ConstruWaste. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Testes Práticos e Teóricos aos Cubos Construídos. Equipa Responsável:

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

ConstruWaste

Testes Práticos e Teóricos aos Cubos Construídos

Equipa Responsável:

Coordenador: Ana Sofia Guimarães Monitor: Sérgio Vallejo

Trabalho realizado por:

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Resumo:

O trabalho aqui exposto neste relatório tem como objetivo a criação e efetuação de testes que avaliem a construção de um cubo criado com materiais reciclados. Essa avaliação toma como missão a classificação do sólido quanto a sua eficácia como retentor de calor, isolador acústico, resistência a deformação sobre forças exteriores e a sua estanquidade.

Os testes criados caiem sobre quatro grandes princípios:

 Fiáveis

 Práticos

 Eficazes

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Palavras-chave:

Resistência / Deformação / Resiliência (estrutura) Pressão exercida

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Índice:

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Glossário:

A

Acústica – ramo da física associada ao som.

D

Decibéis (dB) - é uma unidade logarítmica que indica a proporção de uma quantidade física (geralmente energia ou intensidade) em relação a um nível de referência especificado ou implícito. Neste caso usada para medir a

intensidade do som.

C

Caixa/Cubo – objecto em estudo durante os testes, totalmente fechado com exceção de uma face.

Condutividade Térmica - quantifica a capacidade dos materiais de conduzir energia térmica.

M

Macaco – maquina destinada ao levantamento de grandes pesos de forma relativamente fácil e com pouco esforço.

P

Projecto FEUP – cadeira destinada à introdução dos novos estudantes ao ensino superior e resolução em grupo de um Projecto de dificuldade limitada nas áreas de engenharia.

T

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Introdução:

O presente trabalho de título “construwaste” visa a elaboração e um estudo diversificado de um cubo feito à base de materiais considerados “lixo inorgânico”. No âmbito da cadeira de Projecto FEUP, o relatório em questão tem como objectivo dar a conhecer que através de materiais desperdiçados é possível construir estruturas capazes de resistir a diversos testes dos mais diversos temas realizados em estruturas habitacionais.

Uma vez delegadas as tarefas a cada grupo, ficamos encarregues de testar os cubos construídos pelos elementos dos outros grupos da nossa turma. Assim, os testes a que as construções dos outros grupos têm de “passar” são:

 Isolamento Acústico

 Estanquidade a água

 Resistência Térmica

 Resistência / Deformação / Resiliência (estrutura)

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Testes:

Isolamento Acústico:

O que é o isolamento acústico?

O isolamento acústico é a técnica utilizada para não deixar passar o som de uma

divisão para outra, através da utilização de diversos materiais isoladores.

Objectivo do Teste:

Testar o isolamento acústico do objecto em estudo.

Realização da prova:

 Introdução de um recetor sonoro no interior da caixa.

 Fechar a caixa.

 Activar o aparelho emissor de som no exterior da caixa em estudo.

 Retirar conclusões em relação as caixas após o procedimento acima registado ser realizado em ambas as caixas em estudo.

Materiais Necessários:

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Conclusões Teóricas:

Depois de analisar os valores recolhidos pelo medidor de som (app) vamos avaliar os mesmos para determinar se o isolamento acústico da caixa se encontra dentro do aceitável. Caso os valores obtidos ficarem acima do expectável, a caixa ira ser considerado como tendo um fraco isolamento acústico, caso contrário esta terá um bom isolamento acústico.

Conclusões Práticas:

Ambas as caixas comportaram-se de forma similar isolando os sons de baixa frequência mas não conseguindo isolar os sons de altas frequências, tal como é possível observar no seguinte gráfico, registado por um aparelho mais adequado ao objetivo.

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Estanquidade à água:

O que é a Estanquidade à água?

Quando falamos de Estanquidade à água, estamos a referir-nos a capacidade de qualquer material quanto à sua impermeabilização, ou seja, à sua capacidade para reter materiais do estado liquido não permitindo assim serem atravessados por qualquer que seja o material neste estado físico.

Objectivo do Teste:

Com a realização deste teste, pretendemos comparar a capacidade de ambas as caixas a serem testadas em reter materiais em estado líquido, neste caso mais preciso, água. Assim, através de testes mais rudimentares (quando comparada com a tecnologia existente de momento para efectuar estes mesmos testes), tencionamos obter resultados de modo a retirar conclusões em relação a qual o melhor material a impermeabilizar uma parede (o cubo, neste caso mais concreto).

Realização da Prova:

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Materiais Necessários:

I. Água

II. Sistema de rega

Conclusões Teóricas:

Uma vez que este cubo será construído com apenas camadas de diversos tipos de materiais considerados como lixo inorgânico, as junções entre os materiais diversos e as junções das paredes do “cubo”, serão as zonas mais conflituosas em relação à impermeabilização da mesma.

Com este teste iremos retirar conclusões sobre os locais por onde o cubo deixa entrar água e a quantidade de água que entra. Assim, concluiremos o quão fiável seria uma estrutura construída com base nestes materiais.

