ISOLAMENTO
TÉRMICO
1. POR QUE O ISOLAMENTO TÉRMICO?. 2
1.3. Estabilidade das estruturas 3
1.3.1.
Variações de temperatura e coeficiente de dilatação térmica dos
materiais. 3
1.3.2. Cálculo de tensão de compressão e de tração
que 4
2.2. Funcionamento dos isolantes térmicos 6
2.3. Materiais isolantes na construção Civil 7
2.3.1. Comparação entre materiais isolantes e outros
materiais. 7
2.3.2. Comparação dos custos e das características físicas e
químicas dos materiais isolantes 10
3. ESCOLHA E APLICAÇÃO DE MATERIAIS ISOLANTES NA
CONSTRUÇÃO 12
3.1. Onde se faz o isolamento térmico. 12
3.2. Materiais isolantes mais apropriados para cada
caso. 13
3.2.1. Isolantes mais apropriados Para
coberturas. 13
3.2.2. Isolante para paredes externas e
divisórias. 14
3.2.3. Isolamento contra fogo. 15
3.2.4. Isolamento das câmaras frigoríficas. 15
3.2.5 Isolamento de tubulações. 21
O
isolamento térmico na construção tem três finalidades básicas: conforto,
economia e estabilização das estruturas.
O
isolamento térmico proporciona conforto porque mantém estável a temperatura nos
ambientes, reduz o aquecimento no verão e o esfriamento no
inverno.
O
isolamento térmico proporciona economia porque permite a redução do tamanho dos
equipamentos de ar condicionado e, consequentemente, diminui o consumo de
energia elétrica. Nas regiões frias, economiza combustível para o
aquecimento.
Para
se ter uma idéia dessa economia, apresentaremos a seguir alguns cálculos com
base em dados extraídos das tabelas 26 (pág. 491) e 12 b (pág. 446) do "ASHRAE
Handbook of Fundamentais" (capítulos 27 e 28).
A
tabela 26 fornece os "Valores equivalentes para a diferença de temperatura, para
calcular o aumento de calor através de coberturas" e a tabela 12 b fornece os
"Coeficientes de transmissão de calor (verão)".
Para
os cálculos, foram adotados os seguintes parâmetros básicos:
a)
Temperatura externa máxima: 95 ºF =
35ºC
b)
Temperatura interna desejada: 75 ºF
= 24ºC
c) Material Isolante:
espuma de cimento, fabricada a partir de um aditivo espumante, com as seguintes
características:
Espessura:
125 mm
Valor
da condutância (c): 0,10 Btu/h
ft2 ºF = 0,92
Kcal/hm2 ºC
d) Laje de
cobertura em concreto, com espessura de 100 mm = 4 “
e)
Coeficiente de transmissão de calor para laje sem isolamento (retirado da tabela
12 b):
U1 = 0,55
Btu/h ft2 ºF = 2,68 kcal/hM2 ºC
f)
Coeficiente de transmissão de calor para laje com isolamento de espuma de
cimento de 125 mm de espessura (retirado da tabela 12b):
U2 = 0,14
Btu/h ft2 ºF = 0,68 kcal/hm2 ºC
g)
Custo de energia elétrica para um rendimento nominal de 1000 cal = 0,5
kWh
Custo
de l kWh (tarifa comercial inclusive imposto) = Cz$ 0,65 (valor em agosto de
1986)
Custo
de 1000 kcal/h = 0,325.
CÁLCULOS
Da
tabela 26 retiramos os seguintes valores do diferencial de temperatura, para um
período de 10 horas, na maior incidência do sol:
-
Para uma cobertura sem isolamento
valor médio = 51,1 ºF
valor máximo = 74 ºF
-
Para uma cobertura com isolamento Espuma de Cimento
valor médio = 40,7 ºF
valor máximo = 57 ºF
Cálculo
do fluxo de calor
-
Para uma cobertura sem isolamento
valor médio: (0,55 x 51,1)Btu/h
ft2 = 28,1 Btu/h ft2 = 75,59
kcal/hm2
valor máximo: (0,55 x 74)Btu/h
ft2 = 40,7 Btu/h ft2 = 109,48
kcal/hm2
-
Para uma cobertura com isolamento
valor médio: (0,14 x 40,7)Btu/h
ft2 =
5,7 Btu/h ft2 =
15,33 kcal/hm2
valor máximo: (0,14 x 57)Btu/h
ft2 =
7,98 Btu/h ft2 =
21,46
kcal/hm2
Cálculo
da economia do investimento Compartimento considerado: área de
100m2
Para
compensar o calor que entra pela cobertura, sem considerar outras fontes de
calor, tais como paredes, janelas, pisos, iluminação, pessoas, etc., seriam
necessários, sem isolamento térmico, 2 aparelhos de ar condicionado de 12.000
Btu (3.000 kcal), com o custo de instalação entre 3.000 à 3.400 BTN'S. O custo para se fazer o isolamento
térmico na laje de cobertura do compartimento, com espuma de cimento, seria de
1.600 BTN'S.
Os
aparelhos de ar condicionado custam mais caro do que fazer o isolamento térmico,
e consomem energia.
Aos
custos do aparelho de ar condicionado deve-se acrescentar os custos permanentes
da energia consumida e da manutenção.
