SISTEMA DE ISOLAMENTO TÉRMICO COM EMBALAGEM
TETRA PAK PARA RESIDÊNCIAS DE COMUNIDADES
CARENTES
N.S.C. FILHO1, P.B. dos SANTOS2, R.S. da CRUZ3 e T.H.A.C. ROCHA4
1Professor da faculdade ISL Wyden, orientador do projeto. 2Estudante de engenharia elétrica, faculdade ISL Wyden. 3 Estudante de engenharia elétrica, faculdade ISL Wyden.
4 Estudante de engenharia elétrica, faculdade ISL Wyden
Faculdade Internacional De São Luís Wyden E-mail para contato: tullioacr@gmail.com
RESUMO - Boa parte da população que se encontra em situação de
vulnerabilidade social, reside em casas construídas com cobertura do tipo cimento-amianto, uma vez que o custo-benefício é maior e mais acessível, porém tal material tem como característica o fácil aquecimento em altas temperaturas, logo, quando sofre radiação solar conduz facilmente calor para o interior da residência tornando o local interno desagradável. Buscando uma solução sustentável e economicamente viável, o presente projeto tem como objetivo reutilizar matérias recicláveis encontrados em embalagens Tetra Pak de leite e suco, visto que tais embalagens não são compostas por apenas um único tipo de material, mas contém alumínio, plástico e papel que podem ser utilizados no revestimento de telhado para dificultar a dissipação de calor evitando a passagem de oxigênio e luz, possibilitando o equilíbrio térmico e análise do desempenho da manta no ambiente interno da moradia, e, consequentemente reduzindo o descarte do material Tetra Pak que é de difícil decomposição no meio ambiente. A metodologia empregada no presente estudo se deu a partir da pesquisa experimental, por meio de observações e experimentos com o referido material e visitas ao Ecoponto Angelim localizado em São Luís- MA para seleção das caixas cartonadas. Após a análise do experimento foi possível quantificar e qualificar que o uso da manta térmica reduziu 8,65 °C a temperatura ambiente e o custo da confecção e implementação do painel de embalagens é acessível e econômico para as comunidades carentes.
1. INTRODUÇÃO
De acordo com Borges (2007) o crescimento tecnológico nos últimos anos induziu a substituição das embalagens mais pesadas, frágeis e com pouca proteção, por embalagens mais leves, resistentes e mais seguras.
Em 1978 foi instalada a primeira empresa Tetra Pak® no Brasil localizada em Monte Mor (SP), responsável pela produção de embalagens cartonadas longa vida utilizadas na preservação de produtos líquidos e pastosos como leite, extrato de tomate, sucos e entre outros. Uma vez que sua composição apresenta uma resistência e durabilidade maior que as caixas comuns, além de ser fácil transportada sendo a principal escolha dos fabricantes segundo a empresa Tetra Pak® Brasil. No entanto, seus constituintes geram grandes problemas ambientais, pois o processo de reciclagem desse material é complexo por possuir componentes com característica física e química diferente, o que dificulta a separação do mesmo e sua decomposição no meio ambiente (BORGES, 2007).
Segundo a Associação Compromisso Empresarial Para Reciclagem (2015, n.p) no ano de 2015 apenas 21% de caixas longa vida são recicláveis no Brasil, correspondente a um total de aproximadamente 59 mil toneladas, um número muito baixo em comparação a sua produção, sendo que são produzidos no país cerca de 9 bilhões de Tetra Pak, na qual após ser utilizada muitas dessas embalagens são descartadas em aterros sanitários e lugares impróprios poluindo o meio ambiente. Por meio da reciclagem e reutilização da referida embalagem contribui para reduzir o número desse material nos aterros sanitários. Pode-se citar como alternativa utilizá-las como uma manta térmica, aproveitando todos os materiais da caixa, principalmente, o alumínio.
