Extrato pirolenhoso como preservante de madeira e retardante de chama em situação de incêndio

Abstract

O objetivo geral foi investigar a eficiência do extrato pirolenhoso e de um aditivo ignífugo (diamônio) como tratamento curativo e retardante de chama, visando suas aplicabilidades em madeiras estruturais. O estudo foi realizado em três etapas, na primeira etapa foi realizada a caracterização química do extrato pirolenhoso (EP). Foi identificado em maior área por CG- EM, o composto fenólico siringol (15,54%) e os ácidos carboxílicos, ácido butanoico (10,28%) e ácido acético (7,52%). O tratamento com 20% de EP apresentou maior redução de extrativos e lignina em relação à amostra controle, assim como maior perda de massa na análise termogravimétrica (TG). Não houve efeito significativo na resistência mecânica à compressão paralela às fibras e no módulo de ruptura (MOR) das madeiras sem e com tratamento. Na segunda etapa, foi realizado os ensaios microbiológicos simulando dois ambientes. A amostra controle e a com 10% de EP apresentaram atividades de microrganismos, enquanto para os tratamentos com 20% e 30% de EP não apresentaram. O mesmo comportamento foi observado para o ensaio com cupins. Com 20% e 30% de EP apresentaram uma mortalidade de 57,5% e 62,0%, com dano moderado e superficial, respectivamente. Por meio da técnica de densitometria de raios X para obtenção de imagens, foi possível observar a formação das galerias. No ensaio com fungos, as menores perdas de massa, foram observadas para os tratamentos com 20% (1,62%) e 30% (1,83%) do EP. Na terceira etapa, a resistência ao fogo foi realizado pelo método de propagação de chamas (Schlyter modificado) e a combustibilidade com tratamentos de 20% e 30% de EP com adição do diamônio em concentrações de 3% e 5%. Foi observado a alteração da cor com a aplicação dos tratamentos com EP, porém a mudança foi “muito apreciável” para o mercado. Para o teste de propagação de chamas, a testemunha teve perda de massa de 25,18%. Enquanto que entres os tratamentos com EP a maior perda de massa foi de 0,75% para a amostra com 20% de EP + 5% de aditivo. O aumento da temperatura média foi maior no tratamento testemunha, atingindo máximas de temperatura em 71,7 oC, 85,6 oC e 61,4 oC para altura superior, média e inferior dos termopares, respectivamente. Já os tratamentos com 20% e 30% de EP com as diferentes concentrações de aditivos, as máximas de temperatura não ultrapassaram 38 oC. Para a combustibilidade, o tratamento controle e com 20% de EP permaneceram ao final do ensaio com 20% de massa inicial, já o tratamento com 30% de EP, permaneceu com 40%. Ao aplicar o aditivo químico, os tratamentos com 20% e 30% de EP, permaneceram com cerca de 50% da massa inicial. Conclui-se que o EP foi eficaz e se mostrou um excelente aditivo contra agentes xilófagos e na formulação de retardante de chama. Mostrou-se uma alternativa ecologicamente correto e agregando valor a um coproduto carbonização da madeira, reduzindo a emissão de gases do efeito estufa. Palavras-chave: Construção civil. Madeira tratada. Propagação superficial de chamas. Situação de incêndios.

The general objective was to investigate the efficiency of the pyroleneous extract and a fire retardant additive (diammonium) as a curative and flame retardant treatment, aiming at its applicability in structural wood. The study was carried out in three stages, in the first stage the chemical characterization of the pyroleneous extract (PE) was performed. It was identified in greater area by GC-MS, the phenolic compound siringol (15.54%) and the carboxylic acids, butanoic acid (10.28%) and acetic acid (7.52%). The treatment with 20% PE showed greater reduction of extractives and lignin compared to the control sample, as well as greater mass loss in thermogravimetric analysis (TG). There was no significant effect in the mechanical resistance to fiber parallel compression and in the modulus of rupture (MOR) of the untreated and treated woods. In the second step, microbiological tests were performed simulating two environments. The control sample and the one with 10% PE showed microorganism activity, while the treatments with 20% and 30% PE did not. The same behavior was observed for the test with termites. With 20% and 30% PE they presented a mortality rate of 57.5% and 62.0%, with moderate and superficial damage, respectively. Using the X-ray densitometry technique to obtain images, it was possible to observe the formation of the galleries. In the fungus test, the lowest mass losses were observed for the treatments with 20% (1.62%) and 30% (1.83%) of EP. In the third stage, fire resistance was tested by the flame spread method (modified Schlyter) and combustibility with treatments of 20% and 30% of EP with the addition of diammonium in concentrations of 3% and 5%. A change in color was observed with the application of the EP treatments, but the change was "very appreciable" for the market. For the flame spread test, the control had a mass loss of 25.18%. While among the EP treatments the greatest mass loss was 0.75% for the sample with 20% EP + 5% additive. The increase in average temperature was greater in the control treatment, reaching maximum temperatures of 71.7 oC, 85.6 oC and 61.4 oC for the upper, middle and lower height of the thermocouples, respectively. For the treatments with 20% and 30% EP with the different additive concentrations, the maximum temperatures did not exceed 38 oC. For combustibility, the control treatment and the treatment with 20% PE remained at the end of the test with 20% of initial mass, while the treatment with 30% PE remained at 40%. When applying the chemical additive, the treatments with 20% and 30% of EP remained with about 50% of the initial mass. We conclude that the EP was effective and proved to be an excellent additive against xylophagous agents and in the formulation of flame retardants. It proved to be an environmentally friendly alternative and added value to a co-product of wood carbonization, reducing the emission of greenhouse gases. Keywords: Civil construction. Treated wood. Surface flame propagation. Fire situation.