Reutilização de tubos de papelão : estudo de parâmetros técnicos visando aplicação no design de produtos

Abstract

A reutilização aumenta e valoriza o ciclo de vida dos produtos sem necessidade da desintegração do material, proporcionando um destino adequado e o aproveitamento da configuração formal, da energia e matéria-prima agregadas e das propriedades inerentes ao produto que é descartado. Este trabalho teve como objetivo identificar e propor parâmetros técnicos de resistência, absorção, recobrimentos e corte a laser, visando possibilitar a reutilização de tubos de papelão, provenientes de descarte, no desenvolvimento de produtos. Por meio do panorama sobre o descarte deste material no recorte geográfico da cidade de Porto Alegre, realizado através de visitas a empresas dos segmentos de confeccção e gráfico, selecionou-se como padrão de tubo a ser pesquisado o de diâmetro interno 76,2mm (encontrado geralmente nas espessuras 3mm, 4mm, 5mm e 6,5mm), cujo destino recorrente é o recolhimento por catadores de materiais recicláveis. Para a realização dos ensaios técnicos, efetuou-se a coleta dos tubos até ser atingida a quantidade necessária, aferiram-se suas medidas e confeccionaram-se os corpos de prova. Em seguida, após a caracterização do material através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG), foram realizados ensaios técnicos de resistência à compressão axial e diametral; flambagem; absorção de água; testes de recobrimento, corte a laser e experimentações sobre métodos de união. Como resultados, a temperatura de combustão, identificada na ATG, indica que até os 210°C existe uma faixa de segurança na utilização dos tubos. Pelos resultados dos ensaios de compressão axial e diametral, concluiu-se que que a direção mais adequada e com maior relevância de utilização dos tubos de papelão é a vertical, com o sentido da carga aplicado paralelamente à seção transversal. O ensaio de flambagem permitiu verificar que as falhas apresentadas não são repentinas; a amostra permaneceu estável, já que não houve ruptura súbita. No teste de absorção de água, constatou-se que os tubos são higroscópicos, necessitando de impermeabilização; para reconhecer um material de recobrimento adequado para os tubos de papelão, refez-se o ensaio de absorção de água com os tubos revestidos por tintas e vernizes à base de água. O melhor resultado foi apresentado pelo verniz marítimo em três demãos, revestimento que foi analisado por MEV. Após ensaios técnicos, foram realizados experimentos de corte a laser e métodos de união dos tubos. Concluiu-se a viabilidade da aplicação da tecnologia de corte a laser no material, determinando-se a potência e velocidades adequadas para o corte mais eficiente em cada espessura; e os métodos de união estudados possibilitam elaborar uma variedade de combinações aplicáveis na configuração de produtos. Por fim, acredita-se que o estudo e reconhecimento de características peculiares de novos materiais é um ponto determinante para a inserção destes no Design.

The reuse increases and enhances the life cycle of the product without the disintegration of the material, providing a correct destination and use of formal configuration, energy and raw material and aggregate properties inherent to the product or material that is discarded. This study aims to identify the technical parameters of resistance, absorption, coatings and laser cutting to reuse cardboard tubes, from disposal in product development. Through the overview of the disposal of this material in the city of Porto Alegre, conducted through visits to businesses in the segments of clothing and printing industry, was selected as standard tube to be researched the inner diameter of 76,2mm (found usually in thicknesses 3mm, 4mm, 5mm and 6,5mm), whose destination is the collection by waste pickers. For conducting technical trials, performed the collection tubes until reach the required amount, have assessed up your measurements and sewed up the specimens. Then, after the characterization of the material by scanning thermal gravimetric analysis (TGA ) and electron microscopy (MEV), technical tests of resistance to axial and diametrical compression, buckling, water absorption, coating testing, laser cutting and experiments on joining methods were performed. As a result, the combustion temperature the ATG identified, indicates that even at 210°C there is a range of safety of the tubes. The results of the tests diametral and axial compression, it was concluded that the most appropriate and most important use of paper tubes is the vertical direction, with the direction of the load applied parallel to the cross-section. The buckling test has shown that the problems presented are not sudden, the sample remained stable, since there was no sudden break. In the water absorption test, it was found that the pipes are hygroscopic, requiring waterproofing; to recognize a material suitable for coating cardboard tubes, the water absorption test is remade and tubes were coated with paints and varnishes water-based. The best result was presented by three coats of marine varnish, coating was analyzed by MEV. After technical tests, experiments of laser cutting and joining methods were performed. The conclusion of the feasibility of applying laser cutting technology in the material, determining the appropriate speed and power for efficient cutting each thickness, and the possible joining methods studied prepare a variety of combinations applyable on a product’s configuration. Finally, it’s believed that the recognition and study of specific characteristics of new materials is a key factor on its insertion in product design.