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Isopor (Poliestireno Expandido - EPS)

 

 

 

Parte 1: Introdução

O isopor - poliestireno expandido, é um plástico celular e rígido, que pode apresentar numa variedade de formas e aplicações. Apresenta-se como uma espuma moldada, constituída por um aglomerado de grânulos. O isopor é uma espuma formada a partir de derivados de petróleo, é o poliestireno expandido. Na sua antiga fabricação entrava o gás CFC, acusado de ser nocivo a camada de ozônio. Porém atualmente usa-se outro gás para expandir o poliestireno. Nas instalações dos produtores de isopor, a matéria prima é sujeita a um processo de transformação física, não alterando as suas propriedades químicas. Esta transformação processa-se em três etapas : 

a) A pré-expansão
A expansão do poliestireno (PS) expansível é efetuada numa primeira fase num pré-expansor através de aquecimento por contato com vapor de água. O agente expansor incha o PS para um volume cerca de 50 vezes maior do original. Daí resulta um granulado de partículas de isopor constituídas por pequenas células fechadas, que é armazenado para estabilização. 

b) O armazenamento intermediário
O armazenamento é necessário para permitir a posterior transformação do isopor. Durante esta fase de estabilização, o granulado de isopor arrefece o que cria uma depressão no interior das células. Ao longo deste processo o espaço dentro das células é preenchido pelo ar circundante. 

c) A moldagem
O granulado estabilizado é introduzido em moldes e novamente exposto a vapor de água, o que provoca a soldadura do mesmo; assim obtém-se um material expandido, que é rijo e contém uma grande quantidade de ar. Para fabricar placas para a Construção Civil produzem-se blocos de isopor em grandes moldes paralepipédicos. Para fabricar moldados em isopor, o granulado é insuflado para dentro de moldes com a conformação das peças pretendidas. A escolha do tipo de matéria prima e a regulação do processo de fabricação, permitem a obtenção de uma ampla gama de tipos de isopor, com diversas densidades, cujas características se adaptam às aplicações previstas. 

Parte 2:Características

• Baixo peso específico: podem ser obtidas densidades ao redor de 9 kg/m³ podendo chegar até mais de 40 kg/m³, normalmente, mais de 97% de seu volume é constituído de ar, as peças moldadas, possuem maior densidade que os blocos.
• Alta resistência à compressão: normalmente varia de 7000 kgf/m² até 14000 kgf/m², maior que a resistência de muitos solos.
• Elasticidade
• Baixa condutibilidade térmica
• Estabilidade térmica
• Nenhuma ascenção capilar
• Baixa absorção de água e umidade
• Inodoro
• Não embolora
• Adere a outros plásticos
• Isolamento Acústica
• Durabilidade: não é conhecido o limite de idade do isopor, no entanto, as propriedades do isopor impõem a sua correta aplicação para que seja garantido um desempenho adequado ao longo do tempo. A estrutura celular é danificada pelos solventes sendo este processo acelerado com temperaturas elevadas. Nestes casos terá de se evitar o contato ou exposição a vapores destes materiais.
• Água, água do mar, soluções de sais 
• Materiais de construção correntes (cal, cimento, gesso) 
• Soluções alcalinas 
• Soluções ácidas fracas 
• Ácido clorídrico 35% 
• Ácido nítrico 50% 
• Sais, adubos 
• Betumes, produtos betuminosos diluídos com água 
• Álcool (+ ou -)

Parte 3: Aplicações e Usos

Duas características do Isopor têm fortalecido a sua presença no mercado consumidor, onde vem obtendo crescente participação: a leveza e a capacidade de isolamento térmico, às quais ainda se associa o baixo custo. 

Têm sido utilizado na confecção de peças como:

• Caixas térmicas para acondicionamento de bebidas e alimentos.
• Porta - mamadeiras.
• Porta - garrafas de cerveja.
• Porta - copos.
• Baldes para gelo.
• Pranchas esportivas.
• Pranchas para artesanato.
• Esferas para vitrinismo.

