BARREIRA DE VAPOR

1. GENERALIDADES. 2

2. EFEITOS DO VAPOR D'ÁGUA. 2

3. PRINCÍPIOS BÁSICOS. 4

4. BARREIRA DE VAPOR NO ISOLAMENTO TÉRMICO. 6

4.1. Parede de câmara frigorífica. 6

4.2. Isolamento de vasos e tubulações. 9

5. PRODUTOS PARA BARREIRA DE VAPOR. 10

5.1. Produtos à base de água (emulsões asfálticas). 10

5.2. Produtos asfálticos à base de solventes. 11

5.3. Produtos à base de lâmina de alumínio gofrado. 11

1. GENERALIDADES

Para melhor compreensão do texto, recordaremos inicialmente o significado de algumas expressões:

a) Barreira de Vapor

Membrana que impede a migração do vapor d'água.

b)Vapor d'água

Gás presente na atmosfera em quantidade variável, resultante da evaporação da água.

b) Umidade Relativa (UR)

Valor, expresso em percentual, da relação entre o peso verdadeiro do vapor d'água contido em 1m³ de ar e o peso do vapor d'água contido em de ar saturado, nas mesmas condições de temperatura, ou seja: Peso verdadeiro do vapor d'água por m³ de ar x 100, a dividir pelo peso do vapor d'água por m³ de ar saturado

d)Pressão do vapor d'água

Fração da pressão atmosférica, proporcional ao teor de vapor d'água (umidade relativa) expresso em kgf/cm² ou em coluna d'água ou em mercúrio. Esta pressão consta das cartas psicométricas ou tabelas de vapor.

e) Ponto de orvalho

Quando a temperatura de uma massa de ar começa a diminuir, aumenta a umidade relativa (UR), porque diminui a capacidade do ar de reter vapor d'água. Atingida e ultrapassada a temperatura que corresponde à saturação, o excesso de vapor condensa-se e precipita-se em forma de água (condensação). A umidade precipitada durante a noite, ao baixar a temperatura do ar, é chamada orvalho. A temperatura do ar na qual a umidade atinge a saturação é o ponto de orvalho.

2. EFEITOS DO VAPOR D'ÁGUA

O vapor d'água, por se encontrar em forma de gás, possui a característica de penetrar através de materiais porosos (permeáveis), que são quase todos os materiais empregados na construção.

A migração do vapor d'água através de uma parede está relacionada com a diferença entre a pressão de um lado da parede e a pressão do outro lado, e com a porosidade da parede. O teor efetivo do vapor da água contido na atmosfera está relacionado com a temperatura.

Os valores da tabela seguinte dão uma idéia das variações que existem, tanto no peso como na pressão.

TEMPERATURA ^OC	UR %	Vapor d’água Peso da água (gramas) em 1 (um) kg de ar seco	Pressão do Vapor d’água Kgf/m²
0	60	2	28
12	60	5	84
32	100	30,5	492
38	80	33	534

Comparando-se as condições 0^ºC, 60% UR com 38^ºC, 80% UR, verificamos que o peso da água da segunda condição é 16,5 vezes maior do que o peso da água da primeira condição e a pressão é da ordem de 534-28 = 506 kgf/m².

Esta diferença de pressão impulsiona o gás (vapor d'água) através dos materiais porosos, no esforço de estabelecer o equilíbrio.

Na prática, as condições que provocam o desequilíbrio de temperatura e a conseqüente pressão do vapor d'água são, em nosso pais, a refrigeração dos ambientes. Tratando-se de simples ar condicionado, a diferença de temperatura não atinge valores significativos para merecer maiores cuidados, porém, nas instalações frigoríficas, é indispensável levar em conta esse fenômeno.

Sem a prevenção contra a migração do vapor d'água, surgem os seguintes problemas:

a) em câmaras acima de 0^ºC, a umidade migra através das paredes e pode condensar-se no interior do material isolante térmico provocando a diminuição do efeito isolante.

b) em câmaras abaixo de 0^ºC, o efeito acima descrito é agravado pela possibilidade da água condensada congelar-se no interior da parede ou material isolante. A água quando se congela, expande-se e com isso, acaba por arrebentar as paredes. Portanto, ao se construir um frigorífico ou ao se isolar termicamente vasos ou tubos refrigerados, é preciso evitar a migração do vapor d'água.