Cálculo
da economia de energia:
Com
isolamento térmico, a energia que deixaria de ser consumida durante 3 meses pode
ser assim calculada: 10 horas (por dia) x 20 (dias por mês) x 3 (meses) = 600
horas
600
x 0,72 (índice médio de economia) = 432 BTNS
600
x 1,05 (índice máximo de economia.) = 630 BTNs
Todas as estruturas sofrem o efeito das dilatações e das contrações
térmicas.
A variação
dimensional das estruturas depende da natureza do material e é proporcional à
temperatura ambiente. Para se poder
avaliar as variações dimensionais é necessário conhecer o coeficiente de
dilatação térmica do material, que se expressa em unidade dimensional por grau
de temperatura.
A tabela abaixo
relaciona os coeficientes de dilatação térmica para diversos materiais, para
cada 1,0ºC de diferença
de temperatura.
A
dilatação térmica causa tensões de compressão por aumento de
volume.
Exemplo:
Considerando uma laje de concreto armado, sem isolamento térmico, com juntas de
dilatação a cada 10,0 m, sujeita a uma variação de temperatura de 77
oC, a variação do comprimento, ao longo do eixo neutro,
seria:
D
ℓ = 10 x 0,000014 x 77 = 0.01078m =
10,78mm
As
temperaturas máximas e mínimas variam conforme o local. Uma laje pode atingir até 800C quando
aquecida pelo sol de verão, em qualquer parte do país, e a temperatura mínima
pode variar, de menos de 0º C nas regiões frias, a 18º C
ou 20º C nas regiões quentes.
podem
ser provocadas pela variação de temperatura.
As
compressões e as trações são obtidas pela seguinte fórmula:
d1
= DL1
x E e d2 =
DL2
x E
L
L
onde:
L = comprimento em
(metros)
DL1
= variação de comprimento
para maior provocando tensão de compressão
DL2 = variação do comprimento para menor
provocando tensão de tração
d1 = tensão de compressão
em kgf/cm2
d2
= tensão de tração em kgf/cm2
E = módulo de
elasticidade
A = área
transversal
F = força
total
Os
valores de E, para alguns materiais, são relacionados na tabela
abaixo:
Exemplo:
Laje com 10,0m de comprimento.
Temperatura
média ou temperatura de construção:
20ºC.
Temperatura
máxima: 80º C
Variação
de temperatura: 60º C
DL1
= 10 x 0,000014 x 60 =0,0084m = 8,4mm
Tensão
de compressão:
dl
= 0,0084 x 140.000 = 117,6 kgf/cm2
10
Se
esta laje tiver 5,0m de largura e 10,0cm de espessura, a área transversal A
é:
A
= 500 x 10 = 5.000 cm2
e
a força total de compressão F:
F
= dl x A, logo:
F
= 117,6 x 5,000 = 588.000 kgf
Esta
força extraordinária, que se desenvolve como resultado da dilatação, destrói
qualquer obstáculo que se oponha a ela, como muretas, engastamentos entre
confinamentos rígidos, etc.
No
caso de diminuição da temperatura em relação à média, obtém-se forças de
contração. Segundo o exemplo, se a
menor temperatura for de 0 ºC, a variação de temperatura é de
20ºC.
DL2
= 10 x 0,000014 x 20ºC = 0,0028m = 2,8mm
Tensão
de tração:
d2
= 0,0028 x 140.000 = 39,2 kgf/cm2
10
F
= d2 x A
F
= 39,2 x 5.000 = 196.000 kgf
Como
conseqüência, as forças de contração produzem fissuramentos.
A
temperatura de uma laje não é necessariamente igual na face exterior e na face
interior.
As
diferenças de temperatura podem introduzir adicionais forças que tendem a fletir
a laje.
Para
minimizar os efeitos das dilatações, deve-se recorrer aos seguintes
recursos:
-
isolar termicamente as lajes de cobertura para minimizar as variações de
temperatura;
-
optar por elementos construtivos com o menor comprimento possível entre as
juntas de dilatação; - não confinar elementos de construção entre perímetros
rígidos, sem juntas de dilatação.
O
calor é transmitido de três maneiras:
a) por
correntes de convecção - os gases e líquidos
b) por
condução - essencialmente nos sólidos, mas também nos
líquidos.
c) por
irradiação - por ondas que atravessam o espaço, similares às ondas de
luz.
a)
Correntes de convecção
As
correntes de convecção decorrem do fato de que num líquido ou num gás as partes
mais aquecidas se tornam mais leves e sobem, e as partes mais frias descem. Dessa forma, os líquidos e gases estão
em constante movimento, na busca do equilíbrio, aquecendo-se nas zonas de maior
temperatura e transferindo o calor para as zonas de temperatura mais
baixas.
A
convecção nos líquidos e gases também se processa através de movimentos
induzidos por ventilação ou por agitação forçada.
b)
Condução
O
calor é conduzido nos corpos sólidos, e também nos líquidos e gases, pelo
contato direto entre as moléculas, que transferem energia de uma para
outra.
Todos
os materiais conduzem calor, porém a capacidade de condução varia, assim como a
capacidade de conduzir energia elétrica.
De fato, os bons condutores de eletricidade são também bons condutores de
calor e vice-versa.
O
ar e muitos outros gases secos, quando estagnados descontada a convecção - são
bons isolantes térmicos, ou seja, conduzem pouco calor. A condutibilidade
térmica é a medida da capacidade que tem um corpo de conduzir
calor.
