Efficacy of wollastonite-enriched acrylic coatings against fungal decay in non-treated and thermally-modified wood

A madeira é um material vivo que construiu abrigos humanos durante milhares de anos, mas permanece vulnerável aos elementos. Quando deixada desprotegida, ela apodrece devido a fungos, queima no fogo e empena conforme os níveis de umidade mudam. Embora cientistas venham desenvolvendo há muito tempo tratamentos químicos para interromper essa decomposição, muitas dessas soluções são tóxicas ou difíceis de aplicar. Uma alternativa popular é a modificação térmica, um processo onde a madeira é assada em altas temperaturas para alterar sua química interna, tornando-a menos apetitosa para organismos causadores de apodrecimento. No entanto, mesmo a madeira tratada termicamente não é imune a todos os tipos de decomposição, e o maquinário industrial necessário para esse processo é caro. Isso deixa uma lacuna para uma maneira mais simples e barata de proteger a madeira, particularmente para aqueles que desejam evitar produtos químicos agressivos. Pesquisadores voltaram sua atenção para um mineral comum chamado wollastonita, uma rocha em forma de agulha frequentemente usada em plásticos e cerâmicas, para ver se ela poderia fortalecer tintas protetoras e impedir que a madeira apodrecesse.

Uma equipe de cientistas de universidades de todo o Irã, Europa e Austrália partiu para testar se misturar este mineral em uma tinta acrílica padrão poderia proteger a madeira contra a decomposição fúngica. Eles trabalharam com três tipos distintos de madeira: faia, uma madeira dura densa; álamo, uma madeira dura mais leve; e abeto, uma madeira macia. Para simular condições do mundo real, eles prepararam dois conjuntos de cada tipo de madeira. Um conjunto foi deixado em seu estado natural, enquanto o outro foi submetido à modificação térmica, sendo aquecido a 185 graus Celsius por quatro horas. Esse tratamento térmico altera a estrutura química da madeira, removendo alguns dos açúcares dos quais os fungos se alimentam. Após o tratamento térmico, as amostras de madeira foram condicionadas para estabilizá-las.

Os pesquisadores então aplicaram diferentes revestimentos a essas amostras. Algumas peças foram deixadas nuas para servir como controle, mostrando quanto a madeira apodreceria sem qualquer proteção. Outras receberam uma tinta acrílica à base de água padrão, um revestimento comum encontrado em muitas lojas de ferragens. O grupo final recebeu uma versão especial dessa mesma tinta, mas com a adição de wollastonita. O mineral foi adicionado em uma proporção específica, criando uma suspensão que foi totalmente misturada à tinta antes da aplicação. Cada peça de madeira recebeu duas camadas de tinta, aplicadas com um dia de intervalo, resultando em uma camada seca de cerca de 210 micrômetros de espessura. Uma vez revestidas, todas as amostras foram colocadas em um ambiente controlado e expostas a dois tipos agressivos de fungos de decomposição da madeira por quatro meses. Um fungo, conhecido por causar podridão marrom, ataca as fibras estruturais da madeira, enquanto o outro, um fungo de podridão branca, decompõe a cor e a resistência da madeira.

Após o período de exposição de quatro meses, os resultados foram impressionantes. As amostras de madeira não tratadas sofreram danos pesados, perdendo quantidades significativas de sua massa à medida que os fungos consumiam o material. Em alguns casos, a madeira desprotegida perdeu quase 40 por cento de seu peso. A tinta acrílica padrão ofereceu alguma ajuda, reduzindo a perda de massa, mas não era um escudo perfeito. Em certas condições, particularmente com a madeira de faia, a película da tinta rachou e descascou, permitendo que os fios microscópicos de fungos penetrassem na madeira abaixo. No entanto, as amostras revestidas com a tinta enriquecida com wollastonita tiveram um desempenho excepcional. A perda de massa nessas amostras foi drasticamente menor, caindo frequentemente para menos de 3 por cento, independentemente de a madeira ter sido tratada termicamente ou não.

Os pesquisadores examinaram as amostras sob microscópios poderosos para entender por que a tinta com o mineral funcionou tão bem. Eles descobriram que a forma de agulha das partículas de wollastonita atuou como um reforço físico dentro da película de tinta, tornando-a mais resistente e menos propensa a rachaduras. Mais importante ainda, o mineral pareceu formar ligações químicas fortes com a própria tinta, criando uma camada coesa que era difícil de ser rompida pelos fungos. A película da tinta permaneceu quase intacta mesmo após meses de ataque fúngico, enquanto a tinta comum havia se deteriorado significamente. O mineral também pareceu atuar como uma barreira, retardando o movimento de oxigênio e água para a superfície da madeira, que são essenciais para o crescimento fúngico. Em alguns casos, os pesquisadores observaram que o próprio mineral poderia ter interferido na capacidade dos fungos de crescer na superfície, limitando a propagação do mofo.

O estudo também mediu quanta resistência a madeira reteve após o ataque fúngico. A madeira que foi consumida pelos fungos tornou-se fraca e quebradiça, perdendo muito de sua capacidade de suportar peso. As amostras protegidas pela tinta com wollastonita, no entanto, mantiveram sua integridade estrutural. Mesmo a madeira que não havia sido tratada termicamente, mas que foi revestida com a tinta mineral, resistiu quase tão bem quanto a madeira não exposta. Isso sugere que a tinta fez mais do que apenas ficar na superfície; ela evitou ativamente que o processo de decomposição comprometesse a estrutura interna da madeira. A combinação da modificação térmica e da tinta mineral proporcionou a melhor proteção, mas a tinta sozinha foi uma defesa poderosa para a madeira não tratada.

As descobertas indicam que adicionar um mineral comum e barato a uma tinta padrão pode criar um escudo altamente eficaz contra o apodrecimento da madeira. Essa abordagem oferece uma solução prática para proteger a madeira sem depender de produtos químicos tóxicos ou de instalações industriais caras de tratamento térmico. Os pesquisadores concluíram que este método é fácil de aplicar e confiável tanto para madeiras duras quanto para macias. Embora o estudo tenha sido conduzido em um ambiente de laboratório, os resultados sugerem um caminho promissor para a preservação da madeira em aplicações do mundo real, oferecendo uma maneira de estender a vida útil de estruturas de madeira enquanto mantém o processo de proteção simples e ecologicamente amigável.