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FAQ's

Isolamento térmico e comportamento energético dos edifícios. Definições básicas. Condutibilidade térmica dos isolamentos face ao resto dos materiais de construção. Espessuras económicas de um isolamento térmico. Exigências na normativa.

Por que é que se deve isolar?
Como é que se pode conseguir o controlo térmico do edifício?
Qual é o papel que têm as instalações e os equipamentos de acondicionamento?
Como é que funciona um isolamento térmico?
O que é que significam as unidades de condutividade térmica?
Com que prestações térmicas se pode falar propriamente de um isolamento térmico?
Qual é que é a incidência que tem a água no comportamento térmico dos materiais?
O ar pode ser considerado um isolamento térmico?
Em que medida os tijolos ou os blocos multi-alveolares são isolamentos térmicos?
O isolamento reflector é uma forma efectiva de reduzir a transmissão térmica?

Propriedades dos isolamentos térmicos

De que é que depende a resistência térmica proporcionada por um isolamento térmico?
Em que circunstâncias é que se pode ver reduzida a espessura do isolamento térmico?
Que valores de resistência à compressão é que oferecem os distintos isolamentos térmicos?
Que valores de condutividade térmica oferecem os diversos isolamentos térmicos?
O que é que pode provocar a degradação da condutividade térmica com o tempo?
Que estudos existem sobre o comportamento a longo prazo dos isolamentos térmicos?
Até que ponto a humidade influencia um isolamento térmico?
Que absorções de água suportam os diversos isolamentos térmicos?
Como evitar os problemas de humidade líquida quando se utilizam isolamentos térmicos?
Se um edifício não “transpirar”, não existe o risco de ocorrer condensações?
Como se pode ter a certeza de que as propriedades dos produtos são as que os fabricantes garantem?

O isolamento térmico e o meio-ambiente

Que impacto meio-ambiental é que têm os isolantes térmicos?
Como se pode quantificar a redução de consumo energético e de emissões de CO2 utilizando o isolamento térmico?
Existem diferenças relevantes entre os impactos meio-ambientais dos diversos isolantes?
Qual é a relação existente entre a energia usada para fabricar um isolante e a energia poupada na sua utilização?
O que é que se mede para determinar correctamente o impacto meio-ambiental que um isolante térmico tem no meio-ambiente?
No fabrico de isolantes térmicos utilizam-se matérias-primas prejudiciais à camada do ozono?
Utilizam-se matérias-primas com potencial de aquecimento global (gwp)?
O que é o XPS?



Isolamento térmico e comportamento energético dos edifícios. Definições básicas. Condutibilidade térmica dos isolamentos face ao resto dos materiais de construção. Espessuras económicas de um isolamento térmico. Exigências na normativa.

Por que é que se deve isolar?

Na adaptação ao meio, o ser humano distingue-se dos restantes seres vivos por uma actividade incessante através da qual o próprio meio é transformado, para adequá-lo às necessidades humanas. Desta forma, a cabana mais primitiva mostra esse acondicionamento do meio envolvente para que chegue a ser o lugar do homem. Trata-se de marcar o território, segregando a parte que nos pertence. Observa-se, portanto, que desde as origens a própria habitação do homem inclui essa forte tendência de se isolar.

Desde sempre, o homem tem procurado, dentro das limitações de cada lugar e época, aproximar-se a uma situação de conforto, na qual a variável térmica é fundamental. De tal modo, que o controlo do fogo pode ter sido um primeiro grande passo. Porém, o ser humano também viu que a madeira que queimava – e se podia usar de maneira mais eficaz e duradoura como material de construção para levantar a sua casa. Hoje em dia os critérios meio ambientais de sustentabilidade são a tradução actual de um pensamento que nunca deve ser única e exclusivamente económico mas que implica a utilização adequada dos recursos e um ecológico “menos é mais”. E um dos elementos fundamentais para o conseguir na construção é o isolamento térmico.

Como é que se pode conseguir o controlo térmico do edifício?

Como se referiu, um edifício separa-se do meio envolvente natural e cria umas condições internas mais ou menos controladas. Qualquer material de construção que forme os muros, a cobertura e o solo do edifício “isola” do exterior nesse sentido de separar. A eficácia térmica de tal separação depende de vários factores:

» A configuração do edifício adaptado às condições do lugar: topografia, vegetação, orientação, ventos e chuvas dominantes, etc. Este factor, com ou sem arquitecto, forma parte do projecto de arquitectura do edifício. A casa com “pátio mediterrâneo” é um bom exemplo dentro da arquitectura vernácula. Os terraços soalheiros das regiões cantábricas também. Por outro lado, inter-relaciona-se bastante bem com a maneira de urbanizar. Mas aqui entramos nas esferas da política e da economia de grande escala, fora do objecto que nos move.
» A inércia térmica da construção. Em função das condições locais poderá interessar contar com maior ou menor capacidade calorífica. Quanto maior inércia térmica tiver o edifício, isto é, quanto maior capacidade calorífica, mais estável será a construção perante as mudanças de temperatura exteriores. Isto é especialmente aplicável a climas extremos e com intensa radiação solar.
» A ventilação da superfície envolvente. Em climas de intensa radiação solar, ou com problemas de humidade elevada, a ventilação da superfície envolvente equivale a colocar duas camadas entre o interior e o exterior, em vez de uma. Muito vantajoso para efeitos de dissipar o calor, em climas com grande radiação solar, e de secar qualquer tipo de humidade retida na superfície envolvente, em climas com muitas precipitações e fontes de humidade em geral.
» A cor das superfícies exteriores da envolvente. Importante de modo a controlar o efeito da radiação solar, maior com cores escuras – maior absorção da radiação –, menor com cores claras.
» O isolamento térmico da superfície envolvente, assunto deste documento.