Segundo Schmutzler (2001) o alumínio tem propriedade física de refletir mais de 95% dos raios solares e emitir menos de 5% dependendo do estado de polimento de sua superfície. Além de reduzir a temperatura interna do local, a manta térmica por ser constituída, de um material reciclável, não requer muitos gastos durante sua reutilização, logo, torna-se uma possibilidade para as pessoas de classe social desfavorecida, já que comprar e manter um equipamento de refrigeração é caro.
Esta pesquisa tem como objetivo analisar o desempenho térmico das embalagens Treta Pak como um isolante térmico através da construção de protótipos em formato de painéis posto sobre o telhado de cimento-amianto na cidade de Balsas (MA), no qual escolhida por ter uma residência que nos permitissem a realização de testes. Para a coleta de dados foi utilizado um termômetro infravermelho para comparar a temperatura do local entre a telha de cimento-amianto e a manta térmica confeccionada pela referida embalagem.
2. REUTILIZAÇÃO DE CAIXAS CARTONADAS E SEUS BENEFÍCIOS
Os aspectos socioeconômicos de cada região são fundamentais na determinação de construções de casas residenciais, praças, indústrias e entre outras construções, já que cada material tem propriedades que influenciam na qualidade e no valor de custo de cada material. Requisitos como durabilidade, isolamento térmico em alguns casos não são levados em consideração,
porém o valor do material é determinante na aquisição. A telha por exemplo possui diferentes tipos e modelos, mas umas das mais utilizadas são as telhas Brasilit, principalmente, em moradias de classe baixa (KRÜGER et al, 2005).
O telhado é o componente que sofre uma maior parte da radiação solar, ou seja, absorve uma maior quantidade de calor causando assim um desconforto térmico devido às altas temperaturas, especificamente, na região nordeste (KRÜGER et al, 2005). Dessa forma, para reduzir a temperatura e assim ter um melhor conforto térmico, é utilizado sistemas de refrigeração como, por exemplo, o ar condicionado, no entanto boa parte da população nordestina não tem condição de adquiri-lo em sua residência. Tem-se como uma solução sustentável e viável sem muitos custos a implantação da manta térmica, capaz de reduzir os ganhos térmicos pela cobertura construída, a partir de embalagens de caixa de leite longa vida (Treta Pak).
Treta Pak são embalagens cartonada utilizadas na proteção de produtos líquidos e pastosos, que demandam de uma barreira contra os efeitos do ambiente externo. De acordo com Schmutzler (2001) a embalagem tetra pak é composta por 75% de papel, usado para garantir a estrutura da embalagem; 5% de alumínio que tem como função impedir a passagem de luz e ar, perda de aromas e contaminações; e 20% do plástico polietileno que protege contra a umidade externa, oferecendo aderência entre as camadas e impedindo o contato do alimento com o alumínio conforme mostra a Figura 2.1.
Figura 2.1 - Composição física da caixa cartonada
Segundo a empresa Tetra Pak® Brasil no ano de 2014 foi distribuída cerca de 9,7 bilhões de embalagem longa vida no Brasil, entretanto cerca de 75% dessas embalagens são descartadas de maneira irregular nos aterros sanitários, ocasionado impactos ambientais, sendo que o alumínio e o plástico levam mais de 300 anos para se degradar. Dessa forma, uma alternativa sustentável para reduzir o descarte no meio ambiente, seria produzir cobertura com as embalagens Tetra Pak substituindo o cimento-amianto.
Conforme Krüger, Suetake e Adriazola (2005) coberturas de cimento-amianto é bem comum nas construções, principalmente, em regiões pobres devido ao menor custo por metro quadrado e, também, pelo menor uso de madeiramento de sustentação, porém isso causa um desconforto térmico: Exposições prolongadas em ambientes com temperatura excessiva e umidade alta podem causar câimbras, esgotamento, fadiga térmica, e até danos ao cérebro – AVC ( Acidente Vascular Cerebral ). Para alguns, especialmente para os idosos e enfermos o calor em excesso pode causar a morte. Em relação as escolas foram observadas que, com o aumento da temperatura interna houve uma dificuldade no trabalho do professor ministrar aula, desestimulando a frequência dos alunos prejudicando e o processo de ensino-aprendizagem.
