Wici2012

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Presentation at WICI 2012 (Seminar on IT), which took place at the University of Brasilia (UNB), Brazil, between 7-9/11/2012.

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Wici2012

  1. 1. ESTUDOS DE CAMPO EM PRESERVAÇÃO DE PAPÉIS Prof. Dr. Eduardo L. Krüger Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil Departamento de Construção Civil Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR Curitiba. Paraná ekruger@utfpr.edu.br WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  2. 2. Roteiro da apresentação  Relevância do tema  Atribuições profissionais  Estudos realizados  Conclusões WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  3. 3. Relevância do tema• Conservação preventiva = preservação da identidade histórica e cultural• Três tipos de degradação: mudanças dimensionais, reações químicas edeterioração biológica• Variações de temperatura e umidade – expansão e contração demateriais; corrosão de metais, oxidações, descoloração de tintas, hidróliseácida em papéis, enfraquecimento de têxteis; crescimento demicroorganismos/fungos• Condições ambientais dos acervos versus condições de conforto humano• Altos custos na climatização artificial permanente - Implementação demétodos passivos de controle ambiental• Flexibilização dos padrões internacionais de controle de temperatura eumidade WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  4. 4. Atribuições profissionais Diretor do Arquiteto/Engenheiro Museu/Biblioteca/ Civil Espaço Museológico Orientação para desenho passivo e parâmetros Gerenciamento do almejados Especialista em espaço e monitoramento ConservaçãoDimensionamento correto do Preventiva sistema e de sua operação (quando necessário) Redução da necessidade de restauro (prevenção) Engenheiro Elétrico/Responsável pelo Equipamento de Restaurador Climatização Artificial MULTIDISCIPLINAR  INTERDISCIPLINAR WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  5. 5. Estudos realizados  Dissertação de mestrado de Silmara K. P. Carvalho – estudo de uma proposta de condicionamento passivo para um espaço museológico (PPGTE/UTFPR)  Dissertação de mestrado de Wivian P. P. Diniz – análise do potencial de conservação preventiva e dos efeitos observados em corpos de prova em papel em reservas técnicas em 3 climas diferenciados (PPGTE/UTFPR)  Dissertação de mestrado de Clara L. Fritoli – análise da degradação físico-química de amostras de papel localizadas em espaços de bibliotecas em 2 climas diferenciados (PPGTE/UTFPR)  Dissertação de mestrado de Adriano M. M. H. Gregori (em andamento) – análise da degradação biológica de amostras de papel submetidos à ação de microorganismos (PPGEC/UTFPR)Motivação : Aplicar conhecimentos do desenho passivo de edificaçõesa espaços de museus/acervos e de práticas da pesquisa experimental à área de Conservação Preventiva WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  6. 6. Estudo de Silmara Küster de Paula Carvalho CONSERVAÇÃO PREVENTIVA: ANÁLISE DE CONDIÇÕES AMBIENTAIS EM ESPAÇOS MUSEOLÓGICOS POR MEIO DE UM MÉTODO DE PREVISÃOMestrado no Programa de Pós Graduação em Tecnologia - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2005 Bolsa CAPES / Orientador: Eduardo L Krüger WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  7. 7. Objetivoanálise das condições ambientais em um espaçomuseológico por meio de um método preditivocom fins de conservação preventiva WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  8. 8. Espaço analisado 1 ESPAÇO MUSEOLÓGICO DO SEMINÁRIO SÃO LUIZ DE TOLOSA : capela localizada nas dependências do Seminário São Luiz de Tolosa, localizado na cidade de Rio Negro PR, local considerado Patrimônio Histórico e Cultural do Município e Área de Preservação Ambiental Permanente. Estrutura : estuque sobre diretamente em estruturas de madeira, pintura sobre o estuque. Clima local : subtropical, de altitude (segundo planalto paranaense), latitude 26° 25’50” S, classificado como subtropical úmido mesotérmico. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  9. 9. Espaço analisado 2 RESERVA TÉCNICA DO ARQUIVO PÚBLICO MINEIRO : localizado em Belo Horizonte MG – sala de documentos não-encadernados Estrutura : de grande massa térmica (25cm de tijolo maciço), edificação anexa ao prédio histórico. Clima local : de altitude, latitude 19° 55’14” S, inverno seco com verão chuvoso WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  10. 10. Monitoramento Sistema CLIMUS : montado sobre uma base PC conectado a sensores de temperatura e umidade, médias horárias. Em ambos os espaços, há sensores de temperatura e umidade relativa interna e externamente. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  11. 11. Método de Análise Emprego de método preditivo para as condições de temperatura e umidade. Para o desenvolvimento das equações preditivas diárias foram utilizados dados horários de temperatura e umidade interna e externa da capela monitorada em 2002. TEMPERATURAS INTERNAS (na Capela)Tmin = 1,047Gtmin+0,635 Textmin-GTmin+4,765 R²min = 0,87Tmed = 0,935 GTmed +0,622 Textmed-GTmed+5,322 R²med = 0,89Tmax = 0,72 GTmax +0,49 Textmax-GTmax +8,113 R²máx = 0,87 UMIDADES ABSOLUTAS INTERNAS (na Capela)Wmin = 0,816 GWmin + 0,71 Wextmin-Gwmin +1,647 R²min = 0,87Wmed = 0,714 GWmed + 0,654 Wextmed-GWmed +2,278 R²med = 0,92Wmax = 0,543 GWmax + 0,56 Wextmax-GWmax +4,508 R²máx = 0,90 WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  12. 12. Método de Análise Verificação do desempenho interno com o emprego das equações preditivas a partir de dados referenciais para a Capela – com e sem insuflamento/ventilação forçada (colaboração de pesquisa com Baruch Givoni) Verificação básica : Wext max < Wint max Se esse for o caso, significa que o nível de vapor d’água interno é mais alto que o externo Logo, se deve ventilar, reduzindo os níveis de umidade no ambiente Limite: umidade relativa máxima interna de 65% e limite mais baixo para materiais orgânicos (que inclui pinturas) de 50% UR WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  13. 13. Resultados Operação (da Capela) sem e com insuflamento para os limites (máximos e mínimos) impostos 58,00 80,00 75,00 53,00 UR [%] UR [%] 70,00 48,00 65,00 43,00 60,00 55,00 38,00 21 33 37 49 61 65 77 93 101 1 5 9 13 17 25 29 41 45 53 57 69 73 81 85 89 97 21 33 37 49 61 65 77 93 1 5 9 13 17 25 29 41 45 53 57 69 73 81 85 89 97 101 dias dias UR max UR min URmin int com insuflamento UR max com insuflamento Limite UR max Limite UR min WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  14. 14. Conclusões O método possibiltou a análise de potenciais de uso de climatização passiva/ventilação forçada A operação do sistema sob as duas condições só resolveria o problema de umidade acima dos níveis recomendados em poucos períodos do ano – o insuflamento não seria suficiente como estratégia de controle das condições ambientais internas. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  15. 15. Estudo de Wivian Patricia Pinto Diniz CONSERVAÇÃO PREVENTIVA DE COLEÇÕES EM PAPEL E A UTILIZAÇÃO DE PARÂMETROSHIGROTÉRMICOS EM TRÊS ARQUIVOS BRASILEIROSMestrado no Programa de Pós Graduação em Tecnologia - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2009 Bolsa CAPES / Orientador: Eduardo L Krüger WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  16. 16. Objetivoanálise das condições ambientais em trêsarquivos de documentos em papel sob diferentescondições climáticas –com exposição de amostrasde papel WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  17. 17. Arquivo 1 CASA DA MEMÓRIA - CURITIBA, PR : conservação e processamento técnico de acervos históricos e artísticos, pesquisa histórica, biblioteca especializada em história do Paraná e de Curitiba, catalogação, indexação e preparo físico de acervo bibliográfico e audiovisual. Localização dos sensores/amostra : edifício anexo, não climatizado. Clima local : subtropical úmido, sem estação seca, com verões suaves e invernos relativamente frios (classif. Köppen), em elevação (910m anm), latitude 25,5° S. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  18. 18. Arquivo 2 RESERVA TÉCNICA DO ARQUIVO PÚBLICO MINEIRO : localizado em Belo Horizonte MG. Localização : ambiente com sistema de ventilação mecânica com recursos para insuflamento/exaustão, filtragem, desumidificação e circulação do ar por automação (set-point 50% UR, sem controle de temperatura) –operação 24/7. Clima local : de altitude, latitude 19°55’14”S, inverno seco com verão chuvoso. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  19. 19. Arquivo 3 ARQUIVO NACIONAL - RIO DE JANEIRO, RJ : órgão central do Sistema de Gestão de Documentos de Arquivos-SIGA, da administração pública federal, finalidade de implementar e acompanhar a política nacional de arquivos, definida pelo Conselho Nacional de Arquivos – CONARQ. Localização : ambiente com climatização artificial central com refrigeração, set- point 22°C sem controle de umidade. Operação intermitente 9-18h (somente dias de semana). Clima local : tropical, com influências marítimas, semi-úmido, chuvas intensas no verão e inverno seco. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  20. 20. Delineamento Experimental Monitoramento térmico (NOVUS Logbox) nos arquivos durante 6 meses e 1 ano Exposição de papéis comerciais para longa exposição interna e externa aos arquivos  Preparo do invólucro para as amostras  Bateria de testes (testemunho e pós-exposição  Comparação entre degradação teórica (índices IP/IETP) e observada “papel Kraft 120g/m2” “papel sulfite 75g/m2” “papel VF White 90g/m2” “papel couché 120g/m2” WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  21. 21. Delineamento ExperimentalAbrigo para as amostras O conceito adotado para construção da caixa foi o de permitir que os fatores temperatura e umidade atuem quase que exclusivamente nos corpos de prova, havendo controle da radiação luminosa e dos poluentes externos. Material adotado : acrílico transparente 4mm. Controle dos poluentes : mantas de carvão ativado, também colabora no controle da radiação luminosa no sistema, representando quase toda a superfície da caixa. Controle da radiação luminosa (luz visível ultravioleta e infravermelho) : película aplicada ao acrílico, especificada para barrar 99% UV e 56% do infravermelho. Caixa externa : cobertura naturalmente ventilada para proteção de chuvas em MDF 6mm. WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  22. 22. Delineamento ExperimentalVerificação se haveria geração de microclima nas caixas 25,00 65 T_EXT(m) UR_INT(m) 24,00 T_INT(m) UR_EXT(m) 60 23,00 55 UR %T ºC 22,00 50 21,00 45 20,00 19,00 40 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 20:00 22:00 18:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 20 02 11 17 20 02 08 11 23 05 08 14 23 05 HORARIO HORARIO Legenda: T/UR_EXT(m): temperatura/umidade fora da caixa T/UR_INT(m): temperatura/umidade dentro da caixa WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  23. 23. Delineamento Experimental Ensaios das amostras de papel(Procedimentos da Technical Association of Pulp and Paper Industry, realizados no Laboratório de Polpa e Papel Universidade Federal do Paraná) Procedimentos Norma Umidade T412 – om 02 Gramatura T410 – om 02 Espessura T411 – om 97 Resistência a Tração T494 – om 01 Resistência a Arrebentamento (Estouro) T807 – om 94 Resistência ao Rasgo T414 – om 98 Viscosidade T230 – om 99 PH por extração em meio aquoso T428 – om 99 WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  24. 