Testando o Revestimento Impermeável de Cola e Álcool. Qual a sua eficiência?

Abstract:

Can we consider our white glue + alcohol waterproof coating an effective choice to protect our alternative models? To what limit can this protective coating protect our models from the moisture, even if they are made from paper, cardboard and white glue? Trying to answer such a question, I rune a water resistance test with a little boat made from cardboard, paper and white glue. This little ship could live for a time period of 25 hours sailing on pure water. The boat carried some weight and don't wrecked. Since the boat was propositally made with several water vulnerabilities and I want to get it difficult to be correctly waterproofed, the small ship got moisture infiltration and was damaged. The infiltration speed was, although, slow. The final sum of damages was not so huge. Considering the observed damages of the boat, the waterproof coating achieved good results. The boat was not coated with any other substance than the waterproof coating suggested in this website. So, I could conclude that this waterproof coating is efficient. Now we may try to research on the use of that waterproof coating to make ships that are sailing capable.

Resumo:

O revestimento impermeável de cola branca e álcool ensinado neste website é eficiente? Até que medida ele pode proteger modelos de papel, papelão e cola branca dos efeitos da umidade? Tentando responder a estas perguntas eu realizei um teste de impermeabilização de um pequeno barco de papel, papelão e cola. Flutuando sobre a água, esta pequena embarcação resistiu durante 25 horas de navegação ininterrupta e com carga, sem naufragar. Como o barco foi desenvolvido para possuir vulnerabilidades à água e dificuldades no processo de impermeabilização, ocorreu infiltração que causou danos, mas considerando a velocidade de infiltração e os estragos finais observados na embarcação o impermeabilizante de cola e álcool apresentou bons resultados. O barco não foi preparado com nenhum outro material que não fosse o impermeabilizante cujo preparo é ensinado neste site. Assim, concluiu-se que este impermeabilizante é eficaz. Reta agora saber se o mesmo possibilitará construir embarcações capazes de resistir impunes à navegação.

Introdução

Eu já pretendia realizar há muito um teste com o impermeabilizante à base de cola branca e álcool cuja fórmula eu ensino nos tutoriais deste website. O motivo para realizar este teste é obter a maior quantidade de informação possível sobre a durabilidade esperável para meus modelos alternativos. A demanda para este tipo de informação surgiu quando eu reparei dois de meus modelos que haviam sofrido acidentes (vide artigo sobre reforma e restauração de modelos alternativos). Naquele momento, eu percebi que meus modelos mais antigos vinham sofrendo degradação em sua estrutura, por efeito do tempo. Assim sendo, comecei a me indagar sobre quais materiais seriam mais adequados ao uso, para que os modelos resistissem melhor ao tempo. Como o acesso a materiais alcalinos é mais difícil devido ao seu preço, e seu simples uso responderia à maior parte de tais questões, concluí que meu ponto de partida deveria ser a pesquisa dos materiais de revestimento protetivo. Eu deveria pesquisar sobre a eficiência e durabilidade dos vernizes e impermeabilizantes.

Um fato recente, entretanto, me motivou a trabalhar especificamente na pesquisa do revestimento à base de cola branca e álcool. Eu recebi um e-mail de Adolfo Caetano, um colaborador ativo deste website. Neste e-mail, Adolfo me enviou uma série de fotografias de navios antigos que ele constrói com papel, papelão, barbantes, cola branca e espetos de churrasco. Estes navios são incrivelmente bonitos... Se eles pudessem navegar! Julguei que meu impermeabilizante favorito pudesse resolver este problema, na medida em que o mesmo me fora indicado como impermeabilizante para azulejos em pias e banheiros. Esta substância deveria ser capaz de suportar esta tarefa!

As características principais deste revestimento impermeabilizante é que ele não se dissolve na água facilmente, seca ficando completamente incolor, se fixa e espalha bem sobre variadas superfícies, desde porosas a completamente lisas, recobrindo bem até o papel manteiga e o papel encerado, desde que aplicado com aerógrafo. Além disso, este revestimento parece ter boa penetração em pequenos orifícios da superfície onde é aplicado, é de secagem rápida e aceita bem pintura sobre ele.