  Na Construção e nas Embalagens

As aplicações do isopor na construção civil são extraordinariamente variadas, salientando que o isopor, além de ser um excelente material de isolamento térmico, pode também ser um sistema construtivo. 
Vantagens:

• Baixa condutibilidade térmica
A estrutura de células fechadas, cheias de ar, dificultam a passagem do calor o que confere ao isopor um grande poder isolante. 
• Leveza
As densidades do isopor variam entre os 10-30 kg/m3, permitindo uma redução substancial do peso das construções. 
• Resistência mecânica
Apesar de muito leve, o isopor tem uma resistência mecânica elevada, que permite o seu emprego onde esta característica é necessária. 
• Baixa absorção de água
O isopor não é higroscópico. Mesmo quando imerso em água o isopor absorve apenas pequenas quantidades de água. Tal propriedade garante que o isopor mantenha as suas características térmicas e mecânicas mesmo sob a ação da umidade. 
• Fácil de manusear e colocar
O isopor é um material que se trabalha com as ferramentas habitualmente disponíveis, garantindo a sua adaptação perfeita à obra. 
O baixo peso do isopor facilita o manuseamento do mesmo em obra. Todas as operações de movimentação e colocação resultam significativamente encurtadas. 
• Resistente quimicamente
O isopor é compatível com a maioria dos materiais correntemente utilizados na construção de edifícios, tais como cimento, gesso, cal, água, etc. 
• Versátil
O isopor pode apresentar-se numa variedade de tamanhos e formas, que se ajustam sempre às necessidades específicas da construção. 
• Resistente ao envelhecimento
Todas as propriedades do isopor mantêm-se inalteradas ao longo da vida do material, que é pelo menos tão longa quanto a vida da construção de que faz parte. O isopor não apodrece nem embolora, não é solúvel em água nem liberta substâncias para o ambiente. O isopor não constitui substrato ou alimento para o desenvolvimento de animais ou microrganismos. 
• Higiênico e totalmente inócuo
O isopor não constitui substrato ou alimento para o desenvolvimento de microrganismos, não absorve umidade nem liberta qualquer substância, podendo assim estar em contato direto com os produtos alimentares sem lhes alterar as características. 
• Promotor da venda
A apresentação atrativa de um produto no ponto de venda é determinante para o seu sucesso. O isopor permite criar uma apresentação de alto valor realçando o produto. 
• Econômico
Tomando em conta os diversos parâmetros como as quebras, mão de obra, manuseamento, baixo peso, transporte, armazenagem, a embalagem em isopor resulta economicamente vantajosa. 
• Adaptável aos produtos
 
As características do isopor permitem criar embalagens "à medida" de qualquer produto, tornando o isopor num material versátil que oferece sempre as máximas prestações. 

Parte 4: O Impacto no Meio Ambiente 

O isopor é um produto sintético proveniente do petróleo e deriva da natureza, tal como o vidro, a cerâmica e os metais. Na natureza o isopor leva 150 anos para ser degradado, conforme estimativas. Na natureza, pelotas de isopor são confundidas com organismos marinhos, como o plástico, e ingeridas por cetáceos e peixes, afetando-lhes o sistema digestivo. Quimicamente, o isopor consiste de dois elementos, o carbono e o hidrogênio. O isopor não contem qualquer produto tóxico ou perigoso para o ambiente e camada de ozônio (está isento de CFCs). O gás contido nas células é o ar. Por se tratar de um plástico e de ser muito leve, o processo de fabricação consome pouca energia e provoca pouquíssimos resíduos sólidos ou líquidos. O gás expansor incorporado na matéria prima (o poliestireno expansível) é o pentano. O isopor pode ser considerado um produto ecológico, já que não contamina o solo, a água e o ar e é 100% reciclável e reaproveitável. A utilização do isopor como isolamento térmico permite poupar energia que, durante a vida útil do edifício, pode chegar a ser centenas de vezes superior à energia consumida durante o seu fabricação. Esta economia de energia significa que, para além preservar os recursos energéticos, o uso de isopor reduz a emissão dos gases poluentes e dos gases que contribuem para o efeito estufa na atmosfera. 

