O isolamento térmico proporciona conforto porque mantém estável a temperatura nos ambientes, reduz o aquecimento no verão e o esfriamento no inverno.

O isolamento térmico proporciona economia porque permite a redução do tamanho dos equipamentos de ar condicionado e, consequentemente, diminui o consumo de energia elétrica. Nas regiões frias, economiza combustível para o aquecimento.

Para se ter uma idéia dessa economia, apresentaremos a seguir alguns cálculos com base em dados extraídos das tabelas 26 (pág. 491) e 12 b (pág. 446) do "ASHRAE Handbook of Fundamentais" (capítulos 27 e 28).

A tabela 26 fornece os "Valores equivalentes para a diferença de temperatura, para calcular o aumento de calor através de coberturas" e a tabela 12 b fornece os "Coeficientes de transmissão de calor (verão)".

Para os cálculos, foram adotados os seguintes parâmetros básicos:

a) Temperatura externa máxima: 95 ºF = 35ºC

b) Temperatura interna desejada: 75 ºF = 24ºC

c) Material Isolante: espuma de cimento, fabricada a partir de um aditivo espumante, com as seguintes características:

Espessura: 125 mm

Valor da condutância (c): 0,10 Btu/h ft² ºF = 0,92 Kcal/hm² ºC

d) Laje de cobertura em concreto, com espessura de 100 mm = 4 “

e) Coeficiente de transmissão de calor para laje sem isolamento (retirado da tabela 12 b):

U₁ = 0,55 Btu/h ft² ºF = 2,68 kcal/hM2 ºC

f) Coeficiente de transmissão de calor para laje com isolamento de espuma de cimento de 125 mm de espessura (retirado da tabela 12b):

U₂ = 0,14 Btu/h ft2 ºF = 0,68 kcal/hm² ºC

g) Custo de energia elétrica para um rendimento nominal de 1000 cal = 0,5 kWh

Custo de l kWh (tarifa comercial inclusive imposto) = Cz$ 0,65 (valor em agosto de 1986)

Custo de 1000 kcal/h = 0,325.

CÁLCULOS

Da tabela 26 retiramos os seguintes valores do diferencial de temperatura, para um período de 10 horas, na maior incidência do sol:

- Para uma cobertura sem isolamento

valor médio = 51,1 ºF

valor máximo = 74 ºF

- Para uma cobertura com isolamento Espuma de Cimento

valor médio = 40,7 ºF

valor máximo = 57 ºF

Cálculo do fluxo de calor

- Para uma cobertura sem isolamento

valor médio: (0,55 x 51,1)Btu/h ft² = 28,1 Btu/h ft2 = 75,59 kcal/hm²

valor máximo: (0,55 x 74)Btu/h ft² = 40,7 Btu/h ft2 = 109,48 kcal/hm²

- Para uma cobertura com isolamento

valor médio: (0,14 x 40,7)Btu/h ft² = 5,7 Btu/h ft² = 15,33 kcal/hm²

valor máximo: (0,14 x 57)Btu/h ft² = 7,98 Btu/h ft² = 21,46 kcal/hm²

Cálculo da economia do investimento Compartimento considerado: área de 100m² Para compensar o calor que entra pela cobertura, sem considerar outras fontes de calor, tais como paredes, janelas, pisos, iluminação, pessoas, etc., seriam necessários, sem isolamento térmico, 2 aparelhos de ar condicionado de 12.000 Btu (3.000 kcal), com o custo de instalação entre 3.000 à 3.400 BTN'S. O custo para se fazer o isolamento térmico na laje de cobertura do compartimento, com espuma de cimento, seria de 1.600 BTN'S.

Os aparelhos de ar condicionado custam mais caro do que fazer o isolamento térmico, e consomem energia.

Aos custos do aparelho de ar condicionado deve-se acrescentar os custos permanentes da energia consumida e da manutenção.

Cálculo da economia de energia:

	Área 100m2
	Fluxo de calor Kcal/hora		Consumo de energia BTN/hora
	Valor Médio	Valor Máximo	Valor Médio	Valor Máximo
Sem isolamento.................... Com isolamento................... Índice da economia..............	7,559 1,533 6,026	10,948 2,146 8,802	0,90 0,18 0,72	1,31 0,26 1,05

Com isolamento térmico, a energia que deixaria de ser consumida durante 3 meses pode ser assim calculada: 10 horas (por dia) x 20 (dias por mês) x 3 (meses) = 600 horas

600 x 0,72 (índice médio de economia) = 432 BTNS

600 x 1,05 (índice máximo de economia.) = 630 BTNs

1.3. Estabilidade das estruturas

1.3.1. Variações de temperatura e coeficiente de dilatação térmica dos materiais.

Todas as estruturas sofrem o efeito das dilatações e das contrações térmicas.

A variação dimensional das estruturas depende da natureza do material e é proporcional à temperatura ambiente. Para se poder avaliar as variações dimensionais é necessário conhecer o coeficiente de dilatação térmica do material, que se expressa em unidade dimensional por grau de temperatura.

A tabela abaixo relaciona os coeficientes de dilatação térmica para diversos materiais, para cada 1,0^ºC de diferença de temperatura.

MATERIAL

COEFICIENTE

Alumínio

Revestimento betuminoso

Chumbo

Concreto armado

Parede de tijolos

0,000.024

0,000.030

0,000.014

0,000.005

A dilatação térmica causa tensões de compressão por aumento de volume.