Mais importante que suas características acima citadas é o fato de que eu utilizo este impermeabilizante em todos os meus modelos, com uma fé quase que inabalável de que eles estejam adequadamente protegidos de respingos d'água e da umidade do ar. Eu percebi, já há muitos anos, que ao aplicar este revestimento sobre meus aviões, os mesmos não mais amoleciam durante os dias de chuva. Enquanto este resultado possa atestar a eficiência deste revestimento, ele não pode, entretanto, atestar a segurança de meus modelos contra acidentes mais graves, nem indica até que ponto meus modelos são resistentes à umidade. Muito menos atesta a durabilidade deste material... A durabilidade somente poderá ser testada ao longo dos anos, mas a resistência do material à água pode ser averiguada durante um teste de contato ininterrupto e de longa duração.

Mas no que os navios de Adolfo Caetano influenciaram minha pesquisa? Foi movido pelo entusiasmo e minha curiosidade diante de tais modelos que eu defini a metodologia de meus testes... Vou testar o impermeabilizante em um barco!

Em que consistiu o teste do impermeabilizante

Quando eu vi os navios de Adolfo Caetano eu pensei: Como seria incrível se aquela caravela, a Santa Maria de Cristóvão Colombo pudesse navegar?!

Um teste de impermeabilização não poderia ocorrer em condições muito controladas de umidade... Para possibilitar a navegação de navios de papelão, eu não poderia pensar somente em meus aviões. As condições deveriam ser extremas, e não controladas!

Vamos definir o que é extremo neste caso:

O modelo ficará em contato direto com água pura, sem nenhuma substância que possa retardar sua infiltração pelo papel. Também não pode haver nenhum tipo de saponáceo, ou substância que reduza a tensão superficial da água, pois o barco precisa flutuar, e em tais condições a ação de um impermeabilizante pode ser afetada. O barco deve ainda ficar em contato com a água durante muito tempo, para determinar se o impermeabilizante sofre alterações químicas ou desgaste. O tempo de contato ainda permitirá que o papelão seja encharcado, caso hajam pequenas infiltrações no casco. O tempo prolongado de contato com a água também permitirá que o material do casco sofra reações mais demoradas que aquelas imediatas ao contato do papel com a água. O papel em contato com a água amolece, se encharca, incha e torna-se frágil ao atrito e forças que atuem sobre ele. O contato prolongado com a água pode dissolver colas e resinas, e desagregar material sob a forma de pó em suspensão e partículas dissolvidas. É ainda conveniente neste teste drástico lidar com a possibilidade de falhas no revestimento do casco do barco, o que acarretará em infiltrações. Por fim, é necessário acrescentar peso ao modelo, já que um barco navegável ou mesmo um modelo estático terão peso considerável, e este peso agirá sobre as peças amolecidas pela umidade. O modo como o revestimento reagirá sobre um material mole, cedendo ao peso, informará sobre possíveis danos que o modelo poderá sofrer.

Meu teste é razoavelmente bem adequado às condições acima citadas. Estas são suas características:

Construí um barquinho simples, do tipo que se usa em pescaria. Ele tem fundo chato, é composto de apenas 4 peças de papelão, que são o fundo inteiriço, duas laterais arqueadas que se juntam formando a quilha, e uma traseira reta, levemente inclinada para trás. Não produzi os típicos banquinhos que atravessam o barco de um lado ao outro de sua largura, nem um motor de popa.

O barco é feito de papelão do tipo Panamá, que se encontra em lojas de couros. A numeração que indica a gramatura da folha é por mim desconhecida. Este material foi inicialmente colado na quilha, com uma tira de papel de caderno, molhada em cola branca. Para permitir a fácil e correta montagem, eu pinguei cola instantânea em vários pontos da quilha. Este procedimento aumentará a resistência da colagem contra a água, mas é necessário desde que todos os meus modelos são basicamente colados com cola instantânea mais cola branca. A esta estrutura que representa as duas laterais do barco eu juntei o fundo, colando sempre com cola instantânea em alguns pontos. Este procedimento forçou a torção das laterais e do fundo, tensando a estrutura do barco. Na parte posterior eu colei o fundo reto, da mesma forma anterior. Por fim, eu reforcei esta colagem e tampei os buracos surgidos nas junções com papel de caderno molhado em cola branca. Este procedimento deixou pregas no papel, que seriam excelentes pontos para a infiltração de água, caso o impermeabilizante não penetrasse bem dentro das pregas.

