Argamassa de Reboco com Características Térmicas

Transcrição

1 Argamassa de Reboco com Características Térmicas Frade, Dina Filipe Secil Martingança, SA Portugal Gonçalves, Paulo Jerónimo Secil Martingança, SA Portugal Nascimento, Raquel Sofia Secil Martingança, SA Portugal Sequeira, Ana Cristina Secil Martingança, SA Portugal Resumo: A Energia, o conforto, a durabilidade e a sustentabilidade, são palavras-chave que condicionam a concepção da envolvente dos edifícios, em particular dos revestimentos. Isto implica que o desenvolvimento de novos e melhores produtos promovam menor incorporação de matérias-primas processadas e de energia e, menores implicações para o ambiente resultantes, quer da produção, quer da utilização e do destino final do produto no fim da sua vida útil. É com estes pressupostos que os autores pretendem apresentar de que forma uma Argamassa Térmica seca, preparada em fábrica, consegue cumprir os objectivos do Ecodesign, desde a concepção até à sua aplicação final. Palavras chave: Argamassa Térmica, Concepção, Ecodesign, Sustentabilidade. 1. INTRODUÇÃO A intensificação da concorrência e a globalização dos mercados obrigam as empresas a redefinirem as suas estratégias. Num contexto competitivo, em que a oferta de longe ultrapassa a procura, a adopção de uma estratégia de inovação é uma condição essencial para a sobrevivência e competitividade das organizações. O design, a inovação e a personalização dos produtos e serviços podem ser a chave da competitividade das economias desenvolvidas. O design total é uma aproximação integradora, no desenvolvimento de novos produtos, entre o consumidor e a tecnologia permitindo adequar o produto à medida das necessidades e desejos do consumidor, garantindo a qualidade que o cliente procura, ao mesmo tempo que contribui para a edificação da imagem corporativa da marca. Nesta perspectiva surge o Ecodesign como uma resposta à necessidade de introduzir conceitos ambientais, promovendo a melhoria dos processos como a poupança de energia e

2 de recursos naturais em geral, nas várias fases do ciclo de vida do produto. Com base nos princípios do Ecodesign, pretende-se apresentar o desenvolvimento de uma argamassa de reboco com características térmicas que, para além de contribuir para o cumprimento do novo Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE), permita uma aplicação com processos similares aos de um reboco industrial projectado. 2. DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO É sabido que cerca de 80% do Custo Global do Ciclo de Vida de um produto ou serviço é resultado das decisões tomadas nas fases anteriores à produção propriamente dita [1], essa fase é preponderante e tem de ser conduzidas de forma controlada. A comunidade científica tem desenvolvido um conjunto de técnicas de apoio ao desenvolvimento de produtos, a metodologia adoptada para o desenvolvimento do reboco térmico, neste caso de estudo, foi baseada nos princípios da Figura 1. Análise das Necessidades Planeamento da Concepção Caracterização do Produto Aplicação Figura 1 Diagrama de desenvolvimento de produto 2.1 Análise das Necessidades As soluções existentes no mercado para minimizar o impacte da envolvente opaca do edifício no consumo energético do mesmo e incrementar o seu conforto térmico, apresentam algumas limitações, nomeadamente no que se refere à resistência mecânica, reacção ao fogo, técnicas de aplicação, preço, e, por outro lado, representam muitas vezes uma barreira à diferenciação arquitectónica na concepção. A aplicação dessas soluções apresenta frequentemente anomalias provenientes da mão-deobra, nem sempre especializada, que reduzem drasticamente a eficiência dos sistemas, inicialmente determinada (Figura 2).

