Conclusões retiradas de estudos analisados

2.3.1 Potencialidades do uso de PCM em edifícios residenciais em Portugal

Através da análise deste trabalho foi possível reter que estudos mostram que os materiais de mudança de fase têm um efeito positivo sobre a estabilização da temperatura ambiente e economia de energia (Mustaparta et. al, 2013).

Em casas em que não existem sistemas de climatização, os PCM’s aumentam a temperatura média e reduzem as grandes oscilações térmicas. Os resultados mostram aumentos de 5 º C na temperatura média ambiente (Mustaparta et al., 2013).

Em casas onde existem sistemas de climatização os materiais de mudança de fase ajudam a reduzir os picos de carga e diminuir o consumo de energia no aquecimento e refrigeração. Os resultados mostram uma diminuição no consumo de energia (sal hidratado 22,9%, parafina 6,4%). No entanto, os PCM’s não podem funcionar durante os períodos frios se o ponto de fusão não é atingido, principalmente em casas sem sistema de aquecimento (Mustaparta et al., 2013).

2.3.2 Argamassas com incorporação de PCM’s

a) Argamassas incorporando microcápsulas de materiais de mudança de fase (PCM), o seu processo de obtenção e sua utilização no revestimento interior de sistemas construtivos

Num estudo feito com argamassas para utilização em sistemas construtivos com maior eficácia de isolamento através da inclusão de PCM’s apenas nas camadas que compõem o revestimento interior, foi possível retirar algumas conclusões importantes.

No revestimento das paredes e tetos de um edifício são aplicadas várias camadas de argamassas com diferentes composições. Ao serem utilizados PCM’s apenas na camada de acabamento, estes ficam em contacto direto com o interior do edifício, isto leva a que o custo do sistema de revestimento interior não seja tão caro como aconteceria se todas as camadas de argamassa levassem PCM’s na sua composição. Por outro lado, é na camada de acabamento que o PCM pode ser termicamente mais eficaz. Um PCM com mudanças de fase sólido/líquido (amolecimento) e líquido/sólido (cristalização) próximo dos 20ºC, permite a manutenção de uma temperatura interior próxima deste valor, com um consumo de energia inferior ao que se obtém com os sistemas de revestimento interior atuais (Aguiar et. al, 2007) .

As microcápsulas de PCM ao estarem na camada em contacto com o meio ambiente permitirá que o material trabalhe com mais facilidade do que se estiver misturado no interior de outro material. Por outro lado, a inclusão de microcápsulas de PCM numa camada de acabamento não alterará a resistência do suporte estrutural (Aguiar et al., 2007).

b) Argamassas Térmicas Sustentáveis: O Contributo dos Materiais de Mudança de Fase

Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de uma argamassa mista de cal aérea e gesso, com a incorporação de PCM. O estudo incidiu no objetivo de possuir um compromisso entre a trabalhabilidade, resistência mecânica e aparência estética (Cunha et. al, 2012).

Os materiais usados para esta investigação foram microcápsulas de PCM constituídas por uma parede em polimetilmetacrilato e um núcleo em parafina, temperatura de transição de 23ºC

entalpia de 110kJ/kg, superplastificante com densidade de 1.05g/cm3e areia com tamanho de partícula médio de 439,9 μm (Cunha et al., 2012).

Desta investigação pode retirar-se como conclusões que em termos de trabalhabilidade é necessário um aumento da quantidade de água adicionada às argamassas, com o aumento da percentagem de PCM e que um aumento de 10% de materiais de mudança de fase corresponde a um aumento de cerca de 52% da quantidade de água. No que diz respeito a resistências mecânicas é possível verificar que existe uma melhoria das resistências mecânicas com a introdução de uma maior quantidade de PCM e que a percentagem ótima de PCM a adicionar na argamassa é de 20% e que o valor obtido para uma percentagem de incorporação de PCM de 30%, é superior ao apresentado pelas argamassas sem incorporação de PCM (Cunha et al., 2012).

Em termos de análise de retração foi possível concluir que existe um aumento no valor da retração com a incorporação de microcápsulas de PCM, a adição de gesso e fibras de nylon, resulta numa diminuição da retração nas primeiras 24 horas e a introdução de 20% de PCM, provocou um aumento na retração de cerca de 4 vezes, comparativamente com a argamassa de referência. O comportamento em compressão e flexão, permite observar um melhor desempenho, para percentagens de incorporação de PCM entre 15% e 20% e é possível concluir que a argamassa com incorporação de 60% de cal aérea, 40% de gesso e 20% de PCM, mostrou um equilíbrio entre as suas características mecânicas e retração (Cunha et al., 2012).

c) Funcionalização de argamassas para controlo das condições ambiente

Este trabalho diz respeito ao desenvolvimento de argamassas funcionais onde foi utilizada uma argamassa padrão de revestimento à qual foi adicionada poliacrilato de sódio, dióxido de titânio (TiO2) e um material de mudança de fase (PCM). A adição de um ou mais aditivos na argamassa padrões, realizando as várias combinações, foram realizados ensaios de caracterização de propriedade, de produto endurecido, mecânicos, densidade aparente, permeabilidade, etc (Vieira, 2012).

