FIBRA DE FOLHA DO BAMBU: uma alternativa ao papel convencional

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1 FIBRA DE FOLHA DO BAMBU: uma alternativa ao papel convencional Alunas: Luana Sampaio de Carvalho e Marília do Amaral Soares Orientador: Fernando Betim Paes Leme Introdução O bambu é um vegetal de ampla utilização e versatilidade [1], muito usado na produção de celulose. Tem grande significado cultural e valor patrimonial para a China, local onde é historicamente fabricado o papel Lianshi, ou papel de bambu [2]. No Brasil, a espécie de bambu de maior significância é a Bambusa Vulgaris, representando mais de 90% do plantio de bambus [3]. Além disso, o Brasil possui uma das maiores reservas nativas de bambu do mundo, no sudoeste da Amazônia, chegando a km 2 (Judziewics, 1999). No período atual de grande preocupação ambiental e por ser um recurso renovável e de alta capacidade de sequestro de carbono, o bambu tem sido cada vez mais procurado como material alternativo nos mais diversos empreendimentos, como na construção civil. Na literatura, são encontrados estudos de aplicações variadas do bambu, como na confecção de concreto, em que confere resistência e redução de peso ao material [4] ; como matéria prima para vestuário, cujo benefício é dar maciez, flexibilidade, ser naturalmente antibacteriano, ter boa capacidade térmica, entre outros [5] ; como recurso para fabricação de carvão vegetal, proporcionando um carvão denso e de alto poder calorífico [6] ; além de poder ser usado como material alternativo para a execução de habitação de interesse social, principalmente por seu baixo custo [7]. Normalmente o aproveitamento do bambu se dá a partir do uso do colmo e dos galhos, porém suas folhas invariavelmente são deixadas na área de plantio para serem descartadas ou tratadas como resíduo agrícola, por conseguinte não fazendo parte da cadeia produtiva. Estima-se que as folhas do bambu representam cerca de 15% do total da biomassa dessa planta, material que poderia ser utilizado como fonte renovável de energia [3]. De acordo com um trabalho que pesquisou a viabilidade energética das folhas de bambu, apresentado no IX Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria em 2014, são desperdiçados por ano, só nos estados de Pernambuco e

2 Paraíba, 475 TJ de energia proveniente dessas folhas (Lacerda Filho, C.; Nascimento Jr., A. F.; Cardoso, A.; Drummond; A. R.; Peres, S., 2014). Dessa forma, com interesse em buscar novos usos, e na tentativa de produzir papel a partir destas fibras de folha de bambu, foram feitos alguns experimentos para analisar as propriedades, seja como fibra isolada seja combinada com outras fibras e substâncias. Objetivos Analisar as propriedades da fibra da folha do bambu a fim de determinar sua eficácia como matéria prima para a produção de papel. Testar também o comportamento da fibra quando em contato com substâncias de variados níveis de ph. Metodologia Através do método indutivo de pesquisa foram realizadas duas etapas experimentais. A primeira visava observar as propriedades ligantes da fibra da folha de bambu e segunda a solubilidade da fibra em diferentes substratos. i) Experimentação I Foram preparadas quatro combinações com folhas de bambu trituradas: 1- folhas de bambu + água; 2- folhas de bambu + água + cola branca. 3- folhas de bambu + água + papel reciclado; 4- folhas de bambu + água + papel reciclado + cola branca; Cada amostra passou pelo mesmo processo de fabricação artesanal de papel, seguindo as seguintes etapas: a) Coleta Foram coletadas folhas já caídas. Nenhuma folha foi arrancada ou cortada diretamente do caule, visando testar a viabilidade do reaproveitamento da matéria prima nessa situação. b) Separação Foi feita uma triagem separando as folhas mais secas daquelas recém caídas - e portanto mais verdes e úmidas. No experimento foram utilizadas as folhas mais secas. c) Limpeza

3 A limpeza foi feita com o objetivo de retirar pequenos galhos, insetos e excesso de terra que poderiam ter vindo junto com as folhas no momento da coleta. d) Corte Foi feito um primeiro corte, mais bruto, apenas para facilitar a trituração. Figura 1: corte manual da fibra e) Trituração Para a trituração, foi usado um liquidificador industrial. As folhas já picotadas foram misturadas com água em temperatura ambiente e batidas durante aproximadamente 10 minutos - até que as fibras ficassem bem pequenas, com menos de 1 cm de comprimento e poucos milímetros de largura. Figura 2: trituração da fibra f) Preparação da polpa Essa etapa foi feita apenas com as amostras que utilizaram algum aditivo ou outras fibras na sua composição, como cola e papel reciclado. As misturas foram feita ainda no liquidificador.

4 g) Secagem A secagem foi feita com o auxílio de uma peneira comum de malha de aço, através de movimentos de compressão feitos manualmente. Figura 3: secagem da fibra h) Prensagem Após a secagem, a polpa foi colocada em cima de uma tábua de madeira protegida com filme plástico e espalhada manualmente. Por cima foi colocada outra camada plástica sobre a qual foi feita a prensagem manual com o auxílio de um cano de PVC. Figura 4: prensagem manual i) Finalização Após a prensagem, foi necessário deixar as amostras para secagem natural e acomodação das fibras.