O
calor é transmitido de um corpo para outro pelo simples contato. A quantidade de calor conduzido é
proporcional à diferença das temperaturas entre os extremos do corpo e é também
proporcional à sua seção transversal.
c)
Irradiação
A
irradiação do calor é um fenômeno igual ao da irradiação da luz, ou seja, uma
transmissão de energia por ondas que se propagam, inclusive no vácuo. É a forma
pela qual nos chega o calor do sol.
O calor irradiado é refletido por superfícies brilhantes e espelhadas e
absorvido por superfícies pretas e foscas.
Todos
os materiais perdem ou absorvem calor pelo fenômeno da irradiação, quando existe
uma diferença de temperatura entre eles, até que o equilíbrio seja
atingido.
Conforme
a intensidade, as ondas de calor são visíveis ou invisíveis, sendo a luz uma
forma de onda de calor no espectro visível.
Como
vimos, o calor é transmitido de um para outro corpo pelo simples contato. Para diminuir essa transmissão,
precisamos intercalar entre eles uma camada de material que seja mau condutor de
calor.
Entretanto,
não há isolante perfeito que possa impedir totalmente a transferência do
calor.
Um
bom isolante é um material cuja condutividade térmica é baixa em relação à dos
materiais usuais.
Como
os sólidos conduzem bem o calor e os gases estagnados são maus condutores, os
isolantes são sempre produtos celulares ou laminares, formados por células de
gás ou simplesmente de ar.
Por
esta razão, os isolantes são muito leves.
Encontramos
bons isolantes entre os produtos naturais e entre os produtos fabricados pela
tecnologia moderna. Entre os
primeiros temos cortiça, penas de aves, lã de carneiro, certas argilas que podem
ser expandidas (Kieselgur) e fibras de madeira. Entre os segundos, temos espumas
plásticas, lã mineral, lã de vidro, espuma de vidro, espuma de cimento,
carbonato de magnésio e silicato de cálcio.
A
escolha do isolante é feita em função do seu custo, resistência e temperaturas
elevadas ou baixas, impermeabilidade, porosidade, facilidade de incendiar-se,
peso, resistência à putrefação, facilidade de manuseio, resistência mecânica,
resistência química e estabilidade dimensional.
A
tabela seguinte relaciona os materiais isolantes de uso comum na construção
civil e compara suas características de densidade e condutividade térmica com as
dos materiais de construção.
Os
valores da tabela são mais altos do que os dos testes de laboratório, porque nas
obras os materiais sofrem deterioração em função da umidade e do modo de
instalação.
TABELA
COMPARATIVA DA CONDUTIVIDADE TÉRMICA
VALORES
PRÁTICOS PARA CÁLCULO
CONFORME
NORMA DIN 4108
ISOLAMENTO
TÉRMICO NA CONSTRUÇÃO
kcallmh
OC*
kg/M3
Coeficiente de
MATERIAL
densidade
Condutividade
Térmica
Material de
Construção
Argamassa de cimento
2.200
1,20
Concreto
2.300
1,30
2.400
1,75
Alvenaria com blocos de
concreto furados
1.000
O,43
Alvenaria com lajotas de
barro
1.000
O,40
Alvenaria co'm tijolos
maciços
1.400
O,52
1.800
O,68
Fibra-cimento
2.026
O,43
Madeira seca
450
O,12 a O,18
Materiais
isolantes
Espuma de cimento (concreto
celular)
400
O,12
500
O,16
600
O,20
800
O,25
Fibra de madeira
200
O,040
300
O,050
Cortiça
120
O,035
160
O,038
Espumas plásticas
16-25
O,030-0,035
Lã de vidro ou lã
mineral
30-200
O,035
Argila expandida
(Kieseigur)
100-200
O,050 a O,055
Argamassa de argila
expandida
200
O,085
Siiicato de cálcio ou 6xido
de magnésio
100-200
O,046 a O,055
I
l kcallmh OC = 1,1 63 W/Km
CONDUTIVIDADE
TÉRMICA DOS MATERIAIS ISOLANTES
PARA
APLICAÇÃO EM BAIXAS TEMPERATURAS
(TESTADAS
A 0ºC)
VALORES
DOS TESTES DE LABORATÓRlO
MATERIAL
Esp
ima ae cimento
ou
concreto celular
Cortiça
expandida
Poliestireno
extrudado
Poliestireno
expandido
Espuma
rígida de poiiuretano
Lã
de vidro ou lã mineral
Lã
de vidro ou lã mineral
Densidade
Condutividade
kg/m'
kcailmhOC
a) Em relacão ao custo
(agosto/lggo
MATERIAL
utvidade Densid custo
custo
I/WhoC kglrr
Relabvo
BTN's X,\ BTN's
Poliestireno
13.75
230
Poliestireno
do tipo aut@
027
20 221 5.97 100
Lã de vidro em mantas O,031 20 460 14.26 239
O,029
40 858 24.88 417
Espuma rígida O,027 60 1277 34.48 577
de poiiuretano O,018 30 708 12.74 213
Espuma de cimento
(lançado no local)
O,080 4501450 97 7.76 130
Concreto celular
em blocos
O,110 300 210 23.10 387
450
210 23.10 387
Dados
com complementares para Compreensão dos valores da tabela: Para encontrar o
custo relativo tomou-se como referência a condutância de 1,0 kca/m2 h
ºC. Para calcular a condutância, a partir da condutividade, usamos a
fórmula:
1
d
l
onde
d é a espessura do
material isolante.