3 Figura 2 Vista de uma solução de isolamento térmico exterior, danificado devido a fragilidades mecânicas. A solução disponível é um sistema composto por placas de material isolante, posteriormente revestidas com argamassas reforçadas mecanicamente e barramentos decorativos; uma solução completamente diferente das argamassas tradicionalmente utilizadas na construção em Portugal. A especificidade das metodologias de intervenção para implementar tais sistemas, obriga a uma grande especialização da mão-de-obra disponível. Estes problemas, associados às limitações funcionais, podem comprometer gravemente a durabilidade do edificado, dificultando e onerando muito a sua posterior manutenção (Figura 3). Figura 3 Pormenor de uma solução de isolamento térmico exterior, com deficiências de aplicação. O desenvolvimento do reboco térmico, objecto desta dissertação, pretende contribuir para o cumprimento do Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) [2], no que se refere à envolvente opaca dos edifícios, corrigindo as pontes térmicas e enquadrá-lo na actual norma de argamassas de revestimento, EN [3]. Este sistema pretende dotar a envolvente de uma maior estabilidade e resistência mecânica superficial, contribuindo para a melhoria da segurança contra incêndios, através de uma solução altamente versátil sob o ponto de vista dos processos de aplicação. Estas virtudes confluem no sentido da melhoria da durabilidade, quer do sistema de isolamento térmico em si, quer dos restantes elementos construtivos. Desta forma, estes ficam homogénea e continuamente protegidos das variações higrométricas, minimizando as necessidades de manutenção e contribuindo para a melhoria na sustentabilidade da construção.

4 2.2 Planeamento da Concepção A fase de planeamento, pelo facto de ser a génese do produto, engloba uma série de actividades cruciais indispensáveis ao sucesso do desenvolvimento. Nomeadamente, verificação de requisitos legais e normativos, selecção de matérias-primas / formulação de produto, execução de amostras, ensaios e análise destes, avaliação de investimentos industriais, análise de custos e modo de fornecimento Selecção das Matérias-Primas Agregados, ligantes e adições são os três grandes grupos de constituintes essenciais para a formulação de uma argamassa seca. Seguidamente, apresentam-se as especificidades de cada uma das categorias mencionadas, que permitiram seleccionar a matéria-prima adequada ao produto a desenvolver Agregados Com o objectivo de conferir ao produto final características específicas de um material isolante - argamassa térmica -, torna-se decisiva a construção de uma curva granulométrica que incorpore agregados de muito baixa massa volúmica (aproximadamente 30 kg/m 3 ). Seleccionou-se o Poliestireno Expandido (EPS) por apresentar, como consequência desta característica, uma condutibilidade térmica muito baixa decorrente de uma estrutura celular fechada, com ar ocluído, que dificulta a transferência de calor [4]. Por outro lado, este agregado apresenta baixa absorção de água e a importante compatibilidade com os diferentes tipos de ligantes utilizados na construção [5]. Para além das características acima mencionadas, foi imperativo a selecção de um material que assentasse nos princípios do ecodesign. Desta forma, privilegiou-se a utilização de materiais que proviessem de outros processamentos industriais, classificados como resíduo e recolhidos selectivamente. Por outro lado, pretendeu-se promover a redução do número de materiais necessários à obtenção das propriedades pretendidas para o produto final. Com estas premissas, era expectável obter um produto que contribuísse para redução da pegada ecológica durante a sua vida útil, diminuindo o consumo de recursos naturais, como a energia Ligantes O ligante assume uma importância vital na estrutura da argamassa, pois é responsável por aglomerar as partículas após reacção com água, endurecendo e conferindo as propriedades físico-mecânicas expectáveis. Durabilidade, aderência ao suporte, coesão e resistência ao fogo decorrem da presença de um ligante mineral hidráulico de qualidade diferenciada, o Cimento Adições Convenientemente compatibilizadas com as percentagens de ligante incorporado, são incluídas adições de diversas tipologias, de forma a controlar algumas propriedades fundamentais. Trabalhabilidade, permeabilidade ao vapor de água, introdução de partículas de ar e absorção capilar são características que facilitam a aplicação, promovem a durabilidade do sistema e contribuindo para atingir os desempenhos térmicos pretendidos.