Exemplo: Considerando uma laje de concreto armado, sem isolamento térmico, com juntas de dilatação a cada 10,0 m, sujeita a uma variação de temperatura de 77 ^oC, a variação do comprimento, ao longo do eixo neutro, seria:

D ℓ = 10 x 0,000014 x 77 = 0.01078m = 10,78mm

As temperaturas máximas e mínimas variam conforme o local. Uma laje pode atingir até 800C quando aquecida pelo sol de verão, em qualquer parte do país, e a temperatura mínima pode variar, de menos de 0^º C nas regiões frias, a 18^ºC ou 20^ºC nas regiões quentes.

1.3.2. Cálculo de tensão de compressão e de tração que

podem ser provocadas pela variação de temperatura.

As compressões e as trações são obtidas pela seguinte fórmula:

d₁ = DL₁x E e d₂ = DL₂ x E

L L

onde:

L = comprimento em (metros)

DL₁ = variação de comprimento para maior provocando tensão de compressão

DL₂ = variação do comprimento para menor provocando tensão de tração

d₁ = tensão de compressão em kgf/cm²

d₂= tensão de tração em kgf/cm²

E = módulo de elasticidade

A = área transversal

F = força total

Os valores de E, para alguns materiais, são relacionados na tabela abaixo:

MODO DE ELASTICIDADE “E”

MATERIAL

E (kgf/cm2)

Ferro

Concreto armado

Parede de tijolos assentados em argamassa de cimento

Alumínio

2.100.000

140.000

100.000

720.000

Exemplo: Laje com 10,0m de comprimento.

Temperatura média ou temperatura de construção:

20^ºC.

Temperatura máxima: 80^ºC

Variação de temperatura: 60^ºC

DL₁ = 10 x 0,000014 x 60 =0,0084m = 8,4mm

Tensão de compressão:

d_l
=0,0084 x 140.000 = 117,6 kgf/cm²

Se esta laje tiver 5,0m de largura e 10,0cm de espessura, a área transversal A é:

A = 500 x 10 = 5.000 cm²

e a força total de compressão F:

F = d_l x A, logo:

F = 117,6 x 5,000 = 588.000 kgf

Esta força extraordinária, que se desenvolve como resultado da dilatação, destrói qualquer obstáculo que se oponha a ela, como muretas, engastamentos entre confinamentos rígidos, etc.

No caso de diminuição da temperatura em relação à média, obtém-se forças de contração. Segundo o exemplo, se a menor temperatura for de 0 ^ºC, a variação de temperatura é de 20^ºC.

DL₂ = 10 x 0,000014 x 20^ºC = 0,0028m = 2,8mm

Tensão de tração:

d₂ = 0,0028 x 140.000 = 39,2 kgf/cm²

F = d₂ x A

F = 39,2 x 5.000 = 196.000 kgf

Como conseqüência, as forças de contração produzem fissuramentos.

1.3.3. Conclusões

A temperatura de uma laje não é necessariamente igual na face exterior e na face interior.

As diferenças de temperatura podem introduzir adicionais forças que tendem a fletir a laje.

Para minimizar os efeitos das dilatações, deve-se recorrer aos seguintes recursos:

- isolar termicamente as lajes de cobertura para minimizar as variações de temperatura;

- optar por elementos construtivos com o menor comprimento possível entre as juntas de dilatação; - não confinar elementos de construção entre perímetros rígidos, sem juntas de dilatação.

2. MATERIAIS ISOLANTES

2.1. Transmissão de calor

O calor é transmitido de três maneiras:

a) por correntes de convecção - os gases e líquidos

b) por condução - essencialmente nos sólidos, mas também nos líquidos.

c) por irradiação - por ondas que atravessam o espaço, similares às ondas de luz.

a) Correntes de convecção

As correntes de convecção decorrem do fato de que num líquido ou num gás as partes mais aquecidas se tornam mais leves e sobem, e as partes mais frias descem. Dessa forma, os líquidos e gases estão em constante movimento, na busca do equilíbrio, aquecendo-se nas zonas de maior temperatura e transferindo o calor para as zonas de temperatura mais baixas.

A convecção nos líquidos e gases também se processa através de movimentos induzidos por ventilação ou por agitação forçada.

b) Condução

O calor é conduzido nos corpos sólidos, e também nos líquidos e gases, pelo contato direto entre as moléculas, que transferem energia de uma para outra.

Todos os materiais conduzem calor, porém a capacidade de condução varia, assim como a capacidade de conduzir energia elétrica. De fato, os bons condutores de eletricidade são também bons condutores de calor e vice-versa.

O ar e muitos outros gases secos, quando estagnados descontada a convecção - são bons isolantes térmicos, ou seja, conduzem pouco calor. A condutibilidade térmica é a medida da capacidade que tem um corpo de conduzir calor.

O calor é transmitido de um corpo para outro pelo simples contato. A quantidade de calor conduzido é proporcional à diferença das temperaturas entre os extremos do corpo e é também proporcional à sua seção transversal.

c) Irradiação

A irradiação do calor é um fenômeno igual ao da irradiação da luz, ou seja, uma transmissão de energia por ondas que se propagam, inclusive no vácuo. É a forma pela qual nos chega o calor do sol. O calor irradiado é refletido por superfícies brilhantes e espelhadas e absorvido por superfícies pretas e foscas.

Todos os materiais perdem ou absorvem calor pelo fenômeno da irradiação, quando existe uma diferença de temperatura entre eles, até que o equilíbrio seja atingido.

Conforme a intensidade, as ondas de calor são visíveis ou invisíveis, sendo a luz uma forma de onda de calor no espectro visível.