Qual é o papel que têm as instalações e os equipamentos de acondicionamento?

Não incluímos, como epígrafe sob a pergunta anterior, as diferentes instalações e equipamentos de acondicionamento (aquecimento e refrigeração) uma vez que, tal como se pode verificar, todos os factores anteriores se referem à arquitectura e à construção do edifício per se, antes de incorporar qualquer outra máquina. Além disso, voltando ao caso da cabana primitiva que evita queimar a madeira e a organiza entre uma estrutura duradoura (construção, arquitectura), os critérios de sustentabilidade passam, entre outras coisas, para dar o mínimo dimensionamento possível a estas máquinas que queimam e consomem recursos e emitem poluentes para a atmosfera. A tocha dos tempos modernos quer uma chama o mais pequena possível. Mais uma vez, menos é mais. A melhor energia é a não consumida.

Existem outros dois factores pelos quais os equipamentos de acondicionamento são soluções menos robustas e eficazes do que as intervenções feitas, tal como o isolamento térmico, desde o início, na construção do edifício:

» Se a vida útil tiver um horizonte temporal de várias décadas (50 anos é uma cifra normalmente usada), os equipamentos terão que ser muito antes renovados e, em qualquer caso, o seu rendimento dependerá de que tenham manutenções adequadas. Tudo isto são custos adicionais diferidos, enquanto que uma superfície envolvente bem construída, neste caso bem isolada, está “feita para sempre”.
» A normalização e certificação de produtos não prosperou ao mesmo ritmo nos diversos produtos e materiais. De facto, a comparação, por exemplo, entre o nível atingido nos isolamentos térmicos e o alcançado nas instalações é totalmente favorável aos isolamentos. Isto permite garantir uma qualidade fiável, no caso dos isolamentos.

Como é que funciona um isolamento térmico?

Reduzindo intensamente a Transmissão Térmica (valor U, antigo coeficiente K) a través da superfície envolvente do edifício. Desde a inversa pode-se ver a Resistência Térmica, que é assim aumentada todo o possível:

Se dissermos “intensamente” é porque há que distinguir as prestações térmicas, dadas pelo isolamento térmico como tal, das oferecidas por qualquer outro material de construção. O valor que defina tais prestações é a condutividade térmica, _ (lambda), e na fórmula anterior pode-se obter um R para qualquer material, visto que não há nenhum tão supercondutor do calor como para ter uma condutividade infinita. Da mesma forma não existe nenhum super isolante que corte absolutamente o fluxo de calor com uma condutividade nula (=0).

O que é que significam as unidades de condutividade térmica?

As unidades de condutividade térmica expressam, para uma espessura unitária [m], a energia por tempo [W =Vatio], por unidades dimensionais de superfície [m2], e por grau de diferença de temperatura [K = Kelvin]. Tal como se pode verificar, são unidades facilmente traduzíveis em termos de energia por metro quadrado [kWh/m2] uma vez que se determinou um período de tempo [horas] e um salto térmico [graus] válido para esse período.

Com que prestações térmicas se pode falar propriamente de um isolamento térmico?

Os isolamentos térmicos apresentam valores muito baixos de condutividade (com condutividade inferior a 0,060 W/m·K e resistência térmica superior a 0,25 m2·K/W) e isolam termicamente de uma forma especialmente “intensa”, com uma diferença em relação aos outros materiais que é de ordem de magnitude, tal como se pode ver a seguir:

Qual é que é a incidência que tem a água no comportamento térmico dos materiais?

Embora a água não seja um material de construção “para uso” (apesar das coberturas de água ou coberturas cisterna, onde se aproveita a sua capacidade calorífica – inércia térmica –, não o seu poder isolante), não obstante, forma parte não desejada mas inevitável da construção, tanto na sua forma líquida como na mais perigosa forma sólida (gelo). Assim acontece com as infiltrações de água da chuva, as nevadas, as geadas, as condensações, a capilaridade ascendente desde o terreno, a própria água usada na construção do edifício, etc. Do exame dos valores de condutividade da água expostos no quadro deduz-se o aumento da condutividade térmica dos materiais de construção quando absorvem água. No caso de alguns isolamentos térmicos também se pode produzir este efeito pernicioso, tal como se verá mais adiante.

O ar pode ser considerado um isolamento térmico?

