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

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. Roteiro da apresentação
 Relevância do tema
 Atribuições profissionais
 Estudos realizados
 Conclusões
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

3. Relevância do tema
• Conservação preventiva = preservação da identidade histórica e cultural
• Três tipos de degradação: mudanças dimensionais, reações químicas e
deterioração biológica
• Variações de temperatura e umidade – expansão e contração de
materiais; corrosão de metais, oxidações, descoloração de tintas, hidrólise
ácida em papéis, enfraquecimento de têxteis; crescimento de
microorganismos/fungos
• Condições ambientais dos acervos versus condições de conforto humano
• Altos custos na climatização artificial permanente - Implementação de
métodos passivos de controle ambiental
• Flexibilização dos padrões internacionais de controle de temperatura e
umidade
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

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
Conservação
Dimensionamento 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. 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 edificações
a 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. Estudo de Silmara Küster de Paula Carvalho
CONSERVAÇÃO PREVENTIVA: ANÁLISE DE
CONDIÇÕES AMBIENTAIS EM ESPAÇOS
MUSEOLÓGICOS POR MEIO DE UM MÉTODO DE
PREVISÃO
Mestrado 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. Objetivo
análise das condições ambientais em um espaço
museológico por meio de um método preditivo
com fins de conservação preventiva
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

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. 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. 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. 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 = 0,87
Tmed = 0,935 GTmed +0,622 Textmed-GTmed+5,322 R²med = 0,89
Tmax = 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 = 0,87
Wmed = 0,714 GWmed + 0,654 Wextmed-GWmed +2,278 R²med = 0,92
Wmax = 0,543 GWmax + 0,56 Wextmax-GWmax +4,508 R²máx = 0,90
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

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. 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. 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. Estudo de Wivian Patricia Pinto Diniz
CONSERVAÇÃO PREVENTIVA DE COLEÇÕES EM
PAPEL E A UTILIZAÇÃO DE PARÂMETROS
HIGROTÉRMICOS EM TRÊS ARQUIVOS BRASILEIROS
Mestrado 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. Objetivo
análise das condições ambientais em três
arquivos de documentos em papel sob diferentes
condições climáticas –com exposição de amostras
de papel
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

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. 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. 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. 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. Delineamento Experimental
Abrigo 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. Delineamento Experimental
Verificação 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. 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. Delineamento Experimental
Interpretação dos dados microclimáticos em termos de IETP
Efeito cumulativo da combinação de umidade relativa e temperatura e suas variações ao
longo do período monitorado sobre a taxa de deterioração química total – IETP, Índice
Efeito-Tempo para Preservação, desenvolvido por Reilly (2001), como aprimoramento do
conceito 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 tempo
Sendo 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. Resultados
‘Archive 1’ – Curitiba, onde as condições mais favoráveis (externas) não são
aproveitadas passivamente para melhorar condições de exposição no espaço
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

26. Resultados
‘Archive 3’ – Rio de Janeiro, onde o uso de AC garante condições mais
favoráveis internamente, porém com prejuízos ao conforto humano e de modo
intermitente (AC desligado ao final da tarde e nos fins de semana)
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

27. Resultados
IETP versus conforto térmico humano
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

28. Resultados
Relações IETP INTERNO/EXTERNO
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

29. Considerações sobre a pesquisa
 Resultados mostraram problemas no gerenciamento das condições internas
nos três arquivos, mesmo tendo cada qual um sistema de controle de
temperatura/umidade diferenciado
Embora as relações de IETP e condições internas tenham sido bem levantadas
nos 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 aparentemente
acarretou erros em sua execução
WICI 2012 VIII Workshop
Internacional em Ciência da
Informação

30. AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE
PRESERVAÇÃO DE COLEÇÕES EM PAPEL DE
DUAS BIBLIOTECAS UNIVERSITÁRIAS
Clara Fritoli(1)
Eduardo Krüger(2)
Maria Luiza Otero D'Almeida(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. OBJETIVO
Analisar diferentes contextos climáticos (interna e externamente a
bibliotecas), com variação cíclica de temperatura e umidade
relativa (ambientes não climatizados), identificando quais
apresentam maior potencial de preservação das amostras físicas,
comparativamente aos índices de preservação IP e IETP
(Isopermanência e Índice Efeito Tempo de Preservação)
observados.