5 2.2.2 Concepção do Produto A formulação do reboco térmico seco surge do conhecimento profundo de cada uma das matérias-primas e da realização de várias combinações possíveis de testar, de modo a atingir as propriedades pré-definidas. As características específicas do agregado seleccionado (EPS) e a sua influência no produto final reflectem-se em necessidades de optimização dos processos produtivos, comummente utilizados na fabricação de argamassas secas. Torna-se particularmente sensível o doseamento do EPS e garantir o controlo do fenómeno de segregação do produto ao longo de todo o processo, estando esta etapa fora do âmbito do estudo. 2.3 Caracterização do Produto Ensaios Práticos Com o sentido de minimizar o erro, é fundamental em produtos desta natureza conhecer muito bem as condicionantes de aplicação do produto, pois estas podem, como demonstrado anteriormente, transformar um excelente produto na teoria, num problema após aplicação. Assim, o reboco térmico foi exaustivamente testado, e reajustado em simulações de aplicação mecânica, de modo a conceder ao produto as vantagens de uma argamassa projectada Ensaios Laboratoriais De modo a responder às necessidades identificadas no ponto 2.1 e garantir os parâmetros de qualidade exigidos, foi realizada, em laboratório, uma bateria de ensaios que resultou na síntese apresentada na Tabela 1. Tabela 1 Síntese das características físicas e mecânicas determinadas em ensaio para o reboco térmico Referência de Valores de Características Unidades ensaio ensaio (1) Classes Consistência mm EN Massa volúmica (produto endurecido) Absorção de água por capilaridade Permeabilidade ao vapor de água Coef. de capilaridade Coef.de capilaridade (após 24h) Penetração de água (após 24h) Coeficiente de difusão ao vapor (µ) Condutibilidade térmica (λ10,dry) kg/m 3 EN kg/m 2 min 0,5 0,38 W1 kg/m 2 10,44 - EN mm EN ,2 W/m.K EN 1745 (EN12664) 0,09 T1

6 Características Unidades Referência de ensaio Valores de ensaio (1) Aderência N/mm 2 EN ,3 Classes Fractura coesiva Resistência à compressão N/mm 2 EN ,7 CSI Resistência à tracção por flexão N/mm 2 EN ,6 - Ductilidade - - 0,86 - Reacção ao fogo Classes EN Bd0S0 Bd0S0 Expansão livre Idades (dias): mm/m Choque de corpo rígido - LNEC E 398 LNEC FE Pa25 (1) Valores médios, excepto nos ensaios de reacção ao fogo e ao choque de corpo rígido 0,1-0,2-0,2-0,4 Sem fissuração aparente danos superficiais pouco significativos e de fácil reparação Os resultados obtidos permitem concluir que a argamassa formulada pertence à classe T1, definida na norma EN [3] para os rebocos com características térmicas. Com a obtenção desta classe térmica, o reboco em estudo, cumpre as condicionantes impostas para o cumprimento da actual legislação térmica aplicada aos edifícios RCCTE [2]. O produto desenvolvido é o elemento decisivo num sistema de revestimento de fachada, desempenhando o papel de reboco de isolamento térmico, protecção e desempeno dos elementos verticais. O sistema completa-se com um reforço mecânico superficial e variando o aspecto decorativo através da utilização de produtos de origem mineral e/ou orgânica que não estão no âmbito deste trabalho. Da caracterização apresentada destacam-se alguns aspectos que têm uma influência determinante no desempenho do sistema durante a sua vida útil. Por se tratar de uma argamassa projectável com excelentes aderências garante-se um isolamento continuado, sem lugar a juntas e consequentes pontes térmicas. Esta aderência é garantida por si só, sem recurso a fixações mecânicas, colagens ou outros sistemas equivalentes. Também contribuem de forma decisiva para a durabilidade, o distinto comportamento ao fogo, a notável relação flexão/compressão da argamassa endurecida, que garante as extraordinárias performances de resistência ao choque/perfuração por corpo rígido, aumentando assim a fiabilidade da solução. 2.4 Aplicação O sistema que incorpora o reboco térmico destina-se à execução de revestimentos com propriedades térmicas melhoradas e pode ser aplicado sobre a generalidade dos paramentos verticais correntes, designadamente em paredes de betão ou de alvenaria, de blocos cerâmicos ou de blocos de betão.

7 A espessura do revestimento é resultado do cálculo das necessidades térmicas conforme o RCCTE [2], devendo compreender-se entre os 20 e 100 mm, por razões de estabilidade mecânica. A relação directamente proporcional que existe entre a resistência térmica da solução e a espessura da camada de reboco realizada apresenta-se na Tabela 2 [10]. Tabela 2 Resistência térmica da argamassa Espessura da camada de base (cm) Resistência térmica (m 2. o C/W) O sistema pode ser utilizado em obras novas ou em obras de reabilitação nas seguintes situações (Figura 4) [10]:

