O fibrocimento tem sido largamente produzido desde o início do século XX com o advento do processo Hatschek. No Brasil, o fibrocimento é considerado a melhor solução para as habitações destinadas ao segmento da população com menor poder aquisitivo, em razão do seu menor custo frente a outras soluções construtivas convencionais para coberturas.

O fibrocimento em estudo no presente texto pode ser definido como um material à base de cimento ou de um ligante hidráulico, sem agregados e com fibras de reforço distribuídas discretamente pela matriz. Normalmente, no mercado nacional, o fibrocimento envolve o uso de cimento Portland e fibras de amianto como reforço de matrizes em produtos como telhas de cobertura, caixas d'água e placas planas. Entretanto, produtos com fibrocimento sem amianto, reforçados com fibras sintéticas e polpa de celulose, curados ao ar, já podem ser encontrados no mercado brasileiro atualmente. O emprego de fibrocimento sem amianto fica ainda mais evidenciado pela implantação de normas vigentes (no caso de placas corrugadas para cobertura – NBR 15210, partes 1, 2 e 3) ou em fase de elaboração (para placas planas – projeto de norma 18:406.03), da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

As principais finalidades de se reforçar a matriz frágil com fibras são o aumento das resistências à tração e ao impacto, a maior capacidade de absorção de energia e a possibilidade de uso no estágio pós-fissurado. O tipo, a distribuição, a relação comprimento-diâmetro e a durabilidade da fibra, assim como o seu grau de aderência com a matriz, determinam o comportamento mecânico do compósito e o desempenho do componente fabricado.

As fibras naturais, como reforço de matrizes frágeis à base de materiais cimentícios, têm despertado grande interesse, por causa de seu baixo custo, disponibilidade, economia de energia e também no que se refere às questões ambientais. Os resíduos gerados pela agroindústria brasileira da fibra vegetal constituem importante fonte de matéria-prima para a produção de componentes construtivos. Esses recursos são abundantes e disponíveis, além de representarem estratégia para o reaproveitamento de resíduos. O emprego dos compósitos em placas, telhas de cobertura e componentes pré-fabricados, pode representar significativa contribuição para o rápido crescimento da infra-estrutura dos países em desenvolvimento. O uso de fibrocimentos que utilizam polpa celulósica como reforço, tem sido consagrado, graças a constantes aperfeiçoamentos de matérias-primas, processos produtivos com consumo racionalizado de energia e custos de investimento cada vez menores (COUTTS, 2005).

Aliados a aplicação de fibras vegetais para o fibrocimento, destacam-se os processos de produção. A extrusão tem-se mostrado como um dos processos com potencial em relação ao método Hatschek (processo usual de fabricação de compósitos de fibrocimento), pelos seguintes aspectos: menor gasto de energia na produção, variedades de geometria de produtos, aplicação do conceito de gradação funcional (functionally graded material – FGM) e menor custo de implantação de linha de produção. Além disso, os compósitos extrudados de fibrocimento podem apresentar melhor desempenho mecânico e durabilidade (SAVASTANO Jr. et al., 2006).

Este artigo sintetiza parte do conhecimento sobre resíduos de fibras vegetais aplicados como matérias-primas para produção de fibrocimentos não convencionais.

Fibras vegetais residuais

O estudo sistemático de fibras vegetais com finalidade de reforço de matrizes começou na Inglaterra em 1970. No Brasil, uma das pesquisas pioneiras coube ao Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (Ceped), Camaçari, Bahia, com início em 1980 (AGOPYAN et al., 2005).

SAVASTANO JR. et al. (1998) analisaram o processo de cultivo, extração, beneficiamento e industrialização de fibras vegetais, tendo em vista a identificação e a quantificação dos resíduos gerados. Algumas fontes foram identificadas: norte do Paraná - regiões produtoras e processadoras de rami (Boemmiria nivea); Vale do Ribeira, SP - produção de banana cultivar nanicão (Musa cavendishii); Aracruz, ES - fábrica de polpa de celulose de eucalipto (Eucalyptus grandis - clones), para produção de papel; Bahia e Paraíba - produção e processamento da fibra de sisal (Agave sisalana); Pernambuco, Sergipe, Ceará e interior de São Paulo - produção de coco (Cocos nucifera) e processamento da fibra extraída do fruto; Valença BA - extração e processamento da fibra de piaçava (Attalea funifera); Pará - regiões produtoras e processadoras de malva (Urena lobata).

Com base em pesquisa de campo, foram pré-selecionados alguns resíduos, em condições de disponibilidade imediata, para uso na construção civil: (a) Bucha de campo do sisal. Grande disponibilidade e pequeno interesse comercial, além de ser alternativa de complementação de renda para os produtores agrícolas. Existe a necessidade da fibra passar por limpeza (peneira cilíndrica - gaiola). (b) Bucha de máquina da produção de baler twine. Fibras isentas de pó residual e produção concentrada em pequeno número de empresas, o que facilita sua utilização. Porém o tratamento utilizado é à base de óleo mineral, podendo afetar as propriedades mecânicas da fibra e a aderência fibra-matriz. (c) Fibrinhas extraídas do pó residual do coco. Valor de mercado reduzido, com grande possibilidade de produção e aproveitamento atual quase nulo. Entretanto necessita de separação do pó (cerca de 50% em massa) e secagem. (d) Rejeito de celulose de eucalipto. Valor de mercado quase nulo e grande disponibilidade. Desvantagem: o pequeno comprimento das fibras, da ordem de 1 a 2 mm. (e) Fibra do pseudocaule da bananeira. Grande disponibilidade, desde que extraída por processos elementares. Possível fonte alternativa de renda, em região de pouco desenvolvimento econômico do estado de São Paulo, e ao mesmo tempo próxima a grandes centros urbanos. A Tabela 1contém as principais informações de interesse a respeito dos resíduos estudados.