Conclusões Práticas:

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Resistência Térmica:

O que é a Resistência Térmica?

A resistência térmica de um material trata-se da dificuldade de transmissão de calor e calcula-se através da equação:

R (m2.K/W) = E (m) / λ(W/m.K) E-Espessura do material

λ -Condutibilidade Térmica

Objectivo do Teste:

Testar o isolamento térmico do objecto em estudo (cubo).

Realização da Prova:

Primeiramente, iremos colocar o secador no interior do cubo e uma vez que este necessita de estar ligado à electricidade, com acesso a fita isoladora, iremos diminuir no máximo possível a abertura por onde entrará o fio eléctrico do secador, diminuindo assim a perda significativa da temperatura no seu interior.

Seguidamente, mediremos a temperatura no interior da caixa à temperatura ambiente colocando após anotação da mesma, o aquecedor a trabalhar durante 15 minutos aproximadamente. No final desses 15 minutos, com recurso a um termómetro, registaremos a temperatura no interior, esperando que este se encontre mais quente que à temperatura ambiente.

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Materiais Necessários:

I. Secador de cabelo II. Fita Isoladora III. Cronómetro IV. Termómetro

Conclusões Teóricas:

Depois de analisadas as variações de temperatura, tendo em conta os materiais utilizados na construção da caixa e as suas capacidades térmicas, estaremos aptos a concluir o bom ou mau isolamento térmico do objecto em estudo.

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Conclusões Práticas:

Arrefecimento (ºC\s)

14 Com a base de dados fornecida anteriormente, só podemos comparar a resistência térmica das caixas pelo teste do arrefecimento. A caixa cinzenta (jornais) demonstrou menos resistência térmica do que a caixa colorida, isto é, confirmado pela observação dos gráficos onde num mesmo intervalo de tempo para as duas caixas (2minutos e 50 segundos), a caixa colorida comporta-se relativamente melhor do que a caixa cinzenta perdendo aproximadamente 0.5ºC enquanto a cinzento para o mesmo intervalo de tempo perde 7ªC.

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Resistência / Deformação / Resiliência (estrutura):

O que é Resistência / Deformação / Resiliência

(estrutura)?

Definição: Exercida uma força sobre um corpo pode ocorrer deformação, ou

seja, a alteração da forma e tamanho do corpo inicial. É possível distinguir três tipos de deformação de materiais:

 Deformação normal: É o alongamento ou a contracção de um segmento de recta por unidade de comprimento.

 Deformação normal média: Calcula-se através da diferença entre o comprimento depois da deformação e o comprimento inicial, a dividir pelo comprimento inicial.

 Deformação por Cisalhamento: É a mudança de ângulo ocorrida entre dois segmentos de recta originalmente perpendiculares entre si, medido em radianos.

Objectivo do Teste:

Testar a resistência física de estruturas cúbicas quando submetidas a forças exteriores, estas exercidas por materiais rudimentares, tendo como objectivo a comparação e determinação do cubo mais resistente.

Realização da Prova:

 No início iremos colocar a caixa debaixo da mesa.

 De seguida, iremos colocar o macaco em cima da caixa, de modo a que a caixa fique presa entre o chão e a mesa.

 Sentaremos colegas nossos em cima da mesa como pesos para que esta não levante até a caixa sofrer alguma deformação.

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Materiais:

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Conclusões Teóricas:

Com este teste esperamos concluir qual dos cubos é mais resistente á deformação. Assim, após aplicada a pressão vinda do macaco, o primeiro cubo a começar a deformar/ceder, será considerado o cubo com menor resistência.

Conclusões Práticas:

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Recomendações:

 Os testes realizados sobre os cubos devem ter em atenção a não interferência entre si na ordem com que são feitos, por exemplo, o teste de deformação deve ser dos últimos a realizar-se sendo que põe em risco a estrutura do cubo.

 O aquecimento do cubo para o teste da resistência térmica tem de ser vigiado atentamente pois pode implicar o sobreaquecimento do secador.

 O teste de deformação/resiliência tem de ser realizado com o cuidado de não danificar o material em uso, sendo que envolve a utilização de grandes forças.

 Para obter melhores resultados devem-se alterar o mínimo de variáveis possível na realização de cada teste para ambos os cubos.

 A utilização de aparelhos mais adequados implicará, obviamente, resultados mais fidedignos, pelo que é recomendada a sua utilização.

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Lista de Referencias bibliográficas:

 Resistência/Deformação/Resiliência (estrutura):

http://www.professores.uff.br/salete/res1/aula5.pdf (visitado no dia 3/10/15)

 http://www.aream.pt/download/diversos/Resistencia%20termica%20de%20mat erais%20isolantes.pdf (visitado no dia 4/10/15)

 https://pt.wikipedia.org/wiki/Isolamento_sonoro (visitado no dia 11/10/15)

 https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_t%C3%A9rmica (visitado no dia

14/10/15)