Contribuição de Argamassas Térmicas Ativas para a Eficiência Energética dos Edifícios
Enquadramento
Atualmente grande parte do consumo de energia elétrica no setor residencial está associada ao aquecimento e arrefecimento dos edifícios.
O armazenamento de energia através da incorporação de materiais de mudança de fase (PCM), proporciona uma uniformização na solicitação de energia à rede, diminuição dos gastos com a fatura elétrica e contribuição para o aumento do conforto térmico no interior dos edifícios.
Imagem: PCM
Projeto
Grande parte do consumo de energia elétrica no sector residencial está associada ao aquecimento e arrefecimento, originando sistemas de taxação diferenciados em função da hora do dia. Os benefícios económicos da deslocalização destes consumos para fora de horas de maior procura são pois evidentes e podem ser conseguidos através do armazenamento térmico.
O armazenamento de energia sob a forma de calor latente, através da incorporação de PCM, apresenta as seguintes vantagens:
> uniformização na solicitação da energia da rede, diminuindo assim a carga e eventual colapso dos sistemas de fornecimento; > diminuição dos gastos com a fatura elétrica, pela deslocalização temporal do consumo energético para períodos de vazio; > contribuição para o aumento do conforto térmico no interior dos edifícios, pelo armazenamento e utilização do calor associado à energia solar (em particular para o aquecimento durante o Inverno) e do fresco associado à ventilação natural noturna (em particular para o arrefecimento durante o Verão) reduzindo assim o recurso quer a aquecedores quer a sistemas de ar condicionado.
Este tipo de mecanismos de armazenamento de energia pode portanto reduzir as variações de temperatura, contribuindo para o aumento do nível de conforto no interior dos edifícios, devido à elevada capacidade de armazenamento de energia do PCM. Nos últimos anos houve desenvolvimento e evolução nas propriedades dos PCM, como a estabilidade e a durabilidade.
Imagem: Comportamento Térmico
Uma das preocupações associadas ao uso de PCM em edifícios é a sua inflamabilidade, em particular no caso das parafinas. O processo de microencapsulamento de PCM em polímeros não resolve o problema do comportamento ao fogo. Contudo, a incorporação das microcápsulas de PCM em matrizes de cimento, gesso ou cal aérea minimiza o problema.
Para cada aplicação, durante a fase de projeto, a natureza, temperatura de transição, percentagem, modo de incorporação e localização do PCM, devem ser cuidadosamente analisadas, tendo em conta o tipo de efeito pretendido bem como as características arquitetónicas do edifício. A otimização destes e outros parâmetros é fundamental de forma a demonstrar as possibilidades de sucesso do uso de PCM na construção.
Atendendo a que a incorporação de PCM em argamassas altera as suas propriedades reológicas, mecânicas e termofísicas, e por conseguinte a compatibilidade com os restantes constituintes do sistema construtivo, por exemplo, as tintas, torna-se necessário otimizar as composições destas argamassas, de forma que se cumpram os requisitos exigidos pelas normas europeias.
Objetivos
O principal objetivo consiste no desenvolvimento de sistemas construtivos energeticamente mais eficientes, através da incorporação de PCM microencapsulado em revestimentos interiores.
Outro objetivo é a quantificação da redução do consumo de energia nos edifícios, obtida pela utilização destes novos sistemas construtivos. Sendo que, este tipo de mecanismos de armazenamento de energia pode reduzir as variações de temperatura interior, contribuindo para o aumento do nível de conforto.
Atividades
Pretendeu-se, com este projeto, efetuar o estudo do comportamento térmico dessas composições em células de teste de forma a avaliar o potencial de poupança energética introduzido por esta tecnologia, comparando-a com as técnicas actuais de construção. A simulação numérica do comportamento térmico dos edifícios com os novos revestimentos interiores foi efetuada com vista avaliar a contribuição para a sua eficiência energética.
O desenvolvimento de ações de divulgação (publicação de artigos em revistas científicas e de arquitectura nacionais e internacionais, participação em conferências e organização de um seminário) junto a donos de obra, projetistas e construtores foi tido em conta, com vista à promoção dos novos sistemas e das suas vantagens.
O desenvolvimento e disponibilização de um sítio na internet relativo ao projecto desde o início possibilitarão a divulgação imediata dos resultados obtidos.
Apoio
O projeto, promovido pela Universidade do Minho, é apoiado pelo FEDER (Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional), no âmbito do COMPETE - Programa Operacional Factores de Competitividade e por fundos nacionais, através da FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia com um investimento elegível de 169 mil euros, correspondendo a um incentivo FEDER de aproximadamente 143 mil euros.
Testemunho
Segundo José Barroso de Aguiar, investigador responsável, este projeto só foi possível com o apoio do COMPETE, possibilitando o desenvolvimento de investigação de elevada qualidade que tem vindo a ser continuamente reconhecida.