Não. O ar não é um isolamento térmico, apesar da reduzida condutividade que o caracteriza. Numa câmara de ar a transmissão térmica não se produz em função de uma condução baixa, mas através de outro dos três mecanismos físicos da transmissão térmica: a convecção (de fluidos e gases). [O terceiro mecanismo é a radiação e analisar-se-á um pouco mais à frente]. Portanto, um coeficiente de condutividade baixo é irrelevante aqui. Como se reúne em inúmeros Códigos e Normas da Edificação, uma câmara de ar alcança um máximo de Resistência Térmica para uma espessura de aproximadamente 50 mm.

Mas, tal Resistência Térmica [0.18 (m2·K)/W] é entre 5 e 10 vezes menor que oferecida por um isolamento térmico da mesma espessura [de 1 a 1.92 (m2·K)/W]. De facto, um isolamento térmico costuma oferecer uma estrutura material que permite confinar o ar (ou outro gas) sem praticamente nenhuma convecção, de modo que a condutividade ponderada do material esteja o mais próximo possível da do ar. Mais adiante, descrever-se-ão alguns pormenores desta estrutura. Quanto às câmaras de ar, o seu efeito térmico mais benéfico será quando, tal como se expôs na pergunta “Como é que se pode conseguir o controlo térmico do edifício?”, sirvam para dissipar o calor através de ventilação (em última análise,convecção forçada). Isto é, servirão em condições estivais de intensa radiação solar.

Em que medida os tijolos ou os blocos multi-alveolares são isolamentos térmicos?

Em nenhuma. Alguns materiais de construção, com condutividades térmicas relativamente baixas se forem comparadas com o betão ou com um tijolo normal, não resistem à comparação com os isolamentos térmicos.

Assim, no quadro pode-se ver, por exemplo, que os tijolos multi-alveolares (com um nome comercial alusivo, de forma abusiva e incorrecta, ao aspecto térmico) apresentam uma lambda entre 4 e 11 vezes superior. Coincide, em grande medida com aquilo que foi descrito para as câmaras de ar, visto que, em termos gerais é do que se trata, de um conjunto de pequenas câmaras. No quadro observa-se que os tijolos multi-alveolares se encontram mais próximos das madeiras, lâminas e estuques do que junto dos isolamentos térmicos propriamente ditos. Além disso, os conteúdos de humidade incidirão num apreciável aumento da condutividade relativamente aos valores em seco ou, o que é a mesma coisa, a uma redução da Resistência Térmica esperada.

Da mesma forma, também pode ser a complicação e a debilidade de uma solução de muro de uma só folha (como se costuma instalar), sem câmara, sem capacidade para estancar a água e o ar, (devido às inúmeras juntas abertas, em seco, sem argamassa, para evitar a penalização sobre a R provocada pela argamassa das juntas).

E o betão celular?

Um caso especial é o do betão celular, onde se verifica uma formação de espuma que o aproxima da estrutura típica de muitos isolantes. Não obstante, continua a apresentar uma condutividade entre praticamente 2 e 7 vezes superior. Tal como no caso anterior, os níveis de humidade incidirão num apreciável aumento da condutividade relativamente aos valores em seco.

O isolamento reflector é uma forma efectiva de reduzir a transmissão térmica?

Na construção é muito raro e difícil que assim seja. No quadro não se mostraram as condutividades dos designados isolamentos por reflexo da radiação, uma vez que não faz qualquer sentido. Se constassem, teriam de constar igualmente as dos metais, como costumam ser todas as lâminas comercializadas sob este conceito de “isolamento reflector”. Ou seja, logicamente, NÃO são isolamentos térmicos, caracterizados por uma baixa condutividade térmica. É verdade que costumam formar um efeito “sandwich” com uma espuma isolante com poucos milímetros de espessura, o que dá lugar, em directa proporcionalidade, a uma R muito pequena.

O problema destes produtos em construção é que as uniões do edifício costumam ser formadas por camadas em contacto (condução) umas às outras, e o efeito reflector vai desaparecendo por completo quando volta a a elevada condutividade da lâmina ou filme metálico. Isto é, só é eficaz e funciona quando a lâmina reflectora tiver uma câmara de ar à sua frente, o que é muito difícil de instalar e construir na maioria das aplicações. Nos locais onde podem ser instalados adequadamente são um complemento ou acessório para os isolamentos térmicos propriamente ditos.


Propriedades dos isolamentos térmicos

De que é que depende a resistência térmica proporcionada por um isolamento térmico?

Da própria expressão Resistência Térmica, R = espessura / condutividade térmica, conclui-se que:

» A Resistência é directamente proporcional à espessura. Quanto maior é a espessura, maior é a R.
» A Resistência é inversamente proporcional à condutividade térmica. Quanto maior é a condutividade, menor é a R.

Deste modo, convém ver as circunstâncias que podem reduzir a espessura ou aumentar a condutividade, para avaliar as prestações térmicas reais que possam proporcionar um isolamento térmico.

Em que circunstâncias é que se pode ver reduzida a espessura do isolamento térmico?