Parte 6: Reaproveitamento do isopor para fabricar concreto leve 

(Fonte: http://www.curitiba.pr.gov.br)

Curitiba vai ser a primeira cidade brasileira a reaproveitar o isopor que hoje é depositado como lixo nos aterros sanitários. Uma usina para fabricar concreto leve com a utilização do isopor coletado. A idéia do projeto é aproveitar o isopor para substituir a pedra britada na fabricação de concreto leve (mistura de cimento, areia, cola e isopor). Os produtos vão ser comercializados para pessoas físicas ou empresas, e a renda será destinada para o Instituto Pró-Cidadania e aplicada em ações sociais. Além da fabricação de produtos, a usina vai desenvolver um projeto com o Horto Municipal para aproveitar o isopor no processo de compostagem. O isopor moído também pode ser aproveitado na aeração de solo em parques e jardins, já que facilita a retenção de umidade e mantém a temperatura do solo. Considerado um dos "vilões" do lixo porque ocupa muito espaço nos aterros sanitários o isopor é composto por 98% de ar e apenas 2% de plástico e, portanto, economicamente inviável para a reciclagem (derretimento do produto para reaproveitá-lo como matéria-prima). Além de aproveitar o isopor para a fabricação de produtos, o projeto lançado em Curitiba também prevê o desenvolvimento de novas tecnologias. Em parceria com o Instituto Pró-Cidadania, uma equipe de alunos e professores do Cefet-PR (Centro Federal de Educação Tecnológica) vai desenvolver uma pesquisa sobre a construção de casas utilizando o concreto leve. Os estudos vão incluir ensaios técnicos para verificar dados como a resistência do isopor ao fogo, à compressão e à dilatação. O concreto leve pode ter várias vantagens na construção, já que apresenta um custo mais baixo e pode funcionar como isolante térmico e acústico. A idéia é realizar testes para definir as características do material e avaliar as possibilidades de utilização do produto. Indústrias que utilizam o isopor nas suas embalagens também poderão fazer parcerias com a usina de concreto leve, já que muitas delas não têm uma destinação adequada para o produto. A própria norma ISO 14.000, que trata da qualidade ambiental, exige que todos os resíduos que saem da empresa têm que ter uma destinação correta. Com o lançamento desse projeto, vamos auxiliar as empresas a alcançar essa meta no descarte do isopor. No mundo todo, são consumidos anualmente cerca de 2,5 milhões de toneladas de EPS. No Brasil, esse consumo pulou de 9 mil toneladas em 1992 para 36,5 mil no ano passado, um aumento de quase 300%.

Possível substituição do EPS por um composto biodegradável

Um composto biodegradável que poderá substituir o isopor na maioria de suas aplicações foi desenvolvido pela empresa Kehl, instalada em São Carlos, no interior paulista. Obtido a partir do óleo de mamona, o novo produto foi patenteado com o nome de bioespuma. O composto é produzido à base de biomassa, ou seja, é um recurso renovável. Sua síntese envolve três reações: duas esterificações, a primeira entre o óleo de mamona e o amido, e a segunda com óleo de soja. O produto obtido, um poliol, deve reagir ainda com um isocianato (NCO) para que se chegue a uma espuma poliuretana biodegradável a bioespuma. Trata-se de um polímero caracterizado principalmente pela ligação química uretana (RNHCOOR), que lhe dá rigidez e flexibilidade. É a ligação uretana a principal responsável pelas propriedades físicas da bioespuma, como textura, densidade, resistência à compressão e resiliência. Essas características assemelham-se muito às do isopor. Trata-se de um intermediário entre a espuma tradicional e o isopor, plenamente capaz de substituí-lo, explica Ricardo Vicino, químico responsável pela descoberta do composto. Já a bioespuma se decompõe em um tempo consideravelmente menor. Testes feitos na empresa mostraram que entre oito meses e um ano ela desaparece totalmente no meio ambiente. Durante o verão esse tempo pode ser reduzido a até três meses, garante Vicino. Assim, o material pode ser classificado como biodegradável.