3. PRINCÍPIOS BÁSICOS

Barreira de vapor, como diz o próprio nome, é algo que se intercala no caminho do vapor d'água para impedir sua passagem. Deve ser uma membrana estanque.

A migração do vapor d'água através de um material é expressa nos seguintes termos:

Fator de resistência à difusão:

Este fator expressa quantas vezes a resistência de um material é maior em comparação com uma camada de ar, de igual espessura, na mesma temperatura.

Assim, um fator μ = 5 significa que o material é 5 vezes mais resistente à difusão do que uma camada de ar parado, com igual espessura e temperatura.

A quantidade de água que passa por um material é medida nos seguintes valores:

sistema métrico: g/mh mm Hg

unidades inglesas: grains in/sq. ft. in Hg. h.

A determinação da transmissão de vapor d'água é feita conforme o método ASTM E 96-66, denominado “Water Vapour Transmission of Materials in Sheet Form” (Transmissão de vapor d'água de materiais em forma de mantas).

Distinguem-se três valores:

a) Transmissão de vapor d'água, expressa em g/24h m²

b) permeância do vapor d'água, expressa em g/24 hm² mm Hg (metric perm) (espessura não definida).

c) permeabilidade ao vapor d'água, expressa em g/cm/24 hm² mm Hg (metric perm centimeter) (espessura das mantas definida em cm).

Para converter permeabilidade em fator de resistência multiplica-se:

g/cm/24 h m² mm Hg x 0,1176 = 1

m

Fator já para materiais, em estado seco:

MATERIAL	Densidade kg/m^3	Fator ( μ )
Materiais de construção	1.360	6,8
Tijolos (lajotas)	1.530-1.860	9,3-10
Telhas	1.880	37-43
Concreto	2.100	23
	2.300	30
Telha de fibra-cimento	1.920	51
Materiais isolantes
Espuma de poliuretano (sem pele)	50	5,3
Espuma de poliestireno (styropor)	20	40-100
Fibra de madeira prensada	460	6,8
Cortiça expandida	100-140	5,0-30
Espuma de vidro	149	infinito
Lã de vidro	100-300	1,17-1,27
Barreira de vapor
Emulsão betuminosa com aplicação de asfalto quente		54.900-138.300
Feltro asfáltico		3.640-18.280
Papelão betuminado		11.620
Filme plástico 25g/m^2 (0,025mm)		32.600-65.000
Lâmina de alumínio 40g/m^2		Infinito
Pintura de borracha clorada 0,1mm		24.000-77.000
Pintura com tinta a óleo 0,1m		9.800-24.000
Mastique asfáltico-base solvente		98.000
Mastique asfáltico-base emulsão		4.434

Uma análise da tabela revela que somente uma lâmina metálica é completamente estanque. Depois vêm as camadas de produtos betuminosos (asfaltos) e os plásticos, porem já com relativa permeabilidade.

Na vida cotidiana é fácil reconhecer o fenômeno, observando-se o que acontece com alimentos colocados em invólucros de plásticos. Por exemplo: carne e queijo em sacos plásticos grossos, empacotados a vácuo, demoram muito para desidratar. Por outro lado, biscoitos mantidos em sacos plásticos finos absorvem a umidade do ar em pouco tempo, ficando murchos. Isto demonstra que a umidade migra através de um filme plástico fino. O filme grosso e a natureza do plástico do invólucro de carne ou de queijo oferecem mais resistência, atrasando a migração e conservando a umidade do produto por bastante tempo. Chamamos a atenção para o fato de que um material pode ser impermeável à água em estado liquido, porém não atuar como barreira de vapor.

Onde a água não passa, o vapor d'água pode passar. Na construção, as tintas vinílicas e algumas de silicone impedem a passagem da água e são laváveis, entretanto deixam a parede respirar, o que não acontece com o esmalte sintético ou a tinta a óleo.