2.2. Funcionamento dos isolantes térmicos

Como vimos, o calor é transmitido de um para outro corpo pelo simples contato. Para diminuir essa transmissão, precisamos intercalar entre eles uma camada de material que seja mau condutor de calor.

Entretanto, não há isolante perfeito que possa impedir totalmente a transferência do calor.

Um bom isolante é um material cuja condutividade térmica é baixa em relação à dos materiais usuais.

Como os sólidos conduzem bem o calor e os gases estagnados são maus condutores, os isolantes são sempre produtos celulares ou laminares, formados por células de gás ou simplesmente de ar.

Por esta razão, os isolantes são muito leves.

Encontramos bons isolantes entre os produtos naturais e entre os produtos fabricados pela tecnologia moderna. Entre os primeiros temos cortiça, penas de aves, lã de carneiro, certas argilas que podem ser expandidas (Kieselgur) e fibras de madeira. Entre os segundos, temos espumas plásticas, lã mineral, lã de vidro, espuma de vidro, espuma de cimento, carbonato de magnésio e silicato de cálcio.

A escolha do isolante é feita em função do seu custo, resistência e temperaturas elevadas ou baixas, impermeabilidade, porosidade, facilidade de incendiar-se, peso, resistência à putrefação, facilidade de manuseio, resistência mecânica, resistência química e estabilidade dimensional.

2.3. Materiais isolantes na construção Civil

2.3.1. Comparação entre materiais isolantes e outros materiais.

A tabela seguinte relaciona os materiais isolantes de uso comum na construção civil e compara suas características de densidade e condutividade térmica com as dos materiais de construção.

Os valores da tabela são mais altos do que os dos testes de laboratório, porque nas obras os materiais sofrem deterioração em função da umidade e do modo de instalação.

TABELA COMPARATIVA DA CONDUTIVIDADE TÉRMICA

VALORES PRÁTICOS PARA CÁLCULO

CONFORME NORMA DIN 4108

ISOLAMENTO TÉRMICO NA CONSTRUÇÃO

* 1 kcal/mh ºC = 1,163 W/Km

CONDUTIVIDADE TÉRMICA DOS MATERIAIS ISOLANTES

PARA APLICAÇÃO EM BAIXAS TEMPERATURAS

(TESTADAS A 0^ºC)

VALORES DOS TESTES DE LABORATÓRIO

2.3.2. Comparação dos custos e das características físicas e químicas

dos materiais isolantes

a) A) - Em relação ao custo (agosto/1990)

MATERIAL

Condutividade kcal/mhºC λ

Densidade

Custo BTN’s/m3

Custo BTN’s x λ

Custo Relativo BTN’s

Poliestireno extrudado

Poliestireno expandido do tipo auto-extinguível

Lã de vidro em mantas

Espuma rígida de poliuretano

Espuma de cimento (lançado no local)

Concreto celular em blocos

2,023

0,027

0,031

0,029

0,027

0,018

0,080

0,110

450/450

300

450

598

221

460

858

1277

708

210

13,75

5,97

14,26

24,88

34,48

12,74

7,76

23,10

230

100

239

417

577

213

130

387

Dados com complementares para Compreensão dos valores da tabela: Para encontrar o custo relativo tomou-se como referência a condutância de 1,0 kcal/m² h ^ºC. Para calcular a condutância, a partir da condutividade, usamos a fórmula:

d’

onde d é a espessura do material isolante.

Para encontrar a espessura que proporciona uma condutância de 1,0 kcal/m²h ^ºC temos

d = 1,0 ou d = l

Multiplicando-se o custo de l,0m³ do material isolante por l encontramos quanto custa l,0m² do material com uma condutância de 1,0 kcal/m² h ºC.

B) - Em relação à resistência à compressão:

MATERIAL

Densidade

kg/m³

Resistência

kg/m²

Concreto celular e espuma de cimento

Espumas plásticas com deformação de 10%

Lã de vidro ou lã de rocha

400/450

500

600

40.000 a 80.000

60.000 a 150.000

80.000 a 300.000

10.000

20.000

200

Observação:Todos os materiais isolantes devem ser cobertos com uma camada de argamassa ou uma placa de concreto, para que o peso sobre eles fique distribuído, pois cargas concentradas ultrapassam os valores acima indicados.

C) - Em relação a inflamabilidade

Somente os materiais inorgânicos são realmente resistentes ao fogo e não alimentam a chama. Exemplo: espuma de cimento (concreto celular); argilas expandidas; silicato de cálcio; silicato diatomáceo com amianto; lã de vidro ou lã de rocha que se fundem a temperaturas elevadas e em certos tipos são empregados aglomerantes que podem alimentar a chama. As espumas plásticas são inflamáveis e alimentam a chama. Nelas empregam-se agentes químicos que servem para abafar o processo de combustão, impedindo que o fogo se alastre.

Não obstante, estes materiais devem ser protegidos por revestimentos, de forma a mantê-los resguardados. Para isso, o material deve ser colocado entre duas paredes, pintado com tinta "ignífuga" ou protegido com revestimento de alumínio.

D) - Em relação à absorção da, água e à estabilidade dimensional:

MATERIAL

Densidade

kg/cm³

Absorção

%vol.