Deixei o barco secando, até que toda a cola branca estivesse dura.

A estrutura do barco ficou bem resistente. Por isso, evitei construir os banquinhos, que reforçariam ainda mais as laterais do barco.

Após a secagem, apliquei três demãos de impermeabilizante, cada qual após a secagem completa da primeira.

Enchi um recipiente com água limpa, tirada direto da torneira.

Neste recipiente eu joguei um pedaço de panamá, medindo mais ou menos 1cm2 (um centímetro quadrado) de área. O papelão se encharcou completamente em menos de 1 minuto de contato com a água. Retirei o material e esfreguei entre os dedos. O panamá começou a se desfazer com o atrito. quando tentei dobrá-lo, ele partiu facilmente e começou a se desfolhar.

Não convencido ainda dos resultados, experimentei dobrar um pedacinho de panamá ainda seco. Este pequeno pedaço se partiu quase tão facilmente quanto aquele molhado, mas não desfolhou tão facilmente, nem se desfez ao esfregá-lo entre os dedos. Daí eu concluí que a água tem efeitos desastrosos sobre o material.

Cortei mais um pedaço de panamá e o joguei na água, para somente retirá-lo ao final do teste. Este pedaço de papelão desprotegido serviria para comparar os estragos ocorridos no barco impermeabilizado com aqueles ocorridos no material virgem.

Durante o teste ainda me ocorreria jogar uma tira longa deste material na água. Eu acabei usando o molde da lateral do barco para este fim. Assim, eu saberia o que esperar em termos de amolecimento das laterais do barco, quando elas sofressem infiltração.

Planejei uma navegação de 48 horas, ou até que o barco naufragasse. Como o barco fez água após certo período de tempo, e sua carga de peso foi mal calculada (não me preocupei com cálculos de empuxo), eu resolvi abortar o teste com 25 horas de navegação, pois o barco encharcado, mas quase sem água em seu interior naufragaria por uma falha de projeto, e não pela ação da água, descolamento ou ruptura do casco.

Acrescentei uma carga de três pregos de aço (certamente exagerada para o tamanho do barco), que ficaram apoiados diretamente sobre o fundo da embarcação, fazendo força sobre o papelão.

A partir de então coloquei o barco na água, anotei o horário de início dos testes, e voltei em espaços irregulares de tempo para averiguar as condições de minha embarcação. A cada visita eu anotei o que podia observar de alterações no barco.

Transcrição de minhas anotações por horário: O que pude observar em cada visita ao experiemnto.

Iniciado o experimento, eu pretendia anotar cada alteração que ocorresse no barco, com o horário de observação.

Eu procurei anotar qualquer alteração visível, porém eu já esperava por alguns sinais de desastre, tais como escurecimento do panamá e transparência no papel. Ambos ocorrem quando há infiltração. Esperava também observar a formação de bolhas no revestimento, alteração na cor da água, descolamento de papel, trincas no casco e deformação.

Abaixo segue o que observei:

Início do teste

O barco flutuou, com a quilha submersa até sua metade, e o topo da proa quase rente à água.

Imediatamente algumas pregas deram sinais de infiltração, quando o papel saliente transpareceu. O panamá não sofreu nenhuma alteração neste momento.

Três horas de teste

Mais de metade da lateral direita do casco apresentava-se escurecida. A porção escura estendia-se da popa, em direção à proa, sendo mais extensa na parte inferior do barco. O restante do barco, entretanto, não apresentava qualquer sinal de infiltração.

Nove horas de teste

Toda a lateral direita e aparentemente todo o barco estavam escurecidos (não tive certeza disso, entretanto)... Seriam seis horas suficientes para que a infiltração tomasse todo o casco? As laterais do barco apresentavam-se, entretanto, ainda rígidas.

