Nova Friburgo, 15 de Dezembro de Á Elas Ecomodas At. Alex Sandro Santo dos Santos Paulo Ref: Relatório de Análises
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1 Núcleo de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais Poliméricos e Compósitos Nova Friburgo, 15 de Dezembro de 215 Á Elas Ecomodas At. Alex Sandro Santo dos Santos Paulo Ref: Relatório de Análises Com base nos resultados apresentados no relatório das análises que foram solicitados pela empresa ELAS ECOMODAS e que acompanha este documento, conclui-se que a utilização de cones de linha pós-consumo na produção de mudas não afetam o desenvolvimento das plântulas durante seu período de permanência nelas. Att Prof. Marisa Cristina G. Rocha Coordenadora NCDMP Rua Bomfim 25, Bloco 1 -Sala 115 Vila Amélia CEP Nova Friburgo RJ Brasil Telefone: (22) Ramal 282/1151/1181
2 RELATÓRIO DE ANALISES 1. Solicitante: ELAS ECOMODAS A empresa Elas Ecomodas, sediada no município de Nova Friburgo, desenvolve o Projeto Ambiental ELAS PRESERVANDO. Uma das ações enquadradas neste projeto é o reaproveitamento dos cones de linha vazios provenientes de processo de costura industrial como recipiente de mudas nativas e/ou em perigo de extinção da Mata Atlântica. 2. Finalidade Análises referentes aos cones de linhas utilizados na produção de mudas nativas cujas etapas de serviços foram: a) Análise térmica e química do material dos cones. b) Análise química de amostras do substrato das mudas. 3. Material O solicitante forneceu para análises três mudas de plântulas com idades de crescimento de 3, 6 e 9 meses suportadas em cones de linha pôs consumo nas cores preto, cinza e laranja, respectivamente; assim como também uma amostra do substrato utilizado nas mudas tal como recebido do fornecedor. As mudas foram coletadas dos viveiros de três colégios parceiros do solicitante no município de Nova Friburgo: Colégio Anchieta, Centro Educacional Souza Polleti e Colégio Modelo. 3.1 Cones de linha pôs-consumo Conforme pesquisa realizada diretamente com uma empresa que produz e comercializa cones de linhas, a STOLLI Plásticos obteve-se informações de que e 1
3 matéria prima utilizada na sua fabricação, segundo dados disponibilizados pelo respectivo fabricante ao solicitante, é composta de: Material base: PP polipropileno homopolímero; Aditivo: pigmento para PP (para atingir a coloração ideal de cada cone). As amostras obtidas dos cones foram denominadas como PP+corante (x), onde x é um digito que identifica o local de coleta/idade da plântula. A descrição de cada amostra é apresentada na Tabela 1. Tabela 1 Características e designação das amostras de cones analisadas x Local de coleta Idade (meses) Cor Designação 1 Colégio Modelo 9 Preto PP+corante (1) 2 Centro Educacional Souza Polleti 6 Cinza PP+ corante (2) 3 Colégio Anchieta 3 Laranja PP+corante (3) 3.2 Substrato O substrato utilizado na produção das mudas é uma mistura de plantio fornecida pelas empresas: Horto Terra Viva e Minhocário Cardinot, ambos localizados em Nova Friburgo. A amostra de substrato tal como recebido foi designada como SB e as amostras referentes a cada muda foram designadas como SB(x), onde x tem o mesmo significado dado para as amostras dos cones. 4. Resultados 4.1 Análises dos cones de linha Analise química por Florescência de raios-x (FTIR) Os espectrogramas FTIR das amostras dos cones de linha, Fig. 1, apresentaram perfis semelhantes e revelaram bandas características do polipropileno [1, 2]: ; 2