Estabilidade Dimensional

Poliestireno

Extrudado

Poliestireno

Expandido

Espuma rígida de

Poliuretano

Lã de vidro

Lã mineral

Concreto celular ou

espuma de cimento

0,2

1,2

absorvente

Estável até 70ºC

Há deformação quando exposto ao sol

Estável

E) – Em relação à resistência ao calor:

MATERIAL

Densidade

kg/m³

Temperatura máxima ºC

Poliestireno extrudado

Poliestireno expandido

Espuma rígida de

Poliuretano

Lã de vidro

Lã mineral

Sílica-diatomácea com amianto

Silicato de cálcio

Concreto celular ou

espuma de cimento

20/25

30-40

100

200

384

200

400/450

120

200

250

300

400

500

600

1.000

1.040

600

300

F) - Em relação à resistência química:

Merece destaque o fato de que as espumas de poliestireno são destruídas pela ação de óleos e solventes, como nafta, aguarrás, benzeno, tolueno e outros.

É necessário escolher adesivos que não contenham estes solventes e evitar o contato com óleos minerais. Antes da aplicação de produtos desconhecidos, devem ser feitos testes nesse sentido.

A espuma rígida de Poliuretano, entretanto, resiste bem à maioria dos produtos químicos e solventes, necessitando de maiores cuidados somente em casos especiais.

Os isolantes inorgânicos resistem bem aos solventes porém, em casos específicos de agressão ácida ou alcalina, é necessário submeter os produtos a testes

3. ESCOLHA E APLICAÇÃO DE MATERIAIS ISOLANTES NA CONSTRUÇÃO

3.1. Onde se faz o isolamento térmico

OS materiais isolantes são mais aplicados nos seguintes

campos:

a) cobertura das construções;

b) fachadas e paredes;

c) câmaras frigoríficas ou recintos climatizados (estufas,saunas, salas de computadores, etc.)

3.2. Materiais isolantes mais apropriados para cada caso

3.2.1. Isolantes mais apropriados Para coberturas

a) Isolante de menor custo Para lajes planas ESPUMA DE CIMENTO

Espessura necessária:

- Para uma transmissão de calor, de 1,0 kcal/m² h ºC a espessura necessária é de 6 a 8 cm.

- Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m² h ºC a espessura necessária é de 11 cm (equivalente a 2,5 cm de espuma rígida de poliuretano).

Além do seu efeito isolante, a espuma de cimento serve para fazer os caimentos e os enchimentos de rebaixos, reduzindo ainda mais os custos, pois substitui a argamassa normalmente usada para isso.

Restrição:

Devido à necessidade de usar uma misturadeira, o serviço só se torna econômico para volumes acima de 20m³.

b) Isolante de menor custo, para sótãos:

MANTAS DE LÃ DE VIDRO COM DENSIDADE DE 40 kg/m³

Espessura necessária:

- Para uma transmissão de calor de 1,0 kcal/m² h ºC a espessura necessária é de 3cm.

- Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/ m² h ºC a espessura necessária é de 4cm.

Restrição:

Estas mantas não podem ser pisadas e encharcam, se houver vazamento de água pelo telhado.

c) Isolante de menor espessura/menor peso, para lajes planas:

PLACAS DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO COM DENSIDADE DE 30 k g/m³

Espessura necessária:

- Para uma transmissão de calor de 1,0 kcal/m2 h ºC a espessura necessária é de 1,8 cm (na prática 2,0 cm)

- Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m² h ºC a espessura necessária é de 2,5 cm.

As placas são coladas por cima da impermeabilização e precisam ser cobertas com argamassa, imediatamente após sua colocação.

PLACAS DE ESPUMA DE POLIESTIRENO COM DENSIDADE DE 25 kg/m³

As placas de espuma de poliestireno são mais baratas, porém, em certas circunstâncias, não suportam as temperaturas altas que a cobertura pode atingir e o serviço fica perdido. Já aconteceram casos em que as placas se derreteram. Quando estas placas forem especificadas, sua densidade mínima deverá ser de 25 kg/m³. Espessura necessária:

- Para uma transmissão de calor de 1,0 kcal/m² h ºC a espessura necessária é de 2,5cm.

- Para uma transmissão de calor de 0,72 kcal/m²h ºC a espessura necessária é de 3,5cm.

Tanto as placas de espuma rígida de poliuretano quanto as de poliestireno expandido suportam perfeitamente o peso das cargas normais de um piso, desde que se execute uma argamassa ou uma sobrelaje de concreto armado, capaz de distribuir o peso. Para trânsito apenas de pessoas e cargas leves é suficiente uma argamassa com 3 cm de espessura.

d) Isolante de menor espessura/menor peso, para telhados e lajes

ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO, APLICADA POR "SPRAY" (PULVERIZAÇÃO) DIRETAMENTE SOBRE A SUPERFÍCIE

A espuma de poliuretano aplicada por "spray"

tem viabilidade econômica para áreas acima de 300 m². Oferece a vantagem de ser auto - aderente e pode ser aplicada sobre superfícies irregulares e onduladas, como no caso de telhas. Resolve casos onde placas não podem ser aplicadas. Este produto necessita sempre de uma pintura ou revestimento de proteção, principalmente quando exposto ao tempo. As pinturas adequadas são:

pinturas asfálticas com acabamento pigmentado de alumínio:

- 2 demãos de “CONGOLINA A2”;

- 2 demãos de “CONGOLINA ALUMÍNIO”;

- pinturas à base de silicone;

- pinturas à base de acrílico;

- pinturas com tintas de proteção contra incêndio;

- aplicações de emulsão asfáltica (“EMUFALTEXSA” com recobrimento de areia).