4. BARREIRA DE VAPOR NO ISOLAMENTO TÉRMICO

Quando fazemos um isolamento térmico, separamos dois ambientes de temperaturas diferentes, com o intuito de diminuir a transmissão de calor.

Partindo da temperatura ambiente, temos as condições de isolamento contra calor, no caso de temperaturas mais altas, e isolamento contra frio, para temperaturas mais baixas. O fenômeno é o mesmo, mas a mudança das condições altera os materiais e a técnica. O vapor d'água sempre migra do lado mais quente para o lado mais frio.

Vamos examinar alguns casos específicos.

4.1. Parede de câmara frigorífica

Construção conforme figura:

Analisando esta parede, notamos, em primeiro lugar, a posição da barreira de vapor em relação aos demais componentes. Ela está ao lado do material isolante, para impedir a passagem ou diminuir a migração do vapor d'água para o material isolante.

A barreira de vapor precisa ter absoluta continuidade em volta da câmara, não podendo sofrer interrupção em nenhum ponto.

Se construtivamente for vantajoso, a barreira de vapor, feita pelo lado de fora da parede, tem o mesmo efeito, mas quase sempre é mais prático e econômico executá-la na posição que mostramos. Nunca deve ser colocada do lado frio do isolante.

A qualidade da barreira de vapor depende da natureza do revestimento interno (f).

Se o revestimento tiver permeabilidade, igual ou maior do que a do material isolante, é suficiente retardar a migração do vapor, pois quando este entrar no material isolante encontrará vazão para dentro da câmara. É necessário, porém, que a umidade do ar no interior do isolante não venha a atingir o ponto de orvalho. Outro fator é a temperatura interna. Quanto mais baixa essa temperatura, maior será a pressão, e portanto mais estanque precisa ser a barreira de vapor.

Com um revestimento permeável, digamos, um emboço de argamassa com pintura de cimento branco e temperaturas não inferiores a -15 ^oC, a barreira de vapor não precisa ser totalmente estanque. Basta que ela retarde a migração.

No caso de um revestimento relativamente estanque, como, por exemplo, azulejo ou pintura com esmalte ou ainda chapeamento com aço (inoxidável ou galvanizado), e, em temperaturas baixas (abaixo de – 25 ^oC), a barreira de vapor precisa ser totalmente estanque.

Na prática, valem as indicações da tabela a seguir:

Item	Temperatura interna	Tipo de revestimento	Barreira de vapor
1	Até –5^ºC	Argamassa cimento e areia, traço 1:5, pintura com cimento branco ou outra tinta bem permeável	Imprimação das paredes com emulsão asfáltica: 55% de teor de asfalto, 0,3kg/m^2 ou massa asfáltica que deixa uma película seca com 1,5mm de espessura.
2	Até –15^ºC	Idem	Idem, porém com 1,5 kg/m^2 de asfalto ou película seca com 2mm de espessura
3	Até –25^ºC	Idem	Idem, porém com 2 kg/m^2 de asfalto ou película seca com 2mm de espessura
4	Qualquer, mesmo abaixo –25^ºC	Qualquer, mesmo impermeável, como azulejos, aço, pintura de esmalte, etc.	Lâmina de alumínio com 0,05 mm de espessura mínima (na prática usa-se 0,08 a 0,10 mm para maior resistência) colado com adesivo apropriado.
Geladeiras cujos exteriores são de chapa ou câmeras frigoríficas a bordo de navios, cujas paredes externas são as chapas das anteparas ou costados, dispensam a necessidade de barreiras de vapor.

Na execução da barreira de vapor devem ser observados os seguintes cuidados:

- aplicar os produtos de forma uniforme;

- evitar perfurações por menores que sejam;

- executar com continuidade;

- na aplicação de mantas, lâminas ou filmes, executar a vedação das juntas por sobreposição (transpasse) de, no mínimo, 5 cm.

