. Nesse cso, iodeteriorção ocorre

3 somente em certos mientes, onde níveis de tempertur e umidde fvorecem o crescimento microino (CHERVENAK et l., 2003). Os fungos, conhecidos populrmente como olores, são os principis microrgnismos envolvidos no tque de revestimentos. Em certs loclizções geográfics (lto índice de umidde reltiv e insolção), deteriorções por lgs são mis significntes (MATIAS et l., 2003). Dinte de um prolem de iodeteriorção de mteriis n construção civil como revestimentos, tints, plásticos, mdeir, vedntes e rgmsss, os construtores e usuários de modo gerl, dificilmente conseguem estelecer um relção de cus e efeito pr o correto dignóstico, ssim, ssocição de microrgnismos com perd e/ou lterção do mteril, entre outrs cuss, como de origem químic ou físic. A Figur 1 present um sistemátic de vlição e tomd de decisão, qundo existe um prolem de iodeteriorção em mteriis. A primeir etp pr su solução é corret identificção do(s) microrgnismo(s) ssocidos, sendo os fungos, s ctéris e s lgs. A solução propost pode estr ssocid o processo produtivo ou à suscetiilidde do produto finl, considerndo-se condições de rmzenmento, uso e trnsporte. O uso de iocids tem demonstrdo mior eficáci no controle desses orgnismos. Ressltndo-se mior gilidde n su resolução, com custo/enefício fvorável. Figur 1 - FLUXOGRAMA DE AVALIAÇÃO DA BIODETERIORAÇÃO PROBLEMA DE BIODETERIORAÇÃO DEFINIÇÃO DA CAUSA QUÍMICA BIOLÓGICA FÍSICA IDENTIFICAÇÃO DO MICRORGANISMO FUNGO ALGA BACTÉRIA ESCOLHA DO BIOCIDA A definição do iocid pr o produto é feit por meio de ensios microiológicos ("Chllenge tests"). Esses ensios têm como ojetivos estelecer mínim concentrção e o princípio tivo mis ENSAIOS MICROBIOLÓGICOS

4 dequdo o produto, sem lterr sus crcterístics físics, químics ou mecânics. Resslt-se que escolh dequd d mínim concentrção está relciond um menor custo e menor impcto mientl e à higiene e segurnç dos seres vivos. Os iocids, clssificdos em ctericids, fungicids e lgicids (ROOSMORE, 1995) são usdos pr dus plicções principis: Em lt ("in-cn"), onde o iocid é destindo pr prevenir o crescimento de ctéris e levedur (fungo) em produtos líquidos. 3. ENSAIOS MICROBIOLÓGICOS Pr os ensios microiológicos normlizdos, é estelecido o uso de culturs purs otids de coleções de culturs, como Americn Type Culture Collection - ATCC ou Culture Collection of Alge nd Protozo - CCAP, sendo que tods s espécies receem um número dests coleções, por exemplo: Aspergillus niger ATCC A mnipulção e mnutenção desses microrgnismos devem ser feit em lortório de microiologi dequdo. Estudos com outros microrgnismos ssocidos à iodeteriorção de mteriis podem ser relizdos, desde que se grnt o isolmento de culturs purs e corret identificção, o nível de espécie. Esss dptções podem ser necessáris pr solução de prolems específicos d indústri. Nenhum método de ensio lortoril fornece um modelo que permit, com segurnç, fzer previsões sore vid útil de qulquer mteril em uso, pois são rtificiis e não reproduzem s situções vriáveis e complexs encontrds ns condições de exposição do produto/mteril. Portnto, resslt-se importânci d experiênci do microiologist e os resultdos não devem ser interpretdos de mneir crític. Nesse contexto, os métodos lortoriis permitem, sicmente: i) vlir suscetiilidde dos mteriis os microrgnismos; ii) seprr/comprr iocids ou formulções que presentm toxidez os microrgnismos; ou iii) estelecer concentrções de iocids, que sirvm de ponto de prtid pr vlições posteriores, como plicção em escl rel de uso. A seguir são presentdos os principis métodos utilizdos n vlição de iocids pr prevenção d iodeteriorção Métodos Lortoriis Os métodos são específicos e plicáveis em dois tipos de mteriis: líquidos e sólidos Produtos, Mteriis ou Aditivos Liquidos Os métodos ixo são recomenddos pr vlição d eficiênci de iocids em produtos, mteriis ou ditivos n su form líquid ("in-cn"), como por exemplo, tints e vernizes, cuj preservção n lt ou recipiente de rmzenmento é desejável Teste de Esterilidde Qundo s mostrs chegm o lortório são checds pr detecção de céluls viáveis de microrgnismos, ou sej, se já presentm contminção, dvinds do processo produtivo, rmzenmento ou mnipulção. Pr esse teste, se colet um líquot do mteril ser nlisdo e colocdo em meio de cultur dequdo (estris = movimentos de ziguezgue) pr oservção do crescimento microino, como é possível oservr n figur