Em qualquer aplicação onde se encontre submetido a carga. Podem ser carga instantâneas, inclusive como resultado da instalação. Por exemplo, um material altamente compressível, como as fibras ou as lãs minerais, ao ser inserido na câmara de uma parede pode ser esmagado se não se proceder com o devido cuidado. Podem ser também cargas permanentes como é o caso de muitos isolamentos colocados em cobertura plana. Neste caso, requer-se mais resistência. Muitas vezes usam-se os testes de resistência à compressão a curto prazo como se o valor obtido fosse representativo do que o material pode resistir, o que é um erro, pois trata-se de um teste a curto prazo em que se alcança o limite de ruptura - não o elástico – do material, ou uma deformação que se considera equivalente à ruptura, de 10%.

Há métodos de ensaio e cálculo determinados, como o definido na UNE EN 1606, em que se determina a resistência do isolamento para uma fluência (deformação sob carga permanente) máxima de 2% num período de vida útil até 50 anos. À falta de outra referência normativa ou oficial, este valor pode ser tomado como valor de estimativa. Os fabricantes com produtos que vão estar sob carga fornecem este valor.

Que valores de resistência à compressão é que oferecem os distintos isolamentos térmicos?

No quadro pode-se ver de forma resumida as diferenças entre os distintos isolamentos térmicos, mostrando para cada um deles a categoria de valores em que se movem, quando há informação disponível. Pode-se observar que:

» Em função da aplicação e das sobrecargas permanentes que o isolamento térmico deva suportar, escolhe-se um ou outro tipo de isolante em função da sua resistência mecânica.
» Em qualquer caso, quanto maior é a resistência à compressão, maior é a certeza de que o produto manterá a espessura original, e consequentemente a Resistência Térmica que dele se espera.
» Mais à frente, recordar-se-ão as distintas resistências à absorção de água nas suas diversas fases. Por agora, digamos que há um efeito combinado em que os produtos com baixa resistência mecânica sofrem uma perda adicional de resistência por absorção de água.
» Como valores de estimativa para isolamentos térmicos sob carga permanente devem-se tomar as resistências para fluência máxima de 2%. Nunca os valores a curto prazo e num limite de ruptura ou equivalente a 10% de deformação.

Que valores de condutividade térmica oferecem os diversos isolamentos térmicos?

Para avaliar correctamente as prestações térmicas de um isolamento é muito importante ter em conta o seguinte:

» Os valores dados pelos fabricantes são, até agora, para o isolamento tal como o vendem no Mercado. Isto é, não se tem em conta um valor de estimativa, como o definido no UNE EN ISO 10456 que introduz, por exemplo, possíveis aumentos de condutividade em função de um teor de humidade que possa ter o isolamento térmico, segundo a aplicação. Não obstante, os Códigos Técnicos exigem ao projectista lidar com estes valores de desenho.
» Os valores têm de ser dados em condições análogas de ensaio. Dar um valor de condutividade térmica a 10º C (como se indica nas normas standard europeias) não é o mesmo que dar um valor de condutividade térmica a 20º C ou a 0º C.
» Deve-se dar uma condutividade em que se inclua o efeito de envelhecimento “natural” que alguns produtos possam ter, como o poliuretano (PUR) e o poliestireno extruído (XPS). Qualquer esquema de certificação (como a Marca AENOR) ou de conformidade à norma europeia (CE) garante que o dado fornecido pelo fabricante inclui o dito envelhecimento.
» Actualmente, seguindo o esquema de conformidade às normas europeias de produto, introduziu-se o conceito de condutividade térmica declarada, também definido no UNE EN ISO 10456, em que se introduz uma penalização estatística com o objectivo de dar um valor representativo da produção (90%) e com um determinado nível de confiança (90%).

. No quadro mostram-se os valores típicos dos principais isolamentos térmicos, para as distintas formas de expressar a condutividade térmica:

O que é que pode provocar a degradação da condutividade térmica com o tempo?

A principal causa de perda de prestações térmicas é o “ataque” na humidade, nas suas distintas fases: gasosa (vapor), líquida (água) ou sólida (gelo). É fácil de entender se pensarmos no exemplo quotidiano da roupa: a sua estrutura de fibra isola o corpo na medida em que retém e confina camadas de ar à volta do corpo. Se a roupa se molhar, então o ar desloca-se e é substituído por água que, como se viu no quadro 1, conduz o calor 23 vezes (2.3 · 101) mais que o ar. Se a água congelar, então conduz o calor 96 vezes (0.96 · 102) mais que o ar.

Falar de “patologias” da humidade na construção é algo muito habitual – se não for a “patologia” mais habitual – exemplos: infiltrações de chuva, neve, geada, condensações, a capilaridade ascendente do terreno, a própria água utilizada na construção do edifício. Portanto, usar os isolamentos mais resistentes a estas possíveis “patologias” ou protegê-los no caso de não resistirem adequadamente, será uma forma de garantir a boa construção e o bom funcionamento do edifício.

Que estudos existem sobre o comportamento a longo prazo dos isolamentos térmicos?

São poucos os estudos feitos, e ainda menos os publicados, sobre experiências reais de obras em que se tenha analisado o comportamento a longo prazo de um isolamento térmico e a durabilidade das suas prestações.

Uma das aplicações mais comprometedoras para um isolamento é a cobertura plana invertida, em que se dá um triplo “ataque” de humidade: líquida, pela chuva; em forma de vapor, pela difusão perante gradientes de pressão de vapor e por geadas.