Tabela 1. Alguns resíduos oriundos do processamento de fibras vegetais.

Exemplo de aplicação em fibrocimento

SAVASTANO JR. et al. (1999) desenvolveram telhas de cobertura fabricadas com base no processo da Parry Associates (Reino Unido) para moldagem e adensamento por vibração, com uso intensivo de mão-de-obra (Figura 1). O equipamento constitui-se de uma adaptação de um quadro metálico em mesa vibratória de superfície plana acionada por motor de 2,95 kW e com freqüência de vibração igual a 2200 rpm. As telhas apresentam dimensões de 487 x 263 mm (medidas do molde plano), espessura média entre 9 e 10 mm, formato similar ao das telhas cerâmicas tipo Romana, sendo necessárias 12,5 peças/m 2 de telhado. Após 48 h, as telhas são retiradas dos moldes e submetidas à cura por imersão em água por 14 dias, seguida de cura ao ar em temperatura ambiente.

(a) - Transferência de uma telha recém-fabricada para o molde com formato ondulado.
(b) - Telha sobre molde, a caminho da cura úmida (Cortesia de Luiz Roma Jr.).

Durante a moldagem, o compósito é aplicado sobre filme plástico e adensado por vibração, e adquire a forma de placa retangular com a espessura desejada. Podem ser utilizadas colher de pedreiro e espátula, para auxílio na moldagem das placas planas. A seguir, o quadro é levantado e a placa recém-moldada transferida, sobre o filme plástico, para o molde da telha (Figuras 1 (a) e (b)). Segue-se cura em ambiente saturado por pelo menos uma semana.

Foram moldadas duas séries, cada uma delas composta por seis telhas reforçadas com 5% (em massa de cimento) de fibra residual de celulose de Eucalyptus grandis e matriz de pasta de:

• 95% de cimento Portland CPIII-RS com 5% de sílica ativa;

• 88% de escória de alto-forno ativada com 2% de cal hidratada CH-I e 10% de gipsita.

Os resultados dos ensaios mecânicos atenderam à carga mínima de 550 N (85% de 650 N, para telhas saturadas), como sugerido por GRAM & GUT (1994) para as telhas em questão.

Comentários adicionais

Os estudos realizados pela USP mostram a possibilidade de se produzirem materiais de construção a partir de subprodutos que, se não aproveitados, são entulhos que poluem o ambiente (ar, água e solo). O uso desses resíduos permite a economia de matérias-primas convencionais, muitas vezes extraídas da natureza com riscos de degradação ambiental. A construção civil deve estar atenta aos aspectos negativos a ela associados, como o uso de matérias-primas não renováveis, o alto consumo de energia, a geração de entulho e a emissão de gases poluentes. Os problemas associados a materiais convencionalmente usados na construção podem constituir uma boa oportunidade para a proposta responsável de materiais substitutos considerados de maior sustentabilidade.

Holmer Savastano Jr. (holmersj@usp.br) e Sérgio dos Santos (sfsantos@fzea.usp.br) são professores da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo

Referências bibliográficas

AGOPYAN, V.; SAVASTANO JR., H.; JOHN, V.M.; CINCOTTO, M.A. Developments on vegetable fibre-cement based materials in São Paulo, Brazil: an overview. Cement and Concrete Composites, v.27, p.527-536, 2005.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15210: Telha ondulada de fibrocimento sem amianto e seus acessórios: partes 1, 2 e 3, Rio de Janeiro, 2005.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto 18:406.03: Placas planas de fibrocimento sem amianto, 2006.
COUTTS, R.S.P. A review of Australian research into natural fibre cement composites. Cement and Concrete Composites, v.27, p.518-526, 2005.
GRAM, H.-E.; GUT, P. Directives pour le controle de qualite. St. Gallen, Skat/BIT, 1994. 69p. (Serie Pedagogique TFM/TVM: Outil 23).
SAVASTANO JR., H.; AGOPYAN, V.; NOLASCO, A.M.; PIMENTEL, L. Plant fibre reinforced cement components for roofing. Construction and Building Materials, v.13, n.8, p.433-8, 1999.
SAVASTANO JR., H., MALDONADO, Y.J.S., JOHN, V.M., DIAS, C.M.R. The potential of extrusion process for building fiber cement materials using FGM concept. In:: MULTISCALE AND FUNCTIONALLY GRADED MATERIALS CONFERENCE, 2006, Proceeding… Hononolu, Hawaii, October, 15 th – 18 th, 2006.
SAVASTANO JR., H.; NOLASCO, A.M.; LUZ, P.H.C. Identificação e caracterização de resíduos agroindustriais, para uso na construção civil. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO: QUALIDADE NO PROCESSO CONSTRUTIVO, 7., Florianópolis, 1998. Anais. Florianópolis, Antac/UFSC, 1998. v. 1, p. 885-892.