8 Parede Simples Parede Dupla exterior interior exterior interior Parede com fachada ventilada Parede com blocos de face à vista exterior interior exterior interior Reabilitação de paredes pelo interior Outras situações 1 desvão exterior interior espaço interior aquecido (habitação) espaço não aquecido Figura 4 Possibilidades de aplicação do sistema Legenda: (1) Argamassa térmica; (2) Suporte do Sistema (paredes simples ou duplas, lajes); (3) Revestimento exterior formando uma fachada ventilada; (4) Parede de alvenaria com blocos com face à vista

9 3. PRÁTICA DE APLICAÇÃO Neste capítulo ilustram-se as fases de aplicação do sistema que integra a argamassa de reboco térmico. Com efeito, merecem especial destaque os aspectos que se prendem com as técnicas de aplicação, num mercado reconhecidamente débil sob este ponto de vista. A aplicação da argamassa térmica desenvolvida recorre-se dos meios e processos disponíveis, sobejamente conhecidos, e de fácil domínio para os utilizadores correntes de argamassas projectáveis mecanicamente. A Figura 5 retrata a projecção do reboco térmico. Figura 5 Pormenor da projecção do reboco térmico Para maximizar o desempenho físico e mecânico da camada de argamassa térmica, sempre que a espessura total a aplicar seja superior a 40 mm, esta deve ser executada em camadas sucessivas de espessuras semelhantes, com cerca de 30 mm por camada. Além da versatilidade do método, sublinhe-se ainda a questão do incremento da rentabilidade que este introduz na execução do revestimento isolante de paredes. A superfície resultante da fase de nivelamento, Figuras 6 e 7, constitui o suporte para as camadas consecutivas que compõe o reforço mecânico superficial e, por fim, o acabamento, conforme referido em 2.3. Figura 6 Superfície do reboco térmico endurecido

10 Figura 7 Pormenor da aplicação de reboco térmico numa zona de ponte térmica Refira-se que os processos de aplicação associados às camadas seguintes são manuais e em tudo semelhantes às técnicas correntes de obtenção de barramentos armados, acabamentos acrílicos decorativos ou texturas hidráulicas areadas finas. 4. CONCLUSÕES Com este trabalho demonstra-se que desde o levantamento das necessidades do mercado à concepção e desenvolvimento de um produto que satisfaz essas necessidades, se podem aplicar as linhas orientadoras do ecodesign. Criar um produto versátil, de aplicação simples e que satisfaça as pretensões fundamentais de redução do consumo energético, impostas legalmente, foi o resultado do trabalho apresentado, não descurando os princípios da sustentabilidade. O produto desenvolvido apresenta características que influenciam determinantemente o desempenho do sistema durante a sua vida útil. Para este facto, contribuem de forma decisiva, o comportamento ao fogo, a relação flexão/compressão, a resistência ao choque, aliadas a uma série de outras propriedades que se encontram conforme as especificações aplicáveis. A aplicação projectada garante o isolamento homogéneo e contínuo, e pelo facto de ser realizada por um processo corrente, permite minimizar a probabilidade de erro. Para além do cumprimento dos pressupostos normativos e legais, este reboco térmico apresenta-se como uma credível alternativa às actuais soluções existentes no mercado, contribuindo para o aumento da vida útil dos edifícios e facilitando as posteriores intervenções de manutenção. 5. REFERÊNCIAS [1] - Ramos Pires, António, Inovação e desenvolvimento de novos produtos, técnicas e métodos de apoio à concepção, Edições Sílabo, 1999;

11 [2] - RCCTE, Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios, aprovado pelo Decreto-Lei nº 80/2006 de 4 de Abril; [3] - EN Specification for mortar for masonry Part 1, April 2003; [4] de Setembro de 2009; [5] de Setembro de 2009; [6] de Maio de 2009; [7] - Campos de Sousa, H., Construção e Sustentabilidade, Magazine de informação da Ordem dos Engenheiros, nº 113, Setembro/Outubro 2009, Ordem dos Engenheiros: Região Norte; [8] - Duarte, B.,Preocupações de Sustentabilidade e Especificações Técnicas de Obras, Dissertação de Mestrado Integrado, FEUP, 2009; [9] Baxter, Mike R, Projecto de produto: guia prático para o design de novos produtos, Editora Blucher, 2000; [10] Núcleo Gequaltec, ISODUR Sistema de revestimento aderente reboco termicamente isolante, FEUP, 2009; [11] Jugulum, Rajesh, Design for lean six sigma, Philip Samuel, 2009.