3.2.2. Isolante para paredes externas e divisórias

a) Paredes construídas com material isolante BLOCOS DE CONCRETO CELULAR (“ESPUMOGEN”). As paredes de concreto celular oferecem a melhor opção. No caso de se desejar um bom isolamento em paredes externas, com incidência do sol, a espessura deve ser de 10 cm (verificar Capítulo “Informações para Construtores – Execução dos Serviços após a Impermeabilização”, item 4, sobre técnica de revestimento).

b)Paredes revestidas com material isolante

A solução mais econômica está nas PLACAS SEMI-RIGIDAS DE LÃ DE VIDRO, que, entretanto, não suportam revestimento de argamassa aplicado diretamente sobre elas.

Os revestimentos mais indicados neste caso são as placas de aglomerado de madeira ou "Lambris", fixadas em granzepes e barrotes de madeira.

As placas isolantes, com espessura de 2,5 cm, ocupam o espaço vazio entre os barrotes e oferecem bom isolamento para ambientes com ar condicionado.

PLACAS DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO ou de POLIESTIRENO EXPANDIDO podem ser colocadas sobre paredes embaçadas e suportam revestimento de argamassa aplicado sobre elas.

As placas são colocadas com auxílio de um adesivo “PLASTIPEGANTE MASSA” ou cola de cimento. Para uma segura colagem é necessário que as superfícies das paredes estejam absolutamente planas. Deve-se fazer um teste para verificar se as placas se apoiam sobre a parede em toda a sua superfície. Se, devido à parede se achar empenada, as placas balançarem e não encostarem totalmente, poderá ficar um vazio no meio ou os cantos ficarem afastados da parede. Nessas circunstâncias, a coragem ficará prejudicada e será necessário recorrer a dispositivos mecânicos para prender as placas. Parafusos com buchas plásticas e amarras de arame galvanizado podem ser empregados. Pinos de aço cravados com tiros de pistola (Sistema Walsywa) também podem ser usados em lajes e paredes de concreto ou em revestimentos muito duros. As pontas das amarras, de arame galvanizado, atravessam as placas e servem para amarrar os vergalhões de ferro que se cruzam por cima das placas.

Os agregados para a massa de revestimento precisam ser escolhidos de forma a evitar que a massa, ao curar, venha a se contrair e apresentar trincas e rachaduras. Cimento e areia, no traço 1:5 por volume, é a melhor solução. Um chapisco de base, no traço 1:1, é necessário para garantir a aderência.

O aditivo aerante ajuda no preparo de massas pois tem a propriedade de conferir liga, sem a inclusão de cal, saibro ou terra de emboço. O saibro é prejudicial e provoca muitas trincas, e a terra de emboço, devido ao seu elevado teor de matéria orgânica, não deve ser usada.

O emprego da tela "deployer" é opcional; porém, se for usada, só deve ser estendida depois da aplicação do chapisco.

Ao se executar a coragem com adesivo P, deve-se levar em conta que o produto é uma emulsão à base de água e sua cura é feita pela absorção da água pelo substrato e por evaporação. As placas isolantes são muito impermeáveis e a água não pode evaporar-se através delas.

Torna-se necessário o perfeito conhecimento do ponto de aderência para, no momento certo, aplicar-se às placas isolantes. Se estas não forem aplicadas no tempo certo, o adesivo “PLASTIPEGANTE MASSA” poderá secar. Caso isto aconteça, a sua adesividade poderá ser ativada por aquecimento, com um maçarico a gás ou lamparina de querosene. O produto é aplicado com uma desempenadeira de aço.

3.2.3. Isolamento contra fogo

Estes isolamentos requerem materiais resistentes a temperaturas elevadas até 1000 ºC. Pode-se usar concreto celular, espuma de cimento, mantas de lã de rocha e placas de sílica diatomácea com amianto ou combinações destes materiais. A escolha do material ou da combinação depende muito das especificações de cada caso e dos detalhes construtivos. É conveniente solicitar a contribuição dos fabricantes ou especialistas na escolha da melhor solução. A espuma de cimento, como proteção das lajes de coberturas de prédios comerciais, é um importante isolamento que pode, em caso de incêndio, salvar as vidas das pessoas que aguardam resgate nos refúgios e heliportos, no topo dos prédios. Para essa função, a espuma deve ficar na face inferior da laje, protegendo esta do superaquecimento,

3.2.4. Isolamento das câmaras frigoríficas

Inicialmente é necessário prever uma barreira ' de vapor. Esse assunto é explicado no capítulo “Barreira de Vapor”. Os materiais isolantes mais usados para o isolamento de câmaras frigoríficas são:

- placas de espuma de poliestireno com densidade mínima de 20 kg/m³;

- placas de espuma rígida de poliuretano com densidade mínima de 30 kg/m³.

- espuma rígida de poliuretano aplicada com “spray" diretamente sobre as superfícies;

- espuma de cimento ou concreto celular;

- placas de cortiça expandida e aglomerada.

A escolha deve obedecer aos seguintes critérios:

a) Material de menor custo:

PLACAS DE ESPUMA DE POLIESTIRENO

Estas placas atendem bem às necessidades normalmente existentes em câmaras frigoríficas.

Nas câmaras com pé direito até 3 m, onde as cargas não excedam de 1.000 kg/m2 ,o poliestireno pode ser usado em paredes, tetos e pisos. Se as cargas sobre. os pisos atingirem até 1.500 kg/m² , deve ser especificado poliestireno com densidade de 25 kg/m³. Para cargas maiores, deve-se usar espuma rígida de poliuretano, cortiça ou embutir tarugos de madeira de lei (peroba do campo), funcionando como suporte.

A laje de piso flutua sobre o isolamento e deve ser sempre de concreto armado, com o mínimo de 8 cm de espessura.

O isolamento com espessura superior a 5 cm deve ser executado em duas camadas de placas, com juntas desencontradas.

