Façade renovation measures for one SFH03 building

Dentre as diversas hipóteses plausíveis de modelos simplificados para o estudo por elementos finitos das tensões no sistema de revestimento cerâmico, foi adotado, neste trabalho, um modelo numérico conservador. Tal modelo considera a aderência absoluta entre argamassa de emboço e o substrato onde foi aplicada a argamassa. Isto gera tensões muito elevadas, pois o substrato foi considerado indeformável (substrato perfeitamente rígido). Uma melhoria neste modelo numérico seria considerar uma variante das condições de contorno impostas (substrato menos rígido, mais deformável). Para tentar aproximar o modelo em elementos finitos aqui usado a uma situação mais realista, pode-se medir a rigidez do substrato e impor no modelo em elementos finitos.

Outro fator conservador aqui adotado foi à escolha de um transiente muito severo. Dos resultados reportados neste trabalho, nota-se, portanto, um certo conservadorismo em termos de tensão tendo em vista o transiente máximo que foi escolhido e as condições de contorno simplificadas que foram adotadas no modelo em elementos finitos. Nota-se que o transiente aqui adotado ocorreu apenas uma vez na cidade de Brasília e constitui, portanto uma exceção. Este transiente gerou temperatura na superfície externa da cerâmica escura da ordem de 71oC e da cerâmica clara da ordem de 47 oC. Para se chegar a valores mais realistas, pode-se selecionar transientes menos severos. O ideal seria adotar os transientes médios de cada dia, ou uma média de cada mês.

A cerâmica escura absorve mais a temperatura aplicada devido ao fato de ter o coeficiente de absorção térmica maior que o da cerâmica clara (um pouco mais que o dobro). Assim, podemos observar que no modelo com cerâmica escura, as temperaturas maiores geram deformações e tensões maiores, o que leva a ruptura mais cedo – para as condições de contorno de confinamento aqui adotadas. Enquanto isso, no modelo com cerâmica clara, o efeito da temperatura cíclica no sistema é mais demorado em função da absorção menor da temperatura, gerado devido ao coeficiente de absorção térmica menor (0,45) se comparado ao valor da cerâmica escura (0,95). Do ponto de vista de tensão e deformação é, portanto, mais aconselhável a utilização da cerâmica clara para revestimento externo.

O comportamento cíclico das tensões nas diversas camadas do sistema de revestimento cerâmico foi aqui apresentado. Estes resultados ocorrem em função não só do transiente usado, das condições de contorno impostas, mas também devido às diferenças das propriedades dos materiais entre as diversas camadas do sistema de revestimento (peças cerâmicas e rejunte) da camada de cerâmica até as camadas mais internas (emboço em argamassa e substrato). Além disso, tem um papel fundamental nos valores das tensões aqui reportadas, o valor referencial de temperatura (também conservadora) aqui arbitrado.

As tensões normais no eixo X (tensão normal na direção longitudinal da fachada) são, essencialmente, de compressão - devido à dilatação dos materiais do revestimento cerâmico que estão confinados. Estas tensões obtidas através do modelo numérico para os quatro casos analisados, mostraram que a melhor situação ocorreu no Caso 2. Ou seja, utilizando-se a cerâmica clara e temperatura interna de referência de 25 °C as tensões são as menores obtidas. Isso se explica devido ao baixo índice de absorção térmica da cerâmica clara acrescido do fato da utilização de uma temperatura interna de referência maior, o que resulta numa menor perda de calor por condução térmica entre as interfaces do modelo e uma menor dilatação (compressão) das fibras. Este caso, quando comparado com o caso 3, revela uma queda de 35% nos valores das tensões normais ao longo do eixo X.

Os valores de tensão obtidos para o Caso 3 (cerâmica escura e temperatura interna de referência de 18°C) foram os mais conservadores dentre os casos aqui estudados. Podemos constatar que houve um acréscimo em torno de 60% nos valores das tensões normais ao longo do eixo X em relação aos outros casos analisados. Esse cenário, representado pelo Caso 3, foi utilizado para representar um ambiente típico com refrigeração onde se tem os maiores danos nas fachadas com cerâmica escura.

Com relação às tensões normais no eixo Y (tensão normal na direção transversal do sistema de revestimento), observamos que em função da utilização de um rejunte com elevado módulo de elasticidade, houve um aumento nas tensões normais ao longo do eixo Y na interface entre argamassa colante e rejunte. Observando o caso 3, devido aos valores das tensões normais no eixo Y – que na interface rejunte/emboço passa a ter valor de tração - existe uma maior tendência de “arrancamento/expulsão” entre a argamassa colante

e camada de emboço, uma maior compressão no rejunte, e leva um desplacamento do filete de rejunte e conseqüência das peças cerâmicas. Conforme ilustra a Figura 7.1.

Figura 7.1 – Efeito da tração na região das camadas de rejunte (junta) no sistema de revestimento cerâmico

Portanto, as tensões normais ao longo do eixo Y mudam de compressão para tração após a interface da argamassa colante com rejunte (Nó 1468), no centro da camada de rejunte (Nó 1706) e na parte externa do rejunte (Nó 1944) – Figura 6.1. Isso se deve ao fato da deformabilidade do rejunte ser maior do que das peças cerâmicas. Com a compressão no sentido do eixo-x há um favorecimento para a expulsão do rejunte e conseqüente flambagem das peças cerâmicas do sistema. Colabora também com este fenômeno a única direção para a qual a cerâmica pode se movimentar, já que a camada de argamassa colante impede o deslocamento da cerâmica e do rejunte para baixo (entrando no emboço). Esse processo é ilustrado na Figura 7.1.