Vinte e uma horas de teste

Após dormir, voltei a verificar o barco. Ele ainda flutuava, e não sofreu nenhuma deformação, mas havia feito um pouco de água! A água infiltrara aparentemente em dois pontos apenas... Um deles sob os pregos, ou na junção entre o fundo e a lateral direita, e o outro numa junção com pregas, na popa. A água que entrou era ainda pouca.

As laterais do barco estavam ainda bastante firmes, mas agora eu começava a perceber amolecimento em ambas.

Os pregos estavam enferrujados! Isto denota que o barco vinha fazendo água lentamente, haviam horas... A ferrugem demora um bocado para aparecer, e já se encontrava um pouco disseminada.

Não haviam sinais de descolamento, exceto nos pontos onde o barco fizera água. Não percebi também bolhas ou trinca aparentes.

Suspeito que as bordas superiores do casco ficaram mal vedadas, ou que houve caminhamento da água sobre as superfícies muito rentes ao nível d'água, na popa. Na traseira do barco, ponto crítico do nível d'água, haviam sinais de infiltração claramente vindos de cima para baixo, pois o papel era transparente na parte superior, e não no fundo. Este fato atesta que o papel e o papelão ainda não estavam totalmente encharcados, e que a infiltração era na verdade mais lenta do que eu pensara. Eu havia julgado mal as diferenças de tom no panamá.

Neste momento eu joguei na água a tira de panamá que usei de molde para a lateral do barco. Rapidamente este material se encharcou, demonstrando que as infiltrações sofridas pelo casco eram mínimas, em relação ao material desprotegido. Além disso, ao retirar o material da água, ele estava suficientemente mole para não suportar seu próprio peso, retorcendo-se ao gosto da gravidade. O casco não se apresentava assim tão mole. E perceba que o comprimento da peça era o mesmo...

Testei também as características daqueles pedaços de panamá que molhei no início do teste, e agora estavam secos... Não notei nenhuma diferença em relação ao material virgem... Aparentemente o panamá recobra suas características quando seco.

Vinte e cinco horas de teste

Eu havia cumprido mais de metade da meta, e o barco ainda flutuava. Surpreendentemente, entretanto, o barco havia feito muita água neste período de 4 horas desde o último teste.

A proa do barco estava bem mais baixa, o fundo coberto d'água (exceto popa), havia papel estufado, descolando-se e a popa aparentava estar quase submergindo. Embora o papel estivesse estufando na lateral esquerda, não estava na lateral direita, onde iniciara-se a infiltração. Além disso, o revestimento impermeabilizante ainda segurava o papel preso à lateral e fundo do barco, evitando assim um desastre maior.

A estrutura do barco estava bastante mole e comprometida, mas ainda não havia deformação.

O naufrágio seria uma questão de tempo, e certamente o barco afundaria por peso, e não por outros motivos como derretimento, rasgamento do casco ou pelo papel descolado. O nível da água era muito mais crítico que qualquer um destes fatores. O peso do barco em breve venceria o empuxo.

Como o barco afundaria por peso, resolvi abortar o teste e verificar o que havia ocorrido

Julguei que a degradação do barco havia superado as expectativas naquelas últimas horas... Algo errado deveria ter acontecido!

Após retirar o barco da água

O fundo do barco não resistiu à infiltração! Aparentemente o papelão inchou mais do que o papel que cobria toda a sua extensão poderia resistir. Eu admito que não citei este fato inicialmente, mas todo o fundo do barco estava revestido com papel de caderno e cola. Isto foi um erro, na medida em que criei duas superfícies com capacidade de absorção de água distintas. O papelão inchou mais do que o papel poderia resistir, e este se rompeu, levando junto o revestimento impermeável. Isto criou uma fenda de mais ou menos dois milímetros de largura, ocupando boa parte do fundo do barco na direção do comprimento. Considero que esta rachadura possa explicar a rápida alteração das condições do barco nas últimas 4 horas. Na realidade, a infiltração inicial era bem menor do que eu esperava. Após começar a fazer água, bem antes das 21 horas de teste (lembre da ferrugem), o fundo do barco inchou. Com o tempo, o papel foi molhando e não mais suportou a pressão. Ao rasgar-se, expôs o fundo do barco a muito mais água do que anteriormente. Assim, a umidade tomou facilmente todo o casco, aumentando muito o peso. O barco começou a fazer água mais rápido, e afundou um pouco com o peso. A popa igualou altura com o nível da água, e o barco preparava-se para afundar.