A melhor maneira de colocar as placas é usar asfalto quente, porém isso exige mão-de-obra especializado, devido à sensibilidade do poliestireno ao calor. Em locais onde o manuseio do asfalto quente não é viável, pode-se trabalhar com o adesivo “PLASTIPEGANTE MASSA”.

Nunca se deve usar produtos que contenham solventes orgânicos.

Para formar a barreira do vapor, a parede deve ser pintada com “EMUPLÁSTICO LÁTEX” até se obter um revestimento de 1,5 mm de espessura, depois de totalmente seca. Aplica-se o produto nas placas e na parede, tendo o cuidado de deixar evaporar a água, antes de uni-las. A secagem do produto é muito lenta e convém auxiliar a fixação das placas por meios mecânicos, conforme o sistema já descrito no item 3.2.2. (b) deste capítulo.

Quando a mercadoria a ser colocada na câmara for úmida e, por conseqüência, os pisos ficarem molhados, torna-se necessário impermeabilizar a face superior das placas isolantes do piso antes da execução da laje. Essa impermeabilização pode ser feita com asfalto ou “EMUPLÁSTICO LÁTEX” associado a mantas asfálticas.

b) Material isolante de menor espessura/maior rendimento térmico

PLACAS DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIURETANO OU POLIURETANO RÍGIDO APLICADO POR "SPRAY"

A espuma rígida de poliuretano é o isolante térmico mais eficiente e que ocupa menos espaço útil, pois com pequena espessura proporciona bom desempenho térmico. Quando o espaço útil é caro, como em navios ou no interior de prédios, o custo mais elevado do poliuretano compensa.

As placas devem ser aderidas com adesivo “PLASTIPEGANTE MASSA” ou cola – cimento “DIPLAS EXTRA FORTE”.

O asfalto quente não é aconselhável como adesivo. Embora possa ser usado, nem sempre dá resultado, devido à sua incompatibilidade com as placas de poliuretano. Produtos à base de solventes são bem suportados pelas placas e podem ser utilizados em locais abertos, bem ventilados. Esses produtos apresentam o perigo de incêndios, durante a execução. Não devem ser usados em compartimentos fechados e pouco ventilados, pois a volatilização do solvente intoxica os operários.

As placas de espuma rígida de poliuretano suportam até 4.000 kg/m² de carga nos pisos.

Em câmaras de grandes dimensões e em navios, onde as superfícies são muito acidentadas (nervuras, reforços, transversinas, etc.) a espuma rígida de poliuretano, aplicada por "spray", é vantajosa, pois, por ser auto - aderente e em função do pr6prio processo de aplicação, não deixa interstícios vazios. A aplicação de placas rígidas sobre superfícies curvas, como em costados de navios e barcos de pesca, torna-se trabalhosa e imperfeita.

O processo de enchimento "in situ" merece muita cautela e estudo, pois é de difícil execução e controle, e muito sujeito à falhas. Essas falhas passam despercebidas durante a aplicação, aparecendo somente após o uso, pela condensação que se forma ou quando o revestimento é arrancado. A aplicação por, "spray" é de fácil visualização e as eventuais falhas podem ser corrigidas a tempo.

c) Espuma de cimento

A espuma de cimento (“ESPUMOGEN”) encontra aplicação vantajosa e econômica em pisos de grandes câmaras frigoríficas, desde que o acréscimo de espessura não traga inconvenientes. Resiste a cargas até 10.000 kg/m² o que pode ser importante em câmaras de pé direito alto e onde haja movimento com empilhadeiras. Seu emprego sobre as lajes de cobertura reduz a carga térmica total e compensa o custo.

Em certas circunstâncias, pode ser vantajoso substituir a alvenaria de tijolos por blocos de concreto celular com a mesma espessura dos tijolos. Neste caso, pode-se reduzir a espessura das placas isolantes de poliestireno expandido ou poliuretano, pois a parede de concreto celular contribui com uma parcela para o valor total do isolamento desejado.

A utilização somente de concreto celular resulta em paredes muito grossas, sem a correspondente vantagem econômica.

A grande vantagem do concreto celular e da espuma de cimento reside na sua propriedade de total incombustibilidade.

d) Espessura do isolamento

A tabela seguinte indica as espessuras usuais para câmaras frigoríficas isoladas com poliestireno expandido, espuma de poliuretano e espuma de cimento.

Essas espessuras são adequadas para pequenas câmaras. Em grandes projetos é necessário calcular a espessura econômica, relacionando o custo do isolamento com o custo da energia elétrica necessária para gerar a refrigeração.

A espessura econômica do isolamento pode ser muito maior do que a espessura técnica, que visa somente evitar a condensação de umidade no exterior das câmaras. Em seu cálculo, são considerados o tempo de amortização do capital, o custo de energia elétrica e a filosofia empresarial frente a estes fatores.