4 e cm -1. A provável atribuição das principais bandas observadas nesses espectrogramas é listada na Tabela A.1 do Anexo A. A banda em 1714 cm -1 presente nos espectrogramas pode atribuir-se a incorporação de antioxidantes, estabilizantes e/ou degradação do polímero ou dos aditivos corantes [2]. Picos na faixa dos cm -1, referentes à frequência de vibração dos grupos OH, também foram observadas. Tais bandas possivelmente estejam relacionadas a traços de substrato remanescente nas paredes internas dos cones. Análises por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) As transições térmicas das amostras foram estudadas por DSC na faixa de 3-3 C com uma taxa de aquecimento de 1 C/min em atmosfera de ar sintético com fluxo de 2 ml/min. As curvas DSC obtidas, Fig. A.2 do Anexo A, revelaram um pico endotérmico na faixa de temperatura de C que corresponde com a faixa de valores da temperatura de fusão cristalina (Tm) reportada na literatura para o polipropileno [4, 5, 6]. Outro pico endotérmico foi observado em cada uma das curvas DSC, entre C e pode ser atribuído à presença do aditivo corante. Análise Termogravimétrica (TGA) Derivada Termogravimétrica (DTG) A estabilidade térmica das amostras foi estudada por TGA entre 3-7ºC com taxa de aquecimento de 1ºC/min em atmosfera de ar sintético com fluxo de 2 ml/min. As curvas termogravimétricas (TGA) obtidas, Fig. A.3 do Anexo A, não mostram variação de massa até após os 22ºC, quando se inicia uma rápida perda de massa que finaliza perto dos 46ºC. Foram gerados neste evento resíduos iguais a 2,42; 8,6 e 1,36% nas amostras PP+corante (1), (2) e (3), respectivamente. As curvas derivadas (DTG), que acompanham as respectivas curvas TGA, mostram os picos correspondentes às temperaturas de degradação de cada amostra: 452ºC para o PP+corante (1); 44ºC para o PP+corante (2); e 46,28ºC para o PP+corante (3). Picos parcialmente sobrepostos foram observados junto ao pico principal. Esses picos são gerados por reações que ocorrem simultaneamente ou próximos à reação principal. 3
5 4.2 Análises do substrato Determinação do ph Crescimento da plântula Foram feitas medições do ph em água, ph(w) das amostras de substrato. Os valores de ph(w) obtidos, Tabela 2, indicam que essas amostras apresentam diferentes níveis de acidez [7]. A faixa ideal de ph de um substrato para espécies florestais varia de 5,5 a 6, quando o ph é medido em CaCl2,1 M, ph(cacl2) [8], indicando um meio com acidez baixa [7]. Uma conversão muito utilizada, mas não consistentemente exata, consiste em subtrair,8 ao ph(w) para obter o ph(cacl2) [9]. Utilizando esta conversão a amostra SB(1) obteve um nível de acidez dentro da faixa ideal; a amostra SB(2) apresentou uma acidez média; e a amostra SB(3) uma acidez muito alta [7]. As mudas foram mantidas em local de luz indireta durante o tempo de observação, Fig. A.4(a) do Anexo A. O crescimento das plântulas foi monitorado em termos da diferença de altura (Δh), Tabela 2, medida quatro meses após de recebidas. Elas cresceram em média 1,43 cm/mês. Deve ser observado que a plântula com nove meses de idade foi a que teve menor crescimento, Fig. A.4(b) do Anexo A. Esta característica observada desde o inicio do monitoramento pode ser relacionada com o nível de acidez do substrato. Tabela 2 - Características do substrato quando recebida e crescimento ( h) das plântulas apôs quatro meses de recebidas para análise. Amostra ph(w) ph(cacl2) Classificação h (cm) SB 5,55 4,75 Acidez alta - SB1 6,84 6,4 Acidez baixa 6 SB2 6,14 5,34 Acidez média 6 SB3 4,74 3,94 Acidez muito alta 5 Análise química qualitativo do substrato por Fluorescência de Raios- X (FRX) As análises foram realizadas em triplicata sobre amostras de substrato na forma de discos de 2 mm diâmetro e 6 mm de espessura. Amostras de substrato ligeiramente 4
6 umedecidas com cola comum diluída em água e contidas num molde cilíndrico foram compactadas em prensa manual e secas durante 1 hora a 6 ºC em estufa para a obtenção dos discos. Cada disco foi irradiado em três regiões diferentes: direita, centro e esquerda. Os espectros FRX obtidos, Fig. A.5 do Anexo A, mostraram picos de energia característicos dos elementos: ferro (Fe) - 6,45 e 7,6 kev; titânio (Ti) - 4,513 kev; manganês (Mn) - 5,9 kev; cálcio (Ca) - 3,692 kev; e potássio (K) - 3,314 kev. As intensidades correspondentes a essas energias indicaram predominância do teor de Fe em todas as amostras, assim como baixo conteúdo de Ti e traças de Mn, Ca e K. 5 Conclusões Os dados obtidos por analises térmico e espectrométrico das amostras mostraram concordância com alguns dados reportados na literatura para o polímero polipropileno