Para efeitos de estudo foram retirados os dados da cidade de Balsas (MA) que está localizada ao sul do Maranhão próxima à linha do equador com latitude 7°31'59.0"S e longitude 46°02'11.0"W (GOOGLE MAPS, 2018), apresentando assim um grande índice de irradiação solar no mês de julho com médias diária de 5,28 kWh/m².dia de acordo com o Centro De Referência Para Energia Solar E Eólica Sérgio Brito (CRESESB, 2018). Proporcionando temperaturas elevadas durante o ano todo, e portanto, é imprescindível o uso de equipamentos de refrigeração.
2.1 Matérias e métodos para a confecção de placas térmicas sustentáveis
Os processos de confecção das placas foram divididos em quatro etapas coleta, corte e higienização, fixação das caixas e instalação.
Etapa 1- Coleta das caixas: As embalagens foram disponibilizadas pelo Ecoponto, locais de entrega voluntária de pequenos volumes de entulho, objetos grandes como moveis e resíduos recicláveis.
Etapa 2- Corte e higienização: As caixas Tetra Pak foram cortadas de tamanho médio de forma retangular para que todas ficassem com a mesma medida (30cm x 25cm) e limpas com agua e detergente de forma que não danificassem nenhuma composição da mesma. Nesse sentido, optou-se pela construção de placas de 1,60m x 1,00m utilizando o total de 30 caixas de
longa vida, como mostra a figura 2.2. Pois com essas dimensões a uma facilidade maior na calagem das caixas para a confecção do painel.
Etapa 3 – Fixação das caixas: Após o corte e a limpeza as caixas foram unidas usando folhas de jornal reutilizadas, reaproveitando mais um material que seria descartado no meio ambiente, em seguida passando o ferro elétrico aquecido sobre a folha fazendo com que as caixas fiquem coladas, como mostra a Figura 2.3. Não se utilizou cola devido ao superaquecimento que os painéis sofreram, para não ocasionar o derretimento da cola e uma possível imperfeição na parte da união da placa afetando o desempenho dos painéis.
Etapa 4 – Instalação: Após a medição da área que seria coberta no telhado e da confecção, foi implantada a manta térmica embaixo do telhado, com a parte laminada direcionadas para cima, utilizou-se grampeador de tapeceiro para fixar as caixas na madeira do telhado e em seguida foram extraídos os dados da temperatura do telhado com o termômetro infravermelho.
Figura 2.2- Painel das caixas Tetra Pak. Figura 2.3- Colagem das caixas Tetra Pak.
Fonte: Acervo Pessoal. Fonte: Acervo Pessoal.
Após a medição da área que seria coberta no telhado e da confecção da manta térmica, foi implantada a manta térmica embaixo do telhado, com a parte laminada direcionada para cima, utilizou-se grampeador de tapeceiro para fixar as caixas na madeira do telhado, e, em seguida foram extraídos os dados da temperatura do telhado com o termômetro infravermelho.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
De acordo com a Figura 3. Às 09:00h sem a manta térmica apresentou-se uma temperatura interna de 41 °C, no mesmo horário com a manta térmica a temperatura foi de 33,8 °C, assim obteve-se uma redução da temperatura interna de 17,5%, às 11:00h a temperatura sem a manta foi 52,15 ºC com a manta térmica foi de 38,5 °C, reduzindo 26,17% da temperatura, às 13:00h a temperatura sem a manta foi 53 °C, com a manta térmica obteve-se uma temperatura de 38,6 °C tendo uma redução de 27,16%, às 15:00h a temperatura sem a manta térmica foi 44 °C e com a manta foi de 37 °C apresentando uma redução de 15,90% na temperatura e às 17:00h a temperatura sem a manta térmica foi 35 °C e com a manta foi de 34 °C obtendo uma redução de 2,85% na temperatura interna.