TABELA DE TEMPERATURAS - ARMAZENAMENTO A FRIO DE DIVERSOS PRODUTOS

PRODUTOS	Temperatura necessária ^ºC	Umidade do ar %	Tempo de Armazenagem	Espessura do isolamento com poliuretano	Espessura do isolamento com poliestireno	Espessura do isolamento com espuma de cimento
VERDURAS:
Couve flor	-1 a 0	90	4 sem.	3”	4”	8”
Batata	+3 a +6	85 a 90	6 a 9 meses	2”	3”	6”
Alface	0 a +1	80 a 90	10 a 14 dias	2”- 3”	2”a 4”	6”a 8”
Cebola	-2 a –2,5	75 a 80	6 a 8 meses	3”-4”	4”a 5”	8”a 10”
Verduras enlatadas	+2 a +4	70 a 75	1 a 2 anos	2”	3”	6”
Verduras Congeladas	-23 a 18	-	6 a 12 meses	5”	7”	14”
FRUTAS:
Maçã	-1 a +1	90 a 95	3 a 10 meses	2”-3”	3” a 4”	6” a 8”
Laranja	0 a +2	85	1 a 2 anos	2”	3”	6”
Banana	+11,5	85	3 sem.	1”	1 ½”	3”
Pêra	-1 a +2	90 a 95	1 a 8 meses	2”-3”	3” a 4”	6” a 8”
Limão	+2 a +5	80 a 85	1 a 2 meses	2”	3”	6”
Frutas congeladas – sucos de frutas	-23 a –19	-	6 a 12	5”	7”	14”
Frutas secas	-1 a +4	70 a 75	9 a 12 meses	3”	4”	8”
PÃO, FARINHA E OUTROS:
Pão	+8 a +10	-	-	1 ½”	3”	6”
Farinha	+2 a +4	-	-	2”	3”	6”
Massas em geral	+8 a +10	-	-	1”	1 ½”	3”
Biscoitos, bolachas, etc.	+6 a +8	-	-	1”	1 ½”	3”
Chocolates em depósito	+4 a +6	-	-	1”	1 ½”	3”
VINHOS:			-
Leves	+6 a +10	-	-	1”	1 ½”	3”
Pesados	+18	--	-	1”	1 ½”	3”
CERVEJAS:			-
Depósito de cerveja	+1 a +1,5	90	-	2”-3”	3”a 4”	6”a 8”
Fermentação de cerveja	+3,5 a +6	-	-	2”	3”	6”

TABELA DE TEMPERATURAS - ARMAZENAMENTO A FRIO DE DIVERSOS PRODUTOS

PRODUTOS	Temperatura necessária ^ºC	Umidade do ar %	Tempo de Armazenagem	Espessura do isolamento com poliuretano	Espessura do isolamento com poliestireno	Espessura do isolamento com espuma de cimento
DIVERSOS:
Restaurantes (Geladeiras)	+2 a +4	83	-	2”	3”	6”
Depósito de sorvetes	-15	-	-	5”	7”	14”
Depósito de gelo	-4 a –6	-	-	3”- 4”	5” - 6 “	10”- 12”
Necrotérios	0 a -5	-	-	2”- 3”	3” - 4”	6” - 8”
CARNE:
Carne em geral	-1 a +1	80 a 85	15 dias	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
Miúdos	0 a +1	75 a 80	3 dias	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
Carne congelada	-15 a –18	85 a 90	10 meses	4”- 5”	6”- 7”	12”- 14”
Carne defumada	+1 a +5	75 a 80	6 meses	2”	3”	6”
Miúdos congelados	-15 a –18	85 a 90	6 meses	4”- 5”	6”- 7”	12”- 14”
Lingüiça	+1 a +5	80 a 85	6 meses	2”	3”	6”
PEIXES:
Conservado no gelo	0 a +1	100	5 a 10 dias	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
Peixe gordo congelado	-23 a –28	90 a 95	8 meses	5”	8”	16”
Peixe magro congelado	-20	90 a 95	12 meses	5”	8”	16”
File congelado	-23 a –28	90	6 a 9 meses	5”	8”	16”
Peixe salgado	-2	85 a 95	10 meses	3”	4”	8”
Peixe enlatado (conserva)	0 a +1	75 a 80	12 meses	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
OVOS:
Conservados em câmaras frigoríficas	-0,5 a +0,5	75 a 85	8 a 10 meses	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
AVES:
Aves frescas	-1 a +0,5	85 a 90	-	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
Congeladas	-15 a –18	85 a 90	-	5”	7”	14”
MANTEIGA, LEITE E QUEIJO:
Leite	0 a +2	-	-	2”	3”	6”
Manteiga (A)	-1 a +4	75 a 80	Até 6 sem.	2”- 3”	3” - 4”	6” – 8”
Margarina	-10	75 a 80	3 a 4 meses	4”	6”	12”
Manteiga (B)	-10 a –14	75 a 80	12 meses	3”- 4”	5” - 6”	10”- 12”
Queijo mole	+2 a +4	80 a 85	2 a 6 meses	2”	3”	6”
Queijo em conserva	+15	80 a 85	-	1”	1 ½”	3”
Queijo em depósito	+1,5 a +14	70	4 a 12 meses	2”	3”	6”

3.2.5 Isolamento de tubulações

Na construção civil temos necessidade de isolar as tubulações dos seguintes gases ou líquidos:

- vapor

- água quente

- água gelada

- salmoura gelada

- linha de retorno de gás refrigerante, entre evaporadores e compressores.

Os materiais e os métodos de execução diferem bastante, variando com as temperaturas (se são baixas ou altas em relação ao ambiente).

a) Isolamento térmico para tubos em temperaturas acima da temperatura ambiente.

Para as temperaturas elevadas, basta cobrir os tubos ou vasos com um isolante adequado e aplicar uma proteção mecânica.

Os produtos são fornecidos em forma de tubos isolantes, em meias calhas, com os diâmetros internos correspondentes aos diâmetros externos dos tubos de ferro.

Conforme a temperatura que o tubo vai atingir, pode-se usar os seguintes produtos:

- até 100^ºC - espuma rígida de poliuretano e lã de vidro;

- acima de 100^ºC e até 300^ºC - lã de vidro, lã de rocha e silicato de cálcio.