Para
encontrar a espessura que proporciona uma condutância de 1,0 kcal/m2h
ºC temos
1
d =
1,0 ou d = l
l
Multiplicando-se
o custo de l,0m3 do material isolante por l
encontramos quanto custa
l,0m2
do
material com uma condutância de 1,0 kcal/m2 h ºC.
Em
relação à resistência à compressão
Observação:
Todos
os materiais isolantes devem ser cobertos com uma camada de argamassa ou uma
placa de concreto, para que o peso sobre eles fique distribuído, pois cargas
concentradas ultrapassam os valores acima indicados.
c) Em relação à
inflamabilidade
Somente
os materiais inorgânicos são realmente resistentes ao fogo e não alimentam a
chama. Exemplo: espuma de cimento (concreto celular); argilas expandidas;
silicato de cálcio; silicato diatomáceo com amianto; lã de vidro ou lã de rocha
que se fundem a temperaturas elevadas e em certos tipos são empregados
aglomerantes que podem alimentar a chama. As espumas plásticas são inflamáveis e
alimentam a chama. Nelas
empregam-se agentes químicos que servem para abafar o processo de combustão,
impedindo que o fogo se alastre.
Não
obstante, estes materiais devem ser protegidos por revestimentos, de forma a
mantê-los resguardados. Para isso,
o material deve ser colocado entre duas paredes, pintado com tinta "ignífuga" ou
protegido com revestimento de alumínio.
d) Em relação à absorção da, água e à
estabilidade dimensional
MATERIAL
Densidade
Absorção
kglCM3
%lvol.
Poliestireno
extrudado
33
O,2
até 7OOC
Poliestireno
expandido
20
4
até 7OOC
Espuma rígida
de
poliuretano
25
2
há deformação
30
1,2
quando exposto
40
i
ao sol
Lã de vidro
muito
estável
Lã mineral
absorvent(
estável
Concreto celular ou
muito
espuma de cimento
absorvente
estável
f) Em relação à resistência
química
Merece
destaque o fato de que as espumas de poliestireno são destruídas pela ação de
óleos e solventes, como nafta, aguarrás, benzeno, tolueno e
outros.
É
necessário escolher adesivos que não contenham estes solventes e evitar o
contato com óleos minerais. Antes
da aplicação de produtos desconhecidos, devem ser feitos testes nesse
sentido.
A
espuma rígida de Poliuretano, entretanto, resiste bem à maioria dos produtos
químicos e solventes, necessitando de maiores cuidados somente em casos
especiais.
Os
isolantes inorgânicos resistem bem aos solventes porém, em casos específicos de
agressão ácida ou alcalina, é necessário submeter os produtos a
testes
OS
materiais isolantes são mais aplicados nos seguintes
campos:
a)
cobertura das construções;
b)
fachadas e paredes;
c)
câmaras frigoríficas ou recintos climatizados (estufas,saunas, salas de
computadores, etc.)
a) Isolante de menor custo Para lajes
planas ESPUMA DE CIMENTO
Espessura
necessária:
-
Para uma transmissão de calor, de 1,0 kcal/m2 h ºC a espessura
necessária é de 6 a 8 cm.
-
Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m2 h ºC a espessura
necessária é de 11 cm (equivalente a 2,5 cm de espuma rígida de
poliuretano).
Além
do seu efeito isolante, a espuma de cimento serve para fazer os caimentos e os
enchimentos de rebaixos, reduzindo ainda mais os custos, pois substitui a
argamassa normalmente usada para isso.
Restrição:
Devido
à necessidade de usar uma misturadeira, o serviço só se torna econômico para
volumes acima de 20m3.
b) Isolante de menor custo, para
sótãos:
MANTAS
DE LÃ DE VIDRO COM DENSIDADE DE 40 kg/m3
Espessura
necessária:
-
Para uma transmissão de calor de 1,0 kca/m2 h ºC a espessura
necessária é de 3cm.
-
Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/ m2
h
ºC a espessura necessária é de 4cm.
Restrição:
Estas
mantas não podem ser pisadas e encharcam, se houver vazamento de água pelo
telhado.
c) Isolante de menor espessura/menor peso,
para lajes planas:
PLACAS
DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO COM DENSIDADE DE 30 k
g/m3
Espessura
necessária:
-
Para uma transmissão de calor de 1,0 kcal/m2 h ºC a espessura necessária é de
1,8 cm (na prática 2,0 cm)
-
Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m2 h ºC
a espessura necessária é de 2,5
cm.
As
placas são coladas por cima da impermeabilização e precisam ser cobertas com
argamassa, imediatamente após sua colocação.
PLACAS
DE ESPUMA DE POLIESTIRENO COM DENSIDADE DE 25
kg/m3
As
placas de espuma de poliestireno são mais baratas, porém, em certas
circunstâncias, não suportam as temperaturas altas que a cobertura pode atingir
e o serviço fica perdido. Já
aconteceram casos em que as placas se derreteram. Quando estas placas forem especificadas,
sua densidade mínima deverá ser de 25 kg/m3. Espessura
necessária:
-
Para uma transmissão de calor de 1,0 kcal/m2
h
ºC
a espessura necessária é de 2,5cm.
-
Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m2 h ºC a espessura
necessária é de 3,5cm.