É claro que esta é apenas uma hipótese, mas plausível... Outras possibilidades seriam o rompimento gradual do fundo, enquanto o mesmo inchava. Assim, chegamos às mesmas conseqüências, alterando-se pouco a lógica.

Hipóteses como o barco estivesse sofrendo muita infiltração desde o princípio, e que o fundo se rachara desde quando o barco começou a fazer água não combinam com a aceleração do processo nas horas finais. Também a diferença de moleza do casco nas horas finais descartam tal hipótese. O barco também não chegou a fazer água pela popa, pois esta estava em estado crítico em relação ao nível d'água, mas era a única parte do fundo do barco que não estava coberta de água. A água que aparecia sobre a borda superior da popa aparentemente estava infiltrando pelas emendas de papel que devem ter ficado mal impermeabilizadas.

Adicionalmente eu afirmo que pareciam haver bolhas no revestimento interno do barco.

O mais inesperado mesmo foi o fato da ferrugem dos pregos ter rompido o revestimento impermeável. Em todos os pontos de contato enferrujados, o revestimento se rompeu. Os pregos estavam como que colados ao fundo. A ferrugem deve ter reagido com o impermeabilizante de alguma forma...

Por fim, o casco do barco não se desmanchava com atrito, como acontecia com o material desprotegido.

Observações sobre a água

A água se tornou turva, mudando de cor para um bege muito claro. Isto sugere que cola e outras substâncias foram dissolvidas. O revestimento impermeabilizante não apresentou desgastes perceptíveis a olho nú, do lado de fora do barco.

Exame com macro fotografia

O melhor aparato ótico de aumento que eu possuo é minha câmera reflex, com tubos de extensão.

Utilizando três tubos (somando um total de 51mm de extensão) e uma lente de 58mm eu obtive um aumento considerável. Utilizando o melhor foco possível para exame, eu consegui enquadrar três centímetros numa régua. Isto ocupou todo o campo de visão. Numa comparação grosseira, mantive os dois olhos abertos enquanto observava a régua, e cada centímetro no visor da câmera ocupava quase a extensão de 5cm na régua. Um aumento de quase 5 vezes. Comparado com minha lupa de 15x (lupa para mineralogia), eu podia observar muito mais detalhes. Fico curioso sobre esta capacidade impressa na lupa. Será uma medida quadrática, ou é tão difícil assim obter foco?

De qualquer forma, mesmo com este aumento não percebi nenhum sinal de desgaste do revestimento do barco. Observe que eu pude ver os pelinhos do papel rasgado! Já no interior do barco, eu pude observar algumas bolhas no revestimento.

Neste exame, observei que o papelão debaixo da ferrugem não se alterou.

Agora, o barco está demorando horas para secar. O teste terminou às 14:00 horas, quando retirei o barco da água. Já são 21:00 horas e o barco ainda está muito úmido! Ele está segurando bem a água...

Após a secagem completa

Após esta última observação, não observei o barco pelo resto do dia, o dia seguinte inteiro e até as 10 horas da manhã do segundo dia. Quando observei novamente o barco, este estava completamente seco e muito rígido. Realçaram-se bolhas em todas as superfícies externas cobertas por papel. Provavelmente efeito da dissolução da cola no fundo do barco... O fundo ainda apresentou-se um pouco mais curvo do que inicialmente. O papel molhado, ao secar-se, deve ter exercido tensão sobre o papelão. Isto explicaria por que o barco se tornou aparentemente mais rígido do que quando fora produzido.

A cola que unia o papel ao papelão no fundo do barco claramente foi diluída e se redistribuiu. Comprova esta hipótese o fato de que toda a rachadura no papel ficou coberta por uma película brilhante, depois de seca. Esta é a cola branca, que se espalhou.