- acima de 300^ºC e até 800^ºC - lã de rocha, silicato de cálcio e sílica diatomácea com amianto.

Lã de vidro e lã de rocha são econômicas, mas não têm muita resistência mecânica, podendo ser facilmente deformadas.

Onde o isolamento deve resistir a certos abusos como, por exemplo, pessoas pisando ou encostando escadas, ou quando o aspecto uniforme do acabamento for importante, usa-se silicato de cálcio e sílica diatomácea com amianto, pois estes materiais são duros e indeformáveis.

Tubos embutidos e fora do alcance de maus tratos podem ser isolados com lã de vidro e lã de rocha.

Para o isolamento de tubos de água quente em instalações prediais, a opção fica entre espuma rígida de poliuretano e massa isolante “ARGATEXSA TÉRMICA 1”.

O revestimento usual do isolamento é o alumínio corrugado de 0,15 a 0,30 mm de espessura ou fitas adesivas de PVC.

b) Isolamento térmico para tubos e temperaturas abaixo da temperatura ambiente

O isolamento de encanamentos e vasos para funcionar em temperaturas abaixo da ambiente requer muito cuidado, pois, se o ar conseguir entrar em contato com a superfície fria do metal a umidade contida no ar condensa-se e transforma-se em água.

Se a temperatura desce abaixo de 0^ºC dar-se-á o congelamento, e o acúmulo de gelo acabará por destruir o isolamento.

A água condensada precipita-se, manchando o forro e molhando o chão.

Para excluir o ar e a umidade, há necessidade de uma barreira de vapor, assunto que será tratado detalhadamente no capítulo “Barreira de Vapor”.

Os materiais isolantes apropriados para baixas temperaturas são as espumas de poliestireno expandido, poliuretano rígido, cortiça e, com certas restrições, lã de vidro e lã de rocha.

As espumas plásticas e a cortiça possuem a vantagem da relativa resistência à difusão do vapor d'água, em comparação com a lã de vidro.

As calhas de espuma plástica, por serem rígidas, são, mais fáceis de rejuntar e impermeabilizar adequadamente, o que é importante para impedir o acesso do ar ao tubo. Com o uso de calhas de lã de vidro ou de lã de rocha, a função de impedir a infiltração da umidade fica inteiramente a cargo da barreira de vapor, que precisa manter-se absolutamente estanque.

As calhas isolantes precisam ser fabricadas com o diâmetro interno em exata conformidade com o diâmetro externo do tubo.

Os tubos de aço, fabricados conforme as normas DIN, ASTM, API, etc., variam de diâmetro externo para a mesma bitola nominal. No caso de tubos de cobre, o diâmetro nominal é o externo e não o interno (como acontece com os tubos de aço).

Quando se encomenda calha isolante é necessário especificar o tipo de tubo ou definir precisamente o raio interno da calha isolante.

Os tubos isolantes são fornecidos em meias calhas e, para os diâmetros grandes, em segmentos curvos.

Quando se usa isolamento de espumas plásticas deve-se especificar as de qualidade auto - extinguíveis.

Em instalações prediais são necessárias precauções adicionais para evitar a propagação do fogo entre andares e setores, assim resumidas:

- executar uma barreira de vapor com lâmina de alumínio gofrado, defendendo o isolamento do fogo;

- interromper a continuidade do tubo isolante plástico, intercalando calhas de silicato de cálcio de 1m de comprimento, no transpasse de um compartimento ou de um andar para outro.

Os segmentos de tubos isolantes precisam estar bem ajustados aos tubos e vasos e perfeitamente rejuntados. O adesivo precisa manter flexibilidade às baixas temperaturas e deve ser formulado especialmente para este fim, com o adesivo “PREJUNTER”.

Além da coragem, usam-se amarras de arame galvanizado para prender as meias calhas.

Para aplicação em temperaturas abaixo de 0 ^oC, os tubos isolantes devem ser aplicados em duas camadas, de forma que as juntas fiquem desencontradas, tanto no sentido longitudinal quanto no transversal.

As espessuras adequadas de isolamento, em função das temperaturas, podem ser escolhidas na tabela seguinte:

TEMPE-RATURA INTERNA DO TUBO		-130 -101		-100 -81		-80 -61		-60 -51		-50 -41		-40 -31		-30 -21		-20 -11		10 0		ACIMA 0^ºC
UR%		80	90	80	90	80	90	80	90	80	90	80	90	80	90	80	90	80	90	80	90
		ESPESSURA DO ISOLAMENTO EM MILÍMETROS
DIÂMETRO NOMINAL DO TUBO EM POLEGADAS	½	63	100	50	75	50	75	50	75	(38)	(50)	38	(50)	38	50	(25)	(38)	25	(38)	20	(25)
	¾	(63)	100	(50)	(75)	63	(75)	50	(75)	50	75	38	75	38	(50)	38	(50)	25	50	20	38
	1”	75	100	63	100	63	100	50	100	50	75	38	75	38	63	38	63	25	50	20	38
	1 ¼”	75	100	63	100	63	100	50	100	50	75	38	75	38	63	38	63	25	50	20	38
	1 ½”	75	(100)	(63)	(100)	(63)	(100)	(50)	100	50	(75)	(38)	75	38	(63)	38	(63)	25	(50)	20	38
	2”	75	125	75	125	75	125	63	100	50	100	50	75	38	75	25	63

ISOLAMENTO TÉRMICO

3.2.5 Isolamento de tubulações

UR%

ESPESSURA DO ISOLAMENTO EM MILÍMETROS