Tanto
as placas de espuma rígida de poliuretano quanto as de poliestireno expandido
suportam perfeitamente o peso das cargas normais de um piso, desde que se
execute uma argamassa ou uma sobrelaje de concreto armado, capaz de distribuir o
peso. Para trânsito apenas de
pessoas e cargas leves é suficiente uma argamassa com 3 cm de
espessura.
d) Isolante de menor espessura/menor peso,
para telhados e lajes
ESPUMA
RÍGIDA DE POLIURETANO, APLICADA POR "SPRAY" (PULVERIZAÇÃO) DIRETAMENTE SOBRE A
SUPERFÍCIE
A
espuma de poliuretano aplicada por "spray"
tem
viabilidade econômica para áreas acima de 300 m2. Oferece a vantagem de ser auto -
aderente e pode ser aplicada sobre superfícies irregulares e onduladas, como no
caso de telhas. Resolve casos onde
placas não podem ser aplicadas.
Este produto necessita sempre de uma pintura ou revestimento de proteção,
principalmente quando exposto ao tempo.
As pinturas adequadas são:
pinturas
asfálticas com acabamento pigmentado de alumínio:
-
2
demãos de “CONGOLINA A2”;
-
2
demãos de “CONGOLINA ALUMÍNIO”;
-
pinturas
à base de silicone;
-
pinturas
à base de acrílico;
-
pinturas
com tintas de proteção contra incêndio;
-
aplicações
de emulsão asfáltica (“EMUFALTEXSA” com recobrimento de
areia).
a)
Paredes construídas com material isolante BLOCOS DE CONCRETO CELULAR (“ESPUMOGEN”). As paredes de concreto celular
oferecem a melhor opção. No caso de
se desejar um bom isolamento em paredes externas, com incidência do sol, a
espessura deve ser de 10 cm (verificar Capítulo “Informações para Construtores –
Execução dos Serviços após a Impermeabilização”, item 4, sobre técnica de
revestimento).
b)Paredes
revestidas com material isolante
A
solução mais econômica está nas PLACAS SEMI-RIGIDAS DE LÃ DE VIDRO, que,
entretanto, não suportam revestimento de argamassa aplicado diretamente sobre
elas.
Os
revestimentos mais indicados neste caso são as placas de aglomerado de madeira
ou "Lambris", fixadas em ganzepes e barrotes de madeira.
As
placas isolantes, com espessura de 2,5 cm, ocupam o espaço vazio entre os
barrotes e oferecem bom isolamento para ambientes com ar
condicionado.
PLACAS
DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO ou de POLIESTIRENO EXPANDIDO podem ser colocadas
sobre paredes embaçadas e suportam revestimento de argamassa aplicado sobre
elas.
As
placas são colocadas com auxílio de um adesivo “PLASTICOLA” ou cola de cimento. Para uma segura colagem é necessário que
as superfícies das paredes estejam absolutamente planas. Deve-se fazer um teste para verificar se
as placas se apoiam sobre a parede em toda a sua superfície. Se, devido à parede se achar empenada,
as placas balançarem e não encostarem totalmente, poderá ficar um vazio no meio
ou os cantos ficarem afastados da parede.
Nessas circunstâncias, a coragem ficará prejudicada e será necessário
recorrer a dispositivos mecânicos para prender as placas. Parafusos com buchas plásticas e amarras
de arame galvanizado podem ser empregados.
Pinos de aço cravados com tiros de pistola (Sistema Walsywa) também podem
ser usados em lajes e paredes de concreto ou em revestimentos muito duros. As pontas das amarras, de arame
galvanizado, atravessam as placas e servem para amarrar os vergalhões de ferro
que se cruzam por cima das placas.
Os
agregados para a massa de revestimento precisam ser escolhidos de forma a evitar
que a massa, ao curar, venha a se contrair e apresentar trincas e
rachaduras. Cimento e areia, no
traço 1:5 por volume, é a melhor solução.
Um chapisco de base, no traço 1:1, é necessário para garantir a
aderência.
O
aditivo aerante ajuda no preparo de massas pois tem a propriedade de conferir
liga, sem a inclusão de cal, saibro ou terra de emboço. O saibro é prejudicial e provoca muitas
trincas, e a terra de emboço, devido ao seu elevado teor de matéria orgânica,
não deve ser usada.
O
emprego da tela "deployer" é opcional; porém, se for usada, só deve ser
estendida depois da aplicação do chapisco.
Ao
se executar a coragem com adesivo P, deve-se levar em conta que o produto é uma
emulsão à base de água e sua cura é feita pela absorção da água pelo substrato e
por evaporação. As placas isolantes
são muito impermeáveis e a água não pode evaporar-se através
delas.
Torna-se
necessário o perfeito conhecimento do ponto de aderência para, no momento certo,
aplicar-se as placas isolantes. Se
estas não forem aplicadas no tempo certo, o adesivo “PLASTICOLA” poderá secar. Caso isto aconteça, a sua adesividade
poderá ser ativada por aquecimento, com um maçarico a gás ou lamparina de
querosene. O produto é aplicado com
uma desempenadeira de aço.
Estes
isolamentos requerem materiais resistentes a temperaturas elevadas até 1000
ºC. Pode-se usar concreto celular,
espuma de cimento, mantas de lã de rocha e placas de sílica diatomácea com
amianto ou combinações destes materiais.
A escolha do material ou da combinação depende muito das especificações
de cada caso e dos detalhes construtivos. É conveniente solicitar a contribuição
dos fabricantes ou especialistas na escolha da melhor solução. A espuma de cimento, como proteção das
lajes de coberturas de prédios comerciais, é um importante isolamento que pode,
em caso de incêndio, salvar as vidas das pessoas que aguardam resgate nos
refúgios e heliportos, no topo dos prédios. Para essa função, a espuma deve ficar na
face inferior da laje, protegendo esta do superaquecimento,
Inicialmente
é necessário prever uma barreira ' de vapor. Esse assunto é explicado no capítulo “Barreira de Vapor”. Os materiais isolantes mais
usados para o isolamento de câmaras frigoríficas são:
-
placas de espuma de poliestireno com densidade mínima de 20
kg/m3;
-
placas de espuma rígida de poliuretano com densidade mínima de 30
kg/m3.