Há uma longa experiência em cobertura invertida com as placas de poliestireno extrudido. Alguns fabricantes deste produto têm feito um seguimento ao longo dos anos em vários países europeus e possuem informações que mostram o estado da cobertura e do seu isolamento ao fim de 20-30 anos.

Até que ponto a humidade influencia um isolamento térmico?

Tal como se acabou de explicar, influencia aumentando – piorando – a condutividade térmica. Para ilustrar esta situação, a seguir mostra-se um gráfico com os valores resultantes, para distintos níveis de humidade em tanto por cento em volume, registados no UNE EN ISO 10456. Claro que cada produto terá um determinado teor médio de humidade em cada aplicação. Não se pretende afirmar que todos os produtos em todas as aplicações alcançam o máximo de conteúdo de humidade possível, aplicando os factores correctores definidos na norma e na tabela de conteúdos de humidade (10% máx. em EPS e XPS, 15% máx. em PUR e MW). O que é certo é que o valor de estimativa de condutividade será o que corresponde ao conteúdo de humidade específico segundo o indicado no gráfico.

No caso dos produtos descritos, a chave para resistir aos “ataques” de humidade será uma estrutura mais ou menos fechada:

• Nas fibras ou lãs minerais, a estrutura é 100% porosa (= poro aberto). O resultado é a máxima facilidade da água ou, mais ainda, do vapor (fase gasosa), para introduzir-se através dos interstícios e poros destes produtos. Na acústica, é uma propriedade útil das fibras e lãs, utilizada para obter absorção acústica, mas no que respeita à térmica, pode ser um inconveniente nos locais onde é possível ocorrerem “ataques” de humidade, o que implica uma protecção cuidadosa destes isolamentos térmicos (ver mais adiante).

• Nas espumas plásticas celulares produz-se uma estrutura que, dependendo do tipo de produto, se qualifica, em maior ou menor quantidade, como fechada. Chega-se ao máximo de estrutura fechada (totalmente o oposto às fibras ou lãs) com produtos como o XPS, com 98-100% de estrutura de célula fechada.

Que absorções de água suportam os diversos isolamentos térmicos?

Na tabela, mostram-se as classes de valores típicos de absorção de água para os diversos isolamentos térmicos nos distintos testes de absorção de água. Estes testes, mais que qualificar directamente as condições reais do isolamento instalado num edifício e num determinado clima, devem ser interpretados como testes de envelhecimento acelerado.

Tal como se pode observar, quando há dados, as fibras ou lãs minerais revelam os maiores valores de absorção. Todavia, é frequente que estas prestações não tenham sido determinadas (N.P.D.= No performance determined) por não fazer sentido testá-las. Por outro lado, o teste de absorção de água por difusão de vapor é mais severo que o de imersão, para qualquer material, pois todos eles apresentam maiores absorções quando realizam este teste. No caso do teste de absorção de água por ciclos de congelação-descongelação, comprova-se no fim se houve diminuição da resistência à compressão. Se a diminuição superar os 10% do valor original (antes de efectuar os ciclos), considera-se que o produto não passou no teste e a sua estrutura danificou-se, tornando-se inútil.

Como evitar os problemas de humidade líquida quando se utilizam isolamentos térmicos?

Como se explicou anteriormente, quanto maior for o nível de humidade do isolamento, menos isolará. Além disso, pode-se acelerar a degradação do produto – até à sua destruição inclusive – se se combinar, por exemplo, com solicitações mecânicas excessivas para a resistência à compressão do produto.

As “patologias” em isolamentos térmicos por humidade líquida, isto é, água, podem ser evitadas basicamente através de duas formas:

» Utilizar isolamentos com a adequada resistência a meios húmidos, como as coberturas – especialmente as invertidas – ou instalações em contacto com o terreno.
» No caso do isolamento não poder suportar o “ataque” humidade sem a diminuição das suas prestações térmicas, deve-se dispôr de protecções impermeáveis e/ou câmaras ventiladas que favoreçam a evaporação e a secagem de qualquer humidade retida no isolamento.

E no caso das humidades por condensação?

O caso mais complexo e difícil de controlar é quando surgem humidades por condensação. De facto, a causa deste problema está especialmente relacionada com isolamentos térmicos com um comportamento diferente, dissimil ou pouco harmonioso em relação aos dois fluxos paralelos de calor e de vapor (difusão). Quanto maior for a diferença existente entre as resistências aos ditos fluxos, maior será o risco de surgirem condensações, nas mesmas condições climáticas.

A razão apoia-se no facto do isolamento térmico, se o for mesmo, reduzir o fluxo de calor intensamente. Como consequência, o gradiente de temperaturas assiste a um salto muito forte e contínuo na espessura do isolante. Tal significa que no lado frio do isolante a temperatura é muito baixa e próxima da temperatura exterior. Mas, por sua vez, oferece-se pouca ou nenhuma resistência ao fluxo de vapor ou difusão e o resultado é uma quantidade de vapor relativamente elevada, que alcança temperaturas frias e uma maior probabilidade de atingir a saturação, ou seja, condensação.