5 Figur 2- Esquem do Esplhmento d Amostr por Estris Fonte: ABNT NBR 15821:2010 A usênci de crescimento microiológico ns plcs indic que s mostrs não contêm céluls microins viáveis. A presenç de crescimento indic que mostr contém contminção microiológic, como verificmos n foto 2. Foto 2 - Ensio em tint (estrid em meio de crescimento pr ctéris): () mostr contmind por ctéri; () mostr sem contminção Testes em tints de construção civil Esse método é utilizdo pr vlição d preservção em lt ( in-cn ) de tints, emulsões, óleos, dentre outros mteriis que tenhm presenç de águ n su composição, pr o controle do crescimento de ctéris, levedurs e fungos. Nesse método, s mostrs são inoculds com um conjunto de culturs de microrgnismos; um nov reinoculção pode ser feit simulndo-se o que conteceri em condição rel, em um lt de tint, qundo um pintor coloc e recoloc su trinch diverss vezes n lt pr pintr qulquer superfície. No Brsil existe norm ABNT NBR 15821:2010 Tints pr construção civil Método pr vlição de desempenho de tints pr edificções não industriis Determinção do gru de resistênci de tints, vernizes e complementos, em emulsão n emlgem o tque de microrgnismos (ABNT, 2010), cujo resultdo de crescimento de ctéris é ilustrdo n foto 3. Foto 3 - Ensio de tint (estrid em meio de cultur de crescimento pr ctéris): ()contmind por ctéri e () sem contminção Produtos sólidos ou plicdos

6 XIV ENTAC - Encontro Ncionl de Tecnologi do Amiente Construído Outuro Juiz de For Os métodos ixo são recomenddos pr vlição d eficiênci de iocids em produtos, mteriis ou ditivos qundo plicdos em filme seco ( dry-film ), como por exemplo, tints e vernizes e mteriis sintéticos poliméricos (plásticos) NBR 14491:2011_Tints pr construção civil Método pr vlição de desempenho de tints pr edificções não industriis Determinção d resistênci de tints, vernizes e complementos o crescimento de fungos em plcs de Petri (ABNT, 2011). Teste utilizdo pr vlição de tints em filme seco ("dry film"), pr controle de fungos emolordores/mnchdores (olor), onde s mostrs de tints são plicds em ppel crtão de (3,5 x 3,5) cm. Prte dos corpos de prov é sumetid à lixivição pssndo por corrente contínu de águ deionizd por 24 h, permitindo-se vlir o efeito d lixivição do fungicid. Semnlmente, oservse o tque fúngico ns mostrs, como ilustrdo n foto 4. Ao finl do período de incução, plc do controle de viilidde deve presentr tod superfície do meio de cultur recoert pelo crescimento do fungo, cso contrário, o ensio deve ser repetido. A vlição do crescimento de fungos sore o corpo de prov deve ser feit olho nu. Foto 4 - Ensio de tint: com crescimento de fungos () e sem crescimento de fungos () ABNT NBR 15301:2005 Determinção d resistênci de tints e complementos o crescimento de fungos em câmr tropicl. (ABNT, 2005). Esse método é muito utilizdo n vlição d preservção de tints ou vernizes in dry-film contr fungos. Um câmr é preprd de mneir simulr condições mientis que propiciem um miente dequdo o desenvolvimento de fungos. Os fungos são inoculdos n terr, em ndej colocd dentro d câmr. As mostrs são plicds em pinéis de mdeir de Pinus sp. ou de gesso (não hidrófugo) crtondo tipo stndrd 100 mm x 75 mm x 9,5 mm. A primeir demão é seguid de secgem de 24 hors ntes de inicir pintur d segund demão; plicção d tint como demãos e intervlos de secgem, pode tmém ser especificd pelo fricnte. Os corpos de prov são condiciondos n câmr com tempertur de 250C +/- 20C e umidde reltiv de 95 98% e expostos os fungos por 28 dis. Durnte este período, oserv-se porcentgem de crescimento dos fungos n superfície do corpo de prov (Foto 5), sendo o nível de contminção clssificdo em um escl de