-
espuma rígida de poliuretano aplicada com “spray" diretamente sobre as
superfícies;
-
espuma de cimento ou concreto celular;
-
placas de cortiça expandida e aglomerada.
A
escolha deve obedecer os seguintes critérios:
a) Material de menor
custo:
PLACAS
DE ESPUMA DE POLIESTIRENO
Estas
placas atendem bem às necessidades normalmente existentes em câmaras
frigoríficas.
Nas
câmaras com pé direito até 3 m, onde as cargas não excedam de 1.000 kg/m2 ,o
poliestireno pode ser
usado
em paredes, tetos e pisos. Se as
cargas sobre. os pisos atingirem até 1.500 kg/m2 , deve ser
especificado poliestireno com densidade de 25 kg/m3. Para cargas maiores, deve-se usar espuma
rígida de poliuretano, cortiça ou embutir tarugos de madeira de lei (peroba do
campo), funcionando como suporte.
A
laje de piso flutua sobre o isolamento e deve ser sempre de concreto armado, com
o mínimo de 8 cm de espessura.
O
isolamento com espessura superior a 5 cm deve ser executado em duas camadas de
placas, com juntas desencontradas.
A
melhor maneira de colocar as placas é usar asfalto quente, porém isso exige
mão-de-obra especializado, devido à sensibilidade do poliestireno ao calor. Em locais onde o manuseio do asfalto
quente não é viável, pode-se trabalhar com o adesivo “PLASTICOLA”.
Nunca
se deve usar produtos que contenham solventes orgânicos.
Para
formar a barreira do vapor, a parede deve ser pintada com “EMUPLÁSTICO LÁTEX” até se obter um revestimento
de 1,5 mm de espessura, depois de totalmente seca. Aplica-se o produto nas placas e na
parede, tendo o cuidado de deixar evaporar a água, antes de uni-las. A secagem do produto é muito lenta e
convém auxiliar a fixação das placas por meios mecânicos, conforme o sistema já
descrito no item 3.2.2. (b) deste
capítulo.
Quando
a mercadoria a ser colocada na câmara for úmida e, por conseqüência, os pisos
ficarem molhados, torna-se necessário impermeabilizar a face superior das placas
isolantes do piso antes da execução da laje. Essa impermeabilização pode ser feita
com asfalto ou “EMUPLÁSTICO LÁTEX” associado a mantas
asfálticas.
b) Material isolante de menor
espessura/maior rendimento térmico
PLACAS
DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO OU POLIURETANO RÍGIDO APLICADO POR
"SPRAY"
A
espuma rígida de poliuretano é o isolante térmico mais eficiente e que ocupa
menos espaço útil, pois com pequena espessura proporciona bom desempenho
térmico. Quando o espaço útil é
caro, como em navios ou no interior de prédios, o custo mais elevado do
poliuretano compensa.
As
placas devem ser aderidas com adesivo “PLASTICOLA” ou cola – cimento “DIPLAS EXTRA FORTE”.
O
asfalto quente não é aconselhável como adesivo. Embora possa ser usado, nem sempre dá
resultado, devido à sua incompatibilidade com as placas de poliuretano. Produtos à base de solventes são bem
suportados pelas placas e podem ser utilizados em locais abertos, bem
ventilados. Esses produtos
apresentam o perigo de incêndios, durante a execução. Não devem ser usados em compartimentos
fechados e pouco ventilados, pois a volatilização do solvente intoxica os
operários.
As
placas de espuma rígida de poliuretano suportam até 4.000
kg/m2
de
carga nos pisos.
Em
câmaras de grandes dimensões e em navios, onde as superfícies são muito
acidentadas (nervuras, reforços, transversinas, etc.) a espuma rígida de
poliuretano, aplicada por "spray", é vantajosa, pois, por ser auto - aderente e
em função do pr6prio processo de aplicação, não deixa interstícios vazios. A aplicação de placas rígidas sobre
superfícies curvas, como em costados de navios e barcos de pesca, torna-se
trabalhosa e imperfeita.
O
processo de enchimento "in situ" merece muita cautela e estudo, pois é de
difícil execução e controle, e muito sujeito a falhas. Essas falhas passam despercebidas
durante a aplicação, aparecendo somente após o uso, pela condensação que se
forma ou quando o revestimento é arrancado. A aplicação por, "spray" é de fácil
visualização e as eventuais falhas podem ser corrigidas a
tempo.
c) Espuma de cimento
A
espuma de cimento (“ESPUMOGEN”) encontra aplicação vantajosa e
econômica em pisos de grandes câmaras frigoríficas, desde que o acréscimo de
espessura não traga inconvenientes.
Resiste a cargas até 10.000 kg/m2 o que pode ser importante em
câmaras de pé direito alto e onde haja movimento com empilhadeiras. Seu emprego sobre as lajes de cobertura
reduz a carga térmica total e compensa o custo.
