Visão geral e confirmação de problema O departamento de processamento de madeira e biomateriais da Universidade Tcheca (CZU) é um parceiro da indústria da construção, fornecendo serviços para avaliação de revestimentos e seladoras de madeira comercialmente disponíveis.
Os serviços são utilizados pelos fabricantes de produtos para o tratamento de madeira que são usadas na indústria de edificação e indústria da construção em geral. Outras indústrias que se utilizam desses serviços são as do setor Automotivo, que utilizam laminados de madeira em interiores, sempre selados e/ou revestidos para proteção.
Os requisitos de desempenho desses revestimentos e seladoras se enquadram em duas categorias igualmente importantes:
1)
Estética - a aparência da madeira e sua cor
2)
Proteção - o revestimento precisa manter a aparência natural do substrato de madeira, evitando os sinais de perda de qualidade como: desbotamento, rachaduras, descamação do revestimento ou da seladora usada. Para revestimentos claros, a perda de brilho é um sinal adicional importante de defeito.
Dentro da indústria da construção, a madeira revestida ou selada pode ser usada em muitas orientações diferentes. Vertical e horizontal são as mais comuns, embora qualquer orientação seja possível com base no projeto de construção. O clima básico é o europeu. Como isso abrange uma gama muito grande de climas, mas temos áreas como na Suécia que são muito diferentes do sul da Espanha, por exemplo, e devem ser consideradas, pois encontramos os extremos das condições de exposição. O desafio para a CZU é determinar o desempenho estético e protetor dos revestimentos de madeira nesses climas. Para conseguir isso, a CZU fornece um serviço de testes de intemperismo que abrangem testes de laboratório acelerados e exposições naturais. Estes testes possibilitam um correlacionamento confiável para entender a vida útil do revestimento.
O objetivo da CZU em trabalhar com a Q-Lab foi para aumentar o seu negócio de teste de intemperismo, além de melhorar a sua já forte reputação como uma organização acadêmica líder no campo do processamento de madeira e biomateriais. Com os resultados obtidos na realização de testes laboratoriais usando a câmara de teste UV acelerado (QUV) e exposições naturais ao ar livre, a CZU tornou-se o laboratório preferencial para testes de revestimentos e tintas de madeira na República Tcheca. Seu negócio de testes, em geral, mais do que dobrou, crescendo em 150% e os lucros aumentaram devido ao baixo custo de operação da QUV. Além disso, seu trabalho técnico publicado, a partir das avaliações de intemperismo, aprimorou a estatura da CZU como uma organização acadêmica com experiência real em testes de intemperismo e análise de revestimentos de madeira.
Descrição de Testes e Resultados
Teste natural ao ar livre
O teste natural de intemperismo ao ar livre é realizado usando tanto 45 graus voltados para o sul quanto 90 graus voltados para o sul, como mostrado abaixo.
A exposição de 90 graus é uma simulação do ambiente de uso final. A exposição de 45 graus, voltada para o sul, é conforme especificado em muitos métodos de teste internacionais para exposições naturais, como ISO 877-1, ASTM G24 e EN 927-3.
Na foto: Miloš Pánek, CZU (à esquerda) e Jim Regan, Q-Lab (à direita)
As amostras expostas usando esses testes mostram significativa degradação pelo intemperismo. Abaixo estão as fotos destes revestimentos de madeira antes e depois da exposição no telhado do prédio da CZU por 12 meses:
A - Pinheiro Thermowood sem revestimento;
B - Pinheiro Thermowood com revestimento penetrante à base de óleo;
C - Cedro com revestimento transparente à base de óleo;
D - Pinheiro com revestimento transparente à base de óleo;
E - Carvalho com revestimento transparente à base de óleo;
F - Cedro com revestimento à base de óleo pigmentado;
G - Pinheiro com revestimento à base de óleo pigmentado;
H - Carvalho com revestimento à base de óleo pigmentado
Embora a degradação possa ser observada claramente apenas após um ano, as amostras podem ser expostas até o máximo de 3 anos para determinar o desempenho real, na República Tcheca. Estes dados são utilizados como base para comparação quando os resultados são obtidos a partir do teste acelerado no laboratório.
As variações de temperatura na CZ variam de 35°C no verão a -25°C no inverno. Um revestimento precisa ser capaz de suportar essa ampla faixa de temperatura, que não é vista em toda a Europa. Esse fator extremo dos testes em ambientes externos da CZU é de interesse da indústria da construção e dos fabricantes de seladoras e vernizes.
Teste de intemperismo acelerado
A câmara de intemperismo acelerado QUV / Spray é usada para testes de laboratório, onde a norma EN 927-6 é executado por um período de 6 ou 12 semanas. As amostras de teste são preparadas da mesma maneira para exposição acelerada e externa, exceto no tamanho da amostra que são diferentes. Ciclos de temperatura adicionais em câmaras climáticas (80°C e -25°C) são freqüentemente realizados a cada semana. Os resultados são demonstrados na tabela abaixo, comparando resultados de testes naturais e acelerados.
A - óleo de cártamo natural;
B - revestimento à base de óleo transparente comercial criando camada fina
NW - intemperismo natural (em meses);
AW - intemperismo artificial (em horas).
Os resultados dos testes indicaram que diferentes fatores de falha podem ser reproduzidos de forma mais eficaz em diferentes dispositivos de teste acelerados. O teste QUV acelerado é útil para prever as falhas observadas na realidade (telhados em Praga) ao longo de um período de três anos e reproduz muito bem as falhas na perda de brilho. Algumas cores tem mudanças mais perceptíveis do que outras após a exposição a UV, já que as reações do próprio tipo de madeira, mais a degradação do revestimento podem interagir para produzir um macro efeito. A rugosidade da superfície e os tipos de madeira também podem afetar a aceleração do teste.
Benefícios do teste
Desde que a CZU adquiriu a câmara QUV, eles se tornaram o laboratório de teste referencial para tintas e revestimentos de madeira na República Tcheca, e seu negócio de testes em geral mais do que dobrou. Isso ocorre principalmente porque agora eles podem oferecer testes acelerados realizados no laboratório em milhares de horas, o que levaria anos para realizer no exterior. Esta capacidade aumentou o número de clientes em 150% e os lucros aumentaram devido ao baixo custo de operação da câmara QUV.
Milos Panek escreveu vários artigos científicos que foram publicados com base neste trabalho e estes geraram prestígio e reconhecimento para a CZU como uma organização acadêmica. Este foi um dos objetivos da CZU. Como uma organização de testes comerciais, isso deu à CZU uma vantagem na República Tcheca, que continua atraindo novos clientes. A CZU aprendeu muito sobre o desempenho de intemperismo de seladoras e revestimentos de madeira, e eles são considerados especialistas nesse campo.
1 Results of tests achieved in cooperation with company MATRIX a.s. (Czech Republic) and supported by grant “Improving of coatings durability on selected kinds of wood in the exterior applications”, No. TH02020873 financed by TAČR are shown below.
2 Oberhofnerová, E., Pánek, M., Böhm, M. (2018): Effect of surface pretreatment with natural essential oils on the weathering performance of spruce wood. BioResources 13(3). 7053-7070. ISSN 1930-2126