A solução adoptada por todos estes produtos de isolamento térmico, como as fibras e as lãs minerais, é interpor a chamada “barreira” de vapor no lado quente do isolamento. Desta forma, o vapor mantém-se longe da saturação. No entanto, há que ter em conta que não há nenhuma “barreira” autêntica (= resistência infinita à difusão do vapor) e que, de facto, em muitos países, se fala do “retardador de vapor”, já que a instalação (rupturas da “barreira”, juntas mal seladas...) pode dar lugar, localmente, a uma resistência muito menor da esperada em condições perfeitas de teste.

Além disso, em soluções de cobertura convencional, o “retardador” de vapor, sob o isolamento, costuma ter uma resistência menor que a chamada “impermeabilização”, por cima – no lado frio - do isolamento. As expressões “barreira de vapor” e “impermeabilização” têm vindo a gerar muita confusão porque não existe uma “barreira”, e se existir, a “impermeabilização” está mais perto de o ser, mais que algum outro elemento construtivo.

Na tabela, mostram-se os valores típicos de resistência à difusão do vapor [factor adimensional μ “mu”, valor para o ar = 1] dos diversos isolamentos térmicos:

Se um edifício não “transpirar”, não existe o risco de ocorrer condensações?

Há um conceito que se usa sem estar ainda definido e estudado de forma adequada que é o da “transpirabilidade” dos edifícios, por vezes associado ao Síndrome do edifício doente. Parte-se da ideia que as paredes – e solos e coberturas/telhados – devem “transpirar”, no sentido que o fluxo de vapor deve poder trespassar a “superfície envolvente” do edifício com a maior facilidade possível.

Como se explicou anteriormente, o único problema do vapor é que pode atingir a saturação dentro da união e formar condensações intersticiais. E, de facto, para evitar esta patologia, os materiais isolantes que poderiam favorecer a “transpirabilidade” do edifício, porque deixam passar mais facilmente o fluxo de vapor, requerem a protecção de um “retardador de vapor”. E não é necessário explicar que um “retardador” ou uma “barreira de vapor” é exactamente o contrário da “transpirabilidade” do edifício.

Também se pode ver a cobertura como um elemento construtivo que impede a referida transpirabilidade, uma vez que tem uma camada impermeável ao vapor, se for uma cobertura invertida e duas camadas, se for uma cobertura convencional (a “impermeabilização” propriamente dita e a “barreira” de vapor). Evidentemente é um conceito erróneo. Apenas faz sentido para reduzir o risco de condensações intersticiais, situar os materiais de maior resistência (ou menor permeabilidade) ao vapor o mais próximo possível do espaço interior. E situar os materiais de menor resistência (ou maior permeabilidade) ao vapor o mais próximo possível do espaço exterior. Este é o conceito mais correcto de transpirabilidade.

Se relacionarmos a transpirabilidade com o Síndrome do edifício doente, então há que deixar bem claro que o “síndrome” pode ser resolvido, entre outras coisas:

» Colocando um isolamento térmico na união de forma a que a superfície interior da união não esteja tão fria que possa originar condensações superficiais ou a formar bolor.
» Associado ao ponto anterior, evitando pontes térmicas e a parede “fria” resultante.
» Conseguindo o número adequado de renovações do ar em função do uso a que está destinado o edifício, ou seja, ventilando-o adequadamente. Parece pouco desejável e revela uma construçã de fraca qualidade, quando essa ventilação se faz através das paredes! A prática da boa construção levará à concepção de soluções que proporcionem um grau adequado de ventilação. Muitos problemas têm resultado da mudança de soluções mal adaptadas, mas que ofereciam o grau adequado de permeabilidade e renovação de ar, por outras com um alto grau de hermeticidade, mas nenhum dispositivo que permitisse controlar o necessário grau de renovação de ar. De facto, as janelas oscilo-batentes vieram resolver parte deste problema ao introduzir o conceito de posição de “ventilação”.

Como se pode ter a certeza de que as propriedades dos produtos são as que os fabricantes garantem?

Inicialmente, os fabricantes de produtos de construção – e isolamentos térmicos entre eles – anunciam através de diversos meios publicitários as características técnicas dos seus produtos. Além disso, muitos fabricantes proporcionam especifidades técnicas de vendas que implicam o compromisso do fabricante no acto de venda do produto para receber qualquer reclamação em que se comprove que o produto não revela os valores descritos na especificação.

Um segundo “quadro” em que, desde Maio do ano 2003, todos os fabricantes de isolamentos térmicos se encontram, é o definido pela obrigatória Marcação CE, como ferramenta para garantir de modo adequado o livre intercâmbio de produtos em toda a União Europeia. Ostentar no produto o CE supõe a conformidade do produto com as normas standar europeias (standar = homogéneas para toda a Europa) tanto do produto (com valores de características dispostos em “classes”) como de métodos de teste. São as normas EN = UNE EN mencionadas nos quadros anteriores.