Em
certas circunstâncias, pode ser vantajoso substituir a alvenaria de tijolos por
blocos de concreto celular com a mesma espessura dos tijolos. Neste caso, pode-se reduzir a espessura
das placas isolantes de poliestireno expandido ou poliuretano, pois a parede de
concreto celular contribui com uma parcela para o valor total do isolamento
desejado.
A
utilização somente de concreto celular resulta em paredes muito grossas, sem a
correspondente vantagem econômica.
A
grande vantagem do concreto celular e da espuma de cimento reside na sua
propriedade de total incombustibilidade.
d) Espessura do
isolamento
A
tabela seguinte indica as espessuras usuais para câmaras frigoríficas isoladas
com poliestireno expandido, espuma de poliuretano e espuma de
cimento.
Essas
espessuras são adequadas para pequenas câmaras. Em grandes projetos é necessário
calcular a espessura econômica, relacionando o custo do isolamento com o custo
da energia elétrica necessária para gerar a refrigeração.
A
espessura econômica do isolamento pode ser muito maior do que a espessura
técnica, que visa somente evitar a condensação de umidade no exterior das
câmaras. Em seu cálculo, são
considerados o tempo de amortização do capital, o custo de energia elétrica e a
filosofia empresarial frente a estes fatores.
TABELA
DE TEMPERATURAS - ARMAZENAMENTO A FRIO DE DIVERSOS
PRODUTOS
PRODUTOS
Temperatura
Umidade Tempo de
Espessura do
Espessura do
Espessura do
necessária
OC do ar
%
Armazenagem isolamento
com isolamento com isolamento com
........................................
poiiuretano
poliestireno
espuma de
........................................
cimento
VERDURAS:
Couve flor........................... l a O
90
4 sem.
3"
Batata............................... +3 a
+6 85 a 90 6 a g meses
2"
3"
6"
Alface................................ O a +
l 80 a
90 10 a 14 dias 2" - 3"
2" a 4"
6" - 8"
Cebola.................................. 2 a
-2,5 75a 80 6 a 8 meses
3"-4f'
4" a T'
811-1011
Verduras enlatadas............... +2 a +4 70 a 75 l a 2 anos
2"
3"
6"
Verduras congeladas............... .,
23 a 18
-
6 a 12 meses 51 7"
lê,
FRUTAS:
Maçã....................................
la+l
90 a 95 3 a 10
meses
2".3"
3" a 4"
6"-8"
Laranja............................... Oa
+2
85
l a 2 anos
2"
3"
6"
Banana...............................
+ll,5
85
3 sem.
11.
i iizl
3"
Pera..................................... l a
+2 90 a 95 l a 8 meses
2".3"
3" a 4"
@I-81.
Limão................................. +2 a
+5 8O,a 85 l a 2 meses
2"
3"
6"
Frutas congeladas - sucos de
frutas
-23 a - 19
-
6 a 12
511 7"
14"
Frutas secas........................... l a +4 70 a 75 9 a 12 meses
3"
4"
PÃC), FARINHA E
OUTROS:
Pão.................................................
+8
a +lO
-
1112"
3"
61.
Farinha............................... + 2a +4 -
2"
3"
3"
Massa em ge,@l'.................... +8a +lO -
11.
l 112"
3"
Biscoitos, bolachas, etc........... +6a +8 -
11.
l 112"
3"
Chocolates em depósito........... +4a +6 -
11.
l 112"
VINHOS:
Leves................................. +6a
+lO
-
111
l 112"
3!'
Pesados.............................. +l8
-
111
l 112"
3"
CERVEJAS:
Depósito de cerveja............... +la + 1,5 90 -
2".3"
3" a 4"
6"-8"
Fermentação de cerveja :........ +3,5 a +6 - -
2"
3"
6!'
TABE'LA
DE TEM.PERATURAS - ARMAZENAMENTO A FRIO DE DIVERSOS
PRODUTOS
FRIO
DE DIVERSOS PRODUTOS
Temperatura Umidade Tempo de
Espessura do
Espessura do
E
necessária
OC do ar % Armazenagem
isolamento com isolamento com iso
.....................................................................................
poiiuretano
poliestireno
Restaurantes
(Geladeiras)....... +2 a +4
2"
3"
Depósito de
sorvetes................ 15
51.
71.
Depósito de
gelo..................... 4a
-6
14"
Necreotécnicos.....................
Oa -5
5"a 6"
10"-12"
.......................................................................................
2".3"
3'Í a 4"
611.8"
CARNE:
Carne em
geral............................ l
a + l 80 a 85 15 dias
2"-Y'
3"-4!'
6"-8"
Miudos @................................. O a +
l 75 a
80 3
dias
2"-3"
3".4!'
611-&,
Carne
congelada..........................
15 a -l8 85 a 90 10 meses
4'- S"
6"-7"
12"- 14"
Carne
defumada........................ +l
a +5 75 a 80 6 meses
2"
3"
TI
Miudos
congelados..................... 15
a l8 85 a
90 6
meses
4"-5"
6"-7"
12"-l4f'
Lingüiça.................................. +l a
+5 80 a 85
6
meses
3"
6"
Manteiga (A............................. -l a
+4
75 a 80
até 6 sem.
2".3"
3"-4"
6".8"
Margarina.................................. i
o
75 a 80
3 a 4 meses
e
Manteiga................................... lO a
-l4 75 a 80 12 meses
6"
12"
Queijo mole..............................................
5"-6"
l(yl-lzl
. . . . . . . . . . . . . .........
+2 a +4
80 a 85
2 a 6 meses
2"
3"
61.