4.2. Isolamento de vasos e tubulações

O primeiro fato a considerar é que o lado frio é estanque, pois constitui-se da própria parede do vaso ou do tubo, que é de aço, não proporcionando ventilação e salda para a umidade que penetra no isolante. Daí a conclusão de que a barreira de vapor precisa ser estanque.

Se no interior do tubo a temperatura for de menos, de 0^ºC e a umidade chegar ao tubo, forma-se gelo dentro do isolamento, estourando-o.

As barreiras adequadas são:

a)Para água gelada (5^ºC):

Massa asfáltica à base de emulsão ou solvente, conforme o material isolante, formando película de O,5 mm de espessura, após seca. Sobre a espuma de poliuretano, pode ser à base de solvente. O uso de um tecido simples de vidro (não tecido duplo) facilita o controle de espessura.

b)Para salmouras e refrigerantes (amônia, Fl2 e F22) entre 0^ºC e –10^ºC:

Massa asfáltica de l mm de espessura, com tecido simples de vidro, e acabamento com pano de algodão pintado com 2 ou 3 demãos de esmalte sintético ou a óleo.

c) Para salmouras ou refrigerantes, abaixo de –10^ºC:

Lâmina de alumínio liso bem ajustada ao tubo, ou lâmina de alumínio gofrado com fundo integral de asfalto, ou lâmina de alumínio fino sobre reforço de papel Kraft.

No caso de vasos grandes, recomenda-se a proteção mecânica por cima da barreira de vapor, com argamassa de cimento e areia, armada com tela de arame galvanizado.

Quando se usa alumínio liso, na espessura de 0,5 mm ou mais, ou chapa galvanizada, não há necessidade de outra proteção. Estes revestimentos, porém requerem muito cuidado nas juntas e sobreposições, pois estas dificilmente ficam bem ajustadas. “JUNTER F” de calafetação e vedação nas juntas, é indispensável.

O alumínio corrugado serve como proteção mecânica, mas não serve como barreira de vapor. As corrugações impedem o perfeito ajuste e vedação das sobreposições. O alumínio corrugado é fabricado com ou sem revestimento de papel Kraft e asfalto na face interna. Este revestimento é necessário quando o alumínio é aplicado sobre o isolamento de um tubo quente, pois, neste caso, o invólucro representa a face fria em relação ao tubo e, sem o papel, provocaria condensação na superfície interna do alumínio. Quando o alumínio corrugado é aplicado sobre o isolamento de um tubo frio, não há necessidade de papel Kraft.

5. PRODUTOS PARA BARREIRA DE VAPOR

5.1. Produtos à base de água (emulsões asfálticas)

Emulsão com polímero de borracha (em forma gelatinosa ou de massa) “EMUPLÁSTICO LÁTEX”.

Serve para coragem de materiais isolantes e execução de barreira de vapor em câmaras frigoríficas e tubulações. Indicações: casos especificados nos nº^s 1, 2 e 3 da tabela do item 4.1. e nas letras "a" e "b" no item 4.2.

5.2. Produtos asfálticos à base de solventes

a) MASSA ASFÁLTICA (“BETUPLÁSTICO”)

Indicado para barreira de vapor e para revestimentos, nos casos especificados nas alíneas a e b do item 4.2. É aplicado diretamente sobre o isolamento das tubulações, oferecendo também, proteção contra as intempéries, quando as tubulações estão expostas ao tempo, como geralmente acontece nos isolamentos onde se utilizam calhas de silicato de cálcio.

b) ADESIVO ASFÁLTICO (“PREJUNTER”)

Indicações: coragem da manta asfáltica sobre qualquer superfície.

c) ADESIVO ASFÁLTICO ESPECIAL

Adesivo asfáltico formulado para baixas temperaturas. Indicações: coragem de isolamento de poliuretano sobre qualquer superfície.

5.3. Produtos à base de lâmina de alumínio gofrado

Manta em alumínio gofrado “MORDAL”, tendo uma face revestida de asfalto, com 1,5mm de espessura.

Indicações: qualquer barreira de vapor totalmente estanque, câmaras frigoríficas, tubulações e vasos (nº 4 da tabela do item 4.1. é letra "c" do item 4.2.).