A conformidade para ter o CE apoia-se em distintos procedimentos. Na chamada Declaração de Conformidade do fabricante, este redige o documento de Declaração, registando as características do seu produto em função do definido pelas normas standard correspondentes. Dá-se avalo à Declaração com os designados Testes Iniciais de Tipo (siglas em inglês: ITT), realizados num laboratório pertencente a um Organismo Notificado (para avaliar a conformidade às normas). Se o fabricante não muda o fabrico nem as características do produto não tem que repetir mais esses ITT.

Um terceiro mecanismo, de maior entidade para obter uma maior garantia na qualidade do produto e da produção, e para que haja confiança de que as prestações são realmente as anunciadas, é a Certificação de produto. Há organismos como a AENOR, certificados para a emissão do Certificado de Produto, no caso da AENOR, a conhecida Marca AENOR.

As diferenças com a marcação CE são importantes:

» A Certificação de Produto é voluntária, prova a qualidade perante o mercado de construção e não pode ser exigida por nenhum organismo. » Implica um seguimento por terceiros, com contínuas auditorias do Sistema de Qualidade (referência ISO 9000) e inspecções com recolha de amostras para testes, tanto ITT como de seguimento, em laboratórios acreditados.


O isolamento térmico e o meio-ambiente

Que impacto meio-ambiental é que têm os isolantes térmicos?

Para qualquer produto fabricado pelo homem, e entre eles os de construção, a medição do impacto no meio-ambiente “desde o berço até à sepultura” utiliza uma complexa ferramenta técnica de medição e análise como é a Avaliação do Ciclo de Vida (em inglês, LCA, Life Cycle Assesment).

Quando se opta pela utilização do isolamento térmico, nota-se que ao longo da sua vida útil, existe um consumo menor de energia na climatização do edifício. Associado a este menor consumo de energia, está a redução nas emissões de CO2. Deste modo, o impacto ambiental é negativo, ou seja, não existe um impacto prejudicial, mas sim benéfico pois não oferece riscos. Pelo contrário, elimina-os. De facto, o parque de edifícios da Europa representa 40% do total de emissões de CO2 e estima-se que, com um nível adequado e razoável de isolamento (recorde-se a ideia de espessura económica), a quantidade que representa (quase 840 milhões de toneladas de CO2 emitidas ara a atmosfera em 2002) podia ser reduzida até cerca de 50%.

Consequentemente, apenas com a melhoria do isolamento térmico dos edifícios se podiam alcançar os objectivos pretendidos pelo Protocolo de Quioto: chegar ao ano 2010 com uma redução de emissões de CO2 de 8% em relação ao ano-base, 1990. Isto para a Europa. Há que notar que actualmente as emissões europeias de CO2 encontram-se no seu conjunto muito acima dos valores de 1990 (emissões do parque edificado europeu em 1990 = 710 milhões de toneladas de CO2).

Como se pode quantificar a redução de consumo energético e de emissões de CO2 utilizando o isolamento térmico?

Existe já uma ferramenta de cálculo desenvolvida pelo Comité Técnico 89, TC 89, “Prestações Térmicas de Edifícios e Componentes de Edifícios”, do Comité Europeu de Normalização, CEN, e é a norma standard UNE EN 832, sobre necessidades de aquecimento de edifícios. Actualmente, trabalha-se neste Comité Técnico Europeu para concluir os estudos que desenvolvem todas as ferramentas necessárias para a aplicação da Directiva 2002/91/CE relativa à eficiência energética dos edifícios.

De qualquer forma, como foi explicado no significado das unidades de condutividade térmica, é fácil compreender a tradução em termos enérgicos, como perdas (ou ganhos) não desejadas de energia por metro quadrado [kWh/m2], uma vez que se determinou um período de tempo [horas] e um salto térmico médio entre o ambiente interior e o exterior [graus].

Finalmente, há uma correlação para cada país e tipo de energia, de forma a que se possa determinar a quantidade de CO2 emitido para a atmosfera por cada kWh de energia consumida, como se pode verificar no seguinte quadro.

Existem diferenças relevantes entre os impactos meio-ambientais dos diversos isolantes?

Não. O facto fundamental é que, face ao benefício obtido em termos de redução de consumo de energia e de emissões de CO2, as diferenças entre os diversos processos de produção dos isolamentos térmicos (ver questão seguinte) ou as diversas formas de gerir os resíduos no fim da vida do produto mostram pouca importância.

Mais importante será examinar a probabilidade maior ou menor do isolamento térmico ver as suas prestações térmicas degradadas com o tempo. A durabilidade das prestações (mencionada na secção sobre propriedades de isolamentos) converte-se por si mesma numa prestação fundamental para falar da sustentabilidade da construção.

Qual é a relação existente entre a energia usada para fabricar um isolante e a energia poupada na sua utilização?

Para fabricar um isolamento térmico é preciso, segundo o tipo de isolamento e a densidade fabricada, entre 1 e 13 kWh por cada m2 de superfície e cm de espessura. Fez-se o cálculo para uma espuma plástica isolante e o máximo mencionado, de 13 kWh, recupera-se, com a poupança de energia proporcionada pela redução da procura de aquecimento em Sevilha (de Novembro a Março). Em Burgos, o período de tempo reduz-se aproximadamente – sempre para o máximo de energia ao fabricar materiais isolantes – a pouco mais da quarta parte do tempo.