Através deste estudo foi possível retirar como conclusões que no estado fresco, a adição de adjuvantes requer um acréscimo de água de amassadura para se obter a trabalhabilidade

necessária, sendo que, a adição de PCM influencia negativamente esta desvantagem (Vieira, 2012).

Argamassas com adição de materiais de mudança de fase apresentam valores de viscosidade plástica e de tensão de escoamento mais elevados que as restantes misturas, apesar da superior quantidade de água e amassadura. O valor do coeficiente de capilaridade é influenciado pela quantidade e tamanho dos poros e o seu grau de interligação. As amostras preparadas com a mistura de PCM na argamassa padrão apresentam valores elevados de capilaridade. No entanto, estas amostras exibem inchamento superficial quando entram em contacto com a água, podendo trazer problemas estruturais e estéticos após cura. No ensaio fotocatalítico verificou-se que as amostras que possuíam PCM na sua constituição têm menor capacidade de degradação de poluentes atmosféricos, nomeadamente NOx (Vieira, 2012).

Por fim, pode concluir-se que havendo um balanço ponderado de diferentes aditivos consegue-se obter argamassas que apresentam novas (múltiplas) funções, mas por vezes foi comprometido o seu processamento e propriedades básicas, essencialmente, de degradação superficial (Vieira, 2012).

d) Argamassas Sustentáveis de Baixa Retração

Foram estudadas argamassas onde houve variação da percentagem de PCM, 10%, 20% e 30%, nas composições em que as argamassas fissuraram introduziu-se gesso e fibras. Foram efetuados ensaios para ajuda na compreensão da influência dos materiais nomeadamente no que diz respeito à retração, componente que se pretende controlar (Martins, 2012).

Em termos de conclusões retiradas do trabalho elaborado tem-se que o PCM não facilita o controlo da retração, pelo que foi necessário preparar argamassas com adição de gesso e fibras para controlar o problema a fissuração fazendo com que este fosse atenuado. Com adição das fibras na argamassa conseguiu-se baixar um pouco o valor de retração, uma vez que estas diminuem as deformações no interior da argamassa. “Em todas as composições ensaiadas, foi nas primeiras 24 horas que a retração teve uma maior variação, a partir do 3º, 4º dia este valor tenderia a manter-se constante até ao 7º dia em que era realizada a desmoldagem e mantendo- se o registo do comportamento da retração até aos 28 dias.” Para o ensaio de retração, a

argamassa com incorporação 20% de PCM, 40% de Gesso e 60% de Cal, mostrou valores de baixa retração (Martins, 2012).

Através da introdução das fibras de poliamida e gesso conseguiu-se baixas o valor da retração nas primeiras horas, quando a argamassa não possui resistência mecânica para absorver os esforços originados durante este processo, causando a fendilhação nesta fase (Martins, 2012).

Através da análise deste trabalho foi possível concluir também que, através dos resultados dos ensaios de perda de massa, as argamassas sem incorporação de PCM são as que têm maior perda de massa e em menos tempo. As argamassas com 10% e 20% têm um valor de perda de massa inferior aos das respectivas argamassas de referência em cada série. As argamassas com 30 % de PCM apresentaram os valores mais elevados de perda de massa (Martins, 2012).

e) Valorização térmica de argamassa de reboco com Phase Change Materials: Abordagem experimental e numérica

Os objetivos deste trabalho passam pela caracterização de um novo material de construção compósito com incorporação de microcápsulas de PCM em argamassa de reboco. O estudo foi feito com base em duas células para testes em pequena escala: uma com recurso a argamassa convencional; e outra com PCM na argamassa de reboco. Ambas foram monitorizadas quando submetidas a ciclos de temperaturas realistas, com altas variações de temperatura, a fim de avaliar o efeito de incorporação do PCM (Sá et al., 2012).

Daqui é possível concluir que a argamassa reforçada termicamente foi alcançada com 25% de PCM na fração de massa, como características térmicas da argamassa desenvolvida temos: entalpia de 25 kJ / kg, numa gama de fusão de 23ºC a 25ºC; e condutividade térmica de 0,3 W / mºC, e por fim concluiu-se que a melhor solução para alcançar o conforto térmico com PCM depende dos ciclos térmicos ambientais, e que as soluções de compromisso devem ser adaptadas para ter um desempenho quase ideal durante todo o período do ano possível mais prolongado (Sá et al., 2012).