5 Figura 5: finalização Durante uma semana, as amostras ficaram intocadas em ambiente seco e arejado. Na semana seguinte foram feitas as primeiras análises dos resultados e algumas observações foram anotadas: - A fibra parece não ter ligante suficiente para compactação; - A fibra parece ter deixado o papel reciclado mais resistente; - A fibra não parece ter muita porosidade; - A cola não misturou com a fibra (testar aplicando mais pressão ou umidificando mais a fibra). Figura 6: fibra + água após 2 semanas

6 Figura 7: fibra + água + papel reciclado + cola branca após 2 semanas Após o período de duas semanas e observação sistemática dos fenômenos, foi percebido que a fibra também aparentemente não absorveu umidade. Fato similar foi observado em ambiente natural, no qual a folha do bambu, sob ação de chuva, também aparentava não absorver umidade. Por isso, foi realizada uma segunda etapa de experimentação, a fim de verificar a solubilidade da fibra em diferentes soluções, como limão, vinagre, terra crua e água. ii) Experimentação II As amostras foram preparadas como descrito nos passos a até e explicados anteriormente, seguidos das seguintes etapas: f) Preparação dos recipientes Para as amostras 1, 2 e 3 foram usadas garrafas d água convencionais de dimensões 20 cm de altura e 6 cm de diâmetro e a quantidade de fibra acrescentada em cada amostra foi alcançada através de duas medidas de um recipiente cilíndrico de dimensões 25mm de diâmetro e 12mm de altura. Amostra 1 - vinagre + fibra (garrafa) Foram usados 100ml de vinagre de vinho branco com acidez volátil de 4,0 %. Amostra 2 - água + fibra (garrafa) Foram usados 200 ml de água potátel - filtada em filtro doméstico. Amostra 3 - limão + fibra (garrafa) Foi usado o suco de um limão - aproximadamente 50 ml.

7 Paras as demais amostras foram usados copos de plástico com capacidade de 200ml cada. A quantidade de fibra usada foi a mesma: duas medidas de um recipiente cilíndrico de dimensões 25mm de diâmetro e 12mm de altura para cada amostra. As folhas de bambu foram apenas depositadas sobre os substratos, sem agitação mecânica. Amostra 4 - limão + fibra (copo) Foram utilizados 25 ml de suco de limão. Amostra 5 - água + fibra (copo) Foram utilizados 25 ml de água potátel - filtada em filtro doméstico. Amostra 6 - vinagre + fibra (copo) Foram utilizados 25 ml de vinagre de vinho branco com acidez volátil de 4,0 %. Amostra 7 - terra crua + fibra (copo) Foi utilizado um pedaço de terra crua de aproximadamente 10g em sua umidade natural. Amostra 8 - fibra (copo) Nada foi acrescido a fibra, para analisar o seu comportamento isolado sob as mesmas condições. g) Agitação mecânica As três garrafas - amostras 1, 2 e 3 - foram agitadas manualmente por cerca de um minuto cada e em seguida deixadas em repouso e fechadas. h) Finalização A segunda etapa também ficou em observação durante 2 semanas e as amostras foram armazenados em local fechado, porém fresco e arejado. Os copos permaneceram abertos e as garrafas fechadas.

8 Figura 3: amostras da segunda etapa experimental. Da esquerda para direita: com agitação- folhas de bambu + vinagre, folhas de bambu + água, folhas de bambu + suco de limão, sem agitação- folhas de bambu + suco de limão, folhas de bambu + água, folhas de bambu + vinagre, folhas de bambu + terra crua e somente folhas de bambu. Conclusões A observação dos experimentos deixou claro que algumas substâncias são mais propícias a produção de papel que outras quando comparadas as características que fornecem ao material. Visando propriedades como liga, cor clara, textura lisa, resistência, espessura fina e boa aparência, foi apontado que, na primeira etapa, as melhores amostras foram aquelas que receberam maior compressão, indicando certa coesão da fibra de bambu. As duas etapas do experimento indicaram que a fibra apresenta algum nível de hidrofobicidade, já que uma fina camada de folhas de bambu impediu a evaporação da água. É pertinente o andamento do projeto para obter respostas às questões levantadas: (1) que tipos de papel seriam possíveis a partir da combinação da fibra da folha de bambu com outras fibras e/ou ligantes naturais? (2) seria possível produzir papel para escrita e que tipo de tinta seria mais adequada, em caso positivo? (3) o papel resultante seria útil e apropriado para ambientes externos? (4) a fibra seria resistente a ambientes úmidos e à intempéries?

9 Referências 1- SHANMUGHAVEL P, PEDDAPPAIAH RS, MUTHUKUMAR T (2001) Biomass production in an age series of Bambusa bambos plantations. Biomass Bioenergy 20: TANGA Y, SMITHB G.J (2013) A note on Chinese Bamboo paper: The impact of modern manufacturing processes on its photostability. Journal of Cultural Heritage, Volume 15, Issue LACERDA FILHO, C.; NASCIMENTO JR., A. F.; CARDOSO, A.; DRUMMOND; A. R.; PERES, S. (2014) Análise Calorimetrica, Termogravimetrica e Elementar das Folhas do Bambusa Vulgaris. IX Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria. 4- BERALDO, A.L., FERREIRA, G.C.S., BRITTES, J.L.P., NUNES, E. (2010) Estudo Preliminar do Uso de Bambu como Elemento Estrutural em Pavimentação com Concreto. Cerne, Lavras, v. 16, Suplemento, p ALONSO, R.S., GUIMARÃES, B.M.G., TAKAMUNE, K.M., RAMOS, J.B., SANCHES, R.A. (2010) Conforto no vestuário esportivo: fibra de viscose e celulose de bambu. Universidade de São Paulo (USP). 6- BRITO, J.O., FILHO, M.T., SALGADO, A.L.B. (1987) Produção e Caracterização do Carvão Vegetal de Espécies e Variedades de Bambu. IPEF, n.36, p.13-17, ago BARBOZA, A.S.R., BARBIRATO, J.C.C., SILVA, M.M.C.P. (2008) Avaliação do uso de bambu como material alternativo para a execução de habitação de interesse social. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 8, n. 1, p , jan./mar