É evidente que, como se estabelece na questão anterior, as diferenças entre produtos, na altura de avaliar a energia consumida no seu fabrico, são de pouca ou nula relevância em relação ao benefício proporcionado ao longo do tempo (50 anos como período típico de vida útil de um edifício) por poupança de energia no aquecimento. De facto, o que será relevante é que nesse longo período de tempo os isolantes sejam capazes de manter as prestações térmicas (ver a segunda parte do documento sobre “Os isolamentos térmicos e as suas propriedades”). Caso contrário, a hipótese de partida cairá por terra e poderá começar a haver diferenças substanciais entre os diversos isolamentos térmicos.

O que é que se mede para determinar correctamente o impacto meio-ambiental que um isolante térmico tem no meio-ambiente?

Mede-se a unidade funcional do produto. Isto significa que não é correcto comparar 1 kg de um material A com 1 kg de outro material B, se na realidade construtiva se tem, por exemplo, que:

» A densidade de A é 100 kg/ m3enquanto que a de B é 30 kg/ m3.
» A condutividade térmica de desenho de A é 48 mW/( m·K) enquanto que a de B é 36.
» Para instalar A correctamente fazem falta capas protectoras e elementos acessórios enquanto que B não precisa deles.

Nesse caso, pode suceder que da comparação directa 1 kg de A vs. 1 kg de B saia favorecido A, enquanto que na realidade do sistema construtivo ou unidade funcional podem equilibrar-se ou até ser preferível o ecobalanço energético da instalação de B.

No fabrico de isolantes térmicos utilizam-se matérias-primas prejudiciais à camada do ozono?

Não. O Protocolo de Montreal (1987) e as Directivas Europeias 3093/94/CE e 2037/2000/CE, no caso da União, foram estabelecendo os passos para a total eliminação no fabrico de isolamentos – entre outras aplicações – dos CFCs (clorofluorocarbonos) e dos HCFCs (hidroclorofluorocarbonos). Deste modo, na União Europeia estão proibidos os CFCs nos isolamentos desde 1995 e os HCFCs desde 1 de Janeiro de 2004.

De qualquer forma, convém recordar que, por exemplo, o consumo de CFCs para fabricar isolamentos supôs aproximadamente cerca de 5% do consumo mundial. Por outro lado, os produtos de isolamento que utilizaram estes espumantes mantêm-nos confinados dentro da sua estrutura celular a longo prazo, com possibilidades inclusive, dependendo do modo como foram instalados, de recuperar o espumante no fim de vida útil do produto.

Utilizam-se matérias-primas com potencial de aquecimento global (gwp)??

Sim, mas em muito menor quantidade que os antigos CFCs e HCFCs. A chave aqui é o ecobalanço visto que a utilização, por exemplo, dos chamados HFCs (hidrofluorocarbonos) pode permitir, em alguns casos, alcançar, melhores prestações térmicas a longo prazo. Então ocorre algo parecido com o explicado anteriormente com a unidade funcional. Um produto A pode ter uma espuma com GWP (Global Warming Potencial) = 1 outro produto B pode ter, por exemplo, com GWP = 800. A comparação entre ecobalanços terá em conta que por exemplo o produto A tem uma condutividade térmica de estimativa de 36 mW/(mK), enquanto que o produto B tem de 29 mW/(mK).

Dependendo das espessuras utilizadas, a aplicação, o modo de instalação, e o tipo particular de HFC usado beneficiará em maior ou menor medida a difusão para a atmosfera dos gases espumantes com GWP. Tudo isto compõe o ecobalanço energético do produto (ver a pergunta: “Qual é a relação existente entre a energia usada para fabricar um isolante e a energia poupada na sua utilização”).

É neste ponto que se pode comparar correctamente a utilização de espumantes com GWP diversos, evitando assim qualquer apriorismo que não atente os números reais que podem fundamentar a escolha de um produto ou outro.

O que é o XPS?

O XPS, espuma de poliestireno extrudido, é um material isolante, que devido às suas excepcionais propriedades, é amplamente utilizado na indústria moderna da construção. Durante mais de 50 anos de história, tem mostrado diariamente a sua alta resistência à compressão, a sua praticamente nula absorção de água, excelente comportamento como isolante térmico e uma excepcional durabilidade, mantendo-se inalterável com o passar do tempo.

XPS: História

Estávamos no ano de 1941 em Midland, Michigan, quando o Departamento do Defesa americano e Dow Chemical assinaram um acordo para desenvolver uma espuma plástica ligeira, resistente mecanicamente e com nula absorção da humidade. Por que motivo? Estávamos a meio da Segunda Guerra Mundial e os Estados Unidos precisavam de um material de fácil instalação, ligeiro e susceptível de suportar cargas para construir unidades de flutuação para utilizar em manobras de desembarque e formação de vaus artificiais durante as operações militares.

A criação do produto revelou-se um êxito e continuou a ser produzido depois da guerra, quando se observaram as suas excelentes propriedades de isolamento contra o calor e o frio. Assim, durante 1948 deu-se o primeiro lançamento comercial no mercado, direccionado para aplicações como construção de barcos, câmaras frigoríficas e até, decoração floral.

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