Nesse Sentido, comparando os dados da temperatura média com isolamento Tetra Pak percebemos o valor de 36,38 °C, enquanto que a média da temperatura sem a manta foi de 45,03 °C apresentando assim uma diferença média de 8,65 °C, o que, portanto, podemos apontar uma redução média de 19,2%, com a utilização do isolante térmico. Pôde-se perceber que houve uma diminuição na temperatura interna da residência com o uso do sistema de isolamento térmico de embalagens Tetra Pak comparado ao telhado de cimento-amianto sem o sistema de isolamento térmico nos diferentes horários que foram mensurados.
Figura 3 - Comparação entre a temperatura com a manta Tetra Pak e sem a manta térmica.
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Fonte: Elaborado pelos autores, 2018
0 10 20 30 40 50 60 09:00:00 11:00:00 13:00:00 15:00:00 17:00:00 33,8 38,5 38,6 37 34 41 52,15 53 44 35 TE MPE R A TURA ( °C) HORAS temperatura (°C) com tetra pak
4. CONCLUSÃO
A partir da análise e interpretação dos dados sobre a implantação de caixas cartonadas como manta térmica, pode-se concluir que o índice de radiação solar no protótipo com a manta térmica reciclável atingiu valores relevantes comparado ao telhado sem o painel Tetra Pak, pois a temperatura do ambiente interno obteve uma diminuição de 17,56%, considerando o horário de 09:00 horas da manhã, e uma diminuição de até 27,16% no horário em que a radiação solar esteve mais forte às 13:00 da tarde.
Diante dos resultados e desempenho obtidos a utilização de matérias reciclados não contribui, somente, para o bem do meio ambiente, mas também no conforto térmico de residências que possuem em seu telhado telhas do tipo cimento-amianto que emanam altas temperaturas e, portanto, causam desconforto. Nesse sentido, o presente projeto, também, visa utilizar esse material em comunidades carentes, a fim de contribuir para um melhor bem-estar dos moradores que ali residem, ensinando-os a reciclar e fazer os próprios painéis de Tetra Pak.
5. REFERÊNCIAS
BORGES, D. Aproveitamento de embalagens cartonadas em compósito de polietileno de
baixa densidade. 2007. 95f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo, São Paulo. Disponível em:
<http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-08012008-110235/pt-br.php>. Acesso em: 10 de jul. de 2018.
CEMPRE. Embalagem longa vida. São Paulo, 2018, n.p. Disponível em:
<http://cempre.org.br/artigo-publicacao/ficha-tecnica/id/9/embalagens-longa-vida>. Acesso em: 22 mar de 2018.
CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO BRITO.
Potencial Solar. Disponível em: <www.cresesb.cepel.br >. Acesso em: 13 de jul. de 2018.
KRÜGER, Eduardo L; SUETAKE Graziela Y.; ADRIAZOLA, Marcia K.O. Avaliação do
desempenho térmico de coberturas constituídas de embalagens tetra pak. In:
ENCAC-ELACAC, Maceió, Alagoas, 2005. Disponível em:
<http://www.infohab.org.br/encac/files/2005/ENCAC05_0958_966.pdf>. Acesso em: 01 mar. de 2018.
Disponível em: <http://embalagemsustentavel.com.br/2011/06/21/tetra-pak-e-o-pos-consumo/>. Acesso em 16 de jul 2018.
SCHMUTZLER, L. O. F. Projeto forro Vida Longa UNICAMP. 2001. Disponível em < www.fem.unicamp.br/~vidalong/anexos/vidalonga.doc> Acesso em: 11 de julho de 2018. TETRA PAK® BRASIL. Nossa história desde 1940 até os dias de hoje. Sao Paulo, Brasil, 2015. Disponível em: < https://www.tetrapak.com/br/about/history>. Acesso em: 22 mar de 2018.
TETRA PAK® BRASIL. Tetra Pak atinge marco de 9,7 bilhões de embalagens com selo
FSC®. Sao Paulo, Brasil, 2015. Disponível em:
Site<www.tetrapak.com/br/about/newsarchive/marco-9-bilhoes-embalagens-fsc-2014>. Acesso em: 22 mar de 2018.
GOOGLE MAPS. Localização da cidade Balsas (MA), 2018. Disponível em: <https://bit.ly/2D3jksd>