O fato de surgirem bolhas grandes apenas no fundo do barco, e após secagem, demonstra que o papel se movimentou sobre o papelão, enquanto secava. Isto causou a tensão anteriormente relatada, o que deformou ligeiramente o fundo do barco.

O barco parece agora apto a voltar para a água, mediante alguns simples reparos. Se sua estrutura fosse mais complexa, entretanto, sua aparência poderia estar comprometida.

Discutindo o sucesso do teste

Embora o teste tenha sido interrompido na metade do caminho, não considero isto um fracasso...

Se a carga transportada pelo barco não fosse excessiva, eu assistiria um naufrágio por causa de desgaste, mas este teria demorado um bocado para ocorrer!

A julgar pelas condições gerais do barco, o revestimento impermeável se portou bem, dentro das limitações que o teste extremo lhe impôs.

Posso afirmar com certeza que este barquinho não sofreria nenhum dano sério e irreparável se fosse submetido a exposições temporárias, flutuando durante períodos de 4 horas, e secando qualquer pequena infiltração antes de ser re-exposto.

Dentro dos objetivos deste teste, que procurava observar justamente esta situação extrema de falhas estruturais no modelo, os resultados foram excelentes.

Talvez a única recomendação é que num próximo experimento, eu tente criar um barco sem falhas estruturais como pregas de papel, ou combinações inadequadas de materiais. Este barco poderá ser comparado com o atual.

Conclusões sobre a eficácia do revestimento, cuidados de uso e aplicabilidade

Eu concluo que o revestimento se comportou bem.

O rompimento do fundo do barco se deveu muito mais ao mal planejamento da embarcação, que a falhas no revestimento.

Em nenhum momento eu encontrei sinais de que o revestimento, quando bem aplicado, tivesse vazado água.

As infiltrações e vazamentos detectados foram todos decorrentes das pregas onde o revestimento não penetrou corretamente, ou da fissura aberta no papel que recobria o fundo do barco.

Ficou evidente que em um barco de papelão não pode haver um ponto sequer de infiltração, senão as conseqüências podem ser desastrosas. Assim, todas as pregas e irregularidades têm de ser devidamente eliminadas antes do barco ser impermeabilizado, e exposto à água. Maior cuidado deve ser tomado na aplicação do revestimento, para que qualquer orifício seja adequadamente vedado. Além disso, cuidado especial deve ser tomado na proteção das bordas das embarcações. O uso de outros materiais impermeáveis, ou mesmo o próprio projeto da embarcação podem resolver tais problemas. Observe que se não houver contato com a água, não haverá infiltração.

Ficou também provado que o revestimento resiste a exposições prolongadas à água. Só apareceram bolhas no revestimento, após 21 horas de contato direto com a água. Mesmo assim, estas bolhas foram causadas por infiltração... Em modelos que não terão contato direto com água, este fato é irrelevante.

Como revestimento protetivo para modelos estáticos, este impermeabilizante é praticamente perfeito! Suas características de resistência à água e impermeabilidade superaram minhas expectativas. Em modelos que não terão contato direto com água, o não preenchimento de pequenos orifícios é pouco relevante. O ideal seria isolar totalmente um modelo da umidade, mas as próprias partes móveis de meus modelos já criam pontos de exposição que muitas vezes não podem ser impermeabilizados.

Para mim, o teste com o barco apenas provou que o impermeabilizante é sim eficaz, e que tomando os devidos cuidados, poderemos utilizá-lo futuramente em um projeto de nautimodelismo... Mais testes têm de ser realizados, entretanto.

Leonardo Corradi, 12 de novembro de 2004

Este documento foi copiado de http://www.modelismo.alternativo.nom.br

Este documento é o relato de uma experiência sistemática, mas não baseada em teorias; apenas em hipóteses e observações pessoais. As únicas referências bibliográficas utilizadas são todas de publicações feitas apenas neste website, como os tutoriais e o artigo sobre reforma de modelos. Não considerei necessário, portanto, citar as fontes.