e com os dados fornecidos pelo fabricante dos cones. O polipropileno é um termoplástico de resistência química excelente, não sendo atacado pela grande maioria de produtos químicos à temperatura ambiente. Na analise termogravimétrico verifica-se que a degradação do material ocorre por acima da temperatura ambiente; o qual indica que não existe perigo de dano para a plântula e nem libera nenhum tipo de poluente no solo onde a muda se encontra em desenvolvimento.. Todas as amostras de substrato analisadas apresentam os elementos Fe, Ti, Mn, Ca e K com as mesmas características qualitativas apresentadas na amostra tal como recebido ; o qual é evidencia que o material dos cones de linha não muda a composição do substrato em nenhum período do crescimento da plântula na muda. Os valores de ph dos substratos e do aumento de altura observado na plântula também reforça esta conclusão. Referências [1] Rabello, M.S.; White, J.R. (1997) The role of physical structure and morphology in the photodegradation behavior of polypropylene. Polymer Degradation and Stability, 56(1): [2] Carvalho, G.M.X. et al. (27) Obtenção de compósitos de resíduos de ardósia e polipropileno. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 17(2):
7 [3] Grillo, D.C; Cáceres, C.A.; Canevarolo, S.V. (211) Análise colorimétrica do polipropileno após degradação termomecânica sob múltiplas extrusões. In: 11 Congresso Brasileiro de Polímeros Campos do Jordão. Anais XI CBP, São Paulo. [4] Mano E.B.; Mendes L.C. (24) Introdução a Polímeros Ed. rev. e ampliada. - São Paulo: Edgard Blucher. [5] Soares, E.P. et al. (22) Caracterização de polímeros e determinação de constituintes inorgânicos em embalagens plásticas metalizadas. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 12(3): [6] Santana, R.C. e Cabrera, V. (29) Analises Instrumental aplicada a polímeros (online). Material de apoio. Projeto UFRGS EAD Disponível em: >. Acesso: 1 dez [7] Braga, G.N.M. (212) Leitura do ph do solo em água e cloreto de cálcio. Na sala com Gismonti assuntos sobre agronomia. Postado 28 de setembro [8] Santos, A. C. V. dos. (28) Produção de mudas florestais. Niterói: Programa Rio Rural, Manual Técnico, 6. [9] NSW Government, Acid Soil Action. Understanding Soil ph. Folheto no data/assets/pdf_file/3/167187/soil-ph.pdf. DSc. Nancy I. Alvarez Acevedo Gerente NCDMP Nova Friburgo, 5 dezembro de 215 6
8 ANEXO A
9 Figura A.1 Espectro FTIR de amostras dos cones suporte de mudas com a) 3 meses, b) 6 meses e c) 9 meses de idade. 1 PP + corante (2) % Transmitância %Transmitância % Transmitância (a) Número de onda (cm -1 ) %Transmittance (b) Número Wavenumber de onda (cm -1 ) (c) Número de onda (cm -1 ) 7
10 Tabela A.1 Atribuições das principais bandas observadas no espectro FTIR das amostras de cones de linha. Atribuição PP+corante (1) PP+corante (2) PP+corante (3) Estiramento de grupos CH/CH2/CH Estiramento grupos carbonila (C=C) Deformação angular de grupos CH Estiramento ligações C-C Deformação angular dos grupos C-H Figura A.2 Curvas DSC das amostras dos cones utilizados como suporte de mudas ,34 127,89 163,7 Fluxo de calor endotérmico (mw) ,58 16,7 164 PP+corante(1) PP+corante(3) PP+corante(2) Temperatura ( o C) 8
11 Derivada (% m/ o C) Derivada (% m/ o C) Derivada ( % m/ o C) Figura A.3 Curvas TGA/DTG das amostras dos cones de linha. 1 TGA 223,42 452, ,4-12 % Massa (%) 6 4 Residuo: 2,42% DTG (a) PP+corante(1) 452, Temperatura ( C) -2 1 TGA 223,66 387,43 44, Massa (%) 6 4 Residuo = 1,36% DTG (b) PP+corante(2) Temperature ( C) 1 TGA 221,94 46, Massa (%) ,18 Residuo = 8,6% DTG (c) 447,59 PP+corante(3) Temperature ( C) 9
12 Figura A.4 Imagem das mudas de pinheiro de araucária após de quatro meses de recebidas para análises no local onde permaneceram durante o período de observação (a); e ao final do período de observação (b). (a) (b) 1
13 Figura A.5 Espectro FRX das amostras de substrato a) tal como recebido; e do substrato das mudas b) com três meses, c) com 6 meses e d) com 9 meses de idade. 11
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