7 Foto 5 - Ensio de tint: com crescimento de olores () e sem crescimento () ASTM D intituld: Determinção d Resistênci de Filmes de Tints e Revestimentos relciondos contr deteriorção de Algs (ASTM, 2009). Norm utilizd pr vlição d preservção de tints e outros revestimentos in dry-film, contr lgs. Neste método s mostrs são plicds em ppéis de filtro de (3,5 x 3,5) cm. Prte ds mostrs é sumetid à lixivição pssndo por correntes contínus de águ deionizd por 24 h, permitindo-se vlir o efeito d lixivição n permnênci do lgicid. O teste de envelhecimento (ASTM, 2006) pr simulr o efeito d rdição solr e condensção pode tmém ser utilizdo pr vlição do desempenho do lgicid. Os corpos de prov pintdos com s respectivs mostrs são colocdos n superfície de plcs contendo meio de cultur pr crescimento de lgs e inoculdos com um suspensão de lgs que se desenvolvem em tints imoiliáris. Tods s plcs são colocds em câmr com ciclos de 12h com luz e 12 h sem luz. Este período de exposição é relizdo por 6 semns, pós inoculção ds lgs. A eficiênci do lgicid é oservd por meio do crescimento ds lgs sore tint (Foto 6). Foto 6 - Ensio de tint: com crescimento de lgs () e sem crescimento () ASTM G intituld: Determinção d Resistênci de Mteriis Sintéticos Poliméricos contr Fungos (ASTM, 1996) Este método é utilizdo pr vlição d resistênci de plásticos, orrchs e outros polímeros sintéticos contr o crescimento de fungos. As mostrs são colocds n superfície do meio de cultur, que não permite o crescimento de microrgnismos. Em seguid, são inoculds com um mistur de fungos. Tods s plcs são incuds 28ºC, 85-90% de umidde reltiv por 4 semns. Oserv-se o tque fúngico so s mostrs semnlmente (Foto 7). A lixivição pode ser nlisd pr verificção d permnênci de fungicids incorpordos no mteril

8 Foto 7 - Ensio de plástico PVC: com crescimento de olores, principlmente ns ords do corpo de prov () e sem crescimento () ASTM E intituld: Avlição d Performnce de Antimicroinos em Mteriis Sólidos Poliméricos contr mnchs cusds por Streptoverticillium reticulum (ASTM, 1991) Este método é utilizdo pr vlição d resistênci de mteriis poliméricos sintéticos o crescimento do Streptoverticillium reticulum. Este microrgnismo é considerdo um prolem no desenvolvimento de plásticos, pois cusm mnchs de colorção róse no mteril. As mostrs são colocds n superfície do meio de crescimento pr este determindo microrgnismo e inoculds com Streptoverticillium reticulum (ATCC 25607). Tods s plcs são incuds 35ºC por 4 semns. A vlição é feit oservndo-se formção de mnchs róses irreversíveis n superfície do corpo de prov (Foto 8). Foto 8 - Amostr de PVC com mnch róse () e () mostr de PVC sem contminção 4. CONCLUSÃO Os mteriis utilizdos n construção civil são tcdos por microrgnismos, como fungos, ctéris e lgs. Este processo é conhecido como iodeteriorção, sendo muits vezes, de difícil identificção pelos profissionis d construção civil. O uso de iocids, incorpordos nos produtos, é um form de controle d iodeteriorção, entretnto, su escolh depende d relizção ensios iológicos em lortórios microiológicos voltdos pr o desenvolvimento de produtos e mteriis pr construção civil. Existem métodos normlizdos que devem ser utilizdos n comprção de iocids ou determinção ds mínims concentrções iniitóris do crescimento dos microrgnismos, evitndo-se prejuízos durnte produção, rmzenmento e uso dos mteriis suscetíveis

9 REFERÊNCIAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D5589 Stndrd Test Method for Determining the Resistnce of Pint Films nd Relted Cotings to Algl Defcement. In ASTM Stndrds on Mteril nd Environmentl Microiology. Americn Society for Testing nd Mterils, Phildelphi, AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E1428 Evluting the Performnce of Antimicroils in or on Polymeric Solids Aginst Stining y Streptoverticillium reticulum ( pink stin orgnism). In ASTM Stndrds on Mteril nd Environmentl Microiology. Americn Society for Testing nd Mterils, Phildelphi, AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM G154 Stndrd Prctice for Operting Fluorescent Light Apprtus for UV Exposure of Nonmetllic Mterils. Phildelphi, AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM G21 Determining Resistnce of Synthetic Polymeric Mterils to Fungi. In ASTM Stndrds on Mteril nd Environmentl Microiology. Americn Society for Testing nd Mterils, Phildelphi, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (ABNT) NBR 14941: Tints pr construção civil Método pr vlição de desempenho de tints pr edificções não industriis Determinção d resistênci de tints, vernizes e complementos o crescimento de fungos em plcs de Petri sem lixivição. São Pulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15821: Tints pr construção civil Método pr vlição de desempenho de tints pr edificções não industriis Determinção do gru de resistênci de tints, vernizes e complementos, em emulsão n emlgem o tque de microorgnismos. São Pulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15301: Tints pr construção civil Método pr vlição de desempenho de tints pr edificções não industriis - Determinção d resistênci de tints e complementos o crescimento de fungos em câmer tropicl. São Pulo, 2005 CHERVENAK, Mry; EACHUS, Aln; HENRY, Blise. Biocide resolves cteril hygiene. Europen Cotings Journl, Alemnh, n.1-2, p.26-34, GAYLARDE, C.; SILVA, M. Ris; WARSCHEID, Th. Microil impct on uilding mterils: n overview. Mterils And Structures, Rio Grnde do Sul, jun p ROSSMOORE, H. W.. Hndook of Biocide nd Preservtive Use. Michign: Blckie Acdemic & Professionl, p. WINKOWSKI, K.. Controlling Microil Contmintion. Pints & Cotings Industry, New York, v. 60, n. 7,