Human Security and State Security

Moreschi (2010)define as propriedades térmicas como a resposta de um material a um estímulo térmico (aumento ou redução de temperatura). Segundo o autor, a propriedade de isolação térmica de um material está relacionada diretamente com sua condutividade térmica, propriedade definida como a medida da taxa de fluxo de calor através de materiais submetidos a gradiente de temperatura. Costa (2008) destaca que os materiais isolantes possuem baixa condutividade térmica ( ) e normalmente são porosos. A Tabela 4 mostra a condutividade térmica de alguns materiais.

Tabela 4 - Condutividade térmica de alguns materiais. Fonte: Moreschi (2010).

Materiais λ (Kcal/m.h.°C)

Vácuo 0

Ar 0,0216

Poliestireno expandido (isopor) 0,035 Lã de vidro (20 kg/m3) seca 0,05

Chapa aglomerada 0,07 - 0,12

Pinheiro do PR.(Araucaria angustifolia) 0,12

Tijolo 0,4

Água 0,5

Concreto armado 1,75

Cobre 50

A resistência térmica de um material é definida como o quociente da diferença de temperatura analisada entre as superfícies de um elemento ou componente construtivo pela densidade de fluxo de calor (quociente do fluxo de calor que atravessa uma superfície pela área da mesma), em regime estacionário (ABNT NBR 15220-1: 2003). A elevada resistência térmica dos materiais isolantes se baseia na baixa condutibilidade do ar contido em seus vazios; consequentemente este material terá menor densidade (COSTA, 2008). A Figura 2 apresenta a relação entre densidade e condutividade térmica de alguns materiais.

Figura 2 – Relação entre densidade e condutividade térmica de alguns materiais. Fonte: Westphal, Marinoski e Lamberts (2001).

De acordo com Moreschi (2010), a capacidade de condução depende principalmente da composição química, da macroestrutura e da textura do material. Desta maneira é possível estabelecer, como no caso de paredes isolantes, a melhor composição em termos de peso de material na composição e do custo do produto final (COSTA, 2008). A Tabela 5 a seguir apresenta uma comparação entre alguns materiais e uma parede de tijolo, de acordo com a sua capacidade isolante. A Figura 3 demonstra alguns dos isolantes térmicos convencionais de acordo com sua classificação.

Tabela 5 - Equivalência em termos de isolamento térmico. Fonte: Costa (2008).

Espessura isolante de 1 cm Espessura

de tijolo de

Madeira de pinho 6 cm

Papelão Corrugado 10 cm

Cortiça, lã de vidro Equivale a 18 cm

Eucatex isolante 19 cm

Eucatex frigorífico 30 cm

Poliestireno expandido 31 cm

Espuma rígida de poliuretano 42 cm

Figura 3 - Materiais isolantes térmicos convencionais. Adaptado de: Westphal, Marinoski e Lamberts (2001).

É possível estabelecer algumas das características térmicas dos materiais para satisfazer as exigências de conforto de uma edificação, conforme o que define a norma brasileira ABNT NBR 15220 (2003). Por meio de ensaios específicos é possível determinar as características de Resistência Térmica e Condutividade Térmica, para composições formadas por diversas camadas, com equipamento de construção especificada pelo documento normativo. Em paredes para isolamento térmico, conhecendo-se as propriedades térmicas de cada material, podem ser calculadas a Transmitância Térmica, Capacidade Térmica, Atraso Térmico e o Fator Ganho de Calor Solar.

De acordo com Costa (2008), a determinação de tais características é essencial para evitar trocas térmicas indesejáveis e manter a temperatura de uma parede isolante a níveis

adequados. Este equilíbrio térmico é determinado quando o ganho de calor interno é baixo em períodos quentes e com perda mínima de calor no frio. Todavia Costa (2008) enfatiza que, um material isolante deve apresentar também propriedades como: boa resistência mecânica; ser imputrescível e inatacável por pragas; ser incombustível; não ser higroscópico e apresentar, se possível, baixa porosidade à penetração do vapor de água.

2.5.1 _{Métodos de determinação das propriedades térmicas dos materiais}

Existem métodos consagrados e normatizados para determinar as propriedades térmicas dos materiais. A norma ABNT NBR 15220 (2003) – Partes 4 e 5 - cita dois métodos para determinação da resistência térmica e da condutividade térmica dos materiais, conforme descritos a seguir: Método da Placa Quente e Método Fluximétrico.

O Método da Placa Quente é um método absoluto, em regime permanente, para determinação das propriedades citadas de materiais homogêneos e isotrópicos; materiais porosos termicamente homogêneos e materiais termicamente não homogêneos. O Método Fluximétrico utiliza técnicas fluximétricas, medindo a resistência térmica, em regime estacionário, por meio de amostras sob a forma de placas planas, deduzindo-se por cálculo a condutividade térmica. O resultado da medição é a resistência térmica individual do(s) corpo(s) de prova ensaiado(s), sendo possível então calcular sua condutividade térmica, caso sejam constituídos de material homogêneo.

Estes métodos citados por norma e outros também desenvolvidos com o mesmo intuito são classificados conforme suas peculiaridades na obtenção destas propriedades.

Os métodos para obtenção das propriedades térmicas podem ser divididos em: diretos e indiretos. Nos diretos, como o método da Placa Quente, mede-se a condutividade térmica considerando-se resultados de experimentos. Nos indiretos, mede-se experimentalmente certa propriedade térmica e a partir dela obtém-se a condutividade (SANTOS, W. N., 2005).

Outra classificação, também citada por Santos, W. N. (2005) refere-se aos métodos experimentais, quanto à adoção ou não de padrões, caracterizados como absolutos ou comparativos. Para os métodos absolutos, a medida da condutividade térmica é direta, dispensando o uso destes padrões como comparativo, como exemplo, o Método do Fio Quente (SANTOS, W. N. 2005). Este método consiste no ajuste de uma resistência e termopar no centro de uma

amostra, na qual a corrente elétrica constante que passa através do fio libera uma quantidade também constante de calor, por unidade de tempo e comprimento, se propagando através do material (CARDOSO, 2010).

Os métodos comparativos são aqueles que necessitam de um ou mais padrões calibrados, utilizados como referência, como no Método da Coluna Fracionada. Este método, estacionário e comparativo, possui uma coluna, aquecida por um forno, composta pelo padrão - amostra estudada - padrão novamente. Esta técnica foi desenvolvida para a determinação da condutividade térmica em atmosfera não oxidante (SANTOS, W. N. 2011).