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
ENSAIOS
CONSTRUÇÃO
Após 12 e 24 meses
DIAGRAMAS
exposição
IP/IETP
COMPARAÇÃO: TAXA DE
DEGRADAÇÃO/CONDIÇÕES DE
EXPOSIÇÃO

33. MATERIAIS E MÉTODO
Contextos climáticos
Curitiba (910m acima do nível do mar): região climática Cfb - C
(Mesotérmico, Temperado ou Subtropical, f = sempre úmido, b = verão
brando), conforme a classificação de Köppen-Geiger
Caiobá, Litoral Paranaense: Af - A (Tropical Úmido, f = sempre úmido)

34. MATERIAIS E MÉTODO
Contextos climáticos
(Curitiba)

35. MATERIAIS E MÉTODO
Contextos climáticos
(Caiobá)

36. MATERIAIS E MÉTODO
Corpos de prova
Confeccionados pelo Laboratório de Papel do Arquivo Nacional (RJ),
amostras produzidas com celulose industrial branqueada, de fibra
longa e fibra curta (pinus sp e eucalipto sp) com gramatura 45-55 g/m²
sem aplicação de cargas ou outros aditivos

37. MATERIAIS E MÉTODO
Caixa acrílica para exposição natural dos corpos de prova
Conceito apresentado por Diniz (2009): ação conjunta de temperatura e
umidade do ar atuem nos corpos de prova sem interferências, com controle
da radiação luminosa e de poluentes - acrílico transparente 4 mm, com
grande 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. MATERIAIS E MÉTODO
Disposição nas bibliotecas
Setor de periódicos de uma biblioteca universitária em Curitiba
Biblioteca universitária central localizada em Caiobá, litoral paranaense
Externamente às duas edificações

39. MATERIAIS E MÉTODO
ENSAIOS FÍSICO-QUÍMICOS
Laboratório 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. MATERIAIS E MÉTODO
Interpretação dos dados microclimáticos em termos de IETP
Efeito cumulativo da combinação de umidade relativa e temperatura e
suas variações ao longo do período monitorado sobre a taxa de
deterioração química total – IETP, Índice Efeito-Tempo para Preservação,
desenvolvido por Reilly (2001), como aprimoramento do conceito 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 tempo
Sendo 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. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Dados microclimáticos após 1 ano de exposição
Curitiba
T_int (°C) UR_int (%) T_ext (°C) UR_ext (%)
Relação
Médias 23,3 61,3 19,1 75,9
IETPint/IETPext
Máximas 30,7 83,3 33,7 95,5
Mínimas 12,8 27,1 2,6 17,1
Int Ext
IETP 0,33 0,54
Em 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 85,8
Máximas 34,2 94,1 32,3 99
Mínimas 14,6 38,2 8,5 31,0
Int Ext
IETP 0,21 0,37 0.57
Em anos 11,3 18,1

42. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Ensaios Químicos após 1 ano de exposição (ref testemunho)

43. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Ensaios Físicos após 1 ano de exposição (ref testemunho)

44. CONCLUSÕES
Resultados dos ensaios químicos (viscosidade e pH) com significativa
redução nos valores de todas as amostras; redução mais acentuada para
ensaio de viscosidade nas amostras expostas no interior da biblioteca do
litoral
Resultados correlacionam-se com os resultados em IETP: menor
permanência para índices mais altos de temperatura e umidade relativa
A partir dos ensaios químicos, concluiu-se que a degradação ocorre de
forma mais acelerada dentro das bibliotecas estudadas,
comparativamente aos ambientes externos dos mesmos contextos
pesquisados
Embora tenha ocorrido degradação química, o período considerado não foi
suficiente para afetar a integridade da fibra (estrutura física). Devido a este
fato e à heterogeneidade da folha de papel, os ensaios de resistência à
tração, rasgo e arrebentamento, que dependem da resistência da fibra em si
e do arranjo fibroso no papel, apresentaram alguns valores fora do padrão

45. Considerações sobre os estudos
realizados 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. 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