24. Delineamento Experimental Interpretação dos dados microclimáticos em termos de IETPEfeito cumulativo da combinação de umidade relativa e temperatura e suas variações aolongo do período monitorado sobre a taxa de deterioração química total – IETP, ÍndiceEfeito-Tempo para Preservação, desenvolvido por Reilly (2001), como aprimoramento doconceito das Isopermas IETPn = (nIETPn-1 x IPn)/ [IPn(n-1) + IETPn-1] Onde: n = número total de intervalos de tempo IETPn-1 = IETP após o intervalo de tempo n-1 IPn = IP medido no n-ésimo intervalo de tempoSendo o IP (índice de permanência), calculado por (P2/P1) = (UR1/UR2) × [(T1 + 460)/(T2 + 460)] × 10394 × ΔH × {[1/(T2+460)] - [1/(T1+460)]} Onde: P2 = estado de permanência final; P1 = estado de permanência inicial; UR1 = umidade relativa inicial (%); UR2 = umidade relativa final (%); T1 = temperatura inicial (°F); T2 = temperatura final (°F); ΔH = energia de ativação WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  25. 25. Resultados‘Archive 1’ – Curitiba, onde as condições mais favoráveis (externas) não sãoaproveitadas passivamente para melhorar condições de exposição no espaço WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  26. 26. Resultados‘Archive 3’ – Rio de Janeiro, onde o uso de AC garante condições maisfavoráveis internamente, porém com prejuízos ao conforto humano e de modointermitente (AC desligado ao final da tarde e nos fins de semana) WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  27. 27. ResultadosIETP versus conforto térmico humano WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  28. 28. ResultadosRelações IETP INTERNO/EXTERNO WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  29. 29. Considerações sobre a pesquisa Resultados mostraram problemas no gerenciamento das condições internasnos três arquivos, mesmo tendo cada qual um sistema de controle detemperatura/umidade diferenciadoEmbora as relações de IETP e condições internas tenham sido bem levantadasnos arquivos, os ensaios das amostras de papel foram inconclusivos(desconhecimento da composição do papel, aplicação de cargas/aditivos) Falta de colaboração efetiva de pesquisa durante os ensaios aparentementeacarretou erros em sua execução WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  30. 30. AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE PRESERVAÇÃO DE COLEÇÕES EM PAPEL DE DUAS BIBLIOTECAS UNIVERSITÁRIAS Clara Fritoli(1) Eduardo Krüger(2) Maria Luiza Otero DAlmeida(3)(1) Mestre do Programa de Pós-graduação em Tecnologia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba PR, claralandim@gmail.com (2) Docente do Programa de Pós-graduação em Tecnologia, eduardo_krueger@ibest.com (3) Pesquisadora do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, malu@ipt.br
  31. 31. OBJETIVOAnalisar diferentes contextos climáticos (interna e externamente abibliotecas), com variação cíclica de temperatura e umidaderelativa (ambientes não climatizados), identificando quaisapresentam maior potencial de preservação das amostras físicas,comparativamente aos índices de preservação IP e IETP(Isopermanência e Índice Efeito Tempo de Preservação)observados.
  32. 32. MATERIAIS E MÉTODO CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA PREPARO DO EXPERIMENTO (equipamentos, abrigos, localização posicionamento das amostras)MEDIÇÕES EXPOSIÇÃO ENSAIO T E UR (12 e 24 meses) TESTEMUNHO ENSAIOSCONSTRUÇÃO Após 12 e 24 meses DIAGRAMAS exposição IP/IETP COMPARAÇÃO: TAXA DE DEGRADAÇÃO/CONDIÇÕES DE EXPOSIÇÃO
  33. 33. MATERIAIS E MÉTODOContextos climáticosCuritiba (910m acima do nível do mar): região climática Cfb - C(Mesotérmico, Temperado ou Subtropical, f = sempre úmido, b = verãobrando), conforme a classificação de Köppen-GeigerCaiobá, Litoral Paranaense: Af - A (Tropical Úmido, f = sempre úmido)
  34. 34. MATERIAIS E MÉTODO Contextos climáticos (Curitiba)
  35. 35. MATERIAIS E MÉTODO Contextos climáticos (Caiobá)
  36. 36. MATERIAIS E MÉTODO Corpos de provaConfeccionados pelo Laboratório de Papel do Arquivo Nacional (RJ),amostras produzidas com celulose industrial branqueada, de fibralonga e fibra curta (pinus sp e eucalipto sp) com gramatura 45-55 g/m²sem aplicação de cargas ou outros aditivos
  37. 37. MATERIAIS E MÉTODO Caixa acrílica para exposição natural dos corpos de provaConceito apresentado por Diniz (2009): ação conjunta de temperatura eumidade do ar atuem nos corpos de prova sem interferências, com controleda radiação luminosa e de poluentes - acrílico transparente 4 mm, comgrande área de ventilação, uso de mantas de carvão ativado e filtro UV. Uso de data loggers no interior das caixas NOVUS, modelo LOGBOX RH/T HOBO, modelo U10-001
  38. 38. MATERIAIS E MÉTODO Disposição nas bibliotecasSetor de periódicos de uma biblioteca universitária em CuritibaBiblioteca universitária central localizada em Caiobá, litoral paranaenseExternamente às duas edificações
  39. 39. MATERIAIS E MÉTODO ENSAIOS FÍSICO-QUÍMICOSLaboratório de Celulose e Papel do Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT/SP Gramatura ABNT NBR NM ISO 536:2000 Espessura,densidade e volume específico ABNT NBR NM ISO 534:2000 Viscosidade dinâmica ABNT NBR 7730:1998 pH do extrato aquoso ABNT NBR NM ISO 6588/2007- parte 1 e 2 Resistência e índice de tração e ABNT NBR NM ISO 1924-2:2001 alongamento Resistência e índice de rasgo ABNT NBR NM ISO 1974:2001 Resistência e índice de arrebentamento ABNT NBR NM ISO 2758:2007 Zero Span TAPPI T231 CM 96
  40. 40. MATERIAIS E MÉTODO Interpretação dos dados microclimáticos em termos de IETPEfeito cumulativo da combinação de umidade relativa e temperatura esuas variações ao longo do período monitorado sobre a taxa dedeterioração química total – IETP, Índice Efeito-Tempo para Preservação,desenvolvido por Reilly (2001), como aprimoramento do conceito dasIsopermas IETPn = (nIETPn-1 x IPn)/ [IPn(n-1) + IETPn-1] Onde: n = número total de intervalos de tempo IETPn-1 = IETP após o intervalo de tempo n-1 IPn = IP medido no n-ésimo intervalo de tempoSendo o IP (índice de permanência), calculado por (P2/P1) = (UR1/UR2) × [(T1 + 460)/(T2 + 460)] × 10394 × ΔH × {[1/(T2+460)] - [1/(T1+460)]} Onde: P2 = estado de permanência final; P1 = estado de permanência inicial; UR1 = umidade relativa inicial (%); UR2 = umidade relativa final (%); T1 = temperatura inicial (°F); T2 = temperatura final (°F); ΔH = energia de ativação
  41. 41. RESULTADOS E DISCUSSÕES Dados microclimáticos após 1 ano de exposição Curitiba T_int (°C) UR_int (%) T_ext (°C) UR_ext (%) RelaçãoMédias 23,3 61,3 19,1 75,9 IETPint/IETPextMáximas 30,7 83,3 33,7 95,5Mínimas 12,8 27,1 2,6 17,1 Int ExtIETP 0,33 0,54Em anos 17,1 26,2 0,61 Caiobá T_int (°C) UR_int (%) T_ext (°C) UR_ext (%)Médias 24,3 80,1 20,7 85,8Máximas 34,2 94,1 32,3 99Mínimas 14,6 38,2 8,5 31,0 Int ExtIETP 0,21 0,37 0.57Em anos 11,3 18,1
  42. 42. RESULTADOS E DISCUSSÕESEnsaios Químicos após 1 ano de exposição (ref testemunho)
  43. 43. RESULTADOS E DISCUSSÕESEnsaios Físicos após 1 ano de exposição (ref testemunho)
  44. 44. CONCLUSÕESResultados dos ensaios químicos (viscosidade e pH) com significativaredução nos valores de todas as amostras; redução mais acentuada paraensaio de viscosidade nas amostras expostas no interior da biblioteca dolitoralResultados correlacionam-se com os resultados em IETP: menorpermanência para índices mais altos de temperatura e umidade relativaA partir dos ensaios químicos, concluiu-se que a degradação ocorre deforma mais acelerada dentro das bibliotecas estudadas,comparativamente aos ambientes externos dos mesmos contextospesquisadosEmbora tenha ocorrido degradação química, o período considerado não foisuficiente para afetar a integridade da fibra (estrutura física). Devido a estefato e à heterogeneidade da folha de papel, os ensaios de resistência àtração, rasgo e arrebentamento, que dependem da resistência da fibra em sie do arranjo fibroso no papel, apresentaram alguns valores fora do padrão
  45. 45. Considerações sobre os estudosrealizados e prosseguimento da pesquisa Condições de abrigo Relação com literatura específica Delineamento de procedimento experimental Correlação entre degradação teórica e observada(química) Prosseguimento: Estudo de Adriano Gregori WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação
  46. 46. Obrigado! Prof. Dr. Eduardo L. Krüger PPGTE/PPGEC/UTFPR em Curitiba PR Contato: ekruger@utfpr.edu.br WICI 2012 VIII Workshop Internacional em Ciência da Informação

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