CARACTERIZAÇÃO DAS PLACAS

Anteriormente às análises térmicas das placas foram analisadas as características físicas destes elementos, para que fosse possível correlacionar tais propriedades com o desempenho térmico dos elementos (e ambiente construído).

7.1.1 Placas de fibrocimento Portland

A partir dos valores da massa seca, massa saturada e massa imersa, foi possível calcular o índice de absorção (%) e o índice de vazios (%) dessas placas, como pode ser visto na Tabela 18.

O calor específico considerado para placas à base de cimento Portland foi de 1,14 KJ/kg.K, obtido por meio de análises complementares de DSC (Differencial Scanning

Calorimetry) na faixa entre 25ºC e 60°C, como pode ser observado na Tabela 19. Ainda nessa

tabela estão os valores da espessura e da densidade dessas placas, bem como o valor da capacidade térmica.

Tabela 18: Caracterização física das placas de fibrocimento Portland.

Tipo Fibrocimento Portland

Placa m seco (g) m sat (g) m imers (g) absor (%) ind vazios (%) m esp sec (g/cm³) m esp sat (g/cm³) 1 36,6 42,68 21,41 16,61 28,58 1,72 2,01 2 34,16 39,93 19,67 16,89 28,48 1,69 1,97 3 43,47 50,76 25,32 16,77 28,66 1,71 2,00 4 43,22 50,3 25,33 16,38 28,35 1,73 2,01 5 41,19 48,03 24,04 16,61 28,51 1,72 2,00 6 36,05 41,93 21,03 16,31 28,13 1,72 2,01 7 43,48 50,71 25,41 16,63 28,58 1,72 2,00 8 47,36 55,28 27,71 16,72 28,73 1,72 2,01 Média 42,21 49,17 24,68 16,62 28,54 1,72 2,00 Desvio Padrão 4,59 5,36 2,75 0,19 0,19 0,01 0,01

Tabela 19: Calor específico e Capacidade térmica das placas de fibrocimento Portland.

Propriedades calor específico espessura densidade capacidade térmica [J/kg.K] [m] [kg/m3] [KJ/m2.K] Placa de

fibrocimento 1.140 0,01 1.720 19,6

7.1.2 Placas de óxido de magnésio

Os resultados da caracterização física das placas cimentícias à base de cimento magnesiano podem ser vistos na Tabela 20, por meio dos valores das massas de cada uma das oito amostras analisadas desse material. Nesta tabela constam os valores da massa seca, massa saturada e massa imersa, que possibilitaram o calculo do índice de absorção (%) e o índice de vazios (%) dessas placas.

O calor específico considerado para placas à base de óxido de magnésio foi de 0,96 KJ/kg.K, obtido através das especificações fornecidas pelo fabricante das placas como pode ser observado na Tabela 21. Ainda nessa tabela estão os valores da espessura e da densidade dessas placas, bem como o valor da capacidade térmica.

Tabela 20: Caracterização física das placas de óxido de magnésio.

Tipo Óxido de magnésio

Placa m seco (g) m sat (g) m imers (g) absor (%) ind vazios (%) m esp sec (g/cm³) m esp sat (g/cm³) 1 25,79 34,89 7,20 35,28 32,86 0,93 1,26 2 24,83 33,54 7,33 35,08 33,23 0,95 1,28 3 21,07 29,74 6,41 41,15 37,16 0,90 1,27 4 22,39 31,58 7,13 41,05 37,59 0,92 1,29 5 20,90 29,64 6,54 41,82 37,84 0,90 1,28 6 22,15 29,35 6,52 32,51 31,54 0,97 1,29 7 24,76 33,29 7,27 34,45 32,78 0,95 1,28 8 25,00 32,72 7,03 30,88 30,05 0,97 1,27 Média 23,58 32,15 7,08 35,18 33,05 0,94 1,28 Desvio Padrão 1,94 2,09 0,38 4,24 2,99 0,03 0,01

Tabela 21: Calor específico e Capacidade térmica das placas de óxido de magnésio.

Propriedades calor específico espessura densidade capacidade térmica [J/kg.K] [m] [kg/m3] [KJ/m2.K]

Placa de MgO 960 0,01 940 9,02

Como foi visto, nas tabelas 18 e 20 estão os valores obtidos para os corpos-de-prova das placas à base de cimento Portland e à base de óxido de magnésio, respectivamente. É possível perceber que as placas de MgO possuem maior índice de vazios e menor massa específica, sendo, portanto, menos densas do que as placas de fibrocimento. Essa característica pode ser considerada positiva do ponto de vista térmico considerando a região onde o protótipo foi instalado, ou seja, predominantemente quente. O maior o índice de vazios e maior quantidade de ar no interior da placa, tende a favorecer seu isolamento térmico, ou seja, menor transferência de calor ao ambiente interno.

Segundo Roaf (2006), o desempenho da massa térmica de uma edificação depende de muitos fatores, inclusive da capacidade térmica do material, da localização em relação a outros elementos da edificação e das estratégias de ventilação relacionadas. Por meio dos resultados obtidos com a caracterização das placas estudadas neste trabalho, é possível constatar, ao comparar as tabelas 19 e 21, que as placas de óxido de magnésio apresentam menor calor específico e menor densidade, possuindo, consequentemente, menor capacidade térmica do que as placas de fibrocimento Portland.

Tais características podem colaborar positivamente no desempenho térmico das placas de MgO, uma vez que a capacidade térmica do material está relacionada à inércia térmica da edificação, pois, de acordo com Frota e Schiffer (2001) à inércia térmica está associada a dois fenômenos: o amortecimento e o atraso da onda de calor, devido ao aquecimento ou ao resfriamento dos materiais, e depende das características térmicas do envolvente e dos componentes construtivos internos. Frota e Schiffer (2001) comentam ainda que o atraso e o amortecimento, juntos, compõem a inércia térmica que varia conforme a densidade, condutividade e capacidade calorífica da vedação.

A capacidade térmica está relacionada ao calor absorvido e armazenado pelo material e, como já foi dito, relaciona-se com a inércia térmica que possui. As placas de óxido de magnésio apresentam menor inércia térmica em relação às placas de fibrocimento, visto que liberam calor mais rapidamente quando as temperaturas externas começam a cair. Assim como foi visto nas literaturas estudadas, uma edificação com pouca inércia térmica tem variações de temperatura muito próximas às variações de temperaturas do ambiente externo.

Assim como explica Akutsu (2009), o uso de alta ou baixa inércia térmica em uma edificação dependerá do clima e das condições ambientais em que esta está inserida. Um material de elevada inércia térmica apresenta maior resistência às mudanças de temperatura, possuindo maior atraso térmico, sendo essa característica favorável ou não, dependendo da estratégia necessária para promover o conforto térmico.

A alta inércia térmica pode ser considerada negativa em componentes de cobertura e vedações que apresentem elevada exposição à radiação solar durante grande parte do ano, podendo transformar-se em acumuladores de calor e provocar elevado desconforto térmico no período de altas temperaturas.

A partir disso, os resultados que apresentaram a menor inércia térmica para as placas de MgO mostram que, para as condições em que o protótipo foi inserido e na fachada em que as placas foram fixadas, possuir menor inércia térmica pode ser positivo em relação às placas de fibrocimento que possuem maior inércia térmica, pois, visto que o clima para a cidade de Campinas/SP é predominantemente quente em grande parte do ano e que as placas recebem insolação direta, a baixa inércia térmica favorece a perda de calor da envoltória para o meio, diminuindo a transmitância de calor para o ambiente interno por períodos mais longos.