Queijo em conserva.................... +l5
80 a 85
-
1.1
ilzl
yl
Queijo em depósito.................... +1,5 a +14 70
4 a 12 meses
2"
3"
6'
Na
construção civil temos necessidade de isolar as tubulações dos seguintes gases
ou líquidos:
-
vapor
-
água quente
-
água gelada
-
salmoura gelada
-
linha de retorno de gás refrigerante, entre evaporadores e
compressores.
Os
materiais e os métodos de execução diferem bastante, variando com as
temperaturas (se são baixas ou altas em relação ao ambiente).
a) Isolamento térmico para tubos em
temperaturas acima da temperatura ambiente.
Para
as temperaturas elevadas, basta cobrir os tubos ou vasos com um isolante
adequado e aplicar uma proteção mecânica.
Os
produtos são fornecidos em forma de tubos isolantes, em meias calhas, com os
diâmetros internos correspondentes aos diâmetros externos dos tubos de
ferro.
Conforme
a temperatura que o tubo vai atingir, pode-se usar os seguintes
produtos:
-
até 100ºC - espuma rígida de poliuretano e lã de
vidro;
-
acima de 100ºC e até 300ºC - lã de vidro, lã de rocha e
silicato de cálcio.
-
acima de 300ºC e até 800ºC - lã de rocha, silicato de
cálcio e sílica diatomácea com amianto.
Lã
de vidro e lã de rocha são econômicas, mas não têm muita resistência mecânica,
podendo ser facilmente deformadas.
Onde
o isolamento deve resistir a certos abusos como, por exemplo, pessoas pisando ou
encostando escadas, ou quando o aspecto uniforme do acabamento for importante,
usa-se silicato de cálcio e sílica diatomácea com amianto, pois estes materiais
são duros e indeformáveis.
Tubos
embutidos e fora do alcance de maus tratos podem ser isolados com lã de vidro e
lã de rocha.
Para
o isolamento de tubos de água quente em instalações prediais, a opção fica entre
espuma rígida de poliuretano e massa isolante “YTONG”.
O
revestimento usual do isolamento é o alumínio corrugado de 0,15 a 0,30 mm de
espessura ou fitas adesivas de PVC.
b) Isolamento térmico para tubos e
temperaturas abaixo da temperatura ambiente
O
isolamento de encanamentos e vasos para funcionar em temperaturas abaixo da
ambiente requer muito cuidado, pois, se o ar conseguir entrar em contato com a
superfície fria do metal a umidade contida no ar condensa-se e transforma-se em
água.
Se
a temperatura desce abaixo de 0ºC dar-se-á o congelamento, e o
acúmulo de gelo acabará por destruir o isolamento.
A
água condensada precipita-se, manchando o forro e molhando o
chão.
Para
excluir o ar e a umidade, há necessidade de uma barreira de vapor, assunto que
será tratado detalhadamente no capítulo “Barreira de Vapor”.
Os
materiais isolantes apropriados para baixas temperaturas são as espumas de
poliestireno expandido, poliuretano rígido, cortiça e, com certas restrições, lã
de vidro e lã de rocha.
As
espumas plásticas e a cortiça possuem a vantagem da relativa resistência à
difusão do vapor d'água, em comparação com a lã de vidro.
As
calhas de espuma plástica, por serem rígidas, são, mais fáceis de rejuntar e
impermeabilizar adequadamente, o que é importante para impedir o acesso do ar ao
tubo. Com o uso de calhas de lã de
vidro ou de lã de rocha, a função de impedir a infiltração da umidade fica
inteiramente a cargo da barreira de vapor, que precisa manter-se absolutamente
estanque.
As
calhas isolantes precisam ser fabricadas com o diâmetro interno em exata
conformidade com o diâmetro externo do tubo.
Os
tubos de aço, fabricados conforme as normas DIN, ASTM, API, etc., variam de
diâmetro externo para a mesma bitola nominal. No caso de tubos de cobre, o diâmetro
nominal é o externo e não o interno (como acontece com os tubos de
aço).
Quando
se encomenda calha isolante é necessário especificar o tipo de tubo ou definir
precisamente o raio interno da calha isolante.
Os
tubos isolantes são fornecidos em meias calhas e, para os diâmetros grandes, em
segmentos curvos.
Quando
se usa isolamento de espumas plásticas deve-se especificar as de qualidade auto
- extinguíveis.
Em
instalações prediais são necessárias precauções adicionais para evitar a
propagação do fogo entre andares e setores, assim resumidas:
-
executar uma barreira de vapor com lâmina de alumínio gofrado, defendendo o
isolamento do fogo;
-
interromper a continuidade do tubo isolante plástico, intercalando calhas de
silicato de cálcio de 1m de comprimento, no transpasse de um compartimento ou de
um andar para outro.
Os
segmentos de tubos isolantes precisam estar bem ajustados aos tubos e vasos e
perfeitamente rejuntados. O adesivo
precisa manter flexibilidade às baixas temperaturas e deve ser formulado
especialmente para este fim, com o adesivo “PREJUNTER”.
Além
da coragem, usam-se amarras de arame galvanizado para prender as meias
calhas.
Para
aplicação em temperaturas abaixo de 0 oC, os tubos isolantes devem
ser aplicados em duas camadas, de forma que as juntas fiquem desencontradas,
tanto no sentido longitudinal quanto no transversal.
As
espessuras adequadas de isolamento, em função das temperaturas, podem ser
escolhidas na tabela seguinte: