Construção Magazine 56

56 N° 56 . julho/agosto 2013 . 6.50

DOSSIER Os nanomateriais e a construção

CONVERSAS Braz Costa

ficha técnica diretor Eduardo Júlio

diretora executiva Carla Santos Silva carla.silva@engenhoemedia.pt

conselho científico Abel Henriques (UP), Albano Neves e Sousa (UTL), Álvaro Cunha (UP), Álvaro Seco (UC), Aníbal Costa (UA), António Pais Antunes (UC), António Pinheiro (UTL), António Reis (UTL), António Tadeu (UC), Armando Rito, Carlos Borrego (UA), Carlos Pina (LNEC), Conceição Cunha (UC), Daniel Dias da Costa (UC), Diogo Mateus (UC), Elsa Caetano (UP), Emanuel Maranha das Neves (UTL), Fernando Branco (UTL), Fernando Garrido Branco (UC), Fernando Sanchez Salvador (UTL), Francisco Nunes Correia (UTL), Francisco Taveira Pinto (UP), Helder Araújo (UC), Helena Cruz (LNEC), Helena Gervásio (UC), Helena Sousa (IPL), Hipólito de Sousa (UP), Humberto Varum (UA), João Almeida (UTL), João Mendes Ribeiro (UC), João Pedroso de Lima (UC), João Ramôa Correia (UTL),Joaquim Barros (UM), Joaquim Figueiras (UP), Jorge Alfaiate (UTL), Jorge Almeida e Sousa (UC), Jorge Coelho (UC), Jorge de Brito (UTL), Jorge Lourenço (IPC), José Aguiar (UTL), José Amorim Faria (UP), José António Bandeirinha (UC), José Câmara (UTL), José Luís Câncio Martins, José Pinto Duarte (UTL), Júlio Appleton (UTL), Laura Caldeira (LNEC), Luciano Lima (UERJ), Luis Calado (UTL), Luís Canhoto Neves (UNL), Luís Godinho (UC), Luís Guerreiro (UTL), Luís Juvandes (UP), Luís Lemos (UC), Luís Oliveira Santos (LNEC), Luís Picado Santos (UTL), Luís Simões da Silva (UC), Maria Cecilia A. Teixeira da Silva (UNICAMP), Mário Krüger (UC), Manuel Pipa (LNEC), Maria do Rosário Veiga (LNEC), Paulo Coelho (UC), Paulo Cruz (UM), Paulo Lourenço (UM), Paulo Maranha Tiago (IPC), Paulo Providência (UC), Pedro Vellasco (UER, Brasil), Paulo Vila Real (UA), Raimundo Mendes da Silva (UC), Rui Faria (UP), Said Jalali (UM), Sérgio Lopes (UC), Teresa Valsassina Heitor (UTL), Valter Lúcio (UNL), Vasco Freitas (UP), Vítor Abrantes (UP), Walter Rossa (UC)

redação

2

editorial

4_29

dossier | os nanomateriais e a construção

4_8

conversas Braz Costa

10_13

Estudo da aplicação da nanotecnologia no setor da construção: necessidades e novas oportunidades – o. rocha , m. machado, a . vieira e j. branquinho

14_17

Nanocompósitos poliméricos e sua aplicação na construção – joão silvestre, jorge de brito e nuno silvestre

18_21

Desenvolvimento de sistemas e produtos baseados em nanomateriais cerâmicos para uma construção sustentável – luc hennetier e victor francisco

22_25

Nova geração de tintas para melhorar a qualidade do ar exterior – joana ângelo, luísa andrade e adélio mendes

26_29

Cidades do futuro: a nanotecnologia enquanto veículo de conceção de infraestruturas eficientes e sustentáveis – vasco teixeira , joaquim carneiro e sofia azevedo

30_33

engenharia de barragens

Cátia Vilaça redaccao@engenhoemedia.pt

A barragem romana de Olisipo – eduardo m. bretas, josé v. lemos e paulo b. lourenço

marketing e publicidade

térmica

Pedro Braga pbraga@engenhoemedia.pt

editor António Malheiro

grafismo avawise

assinaturas Tel. 22 589 96 25 construcaomagazine@engenhoemedia.pt

redação e edição Engenho e Média, Lda. Grupo Publindústria

propriedade Publindústria, Lda. Praça da Corujeira, 38 - 4300-144 PORTO Tel. 22 589 96 20, Fax 22 589 96 29 geral@publindustria.pt | www.publindustria.pt

publicação periódica Registo n.o 123.765

tiragem 6.500 exemplares

issn 1645 – 1767

depósito legal 164 778/01

34_35

Os isolantes térmicos, a marcação CE e o novo Regulamento dos Produtos da Construção

36_37

alvenaria e construções antigas

Abordagem multidisciplinar às paredes de alvenaria da Igreja de São Torcato

38

sustentabilidade

Sustentabilidade e o trabalho em rede

40

betão estrutural

Nanoconcrete: Betão de desempenho melhorado com a incorporação de nano-partículas

41_44

notícias

45_49

mercado

50

estante

51

projeto pessoal Afonso Póvoa

52

eventos

capa

© Andrea Giannotti

1

Os artigos publicados são da exclusiva responsabilidade dos autores.

Próxima edição > Dossier A Investigação Científica e a Indústria

São muitos, e diversificados, os temas dos dossiers temáticos da Construção Magazine. Procuramos defini-los, segundo uma programação anual, de forma a constituírem um conjunto com abrangência, interesse e actualidade. Queremos que os nossos leitores abram a revista, nesta página do editorial, e leiam-na com vontade até à última página, lamentando apenas terem chegado ao fim tão depressa.

O dossier do presente número aborda uma temática inovadora que tem despertado o interesse de cientistas e técnicos e a curiosidade do público em geral. Tradicionalmente, o sector da Construção é conservador e o seu progresso é tímido e lento. Mas há que mudar esta realidade. É necessário posicionarmo-nos na ‘crista da onda’ e incorporar as mais recentes novidades. Este é o caminho de futuro para Portugal – produzir e exportar produtos e serviços de qualidade, com uma mais-valia tecnológica significativa.

Para co-editor, convidámos o Prof. Nuno Silvestre, do Instituto Superior Técnico, que, apesar de jovem, é já uma referência na área da Engenharia Civil nacional e, em particular, na área do dossier. Como habitual-

2_

mente, convidámos ainda uma personalidade relevante, para ser o entrevistado, e um leque de especialistas de renome, para escrever os artigos técnico-científicos que, de forma complementar, pretendem

editorial

fornecer ao leitor uma visão alargada das actuais aplicações das nanotecnologias e dos nanomateriais ao sector da Construção.

Eduardo Júlio, Director *O Professor Eduardo Júlio escreve de acordo com a antiga ortografia.

As nanotecnologias e os nanomateriais constituem novas abordagens à investigação e desenvolvimento (I&D) de áreas do conhecimento tradicionais e que têm como objetivo controlar o comportamento da matéria ao nível dos átomos e dimensionar a sua estrutura molecular. Estes domínios oferecem a possibilidade de compreender novos fenómenos e de criar novas propriedades que podem ser utilizadas à escala microscópica e macroscópica com funções excecionais.

As aplicações das nanotecnologias começaram há alguns anos atrás nos laboratórios e unidades de investigação, passaram ao nível das empresas “inovadoras” e começam agora a surgir nas nossas casas, tendo um impacto decisivo na vida de todos os cidadãos. As nanotecnologias estão a revelarse um dos domínios de I&D mais promissores para proporcionar um novo ímpeto à estratégia de desenvolvimento nacional. No entanto, e parafraseando a distinta colega Elvira Fortunato, “...será, todavia, crucial que seja criado um ambiente favorável à inovação, em especial para as pequenas e médias empresas (PMEs).”

Ao nível da indústria da construção civil, existe atualmente um claro retraimento do mercado fruto da crise financeira e económica europeia. Apesar disso, diversos agentes da construção civil continuam a apresentar um forte investimento na cadeia de produção de materiais e equipamentos, sobretudo bens transacionáveis, por forma a internacionalizar e superar a falta de procura interna.

Tal só é possível se forem superados diversos requisitos de qualidade exigidos a nível internacional, tais como a durabilidade, a fiabilidade, a sustentabilidade e a ecoeficiência. A sua plena satisfação tem proporcionado a implementação de atividades de I&D nas áreas da segurança estrutural, eficiência energética, durabilidade e domótica. O resultado tem sido a aplicação da nanotecnologia no desenvolvimento novos materiais com características ímpares e desempenho excecional para as funções específicas a que se destinam.

Neste número, apresentam-se alguns ar tigos de divulgação sobre diversas ver tentes da nanotecnologia na indústria da construção civil, desde novos revestimentos cerâmicos mais duráveis e ecológicos, passando por novos nanocompósitos poliméricos para aplicações estruturais, e até ao desenvolvimento de novas tintas fotocatalíticas de exterior para diminuição dos níveis de óxidos de azoto e melhoria da qualidade do ar. Apresentam-se, ainda artigos sobre as atuais aplicações da nanotecnologia no setor da construção e novas oportunidades de inovação, bem como uma visão geral do futuro da nanotecnologia na construção civil e, mais concretamente, no contexto do próximo programa quadro de I&D da União Europeia, o Horizonte 2020. A finalizar, sublinha-se a excelente entrevista com o Eng.º Braz Costa, na qual se focam alguns tópicos essenciais e se percebe a opinião de uma pessoa muito avalizada neste domínio.

2

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

nuno silvestre co-editor da CM56

A SOLUÇÃO DE POUPANÇA ENERGÉTICA E CONFORTO EM EDIFÍCIOS. O SEU ISOLANTE TÉRMICO

Placas de isolamento térmico para a indústria do mobiliário, publicitária e pré-fabricação (MObILIáRIO, DECORAÇÃO, PRODUÇÃO DE PAINÉIS SANDwICh, OUTDOOR, CARTAZES, ETC.) ¬ ELEvAdA RESISTêNCIA MECâNICA ¬ ELEvAdA RESISTêNCIA à COMPRESSãO ¬ ExCELENTE TRAbALhAbILIdAdE E vERSATILIdAdE ¬ COMPATIbILIdAdE COM OUTROS PROdUTOS

A leveza de um produto de elevado desempenho térmico e de baixa espessura (de 4 a 18 mm)

f i b ra n .co m . p t / i b e r f i b ra n

IbERfIbRAN – POLIESTIRENO ExTRUdIdO, S.A. Avenida 16 de Maio, Z.I. Ovar, 3880 -102 Ovar Tel: +351 256 579 670 E-mail: iberfibran@iberfibran.pt

4_8

conversas Texto e Fotografia por Cátia Vilaça Coordenação técnica por Nuno Silvestre

O CEO do CeNTI, Braz Costa, aborda nesta entrevista as aplicações da nanotecnologia na Construção, incluindo o seu contributo para a eficiência energética. Percorre também as oportunidades de exploração económica que têm vindo a ser desenvolvidas nesta área do conhecimento e do contributo de Portugal para a investigação neste domínio.

engenheiro braz costa

Construção Magazine (CM) – Quais são os principais objetivos na nanotecnologia?

Braz Costa (BC) – A nanotecnologia não é um objetivo per si, é um instrumento para atingir um conjunto de objetivos, esses sim muito relacionados com os objetivos de toda a ciência, tecnologia e indústria de materiais. A nanotecnologia não significa mais do que trabalhar os materiais a uma escala mais próxima da escala atómica. Estamos a falar da manipulação dos materiais ao nível da sua estrutura à escala atómica, ou de conseguir produtos com dimensões (por exemplo, camadas ou fibras) tão finas que apresentam dimensões na ordem de alguns nanómetros.

O desenvolvimento desta ciência e das nanotecnologias que daí emanam veio permitir um conjunto de avanços ao nível dos materiais que de outra forma seriam completamente impensáveis. A comunidade científica internacional está a conseguir materiais com características, por exemplo de resistência ou de condução de eletricidade, que seriam impensáveis com outras técnicas.

A construção é, aparentemente, uma área onde os materiais se manipulam a uma escala muito macro.

Quando a comparamos com aplicações na área da eletrónica ou mesmo da construção metálica mais fina, temos sempre a sensação de que a construção não lida com materiais à escala nanométrica, nem mesmo à escala micrométrica. Contudo, a nossa experiência diz-nos que o que está a acontecer é exatamente o contrário.

Por exemplo, aqui no CeNTI estamos a desenvolver materiais com capacidades excelentes para aplicação no âmbito da Construção e Arquitetura. Desde logo, a nanotecnologia na produção de fibras e nanofibras de elevado desempenho, com aplicação em compósitos e materiais reforçados que permitem estruturas muito esbeltas e com elevada resistência, mas também em materiais funcionais que vão muito além da aplicação estrutural.

São exemplos as funcionalidades como a climatização no interior dos espaços (muito além daquilo que pode ser o tradicional controlo de temperatura), com a emissão de luz, com a deteção de determinado tipo de gases, as superfícies auto-limpantes, antiderrapantes, etc. Trata-se, portanto, de materiais funcionais que se comportam como sensores e como atuadores.

No contexto daquilo que é a construção, vemos estes dois enormes mundos de oportunidades: por

4

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

um lado, tudo aquilo que é mais estrutural e, por outro, tudo aquilo que é a funcionalização dos materiais e do interior dos edifícios.

CM – A nível internacional, e especificamente em Portugal, como se tem desenvolvido a investigação nesta área do conhecimento?

BC – Ao contrário do que é costume nestas áreas, Portugal tem estado a acompanhar aquilo que se faz no mundo. Portugal tem, hoje, na área das nanofibras ou utilização de fibras com vários componentes, bem como em outros domínios, capacidades e/ou competências bem mais avançadas do que os países conhecidos como mais “evoluídos”.

CM – A crise financeira não tem trazido constrangimentos a esse nível?

BC – Mesmo antes da dita crise, nas últimas décadas, o nosso país não tem tido orçamentos públicos para a ciência e para a tecnologia como outros países, pelo que não sentimos grande diferença. Quando falamos do investimento das empresas, às vezes verificamos comportamento contrário ao expectável. Por vezes é numa situação de crise e de grande pressão dos mercados que as empresas tomam a iniciativa de ir à procura de desenvolver produtos inovadores. O CeNTI não tem absolutamente nada de que se possa queixar.

Em boa verdade, logo que começámos a trabalhar com empresas, surgiu esta crise, portanto aprendemos a lidar com ela logo desde o início. Temos sido procurados por empresas de muito grande dimensão mas também por empresas de pequena dimensão. Temos tra-

balhado com setores tidos como setores de tecnologia de ponta, como a aeronáutica ou o automóvel, mas temos também trabalhado com empresas de setores encarados como de baixa tecnologia, como têxtil, cerâmica ou cortiça. Basicamente, todas vêm à procura de acrescentar valor aos seus produtos, após terem conhecimento de que utilizando nanotecnologias, o CeNTI está capaz de as ajudar a desenvolver produtos, soluções e processos, com possibilidades acrescidas, nomeadamente na área da construção.

Algumas destas soluções são conhecidas e estão divulgadas, como é o caso de interruptores elétricos feitos a partir de um azulejo cerâmico, em que o próprio azulejo se comporta como um interruptor, dos sistemas de aquecimento produzidos através de técnicas avançadas de impressão de eletrónica ou os materiais têxteis com a capacidade de captação de luz, armazenamento de energia e devolução da luz através de sistemas de iluminação LED. Estes e outros exemplos são, porventura com a colaboração do CeNTI, produtos da capacidade inventiva das empresas a que juntámos o nosso conhecimento.

CM – O INL tem contribuído significativamente para o desenvolvimento das nanotecnologias no nosso país. É justificada a aposta que nele foi feita?

BC – Essa é uma pergunta à qual ainda não se pode responder. Ainda está por demonstrar o impacto de tão extraordinária infraestrutura.

Como princípio, uma estrutura de grande dimen-

são e de âmbito multinacional ou internacional é algo muito positivo. O CeNTI tem com o INL uma excelente relação, sempre numa perspetiva de que o INL pode ser fornecedor de tecnologias de base para, com a ajuda do CeNTI, serem utilizadas pelos nossos clientes no desenvolvimento de novos produtos. A questão é que o INL ainda está numa fase muito embrionária, os resultados empresarialisáveis ainda são muito escassos. Estamos expectantes e acreditamos que no futuro será uma mais-valia para a indústria nacional. Caberá, naturalmente, ao INL, traçar o caminho, quer sob o ponto de vista das linhas de investigação, do modelo de investigação ou do modelo de ligação ao tecido económico que, contudo, ainda não nos parece estar completo.

O CeNTI está a acompanhar o processo, e temos tido vários contactos com o INL no sentido de explorar complementaridades e de podermos combinar formas de trabalho conjunto.

CM – Embora já tenhamos tocado neste assunto, quais são os principais benefícios dos nanomateriais e das nanotecnologias na construção?

BC – Eu preferiria falar das oportunidades de exploração económica do manancial de tecnologias e soluções que têm vindo a ser desenvolvidas. Sem dúvida alguma, nos próximos tempos assistir-se-á a um enorme crescimento da utilização dos chamados Betões reforçados com fibras.

Países como a Alemanha estão amplamente empenhados na divulgação da utilização de fibras de alta resistência na fabricação de betões.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

5

conversas conversas

“sabemos perfeitamente que a construção e a arquitetura são um dos campos onde a introdução dos nanomateriais vai ter maior cabimento“ 6_ construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

Isto significa que um país como Portugal deve estar de sobreaviso, dada a importância deste setor para o nosso país No CeNTI temos trabalho feito e ideias muito claras sobre o que está a acontecer. Há 10 anos falava-se em nanotubos de carbono (NTC), e até há relativamente pouco tempo os nanotubos de carbono eram uma coisa muito interessante para trabalhos científicos, porque não tínhamos produção à escala industrial que nos permitisse utilizá-los em aplicações como a construção civil. Esta situação está a mudar e muito. Hoje em dia já está disponível produção a uma escala industrial desse tipo de materiais, viabilizando economicamente a sua utilização em larga escala.

Com os NTC a atingir a maturidade, novas famílias de materiais trabalhados à escala manométrica estão a ser trabalhados nas bancadas de investigação, com características que vão naturalmente suplantá-los.

No campo da funcionalização de materiais, a dinâmica inovadora não se esgota nas empresas de construção civil e obras públicas. Muita inovação é produzida pelas empresas que fabricam os materiais de construção.

São essas empresas que colocam à disposição de arquitetos e designers novas possibilidades de construir e de decorar.

São essencialmente as empresas que produzem materiais de construção e que os colocam no mercado que nos procuram e que nos fazem saber que a Construção e a Arquitetura são um dos campos onde a introdução dos nanomateriais vai ter maior cabimento.

A prova desta convicção do CeNTI é o facto de se ter concentrado em três mercados fundamentais, onde figura a Construção e a Arquitetura, juntamente com a “Proteção, Saúde e Bem-estar” e o “Automóvel e Aeronáutica”. Se não estivéssemos convencidos de que esta é uma área de grande crescimento de utilização de nanomateriais ou de materiais que recorrem à nanotecnologia (há materiais que não são nanomateriais mas recorrem à nanotecnologia na sua produção) não teríamos identificado essa como uma área de aposta e de investimento..

Ana Ribeiro, Business Developer no CeNTI: Há também a questão da eficiência energética, que abre aqui um leque enorme de aplicações, tanto de nanomateriais como da utilização de tecnologias de nanocamadas para permitir, por exemplo, a gestão mais eficiente em termos de energia e térmica dos próprios edifícios.

BC – A recolha de energia, através da utilização de materiais com capacidade fotovoltaica, os isolamentos, a utilização de menos energia, a luz ou o aquecimento, são áreas onde as nanotecnologias estão muito pre-

díssimos exemplos de introdução de sensores, de atuadores e de circuitos eletrónicos com vista à atribuição de “inteligência” aos materiais. Neste contexto, aproveito para fazer uma referência ao desenvolvimento de sistemas de aquecimento obtidos por impressão de materiais à base de carbono em substratos como cerâmica, pedra, cortiça, têxteis.

Finalmente, gostaria de referir vários projetos cujos resultados têm aplicação garantida na construção, que genericamente apelidamos de funcionalização de materiais: materiais auto-limpantes, que se libertam autonomamente da sujidade; libertação de substâncias como fragrâncias, captação de substâncias, maus cheiros ou substâncias nocivas à saúde, por exemplo, bem como materiais que mudam de cor por estímulo elétrico. Podemos, hoje, imaginar uma construção em que a cor do betão pode mudar por simples toque num interruptor.

CM – Quais poderão ser os contributos da inovação em nanomateriais e nanotecnologia para alterar este estado de coisas decorrente da crise? Existe potencial exportador?

BC – Com certeza. A grande potencialidade destas tecnologias é a sua aplicação em setores virados para a exportação. Por um

lado, são potencialmente geradoras de produtos tecnologicamente avançados, radicalmente novos, destinados a mercados de nicho, muito especializados, com grande valor acrescentado; por outro lado podem ser utilizados como impulsionadores da inovação em produtos com tradição no tecido industrial português.

O CeNTI dá uma atenção muito particular à revalorização contínua de setores como o têxtil, a cerâmica, a metalomecânica, a cortiça, o papel, etc., proporcionando-lhes o que necessitam para a introdução de nanotecnologias nos seus processos de fabricação.

CM – Então a questão talvez devesse ser ao contrário: existe potencial no mercado interno?

BC – Olhando para o mercado interno do CeNTI, isto é, as empresas portuguesas, a resposta é “sim”. É nesse mercado que o CeNTI se foca.

Há espaço e interesse para as empresas portuguesas acederem aos serviços do centro.

Se falamos do mercado interno das empresas portuguesas a resposta é “sim mas não é suficiente”. O verdadeiro motor do acesso de empresas portuguesas aos serviços do CeNTI são as oportunidades reais de introdução de produtos avançados nos mercados interna-

PUB

sentes. O que é afinal uma célula fotovoltaica senão um vidro com algumas nanocamadas sobre ele colocadas?

CM – Quais são os projetos de I&D em curso no CeNTI? BC – O CeNTI, como se compreende, tem vários constrangimentos a falar de projetos concretos, no respeito dos respetivos contratos de confidencialidade. Porventura os mais “vistosos” são exatamente aqueles que o CeNTI não tem margem para descrever.

Genericamente, podemos referir alguns projetos no âmbito dos quais estão a ser desenvolvidos materiais com enorme potencial de aplicação na construção. É o caso dos materiais fotovoltaicos orgânicos e inorgânicos flexíveis (com base em filmes poliméricos, tecidos, cortiça, ...) ou rígidos (sobre betão por exemplo); das superfícies que emitem luz, recorrendo a LEDs orgânicos ou materiais electroluminescentes e os isolamentos térmicos e acústicos, nomeadamente de soluções com comportamento controlável.

Devemos, igualmente, dar destaque a um número interessante de projetos que visam a introdução de eletrónica (embebida e/ou impressa) em materiais. Ao exemplo já referido de um interruptor cerâmico, juntam-se varia-

Inovação significa

pensar um passo à frente do esperado.

Schlüter®-KERDI-LINE Sendo inventores e desenvolvendo sistemas inovadores, as nossas ideias vão além dos conceitos habituais. E desenvolvemos componentes de sistema que se interligam. Um exemplo é Schlüter®-KERDILINE, o sistema de escoamento em linha para chuveiros à face do solo em aço inoxidável nobre ou, um outro exemplo, é Schlüter®-KERDISHOWER, as placas de compensação e de inclinação com impermeabilização incluída.

Schlüter ®-KERDI-LINE. Confie no original.

www.schluter.pt

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

7

conversas

“portugal hoje tem capacidade na área das nanofibras ou da utilização de fibras com vários componentes que poderá ser o estado da arte, ao contrário de países tidos como muito avançados.“

cionais, nomeadamente os mais exigentes e com maior poder de aquisição.

No caso específico da construção, a nossa experiência é sobretudo de relacionamento com empresas produtoras de materiais de construção e não diretamente com empresas construtoras. As empresas produtoras de materiais de construção têm vindo a mostrar grande apetência e empenho na adoção de nanotecnologias para a produção de matérias de valor acrescentado. Se é a arquitetura e a construção portuguesas que vão adotar estas soluções, já não cabe ao CeNTI dizer. O CeNTI tem essa preocupação, acompanha, mas não sabe ainda dar essa resposta.

CM – As empresas de construção e reabilitação imobiliária nacionais dominam a área dos nanomateriais e das nanotecnologias? Quais serão as principais barreiras a ultrapassar?

BC – De uma forma genérica, ainda não. Como disse antes, os principais atores empresariais na introdução de nanotecnologias e de materiais funcionais e inteligentes na construção são as empresas produtoras de materiais de construção e, já agora, também as empresas produtoras de materiais para decoração.

CM – Ralph Merkle [investigador norte-americano] tem uma frase algo fatalista, segundo a

8

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

qual as pessoas não acreditam no conceito da nanotecnologia. Concorda com isto?

BC – Não, discordo completamente. O conceito é objetivo. Se um processo industrial faz a deposição de uma camada cuja espessura é um décimo de milésimo de milímetro, não há dúvida, isso é nanotecnologia. Para o CeNTI, nanotecnologia é algo muito objetivo: é trabalhar à escala manométrica, ou, por outras palavras, a uma escala menor que a milésima de milímetro.

Há, contudo, alguns investigadores que apresentam críticas à nanotecnologia com base em dúvidas sobre os potenciais efeitos nocivos dos nanomateriais na saúde humana e no ambiente.

Neste caso, as dúvidas são legítimas, cabendo à comunidade científica e tecnológica não descurar este aspeto.

A Construção Civil conhece muito bem o problema gerado pelo amianto. Quando foi introduzido constituiu uma solução extraordinária, permitindo fabricar materiais com características excelentes. Mais tarde provou-se o seu efeito direto na geração de cancro.

Em relação aos nanomateriais, num momento muito diferente do momento em que o amianto foi introduzido, estão a ser utilizadas técnicas muito avançadas que permitem que, ao mesmo tempo que se faz o desenvolvimento

de novos materiais, se vão fazendo ensaios de avaliação da toxicidade desses materiais.

O CeNTI já adotou a prática de realização de ensaios de cito-toxicologia com os materiais que desenvolve, exatamente para evitar potenciais problemas de saúde pública advindas da utilização das nanopartículas, das nanoca madas ou das nanofibras que desenvolvemos e produzimos. .

Perfil Braz Costa formou-se em Engenharia Mecânica na Universidade do Minho e fez uma formação em Gestão Avançada para Gestores Públicos no Instituto Nacional de Administração. É também presidente da Textranet e Diretor-Geral do Citeve, exercendo também o cargo de Vice-Presidente da Textile ETP (European Technology Platform).

Sistema de chão elegante

Calha de chão OKB

Caixa de chão UDHome

System

Elevada qualidade. Flexível. Completo.

Com o sistema OBO BETTERMANN é possível o fornecimento de energia e dados de forma quase impercetível.

Com isto, está predestinado para o uso em salas privadas luxuosas, escritórios ou em zonas para exposições.

Sistema de calha de chão OKB O seu canal de alimentação permite simplificar as ligações.

Através da saída em escova, para a introdução de cabos em qualquer zona do sistema.

130309_az_okb_udhome_1_1_PT.indd 1

Caixas de chão UDHome Para uma ligação precisa dentro de uma divisão, apenas os componentes em inox ou latão de elevada qualidade ficam visíveis.

Para mais informações contacte o nosso serviço de atendimento técnico ou consulte o site na Internet: ATENDIMENTO TÉCNICO Tel.: +351 219 253 220 Fax: +351 219 253 226 E-mail: info@obo.pt www.obo.pt

29.04.13 11:29

10_13

os nanomateriais e a construção estudo da aplicação da nanotecnologia no setor da construção: necessidades e novas oportunidades O desenvolvimento e seleção de novos materiais ou funcionalidades à escala nano, que permitam melhorar o desempenho energético dos materiais de construção constitui um assunto atual e que se pode revelar como fator potenciador do setor da construção.

Neste artigo pretende-se dar a conhecer um estudo cujo principal objetivo consistiu na recolha, organização e tratamento da informação relativa às atuais aplicações da Nanotecnologia no setor da construção, conjugadas com as necessidades das empresas neste setor, o que permitirá apresentar novas oportunidades de inovação. Apesar de serem encontradas diversas referências a estudos de aplicação de nanomateriais na área da construção, verifica-se a existência de um diminuto número desta tipologia de materiais como produtos comerciais para aplicação neste setor. É nesse contexto que surge este estudo, onde a recolha de informação sobre as tendências futuras das necessidades e oportunidades de aplicação da Nanotecnologia no setor da construção permitirá contribuir para reestruturar o setor de forma a construir e reabilitar edifícios sustentáveis energeticamente e com zero emissões de CO2.

1. Introdução Os edifícios residenciais, comerciais e industriais são responsáveis por cerca de 30% a 40% do consumo energético europeu, sendo os responsáveis por 43% das emissões mundiais de CO2[1].

Os recentes desenvolvimentos tecnológicos da era nano vieram contribuir para o envolvimento da construção de edifícios nas questões ambientais e de sustentabilidade. No entanto, para este setor industrial poder atingir o seu potencial como líder no desenvolvimento sustentável, o aparecimento de novos materiais e técnicas de construção torna-se uma necessidade premente. Neste ponto, a nanotecnologia surge como potenciadora do desenvolvimento de novos produtos e possibilidades de construção[2].

10

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

É neste contexto que surge o trabalho do CeNTI (Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes), onde se realiza o estudo e desenvolvimento de materiais com funcionalidades acrescidas, nomeadamente de forma a potenciar as propriedades de eficiência energética necessárias ao bom desempenho de materiais de construção. Neste sentido, o objetivo do trabalho apresentado consistiu no desenvolvimento de um estudo que permitisse recolher, organizar e relacionar a informação relativa às atuais aplicações da Nanotecnologia no setor da construção. A disponibilização do estudo pretende fomentar a competitividade das empresas, direcionando-as para as áreas cujo potencial desenvolvimento permita promover a sustentabilidade, tanto dos materiais como das técnicas de construção, tornando assim

O. Rocha1, M. Machado2, A. Vieira3 e J. Branquinho4 ovarocha@gmail.com 2 mjsmachado@gmail.com 3 avieira72@gmail.com 4 CeNTI – Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes jbranquinho@centi.pt 1

possível a construção de edifícios energetica– – mente mais eficientes e com emissões de CO2 quase nulas.

Nanotecnologia em Edifícios A nanotecnologia pode ser aplicada em diversas áreas do setor da construção, em produtos tão diversificados como, por exemplo, janelas, paredes, revestimentos de paredes, estruturas de cimentos, telhas e portas (Figura 1), visando melhorias significativas de performance que contribuirão para a sustentabilidade e eficiência energética destes materiais.

Neste estudo foram criadas 4 áreas de aplicação da nanotecnologia no setor da constru-

>1

ção: cimentos e argamassas; revestimentos e tintas; materiais para isolamento térmico; e energias renováveis solares fotovoltaicas.

Apresenta-se de seguida uma primeira visão da atual aplicação dos nanomateriais nestas 4 categorias, focando-se as principais tipologias de produtos, bem como os desafios tecnológicos que estes produtos se propõem a ultrapassar.

Cimentos e Argamassas – A necessidade de tornar a indústria da produção de cimento e argamassas sustentável é um dos desafios há muito ambicionados pelo setor da construção. A aplicação da nanotecnologia nesta categoria de materiais permite o desenvolvimento de uma grande variedade de produtos com propriedades melhoradas, tais como a preparação de estruturas mais leves, fortes e compactas. Algumas tipologias de nanomateriais já aplicados em cimentos e argamassas são, a título de exemplo, as nanosílicas, os nanotubos de carbono ou as nanopartículas de TiO2 (dióxido de titânio). No caso do cimento, a adição de uma dispersão de nanosílica amorfa permite melhorar a auto-compactação deste material, tornando-o mais resistente e consequentemente mais duradouro[4]. Por outro lado, a introdução de nanotubos de carbono

>2

em estruturas cimentícias permite aumentar a capacidade de resistência compressiva das estruturas produzidas, tornando-as também mais leves. Encontram-se também sobejamente referenciadas as propriedades fotocatalíticas do dióxido de titânio. Assim sendo, esta tipologia de nanomateriais é também integrada em misturas cimentícias, de forma a potenciar propriedades de autolimpeza das estruturas edificadas. A título de exemplo apresenta-se ilustração de um edifício público construído com recurso a esta tipologia de nanomateriais (Figura 2)[3].

Atualmente, em Portugal, não se encontram referenciados produtos comercialmente disponíveis de cimento e argamassas desenvolvidos com recurso à nanotecnologia.

Revestimentos e Tintas – A otimização dos processos de produção e uma criteriosa escolha das matérias-primas e formulações são fatores que incentivam os fabricantes de revestimentos e tintas a recorrer a novas tecnologias, no sentido de cumprir as metas ambientais atuais. A incorporação de nanomateriais em formulações permite não só atribuir uma multiplicidade de propriedades aos revestimentos e tintas conferindo-lhes uma maior versatilidade de aplicação, como

também produzir materiais mais amigos do ambiente[5]. Alguns exemplos não limitativos de nanomateriais referenciados por serem utilizados nesta tipologia de materiais são: nanopartículas de TiO2 ou de ZnO (óxido de zinco). Tal como referido anteriormente, o TiO2 pode conferir a diferentes substratos propriedades de autolimpeza. O TiO2, incorporado nas formulações de revestimento nos materiais de construção que fiquem expostos ao ar livre, pode reduzir substancialmente as concentrações de poluentes atmosféricos, tais como compostos orgânicos voláteis e óxidos de azoto. Os revestimentos constituídos por nanopartículas de ZnO são utilizados como revestimentos protetores de UV (ultra-violeta) para superfícies com historial de fácil degradação à radiação UV, como é o caso das superfícies plásticas ou de madeira. Para além desta aplicação, são também utilizadas como revestimentos anticorrosivos para vários metais[3]. As tintas e os revestimentos cujas formulações são constituídas por nanoaditivos, tais como os mencionados anteriormente, permitem manter a flexibilidade, durabilidade, eficiência e aderência nas superfícies revestidas. Este facto mostra-se fulcral no impacto ambiental, já que uma diminuição do consumo de recursos energéticos utilizados para a

> Figura 1: Exemplos de aplicação de nanomateriais numa casa típica[2]. Adaptada de Broekhuizen et al. (2009). > Figura 2: Igreja Jubilee em Roma[2].

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

11

os nanomateriais e a construção

manutenção de superfícies dos edifícios repercute na diminuição de emissões de CO2[6].

Produtos comerciais[2];[3] desenvolvidos com recurso à nanotecnologia foram selecionados e apresentados neste estudo (consultar http://www.nanoatconstrucao.org/). Em Portugal, a área dos revestimentos e tintas encontra-se em franca expansão, existindo já produtos comerciais como tintas e vernizes que foram desenvolvidos com recurso à nanotecnologia[6].

Materiais para Isolamento Térmico – A eficiência energética e o nível de emissões de CO2 de um edifício podem ser otimizados através da utilização de tecnologias de isolamento que fomentem a redução de consumos energéticos de climatização. Os edifícios podem adquirir melhorias significativas em termos de aumento do conforto térmico, isolamento térmico e sonoro e controlo da humidade com recurso à Nanotecnologia[7, 9] (Figura 3). Exemplos não limitativos de nanomateriais referenciados por serem usados com as finalidades descritas são o aerogel e os materiais com propriedades refletivas. O aerogel é um material nanoestruturado e pode ser adicionado a produtos comuns tais como a fibra de vidro, lã de rocha, espumas ou policarbonato. A sua utilização deve-se ao facto de este possuir

uma estrutura muito porosa, à escala nano, o que lhe confere uma elevada área superficial, permitindo o aumento da sua resistência térmica. Os aerogéis podem ser compostos por sílica (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3), polímeros orgânicos e inorgânicos, carbono, entre outros. Estes materiais são constituídos por mais de 90% de gás, o que se traduz numa baixa condutividade térmica[3]. Uma abordagem recente para esta tipologia de isolamento com base na utilização de nanomateriais é a adição de nanopartículas de compostos refletores, como o alumínio, a matrizes simples, como o barro. As propriedades refletoras permitem potenciar as características de isolamento térmico do produto final, complementando uma área de isolamento a nível radioativo e condutivo[8].

Os produtos atualmente disponíveis no mercado[2];[3] foram listados no âmbito deste estudo e podem ser consultados em www. nanoatconstrucao.com. No que concerne a produtos de isolamento térmico produzidos e comercializados em Portugal, existe no mercado um inovador sistema de isolamento para paredes de exterior, que melhora o isolamento térmico das habitações, possibilitando uma poupança energética até 30%. A área do isolamento térmico revela-se de grande importância no que diz respeito à sustentabilidade

Paredes interiores no sótão

Pavimento do sótão

Tetos

Pavimento em salas com isolamento Paredes exteriores Pavimento sem aquecimento Paredes de caves

Paredes interiores = Isolamento

>3 > Figura 3: Zonas de aplicação de isolamento térmico[9].

12

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

de um edifício, onde o desenvolvimento de novos materiais de isolamento com recurso à nanotecnologia e a sua aplicação em novos edifícios e na sua reabilitação permitirá reduzir drasticamente os consumos energéticos.

Energia Renovável Solar Fotovoltaica – A nanotecnologia tem contribuído significativamente para a melhoria da eficiência energética e da redução das emissões de CO2 em edifícios, proporcionando grandes avanços na área da tecnologia das energias renováveis. Os fotovoltaicos orgânicos têm vindo a adquirir bastante relevância, uma vez que oferecem a capacidade de produção de células solares a muito baixo custo, através de diferentes processos de fabrico e matériasprimas inerentemente mais baratas. Esta área tem suscitado extremo interesse e investimento tanto por parte da investigação como da indústria, devido às características que estes dispositivos oferecem, de entre as quais se destacam o custo reduzido, flexibilidade, semi-transparência, espessura e leveza diminutas[10]. Atualmente, existem inúmeros produtos comerciais nesta categoria de materiais, sendo que são os painéis fotovoltaicos orgânicos aqueles que se encontram numa fase de maturação no que concerne à sua produção em massa.

Em termos de desenvolvimento de tecnologias de energias renováveis em Portugal, existem atualmente exemplos de produtos comerciais eficientes, mas de base inorgânica. Um exemplo que pode ser visualizado na Figura 4 é constituído por uma célula constituída por uma sobreposição de semicondutores de silício amorfo, laminados entre o painel e o vidro de encapsulamento[8].

Metodologia do Estudo – Criação de um diretório de materiais No decorrer deste estudo foi realizada uma pesquisa aprofundada sobre os nanomateriais com aplicação no setor da construção, nomeadamente de edifícios, existentes no mercado. Nesta pesquisa foram incluídos os materiais desenvolvidos com recurso à nanotecnologia que demonstrem ser uma mais-valia relativamente ao consumo de matérias-primas e energia, comparativamente a processos e produtos comuns já existentes no mercado. Neste sentido, a preparação de um diagnóstico acerca da tecnologia atual pretende colmatar a escassez de informação nesta área, bem como avaliar as necessidades e oportunidades das empresas presentes no mercado, em que a nanotecnologia se

mostra preponderante. Toda a informação sobre os materiais e tecnologias existentes no mercado atual foi recolhida, registada e gerida de uma forma versátil e intuitiva, podendo, assim, ser consultada por diferentes agentes do setor da construção nas escolhas de matérias-primas e materiais com menor impacto ambiental.

A Base de Dados desenvolvida poderá ser consultada no website criado para divulgação deste estudo (www.nanoatconstrucao.com), sendo constituída por um conjunto organizado de registos, nomeadamente: material, funcionalidade, substrato, aplicação, produto comercial, empresa e referência bibliográfica relativa a cada nanomaterial selecionado.

Considerações Finais A presente comunicação expõe um breve estudo sobre a aplicação da nanotecnologia no setor da construção e a influência destes materiais na sustentabilidade dos edifícios, tanto na aplicação de materiais ecologicamente sustentáveis como na utilização de materiais que promovam uma diminuição significativa de consumo energético. Os benefícios de projetos de pesquisa e investigação tais como o apresentado são necessários para preencher a lacuna existente entre o conhecimento fundamental e a aplicação real, fomentando a coordenação entre os materiais de base nanotecnológica atuais e os potenciais produtos futuros. A sustentabilidade da indústria da construção e a ecoeficiência dos materiais de construção com recurso à nanotecnologia assumem, assim, um papel primordial no impacto ambiental dos edifícios.

Agradecimentos Os autores desejam manifestar o seu agradecimento pelo apoio financeiro concedido ao projeto, que se trata de uma Iniciativa QREN, cofinanciada pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, através do Programa Operacional de Fatores de >4

Competitividade.

Referências Bibliográficas 1. Pinheiro, Manuel Duarte; A caminho da eco- construção; Climatização, 2010: 60-64.

2. Broeckhuizen, F. A . van; J. C. van Broeckhuizen; Nanotechnology in the European Construction Industry; European Federation of Building and Woodworkers; Amsterdam (2009).

3. Elvin, George; Nanotechnology for Green Building; Green Technology Forum, (2007).

4. Sanchez, Florence; Sobolev, Konstantin; Nanotechnology in concrete- a review; Construction and Building Materials (2010) 5. Rana, Ashawani K. et al.; Significance of nanotechnology in Construction Engineering; International Journal of Recent Trends in Engineering (2009) 6. Ascenso, Rita; Gestão técnica centralizada: Um enorme potencial de poupança, Climatização, 6-15 (2010).

7. “Energy Efficiency Through Insulation: The Impact on Global Climate Change”: The North American Insulationmanufacturers Association (NAIMA), 024-7 (1996) 8. Energy Codes@. http://www.energycodes.gov (página da internet oficial), USA (2010) 9. Hristozov, Danail; Ertel, Jürgen; “Nanotechnology and sustainability: benefits and risks of nanotechnology for environmental sustainability”; Forum der Forschung; 22, 161-168 (2009).

10. SolarPlus@. http://www.solarplus.pt/.

SolarPlus Photovoltaic Technologies. (página da internet oficial), Portugal (2010)

> Figura 4: Painel fotovoltaico Revigrés Solar Plus[11].

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

13

14_17

os nanomateriais e a construção nanocompósitos poliméricos e sua aplicação na construção

A nanotecnologia tem-se imposto recentemente como uma das áreas de investigação com maior desenvolvimento, despertando grande interesse na comunidade científica. Nas múltiplas áreas de investigação nesta temática inclui-se a modificação nanotecnológica de polímeros. Este tipo de polímeros, modificados ao nível da nanoescala, designa-se, geralmente, por nanocompósitos poliméricos (NP) e a sua aplicação abrange diversas áreas, onde se inclui a indústria da construção. Pretende-se, aqui, resumir a composição e estrutura dos NP, apresentando alguns métodos de produção e avaliando as suas principais aplicações, com enfoque na indústria da construção.

1. Introdução A investigação e produção de novos materiais envolvendo conhecimentos ligados à nanotecnologia é hoje amplamente realizada dentro da comunidade científica. As excelentes propriedades físicas e químicas dos nanomateriais permitem diversas aplicações, desde o reforço estrutural à produção de materiais com menores impactes ambientais e com elevada capacidade de “autolimpeza”. A produção de diferentes materiais poliméricos tem-se desenvolvido recentemente, cada vez mais recorrendo à nanotecnologia. Nesse sentido, importa compreender como a nanotecnologia pode contribuir para a melhoria das propriedades e desempenho dos materiais poliméricos existentes. A manipulação tecnológica de polímeros pressupõe a distinção entre dois tipos importantes: compósitos poliméricos e nanocompósitos poliméricos (NP). Os primeiros são uma mistura física de dois ou mais materiais, envolvendo neste caso a mistura de polímeros entre si, ou juntamente com outros tipos de materiais, resultando num novo material com características distintas dos seus constituintes. São normalmente materiais hete-

14

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

rogéneos e multifásicos formados por uma fase contínua (matriz) e outra descontínua (material de reforço) [1]. As principais diferenças entre compósitos poliméricos e NP baseiam-se essencialmente nas características dos materiais de reforço dispersos na matriz polimérica. Para além das dimensões das partículas de reforço, no caso de compósitos poliméricos, estes materiais são incluídos numa vasta gama de proporções, cumprindo funções de fíler, reforço ou funcionais. Por sua vez, nos NP, a matriz polimérica é reforçada apenas com uma pequena quantidade de compostos nanométricos, em geral ≤5% em massa, que têm propriedades mecânicas muito superiores às dos usados em compósitos poliméricos, e.g. resistência e elasticidade [2]. Tem-se tentado explorar as potencialidades deste tipos de materiais procurando atribuir-lhes uma aplicação direta e comercializável.

2. ESTRUTURA E MORFOLOGIA Os NP são o resultado visível da passagem da escala das micropartículas para a das nanopartículas, que corresponde a mudanças

João Silvestre Aluno Mestrado Integrado em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico Jorge de Brito Professor Catedrático, Instituto Superior Técnico Nuno Silvestre Professor Auxiliar, Instituto Superior Técnico

notáveis nas propriedades dos materiais. Uma das razões para estas melhorias consiste na elevada área específica das partículas à nanoescala, favorecendo desta forma as interações, essencialmente nas superfícies de contacto entre os materiais de reforço e a matriz polimérica. De facto, o tipo de interações químicas e físicas que ocorre nas superfícies pode ter grandes consequências nas propriedades dos materiais, para uma composição idêntica. Assim, alguns trabalhos têm proposto classificações de materiais segundo a sua geometria e área específica [3].

Quanto aos nanomateriais aplicados em matrizes poliméricas, tipicamente nanopartículas, nanotubos ou nanofibras, a sua classificação em função da geometria inclui três grupos: materiais particulados, fibrosos ou em camadas.

A forma como os NP são dispersos na matriz polimérica tem um importante papel nas propriedades dos materiais resultantes. O nível e tipo de dispersão conseguidos dependem do tipo de reforço utilizado e das técnicas de produção destes NP. Para compreender os tipos de morfologia possíveis, tome-se como exemplo um dos materiais de reforço mais utilizados, as argilas organofílicas, obtidas a partir de

Nanocompósito Imiscível (Microcompósitos)

Nanocompósito Intercalado

Nanocompósito Esfoliado

>1

argilas bentoníticas e com uma geometria do tipo camada. O principal objetivo no processo de formação de um NP deste tipo é obter uma exfoliação completa das partículas de argila, isto é, a separação completa das partículas entre si, obtendo, assim, uma dispersão uniforme na matriz polimérica. No entanto, esta morfologia ideal raramente é conseguida e são obtidos vários níveis de dispersão. Embora não seja consensual na comunidade científica, são geralmente referidos três tipos de morfologias (Fig. 1): imiscíveis (micro-compósitos), em que a matriz polimérica e as camadas do material de reforço estão separadas, obtendo-se propriedades idênticas às dos microcompósitos convencionais; estruturas intercaladas, quando a matriz polimérica intercala as camadas do material de reforço, embora seja possível observar uma ordem na estrutura, com zonas poliméricas e zonas de camadas de reforço; esfoliada, quando as camadas se encontram completa e uniformemente distribuídas numa matriz polimérica contínua.

Assim, a cada tipo de estrutura (i.e. nível de dispersão) correspondem características físicas e mecânicas muito distintas dos NP resultantes. Também nos materiais do tipo fibrosos e na adição de nanopartículas à matriz polimérica o nível de dispersão e adesão destes compostos na interface partícula-matriz tem um papel decisivo nas propriedades mecânicas dos NP resultantes. A dispersão dos aditivos na matriz polimérica é talvez o principal desafio na produção de NP. Assim se percebe a importância de compreender

a morfologia destes materiais, tendo-se aplicado diversas técnicas como a difração de raio-X (XRD), a microscopia eletrónica de transmissão (TEM) e a microscopia eletrónica de varrimento (SEM) [4]. Em paralelo, têm-se desenvolvido novas tecnologias que garantam uma melhor dispersão dos materiais de reforço na matriz polimérica, discutidas de seguida.

3. MÉTODOS DE PRODUÇÃO A dificuldade na obtenção de resultados consistentes tem levado ao aparecimento de uma vasta gama de técnicas, com destaque para: polimerização in-situ; mistura por fusão; mistura por solução.

Polimerização in-situ Este método foi iniciado na Toyota no começo dos anos 90 na tentativa de produzir nanocompósitos de poliamida, sendo o primórdio da investigação e produção de NP. Pressupõe existir um monómero e um material de reforço (e.g. camadas minerais silicatadas ou argila) ativado dentro do monómero. A polimerização desse monómero é então iniciada através de um reator. Dá-se a formação de um polímero dentro e fora das camadas de argila, podendo esse NP ter uma estrutura intercalada ou esfoliada. Como os níveis de polimerização obtidos dentro e fora das camadas do material de reforço podem ser diferentes, importa ao longo deste processo garantir mecanismos de controlo que garantam, tanto quanto possível,

uma polimerização uniforme [5]. Esta técnica tem assim como principal vantagem obter NP com um elevado nível de dispersão dos materiais de reforço na matriz polimérica (estrutura esfoliada), o que se reflete numa melhoria significativa das suas propriedades, nomeadamente as térmicas, mecânicas e isolantes.

Mistura por fusão A ideia base deste método é fundir o principal polímero a elevadas temperaturas (matriz polimérica) e ir-lhe adicionando os materiais de reforço na câmara de mistura. Este processo tem como particularidade não necessitar de síntese química ou de solventes. Está, no entanto, muito dependente da compatibilidade química materiais de reforço/polímeros, para conseguir uma boa dispersão destes na matriz. Propõe-se a utilização de granulometrias similares para promover uma maior homogeneização da mistura. O estudo de mecanismos que favoreçam a dispersão dos nanoreforços na matriz ainda é um desafio para a comunidade técnica e científica.

Mistura por solução Em oposição às técnicas anteriores, esta pressupõe, para além do polímero e materiais de reforço, um solvente que promova a mistura destes. Deve garantir-se que o polímero seja solúvel nesse solvente e que as interações deste com os materiais de reforço promovem uma melhor dispersão destes. Devido à precipitação do polímero e evaporação do solvente, é possível obter NP com algum grau de inter-

> Figura 1: Níveis de dispersão após inclusão de argilas organofílicas em matrizes poliméricas [1].

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

15

os nanomateriais e a construção

>2

Importa agora avaliar os principais materiais que intervêm na composição dos NP. A lista de polímeros e de materiais de reforço usados e de combinações entre eles é hoje bastante extensa (Figura 2). As melhorias nas propriedades dos materiais resultantes são essencialmente devidas aos materiais de reforço, pelo que se focará a sua caracterização, destacando-se os seguintes: nanoargila/montmorilonite; nanotubos de carbono; grafeno/ óxido de grafeno.

Nanoargila Verifica-se que uma pequena percentagem em peso de nanoargila adicionada à matriz polimérica permite grandes melhorias nas propriedades dos NP resultantes, e.g. mecânicas, estabilidade térmica, ou proteção ao fogo. A montmorilonite, com uma estrutura em camadas de partículas à escala

neste caso. Este tipo de NP pode ser produzido com qualquer das técnicas referidas, embora em todos elas se coloque o problema da dispersão dos materiais de reforço na matriz [7].

Nanotubos de carbono Estes nanomateriais, em virtude da sua estrutura molecular, têm excecional resistência e módulo de elasticidade e elevadas condutividades térmicas e elétricas, pelo que têm elevado potencial para a produção de NP (Figura 3).

Tem-se procurado descrever e quantificar as interações nanotubos de carbono/matrizes

A

B

0.36 nm

1-2 nm >3

> Figura 2: Tipos de polímeros e materiais de reforço utilizados em nanocompósitos poliméricos. > Figura 3: Diagrama esquemático da estrutura de nanotubos de carbono: parede simples (A); parede dupla (B) [7].

16

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

poliméricas, para garantir um bom nível de dispersão dos mesmos na respetiva matriz.

Embora existam ainda problemas por resolver, já foi demonstrada uma melhoria significativa das propriedades de materiais poliméricos nanomodificados com nanotubos de carbono. Qian et al [8] caracterizaram um NP de poliestireno com nanotubos de carbono, demonstrando que uma adição de 1% em peso (cerca de 0,5% em volume) destes nanomateriais levou a um aumento de 36-42% na rigidez elástica e de 25% na rigidez à tração deste NP. Este tipo de melhoria justifica a aposta contínua neste tipo de nanomateriais para utilização em matrizes poliméricas [9].

m

4. MATRIZES POLIMÉRICAS E MATERIAIS DE REFORÇO

nanométrica, é o tipo de argila mais utilizado

0.2 -5 µ

calação na sua estrutura. Diversos solventes têm sido usados, e.g. tolueno, etanol e metanol [6]. Tal como as outras técnicas, a principal dificuldade desta é garantir uma dispersão adequada dos nanoreforços na matriz, pelo que poderão ser consideradas mais técnicas para dar resposta a este desafio.

2-25 nm

1000

Número de publicações

3000 2500

Grafeno Compósitos de grafeno

800

2000 600 1500 400 1000 200

500

1994 1996

1998 2000

2002

2004

2006 2008

0 2010

Ano >4

Grafeno/óxido de grafeno O grafeno suscita elevadas expectativas de aplicação nos mais diferentes campos (Figura 4), de que os NP de grafeno e óxido de grafeno são um exemplo, em face do aumento significado da rigidez e resistência destes NP. Existe também a possibilidade de melhorar a condutividade elétrica e térmica e a proteção a gases nestes NP [10]. Contudo, há ainda problemas na dispersão destes nanomateriais na matriz polimérica e na completa exfoliação do grafeno no sentido de promover as interações entre a sua superfície e a matriz.

5. APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO Em face da grande variedade de NP disponíveis e das melhorias nas propriedades destes face aos compósitos poliméricos tradicionais, existem muitas aplicações potenciais e um já elevado nível de comercialização de alguns NP. As suas principais áreas de aplicação são os materiais de desporto, as componentes aeroespaciais e automóveis e o mercado das embalagens para produtos alimentares. A principal aplicação deste tipo de materiais na indústria da construção é na produção e exploração de betão e cimento. A utilização de polímeros no betão ocorreu nos últimos 25 anos e são boas as perspetivas do seu êxito.

Tem-se avaliado como podem os NP contribuir

nas diversas fases de hidratação do cimento para a melhoria das propriedades mecânicas e térmicas do betão, mas os resultados não são consensuais [12]. Por isso, o uso de betão e cimento com NP não é ainda uma prática usual.

Para além das aplicações ligadas ao betão, existem também desenvolvimentos nos revestimentos com NP. Pretende-se essencialmente a melhoria das propriedades térmicas que os NP podem conferir. Foi produzido um painel sandwich onde se incluíram NP com nanotubos de carbono, com melhorias no comportamento térmico [13]. Contudo, também nesta área de aplicação se perspetivam novos desenvolvimentos nos próximos anos e um maior investimento por parte das empresas ligadas a este setor.

6. CONCLUSÕES/PERSPETIVAS FUTURAS É evidente a necessidade de prosseguir no desenvolvimento de técnicas e know-how que permitam uma produção e utilização de NP de forma mais consistente. Os principais desafios passam por: – conseguir obter melhores níveis de dispersão, orientação e agregação dos materiais de reforço na matriz polimérica, para melhorar as propriedades dos materiais resultantes;

– quantificar de forma mais precisa as melhorias nas propriedades alcançadas com a manipulação nanométrica de polímeros e as proporções de adição dos materiais de reforço à matriz polimérica.

Só então se poderá perspetivar um maior índice de comercialização destes materiais, embora existam já bons exemplos em indústrias como a automóvel e a das embalagens. A indústria de construção carece ainda de resultados continuados a este respeito, embora a produção de betão e cimento e de revestimentos com NP pareça ser o caminho mais promissor.

7. REFERÊNCIAS [1] Paul DR, Robeson LM Polymer nanotechnology: Nanocomposites, Polymer, 49, 2008, pp. 3187-3204 [2] Leixas J, Peçanha P, Souto R, Cristina T, Souto T, Nanocompósitos poliméricos, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (Rio de Janeiro) [3] Sun L, Gibson RF, Gordaninejad F, Suhr J, Energy absorption capability of nano-composites: A review, Composites Science and Technology, 69, 2009, pp.

2392-2409 [4] Khudyakov IV, Zopf RD e Turro NJ, Polyurethane nanocomposites, Designed Monomers and Polymers, 12, 2009, pp. 279-290 [5] Mittal V In-situ synthesis of polymer nanocomposites, Polymer Nano-, Micro- & Macrocomposites, WILEY-VCH [6] Lau KY, Vaughan AS, Chen G, Hosier IL Polyethylene nanocomposites - A solu-tion blending approach, UHVnet, 2012 [7] Silvestre J, Silvestre N, e Brito J. de, Nanotechnology in Concrete Production – A review, Construction and Building Materials, 2013 (submetido para publicação) [8] Qian D, Dickey E.C, Andrews R, Rantell T Load transfer and deformation mechanisms in carbon nanotubespolystyrene composites, Applied Physics Letters, 76 (20), 2000, 2868-2871 [9] Thostenson ET, Ren Z e Chou T-W, Advances in the science and technology of carbon nanotubes and their composites: a review, Composites Science and Technology, 61, 2001, pp. 1899-1912 [10] Young RJ, Kinloch I.A, Gong L, Novoselov KS The mechanics of graphene nano-composites: a review, Composites Science and Technology, 72, 2012, pp.

1459-1476 [11] Kim H, Abdala A A, Macosko CW Graphene/Polymer Nanocomposites, Macro-molecules, 43, 2010, pp.

6515-6530 [12] Raki L, Beaudoin JJ, Mitchell L Layered double hydroxide-like materials: nano-composites for use in concrete, Cement and Concrete Research, 34, 2004, pp. 1717-1724 [13] http://carboninspired.com/blog/?p=348&lang=en (acedido em 25/04/2013)

> Figura 4: Número de publicações realizadas nos últimos anos envolvendo a utilização de grafeno [11].

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

17

a construção no brasil na atualidade

18_21

os nanomateriais e a construção desenvolvimento de sistemas e produtos baseados em nanomateriais cerâmicos para uma construção sustentável

A aplicação de nanotecnologia em produtos de construção é já uma realidade, sustentada pela necessidade imperiosa de caminhar para “edifícios verdes”. O contributo dos nanomateriais encontra-se tanto na pele dos edifícios como nos materiais estruturais, conferindo melhores propriedades, novas funções e valor acrescentado, em linha com as diretivas europeias em matéria de construção sustentável. Com a criação do Centro de Conhecimento em Matérias e Construção Sustentável, o CTCV afirmou a sua vocação para apoiar as empresas no desenvolvimento de novos produtos e processos construtivos, sendo o recurso aos nanomateriais uma prática corrente, como o comprovam alguns dos projetos em carteira orientados para a funcionalização de superfícies cerâmicas.

Introdução A nanotecnologia constitui um dos maiores vetores da evolução tecnológica do século XXI, cujo impacto na sociedade foi comparado ao do silício ou dos plásticos. A criação/síntese, manipulação e exploração de materiais nanoestruturados permite o desenvolvimento de novos produtos e sistemas inovadores com propriedades totalmente novas. As propriedades fundamentais dos materiais podem ser “customizadas” à escala nanométrica, onde um dos aspetos essenciais das mudanças físico-químicas está relacionado com a alteração do rácio área/volume. Por conseguinte, os nanomateriais abriram um vasto leque de aplicações potenciais nos mais variados setores de atividade industrial como a química, a física, a eletrónica, a medicina, a biologia, os cosméticos, a alimentação, os transportes e também o setor da construção.

18

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

Apesar de ser considerado um setor bastante tradicional, o mundo da construção viu-se obrigado a inovar para dar resposta à crescente edificação mundial, aos custos cada vez mais elevados e à pressão imposta pela necessidade de reduzir o impacte nos recursos e no ambiente associado ao ciclo de vida dos edifícios. A eficiência energética, a redução das emissões de CO2, dos consumos de recursos naturais, a durabilidade e a reciclabilidade, a salvaguarda da biodiversidade e a segurança são hoje requisitos de qualquer projeto enquadrado nos princípios da construção sustentável. Este novo paradigma da construção abre novas perspetivas para a inovação em sistemas construtivos e materiais e um potencial vasto de aplicação da nanotecnologia e dos nanomateriais, podendo ser analisado, de forma geral, do ponto de vista da sua intervenção no edifício: – Aplicação em superfície (2D): a pele do edifício, enquanto local de transferência

Luc Hennetier, Victor Francisco CTCV – Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro

de matéria e energia, com elevada área disponível, tornou-se o substrato ideal para incorporação de novas funções. A funcionalização é operada através do desenvolvido de tintas, revestimentos cerâmicos, vidros ou produtos de aplicação direta que incorporem função tais como: autolimpeza, antiembaciante, antimancha e antigrafiti, antirrisco, antipoluente (regeneração do ar), produção de energia fotovoltaica, isolamento e regulação térmica, mudança de cor. Muitas destas aplicações são baseadas no aproveitamento das propriedades fotocatalíticas de nanomateriais como o dióxido de titânio.

– Aplicação em volume (3D): os cimentos e argamassas são os materiais de construção mais usados no mundo e são alvos de novos desenvolvimentos que visam a melhorar o seu desempenho mecânico e a sua durabilidade. A incorporação de aditivos baseados em nanomateriais (tais como nano-SiO2), nanotubos de carbono ou ainda nanofibras,

>1

associada a uma melhor compreensão dos fenómenos de hidratação dos cimentos, está a possibilitar a construção de estruturas mais leves (redução do volume de cimento), e mais duradouras (propriedades anticorrosivas, autolimpantes).

Porém, estas novas tecnologias e materiais necessitam de se adaptar às especificidades da construção, em particular à escala produtiva (volume), à facilidade de implementação e necessária robustez.

O ccMCS – Centro de Conhecimento em Materiais e Construção Sustentável O desenvolvimento de atividades de caráter inovador em materiais e produtos no contexto da construção sustentável constitui uma das

prioridades prosseguidas desde cedo pelo CTCV, enquanto infraestrutura tecnológica que integra o Sistema Científico e Tecnológico Nacional (SCTN). Com efeito, praticamente desde a sua criação que o CTCV tem vindo a desenvolver atividades de elevado conteúdo técnico e de desenvolvimento tecnológico aplicado, com caráter inovador, que se traduziram, desde cedo, numa participação ativa em projetos de Investigação, Desenvolvimento e inovação (I+D+i).

Esta vocação ficou definitivamente assumida com o desenvolvimento do Projeto ccMCS Centro de Conhecimento em Materiais para a Construção Sustentável. Este projeto, promovido pelo CTCV, com início formal no final de 2010, constitui um dos projetos Âncora do Cluster Habitat Sustentável, uma das Estratégias de Eficiência Coletiva reconhecida em 2009 pelo COMPETE – Programa Operacional

>2

Fatores de Competitividade, no seguimento de uma candidatura lançada por um núcleo de entidades, das quais o CTCV é parte integrante desde a 1ª hora.

A implementação deste projeto âncora parte da análise efetuada à perspetiva dos setores da indústria transformadora e da esfera do Cluster do Habitat, à conjuntura económica, às tendências atuais do mercado global e ainda à Estratégia Nacional de Desenvolvimento Sustentável, tendo sido identificadas algumas áreas específicas de atuação a privilegiar neste novo Centro.

O ccMCS visa apoiar toda a componente de desenvolvimento de produtos, materiais, processos e tecnologias de produção sustentáveis do CTCV, constituindo-se como espaço de demonstração com as condições necessárias para incorporar alguns dos produtos desenvolvidos, assim como demonstrar a produção piloto, a caracterização, teste, validação e utilização de produtos e tecnologias desenvolvidos no âmbito de projetos complementares integrantes das ações do Cluster. Estes projetos devem estar enquadrados com o programa de ação do Cluster, contribuindo de forma relevante para a concretização dos seus objetivos estratégicos e metas, apresentando um forte envolvimento dos seus promotores no incremento do valor acrescentado de produtos e na melhoria de eficiência de processos.

Para a preparação e gestão de projetos de Investigação, Desenvolvimento e inovação (I+D+i), o CTCV mantém uma atividade sistemática de vigilância e prospetiva tecnológica em áreas relevantes para o Habitat. Este

> Figura 1: O Centro de Conhecimento em Materiais e Construção Sustentável – novos edifícios no Coimbra iParque. > Figura 2: Projetos complementares do Cluster Habitat desenvolvidos pelo CTCV em consórcio.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

19

os nanomateriais e a construção

envolvimento inclui atividades que vão desde a avaliação prévia de requisitos e enquadramento dos projetos à gestão de ideias e brainstorming, passando pela preparação de conteúdo técnico e financeiro e apresentação de candidatura a sistemas de incentivos. A promoção de parcerias para desenvolvimento de projetos colaborativos de I+D+i é uma área estratégica para o CTCV, partindo este desenvolvimento de um conjunto de prioridades, mantidas sob a forma de uma bolsa de projetos, lançados quando reunidas um conjunto de condições.

Entre os temas desta bolsa incluem-se atualmente, a título de exemplo: – Redução do conteúdo energético › Novas Fontes de Energia / Combustíveis › Novos Processos de Preparação de Matérias-primas e Conformação › Redução de incorporação energética – Novos processos de combustão – Produtos e materiais multifuncionais › Funcionalidade de superfícies › Produtos multimateriais e multiestruturas › Integração de funções É na área dos produtos e materiais multifuncionais que o recurso às nanotecnologias tem sido mais intensivo. Apresentam-se de seguida exemplos mais representativos de projetos que visam à integração de funções em revestimentos cerâmicos através da utilização de nanomateriais como é o caso do projeto SELFCLEAN, ou de nanocamadas de silício no caso do projeto SOLARTILES.

SOLARTILES – Sistemas solares fotovoltaicos em coberturas e revestimentos cerâmicos O desenvolvimento de Sistemas solares fotovoltaicos em coberturas e revestimentos cerâmicos - Solar Tiles (2009-2011), por um consórcio de 9 entidades (empresas e entidades do Sistema Científico e Tecnológico Na-

>3

cional) liderado pela REVIGRÉS, representou um desafio importante, pela complexidade da realização da prova de conceito da deposição de filmes finos fotovoltaicos em materiais cerâmicos.

O objetivo principal deste projeto consistia no desenvolvimento, à escala laboratorial, de protótipos funcionais de produtos cerâmicos fotovoltaicos integrados, de elevada eficiência, para revestimentos de edifícios (telhas e revestimentos exteriores de fachada) que incorporassem, de raiz e por deposição, filmes finos fotovoltaicos, do tipo silício nanocristalino ou polimorfo, tecnologia que pertence dita à terceira, ou última, geração de materiais fotovoltaicos.

De um modo genérico, este projeto pretendia contribuir para um novo tipo de arquitetura de edifícios, que inclui o ecodesign, fachadas e coberturas de edifícios baseados em materiais cerâmicos fotovoltaicos, numa perspetiva de novos produtos cerâmicos multifuncionais, em que se pretende conjugar as funções de revestimento, estética e de produção de energia.

Os resultados obtidos configuram uma evolução. Foram atingidos os objetivos a que o consórcio se propôs, enquanto projeto de I&DT – prova de conceito da deposição de filmes finos fotovoltaicos em materiais cerâmicos. Por conseguinte, para a proteção

> Figura 3: Protótipos de produtos cerâmicos fotovoltaicos à escala real.

20

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

industrial do conceito, foi efetuado um registo de patente internacional.

Também em termos dos aspetos arquitetónicos e de design, os resultados obtidos são considerados diferenciadores quando comparados com outras soluções convencionais (painéis fotovoltaicos de silício amorfo). A combinação obtida permitirá contribuir para a promoção do conceito de BIPV – BuildingIntegrated PhotoVoltaics, i.e., de substituição de materiais convencionais da “pele” dos edifícios (fachadas, coberturas) por materiais fotovoltaicos, neste caso, por materiais cerâmicos fotovoltaicos.

Em termos de eficiência energética, os resultados demonstram que estaremos na presença de uma solução de compromisso entre eficiência das células e integração arquitetónica que o produto proporciona.

Não pode ser dissociado desta conclusão o facto de não se pretender substituir produtos cerâmicos por produtos solares mas antes valorizar o produto cerâmico, dando-lhe uma nova função e acrescentando-lhe assim valor. Finalmente, este projeto visa contribuir para a eficiência energética nos edifícios, considerado um dos maiores consumidores de energia (os edifícios usam cerca de 40% do total de energia os EUA e União Europeia), contribuindo para reduzir as emissões CO2 e de efeito de estufa.

>4

SELFCLEAN – Superfícies cerâmicas autolimpantes O projeto SELFCLEAN, apoiado pelo COMPETE, está atualmente em desenvolvimento por um consórcio liderado pela RECER, reunindo elementos do CTCV e do CICECO (Universidade de Aveiro). Tem por objetivo global o desenvolvimento de revestimentos cerâmicos (ladrilhos) com funções passivas de autolimpeza e purificação do ar, através da modificação da sua superfície com materiais nanoestruturados fotocatalíticos, sem detrimento das propriedades e funções nativas do revestimento cerâmico, com elemento estrutural e arquitetónico dos edifícios. De forma a diferenciar das soluções já existentes, as superfícies deverão obedecer a critérios de durabilidade, resultando dos efeitos combinados da resistência ao desgaste da superfície e da manutenção das propriedades fotocatalíticas. O projeto integra, portanto, atividades de investigação industrial e de desenvolvimento experimental, conducentes à criação de novos produtos/sistemas.

A investigação está centrada na alteração e otimização das propriedades superficiais dos revestimentos cerâmicos através da deposição de filmes incorporando óxidos nanocristalinos, em especial o óxido de titânio (titânia – TiO2). O enfoque é dado ao processo

tecnológico de aplicação dos filmes finos que está a ser desenvolvido de forma compatível com a tecnologia de produção dos materiais cerâmicos, procurando obter-se uma adesão duradoura do filme ao substrato e a maximização da função fotocatalítica. Sob o efeito da luz solar, os filmes fotossensíveis são catalisadores de reações de oxidação de compostos orgânicos, induzindo a degradação de poluentes atmosféricos como os óxidos de azoto (NOx) e compostos orgânicos voláteis (VOCs) em contacto com a superfície ativa. O caráter fotocatalítico induz também a superhidrofilicidade da superfície, permitindo a eliminação da sujidade (e dos compostos degradados) por ação das intempéries.

Na Europa, ao contrário do Japão, por exemplo, o mercado não é ainda expressivo devido sobretudo a alguns receios sobre este tipo de produtos, elevado custo e dificuldade em comprovar, de forma clara, as suas propriedades. Consequentemente, uma das principais estratégias para promover o desenvolvimento e a penetração dos produtos tem a ver com a existência de normalização específ ica dos mesmos. A ausência de métodos de caracterização normalizados da atividade fotocatalítica tem impedido a comparação entre produtos concorrentes. A avaliação dos efeitos é sobretudo visual, por isso subjetiva e qualitativa. Impulsionada pela comissão de normalização japonesa,

a comissão de normalização internacional ISO/TC206 – Cerâmicos avançados, através do grupo de trabalho WG37 – métodos de testes de materiais fotocatalíticos, elaborou e publicou normas de referência, entre as quais, algumas estão implementadas no âmbito do projeto: a determinação da atividade fotocatalítica (ISO 10678), a determinação do poder autolimpante (ISO 27448) e a purificação do ar (ISO 22197-1).

Os novos revestimentos cerâmicos desenvolvidos permitirão, por um lado, a redução dos custos de manutenção de fachadas de edifícios e o consequente recurso aos tradicionais produtos químicos de limpeza, e por outro, a redução da concentração de poluentes gasosos na atmosfera, contribuindo assim para uma redução da pegada ecológica humana.

BIBLIOGRAFIA – Gonçalves A.G., Francisco V., “Inovação em Materiais e Produtos no Contexto do Cluster Habitat Sustentável”, IX Congresso da Ordem dos Engenheiros, outubro 2012.

– Francisco V., Hennetier L., Gonçalves A.G, “Solar Tiles – Sistemas solares fotovoltaicos em coberturas e revestimentos cerâmicos”, Kéramica N311, novembro-dezembro 2011, pp. 06-20.

– F.Pacheco-Torgal, Jalali S., “Nanotechnology: Advantages and drawbacks in the field of construction and building materials”, Construction and Building Materials, 25 (2011) pp. 582-590.

– Van Damne H., “Nanotechnologies et nanomatériaux pour la construction – Bâtiment et milieu urbain”. Nanomatériaux: élaboration, propriétés et applications, Techniques de l’Ingénieur, 2011, NM 3300.

> Figura 4: O projeto SELFCLEAN

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

21

22_25

os nanomateriais e a construção nova geração de tintas para melhorar a qualidade do ar exterior Joana Ângelo, Luísa Andrade, Adélio Mendes* LEPAE, Departamento de Engenharia Química, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto *mendes@fe.up.pt

1. Introdução A poluição atmosférica é um problema sério nas áreas urbanas e resulta principalmente da atividade industrial e do elevado número de veículos motorizados em circulação nessas regiões. Esta diminuição na qualidade do ar nos centros urbanos e arredores origina riscos para a saúde humana e em geral para a biosfera.

Os óxidos de azoto (NO x) fazem parte do grupo de poluentes mais predominantes nas áreas urbanas e são responsáveis por riscos para a saúde humana, em particular ao nível do sistema respiratório e imunológico. Este tipo de poluentes está também associado à produção

fotoquímica de poluentes secundários, como o ozono troposférico (O3), à formação de chuvas ácidas e à destruição da camada de ozono.

Deste modo, estes poluentes foram legislados no sentido de serem estabelecidos limites para a sua concentração na atmosfera. Contudo, verifica-se que nas áreas urbanas estes limites são ultrapassados com frequência (Figura 1) sendo por isso necessário implementar métodos para prevenir/controlar as emissões destes poluentes. [1, 2] A fotocatálise apresenta-se como uma estratégia possível para degradar este tipo de poluentes. A fotocatálise é um fenómeno fotoeletroquímico em que a fonte de energia é o sol, o eletrólito é a água e o dióxido de titânio

1000

Concentração de NOx/µg.m-3

900 800 700 600

1.1. Incorporação de fotocatalisadores em materiais de construção

500 400 300 200 100

>1

(anatase) é o semicondutor. Deste modo, o semicondutor absorve a radiação proveniente do sol gerando um par eletrão/lacuna. O eletrão, quando excitado pelo fotão proveniente da radiação solar desloca-se da banda de valência para a banda de condução, migrando para a superfície do semicondutor onde irá reduzir o oxigénio e originar os iões superóxido (O2.). Por sua vez, a lacuna que ficou livre na banda de valência migrará para a superfície e irá oxidar . a água, produzindo radicais hidroxilo (OH ).

Os radicais livres formados neste processo são responsáveis pela oxidação de poluentes e nomeadamente dos NO x . A reação entre o monóxido de azoto e os radicais hidroxilo resulta na formação de três produtos principais: nitritos (NO2–), nitratos (NO3–) e dióxido de azoto (NO). No entanto, o dióxido de azoto é um produto indesejável desta reação visto ser um composto mais perigoso que o próprio monóxido de azoto.[4, 5]

0 Jan 11

Fev 11

Abr 11

Jun 11

Jul 11

Set 11

Nov 11

Dez 11

Vários materiais de construção foram desenvolvidos para incorporar o dióxido de titânio e usufruir das suas propriedades fotocatalíticas para degradação de poluentes. Dos materiais já desenvolvidos para esta finali-

> Figura 1: Concentração de NO x na estação meteorológica Francisco Sá Carneiro – Campanhã (Porto) durante o ano de 2011.[3]

22

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

Fotocalisador

dade, os blocos de cimento e as tintas são os mais comuns e existem alguns estudos sobre aplicação destes materiais em ruas, túneis, parques de estacionamento, escolas, entre outros.[6, 7] Em Bergamo, Itália, foram usados blocos de cimento revestidos com um produto fotocatalítico (TX Active® produzido por Italcementi) para pavimentar parte de uma rua e a concentração de óxidos de azoto nesse local foi medida durante duas semanas.

Comparando os níveis de NOx obtidos na rua pavimentada com este material com a rua pavimentada com asfalto, demonstrou-se que este material conseguiu diminuir os níveis deste poluente entre 30 % a 40 %.[8] TX Active® foi também utilizado na formulação da tinta fotocatalítica usada no Tunel of Umberto I em Roma demonstrando novamente eficiência na degradação dos óxidos de azoto, contudo a diminuição foi de apenas 25 %.[8] Na escola John Cass, Londres, foi também realizado um estudo com uma tinta fotocatalítica e verificou-se que os níveis de óxidos de azoto diminuíram; contudo, não foi possível quantificar essa diminuição.[9] O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma tinta fotocatalítica de exterior, com aplicação comercial, para diminuir os níveis de óxidos de azoto e assim melhorar a qualidade do ar.

2. Resultados 2.1. Tintas Fotocatalíticas As tintas fotocatalíticas apresentam duas grandes vantagens relativamente a outros materiais de construção: a facilidade em serem aplicadas em diferentes substratos como edifícios, ruas e estradas, assim como o facto de as tintas permitirem uma estrutura tridimensional porosa onde o fotocatalisador é ativo até à profundidade em que a radiação penetra na tinta, ca. de 100 µm. Esta estrutura tridimensional permite que o semicondutor (dióxido de titânio particulado – tamanho da partícula elementar de cerca de 20 nm) maximize a área superficial disponível para

Componentes da tinta

>2

fotocatalisar, permitindo assim uma degradação eficiente dos óxidos de azoto – Figura 2.

Por outro lado, o dióxido titânio, na forma cristalina de rutilo, é também um pigmento comum nas tintas, sendo responsável por propriedades como a opacidade e a cor branca. Este dióxido de titânio é tratado superficialmente com alumina e sílica amorfa (5,5 % m/m) para minimizar a sua atividade fotocatalítica, sendo por isso designado por dióxido de titânio pigmentar. Assim, para a preparação de uma tinta fotocatalítica, a estratégia passa pela substituição deste dióxido de titânio pigmentar por dióxido de titânio fotocatalítico. A tinta escolhida para este estudo foi uma tinta aquosa de exterior vinílica com uma porosidade relativamente elevada de modo a permitir o fácil acesso dos poluentes à superfície das partículas de fotocatalisador. Estudos anteriores demonstraram que a presença do dióxido de titânio pigmentar é desvantajoso para o fenómeno fotocatalítico, visto funcionar como um filtro à radiação UV necessária à ativação do dióxido de titânio fotocatalítico (forma cristalina anatase). Assim, a reformulação desta tinta foi feita através da substituição de todo o dióxido de titânio pigmentar.

2.2. Ensaios fotocatalíticos em laboratório Para avaliar o desempenho das tintas fotocatalíticas preparadas são calculados dois parâmetros de desempenho: a conversão do monóxido de azoto (equação 1) e a seletividade à formação das espécies iónicas (equação 2) como nitritos (NO2–) e nitratos (NO3–).

XNO =

S = 1–

s CeNO – CNO s CNO s CNO

2

e NO

s C – CNO

x 100

x 100

(1)

(2)

onde XNO é a conversão do monóxido de azoto, S é a seletividade à formação das espécies iónicas, CNO e CNO as concentrações molares 2 do NO e do NO2, respetivamente, e os sobrescritos (e e s) referem-se às correntes de entrada e saída.

Os ensaios são realizados numa instalação experimental desenvolvida de acordo com a norma ISO 22197-1:2007, utilizada para este tipo de aplicações (Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) – Test method for air-purification performance of semiconducting photocatalytic materials – Part 1: Removal of nitric oxide). A instalação experimental é constituída por quatro secções principais: i) sistema de alimentação, ii) fotoreator, iii) sistema de análise e iv) sistema aquisição de dados e de controlo – Figura 3.

As condições nominais dos ensaios fotocatalíticos são: corrente de alimentação constituída por ar com 1 ppmv de NO, 50 % de humidade relativa, 25 °C, 0.7 L·min-1 e potência radiante de 10 W·m-2 (lâmpada de UV, Vilbert Lourmat – BLB 365 nm, 2 × 6 W).

Diversos fotocatalisadores de dióxido de titânio comerciais foram adquiridos e testados sob estas condições.[10] O fotocatalisador PC500 da Cristal demonstrou originar a maior conversão e seletividade e foi, assim, o selecionado para formular a tinta fotocatalítica.

Na figura 4 são apresentados os valores de

> Figura 2: Esquema da distribuição do fotocatalisador sobre a estrutura tridimensional da tinta e microfotografia de uma tinta fotocatalítica obtida por SEM.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

23

os nanomateriais e a construção

100 90 80 70

%

60 50

X NO S NO

40 30 20 10 0 0

5

10

15

20

25

tempo / h >3

>4

conversão e seletividade de um filme de pó prensado (6 × 5 cm) deste fotocatalisador.

Este fotocatalisador apresenta uma conversão de cerca de 80 % e uma seletividade de aproximadamente 50 %.

Produziram-se duas tintas: i) substituiu-se 50 % (m/m) do dióxido de titânio pigmentar pelo fotocatalisador em estudo (Tinta #1) e ii), removeu-se todo o dióxido de titânio pigmentar, substituindo-o por 50 % (m/m) de fotocatalisador e os restantes 50 % (m/m) por uma carga de carbonato de cálcio (Tinta #2). A escolha desta carga teve como objetivo principal a remoção do dióxido de titânio pigmentar devido ao seu

efeito bloqueador da radiação UV (ativadora do efeito fotocatalítico) e ainda pelo facto de o carbonato de cálcio ser um componente usual na formulação das tintas. As Tintas #1 e #2 foram avaliadas relativamente à sua atividade na foto-oxidação dos óxidos de azoto; os seus valores de conversão e seletividade obtidos são apresentados nas Figuras 5 e 6.

Os resultados demonstram claramente que a adição do carbonato de cálcio melhora bastante quer a conversão de NO quer a seletividade, apresentando uma conversão de 70 % e uma seletividade superior a 45 % comparativamente com a conversão e seleti-

100

vidade de ca. 30 % apresentada pela Tinta #1.

O passo seguinte para o estudo destas tintas foi avaliar o seu desempenho em condições de exterior.

2.3. Ensaio fotocatalítico em exterior Foi desenvolvida uma instalação experimental de exterior para verificar o comportamento das tintas sob condições reais – Figura 7. Com esta instalação pretendeu-se avaliar a eficiência das tintas fotocatalíticas em degradar os óxidos de azoto quando irradiadas pela luz

100

X_NO S_NO

80

80

%

60

%

60 40

40

20

20

0

X_NO S_NO

0 0

20

40

60

tempo / h

>5

80

100

120

0

>6

20

40

60

tempo / h

> Figura 3: Instalação experimental para estudo da fotocatálise. Os vários órgãos desta instalação são: i) garrafa de NO, ii) fotoreator, iii) analisador de NO x e iv) sistema aquisição de dados e de controlo. > Figura 4: Conversão (X NO) e seletividade (S NO) para o fotocatalisador PC500. > Figura 5: Conversão e seletividade para a Tinta #1. > Figura 6: Conversão e seletividade para a Tinta #2.

24

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

80

100

120

%

100

95

XNO_Tinta #1 XNO_Tinta #2 S_Tinta #1 S_Tinta #2

90 0

20

40

60

80

100

120

tempo / min >7

solar. Esta instalação é composta por uma caixa acrílica com uma janela frontal em Pyrex®, que permite a passagem da radiação solar até à amostra em estudo, ventiladores à entrada para forçar a entrada de ar contaminado vindo do exterior e ligação da saída a um analisador de NO x, onde são medidas as concentrações de monóxido e dióxido de azoto.

Na figura 8 são apresentados os resultados de conversão de monóxido de azoto e seletividade para as duas tintas em estudo. As duas tintas demonstraram ser bastante eficientes na degradação dos poluentes, obtendo valores de conversão e seletividade superiores a 90 %. Estes ensaios foram realizados no dia 28/02/13 e 01/03/13 entre as 10:00 e as 17:00, durante este período verificou-se uma humidade relativa média de 50 %, a radiação solar nesses dias foi entre 500-600 W·m-2 e um índice de UV de 2.5-3.0.

3. Conclusões O estudo das tintas fotocatalíticas teve como objetivo o desenvolvimento de uma tinta para exterior, com aplicação comercial, capaz de foto oxidar eficientemente os óxidos de azoto.

A tinta proporciona uma imobilização muito

>8

eficiente das partículas fotocatalisadoras; permite a organização das nanopartículas de fotocatalisador numa estrutura porosa 3D, em que os contaminantes são fotodegradados até à profundidade máxima de penetração da radiação UV, cerca de 100 µm.

As tintas desenvolvidas foram caracterizadas relativamente à sua atividade fotocatalítica, quer sob condições laboratoriais quer sob condições reais, de exterior. A Tinta #2 desenvolvida apresentou excelentes resultados em ambos os casos, demonstrando o potencial desta tecnologia. A Tinta #2, incorporando fotocatalisador PC500 (cerca de 9 % na formulação a húmido) e carbonato de cálcio (também cerca de 9 % na formulação a húmido) apresentou uma conversão de 70 % e uma seletividade de 50 % no teste laboratorial e apresentou uma conversão de NO de cerca de 95 % no teste de exterior.

A investigação, neste momento, visa o desenvolvimento de fotocatalisadores compósitos com grafeno, mais eficientes, tintas com resinas mais estáveis e tintas para aplicações no tratamento de correntes líquidas. Um outro campo de aplicação em estudo é o da fotoinativação de microrganismos em ambientes interiores, útil sobretudo na prevenção das infeções hospitalares.

Agradecimentos Este trabalho foi cofinanciado pelo FEDER (Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional) / QREN (projeto NOxOut com a referência FCOMP 01-0102FEDER 005365) sob o “Programa Operacional Fator de Competitividade”. Joana Ângelo agradece à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) pela sua bolsa de doutoramento (referencia: SFRH/ BD/79974/2011). Luísa Andrade agradece também à FCT pela sua bolsa de pós-doutoramento (referência: SFRH/BPD/74944/2010).

Referências [1] J. Colls, Air pollution, Spon Press, 2002.

[2] N. Nevers, Air Pollution Control Engineering, 2th ed., McGrawHill, 2000.

[3] Agência Portuguesa Ambiente - www.qualar.org (Acedido em abril de 2013).

[4] A. Fujishima, T.N. Rao, D.A. Tryk, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 1 (2000) 1-21.

[5] S. Devahasdin, C. Fan Jr, K. Li, D.H. Chen, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 156 (2003) 161-170.

[6] A. Masakazu, Pure and applied chemistry 72 (2000) 12651270.

[7] L. Osburn, 5th Post Graduate Conference on Construction Industry Development, Bloemfontein, South Africa, 16-18 March 2008 (2008) 11.

[8] Italcementi, TX Active The Photocatalytic Active Principle, Tecnical Report, Bergamo, Italy, 2009.

[9] N.S. Allen, M. Edge, J. Verran, J. Stratton, J. Maltby, C. Bygott, Polymer Degradation and Stability 93 (2008) 1632-1646.

[10] C. Águia, J. Ângelo, L.M. Madeira, A. Mendes, Journal of Environmental Management 92 (2011) 1724-1732.

> Figura 7: Instalação experimental de exterior. > Figura 8: Conversão de NO (XNO) e seletividade (S) para as duas tintas em estudo.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

25

a construção no brasil na atualidade

26_29

os nanomateriais e a construção cidades do futuro: a nanotecnologia enquanto veículo de conceção de infraestruturas eficientes e sustentáveis

Vasco Teixeira Coordenador do Projeto Nanovalor Pró-Reitor para a Investigação da Universidade do Minho Investigador em nanomateriais e revestimentos funcionais

Joaquim Carneiro Coordenador do Grupo de Revestimentos Funcionais do Departamento de Física da Universidade do Minho

Sofia Azevedo Gestora de Ciência e Tecnologia do Projeto NanoValor

A indústria da construção civil não tradicional apresenta uma franca expansão em todo o mundo e um peso específico relevante na economia dos países em desenvolvimento e será crucial para tornar real o conceito de “cidade do futuro”: tendencialmente com infraestruturas de habitação e mobilidade com emissão zero, eco-eficiente, eco-sustentável e inteligente.

Esta fileira industrial tem acompanhado o crescimento populacional e o desenvolvimento económico dos países pela promoção da otimização da qualidade de vida dos cidadãos e pela capacidade de mobilizar recursos e bens transacionáveis. Em Portugal, de forma análoga ao que acontece em outros países, o setor tem uma importância relevante no conjunto dos indicadores económicos nacionais de entre os quais se salienta a contribuição para o PIB, o volume de emprego e a formação bruta de capital fixo. A indústria da construção civil apresenta um impacto direto nas várias cadeias de valor do desenvolvimento de produtos e verifica-se o seu efeito, quer a montante, nas empresas de produção de materiais e equipamentos (por exemplo, maquinaria, sistemas de aquecimento e ventilação, janelas e portas, cabos, cimento, vidro, tintas, plástico e aço, entre outros) e nas empresas

de prestação de serviços (de transportes, de arquitetura, de engenharia e consultoria, etc.), quer a jusante, nas empresas responsáveis pelo desenvolvimento de mobiliário, eletrodomésticos e material de escritório, manutenção e decoração. A preocupação relacionada com a otimização dos materiais avançados de construção tem vindo a aumentar em consequência das necessidades subjacentes à correta gestão eficiente do ciclo de vida dos processos, bem como das limitações impostas pelas propriedades dos materiais existentes. Existe, assim, um conjunto de desafios a transpor, relacionados com as propriedades intrínsecas dos materiais utilizados, questões ambientais, de conforto e segurança, que resultam da pressão constante do mercado em direção à obtenção de produtos mais duráveis, mais ecosustentáveis e economicamente viáveis. Os fatores identificados têm promovido a implementação de estratégias de alavancagem do setor fortemente vinculadas a ações de investigação e desenvolvimento tecnológico (I&DT).

Consequentemente, quando se invocam temas de inovação nos materiais de construção, surgem inevitavelmente associados termos como eficiência energética, sustentabilidade, eco-design, segurança e domótica. Antevê-se,

portanto, que os novos conceitos de materiais para a indústria da construção civil, e que resultam de aplicação de processos de I&DT, possam exibir propriedades inovadoras, novas funcionalidades e elevado desempenho.

Os avanços recentes nas diversas áreas da nanotecnologia têm apresentado abordagens promissoras para a resolução de muitos dos desafios acima identificados. A Nanotecnologia é um termo normalmente utilizado para abranger a conceção, construção e utilização de estruturas com pelo menos uma dimensão medida à escala nanométrica. Comparado com as estruturas típicas de engenharia civil, os dois campos operam escalas dimensionais completamente divergentes. A nanotecnologia desenvolveu-se fundamentalmente nos domínios da física e da química, mantendo-se atualmente como uma das áreas do conhecimento que mais contribuem para a evolução dos materiais com elevado potencial de aplicação tecnológica. No entanto, para que a nanotecnologia seja amplamente utilizada pela sociedade em geral, é absolutamente necessário que os conhecimentos detidos pelas ciências mais fundamentais sejam utilizados e aplicados pela engenharia de modo a materializá-los em produtos comercializáveis, úteis para os

26_cm 26 construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

>1

cidadãos e de elevado valor acrescentado para o Mercado.

Os conceitos em desenvolvimento incluem novos grupos de materiais (por exemplo, materiais nanoestruturados, biomateriais, compósitos de matriz metálica e polimérica, materiais funcionais graduados (FGM) e materiais inteligentes/ativos), novos métodos de produção (designadamente, as estruturas multicamada, deposição por aspersão, novos revestimentos, métodos inovadores de fundição e brasagem, métodos de metalurgia de pós e materiais compósitos) e implementação de sistemas de materiais híbridos (utilização inovadora de materiais avançados de elevado desempenho combinada com materiais comuns em estruturas multimaterial). A produção de betão com melhorias notáveis, por exemplo, em termos da resistência mecânica e durabilidade tem sido possível pela incorporação de materiais nanoestruturados (nanotubos e nanofibras de carbono), de nanopartículas metálicas ou de óxidos metálicos (nanopartículas de sílica) e de revestimentos anti-corrosão sensíveis a condições ambientais e que, em alguns casos, são produzidos a partir de técnicas de nanoencapsulação. O conjunto de novas aplicações inclui um leque alargado de conceitos, nomeadamente: nanoaditivos para cimento e outros aglomerados para obtenção de materiais capazes de decompor compostos orgânicos voláteis, desenvolvimento de superfícies autolimpantes e antimicrobianos;

materiais isoladores baseados em aerogéis, vidros nanoporosos e materiais resistentes ao fogo ou capazes de filtrar radiações solares. Por outro lado, a nanotecnologia tem permitido melhorar a precisão e a viabilidade comercial de dispositivos sensoriais capazes de monitorizar em tempo real a integridade das estruturas construídas. Destaca-se o papel dos nanossensores, dispositivos e redes sensoriais aptos para efetuar o controlo da integridade das estruturas ou a qualidade do ar no interior dos edifícios. Prevê-se que a introdução paulatina de materiais mais leves, mais resistentes, com menor impacto ambiental e, inclusivamente, auto-adaptáveis e inteligentes, possam responder a estímulos como a temperatura, a humidade ou o estado de tensão dos materiais ou das estruturas, contribuindo, assim, para o conceito de habitat inteligente da cidade do futuro. Adicionalmente, é expectável que a incorporação de microssistemas que permitam a construção de redes sensoriais (compostas por diversas tecnologias) tornem as infraestruturas edificadas do futuro em espaços dinâmicos, mais seguros e ultra-eficientes do ponto de vista energético e ambiental para que o edifício seja, tendencialmente, de emissão zero.

Um dos aspetos a ter em consideração é o controlo da corrosão, fenómeno de ocorrência natural que pode causar dano substancial aos materiais e equipamentos utilizados nos edifícios, pontes e sistemas de produção e

distribuição de energia. A deposição de revestimentos de proteção, utilizando tecnologias limpas de fabrico, é um método efetivo e um dos mais utilizados para a prevenção da ocorrência de corrosão. O principal propósito de um revestimento de proteção é o de fornecer uma camada anticorrosão entre o material estrutural e o ambiente corrosivo. As estratégias mais consolidadas, atualmente, envolvem a aplicação de tintas, materiais poliméricos ou substâncias químicas especificamente concebidas para o efeito, como os surfatantes, de modo a promover uma barreira de isolamento eficaz e que mantém a sua adesão à superfície mesmo quando na presença de meios corrosivos. Os avanços recentes na nanotecnologia, mais concretamente ao nível dos materiais, conduziram à investigação e implementação de novos revestimentos para a prevenção, controlo e monitorização da corrosão. Os nanomateriais (nanopartículas, nanotubos) possuem propriedades mecânicas, elétricas, óticas e reativas únicas, que permitem a produção de novas formulações de revestimentos. As principais aplicações reconhecidas atualmente descrevem o desenvolvimento de nanomateriais para isolamento, autolimpeza (Figura 1), proteção UV, resistência à corrosão e impermeabilização.

Muitos dos conceitos em desenvolvimento encerram na sua estrutura multicamada (ou multimaterial) nanopartículas (dióxido de titânio (TiO2), por exemplo) que conferem pro-

> Figura 1: Superfície cerâmica fotocalítica: (esquerda) modificada através da incorporação de nanopartículas de TiO 2 e (direita) aglomerado de nanopartículas de TiO2 com diâmetro médio de 35 nm

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

27

os nanomateriais e a construção

Rendimento de Fotodegradação (%)

80 Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4

70 60 50 40 30 20 10 0 0

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tempo de Irradiação (min)

>2

>3

priedades fotocatalíticas e/ou autolimpantes muito importantes para a fotodegradação de agentes poluentes adsorvidos nos elementos edificados e no ambiente circundante.

Ressalta-se que a fileira industrial afeta aos materiais de construção foi identificada como um mercado importante para a incorporação de produtos fotocatalíticos por se tratar de materiais com elevada área superficial, pelo que a escalabilidade dos processos poderá tornar esta abordagem numa verdadeira economia de escala. Não obstante, as nanopartículas de TiO2 terão um papel determinante na colmatação dos efeitos nocivos da poluição atmosférica, nomeadamente a redução dos custos afetos à manutenção das fachadas dos edifícios, particularmente importantes em metrópoles com elevada densidade populacional. A capacidade multifuncional destes materiais é promovida pela oxidação fotocatalítica de agentes poluentes cuja incorporação em outros materiais construtivos, como os pavimentos rodoviários, pode ser vantajosa. A introdução de nanopartículas de TiO2 nas formulações asfálticas terá um duplo efeito: por um lado, introduzir propriedades fotocatalíticas nos pavimentos (muito importantes para a fotodegradação de óleos e compostos orgânicos adsorvidos nas estruturas rodoviárias) e, por outro lado, promover a segurança rodoviária pelo desenvolvimento de superfícies capazes de diminuir substancialmente o efeito de derrapagem dos pneus que acontece pela combinação da

ocorrência das primeiras chuvas de outono e das substâncias orgânicas adsorvidas nas superfícies. Na Figura 2 apresenta-se o gráfico da eficiência de fotocatálise de amostras de pavimento rodoviário na qual se introduziram nanopartículas de TiO2 (resultados obtidos no decurso de um projeto de ID&T da UMinho).

Nas imagens da Figura 3 é possível observar a alteração do ângulo de contacto de uma gota de água depositada num pavimento asfáltico com e sem introdução de nanopartículas de TiO2, cujas propriedades superhidrofóbicas representam uma vantagem do ponto de vista da autolimpeza da superfície. A introdução de propriedades hidrofóbicas promove, também, a minimização da ocorrência localizada de formação de gelo.

Adicionalmente, é do conhecimento geral que o consumo de energia em todo o mundo continua a aumentar e prevê-se que a nanotecnologia poderá representar uma estratégia viável para a sua redução através da introdução de produtos diferenciados. A nanotecnologia, atualmente, já contribui para a produção de sistemas de refrigeração inovadores, melhoria do desempenho dos sistemas de isolamento e aumento da eficiência de conversão das células solares fotovoltaicas. Estima-se que, apenas no território europeu, os edifícios sejam responsáveis por 40% do consumo energético e 36% das emissões de CO2. A União Europeia possui metas ambiciosas nos domínios da energia e das alterações climáticas para 2020:

reduzir em 20% as emissões de gases com efeito de estufa, aumentar para 20% a quota das energias renováveis e conseguir uma melhoria de 20% na eficiência energética. Neste sentido, a alteração da eficiência energética dos edifícios será um fator crítico para alcançar os objetivos nos domínios do Clima e Energia.

No mercado da energia, a posição competitiva de qualquer tecnologia solar é determinada essencialmente por fatores ligados ao custo de produção, tempo de vida e à eficiência de conversão dos produtos. Neste contexto, a indústria viu-se obrigada a encontrar novas soluções, tanto para a implementação de novas tecnologias de produção e a utilização de materiais inovadores para as designadas tecnologias fotovoltaicas de segunda geração.

Os materiais semicondutores são depositados na forma de filme fino em substratos (vidro, plástico ou metal) de elevada área superficial e, portanto, facilmente adaptáveis à produção em larga escala pela utilização de processos roll-to-roll (R2R). Os conceitos que têm sido essencialmente implementados baseiam-se na utilização de filmes finos de Silício amorfo (a-Si), com uma quota de aproximadamente 9% do mercado, o Telureto de Cádmio (CdTe), com 5%, o Disseleneto de Cobre-Índio-Gálio (CuInGaSe2 – CIGS), com 1%, e um conjunto de novos materiais emergentes, com elevado potencial de utilização, não obstante encontrarem-se, ainda, em fase de investigação. A principal limitação da utilização em larga escala dos

> Figura 2: Rendimento de fotodegradação de pavimentos asfálticos modificados com diferentes concentrações de nanopartículas de TiO2. > Figura 3: Imagem ilustrativa da funcionalização de uma superfície asfáltica com nanopartículas de TiO2: superfície superhidrofóbica onde as gotas de água adquirem uma geometria esférica (direita); (esquerda) superfície sem qualquer tipo de modificação.

28

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

Concluindo, pode salientar-se que a primeira geração de produtos multifuncionais para infraestruturas de habitação e mobilidade já se encontra disponível no mercado e diversos avanços nanotecnológicos tornam-se evidentes como resultado de projetos de I&DT aplicados. Espera-se que esta abordagem sofra uma alteração de paradigma no sentido de converter mais efetivamente os resultados dos processos de I&DT em nanotecnologia capaz de promover o aparecimento de novas oportunidades de negócio e aumentar a competitividade das empresas da UE, em conformidade com o objetivo da Estratégia Europa 2020 de potenciar um crescimento inteligente, sustentável e inclusivo. A transição e alteração de paradigma depende consubstancialmente do desenvolvimento de capacidades tecnológicas e de inovação que conduzam a aplicações seguras e responsáveis da nanotecnologia com interesse para os consumidores. O processo requer um esforço adicional para que se torne viável a transferência eficiente de conhecimento para a indústria, assim como a articulação de redes de colaboração estáveis entre os diversos atores-chave envolvidos, almejando a consolidação de linhas estratégicas de inovação e a materialização plena de todas as potencialidades. De facto, a nanotec-

nologia terá um papel fundamental no próximo programa quadro de I&DT da União Europeia, o Horizonte 2020, visto que é considerada como um investimento estratégico que permitirá a manutenção da posição vanguardista relativa à concorrência internacional.

Sustentando-se nas diversas premissas elencadas, o projeto “NanoValor: Criação de um Polo de Competitividade em Nanotecnologia para capitalização do potencial de I&DT na Euroregião Galiza-Norte de Portugal” vincula as suas ações na perspetiva de potenciar a investigação e o desenvolvimento tecnológico (I&DT) e de que o conhecimento em nanotecnologia gerado na Região Norte de Portugal e da Galiza contribuirá fortemente como veículo de alavancagem da competitividade das empresas e sua internacionalização. O consórcio é constituído pela Universidade do Minho, TecMinho, Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia (INL), Fundación Empresa-Universidad Gallega (FEUGA), Universidades de Santiago de Compostela e do Porto, INESC Porto e Asociación de Investigación Metalúrgica del Noroeste (AIMEN). O projeto, cofinanciado pelo FEDER, representa um investimento de 1,4 M€ e tem vindo a ser desenvolvido no âmbito do Programa Operacional de Cooperação Transfronteiriça Espanha-Portugal 2007/13.

PUB

sistemas fotovoltaicos (e dos outros constituintes do sistema fotovoltaico – inversores, baterias e controladores de carga) baseados em tecnologia de silício é o seu ainda elevado custo de produção associado a um rendimento relativamente baixo (reduzida conversão da energia solar em energia elétrica). Destacamse, ainda, neste ponto, as células de Grätzel, também designadas por células sensibilizadas por corante, e as células fotovoltaicas flexíveis, que poderão ter um importante papel nos edifícios e nas cidades do futuro. É expectável que a melhoria das propriedades dos materiais fotovoltaicos possa contribuir fortemente para a prossecução e alcance de alguns dos objetivos estabelecidos pela UE no que diz respeito à implementação de edifícios eco-eficientes e sustentáveis, potenciando, assim, a concretização do objetivo mundial: cidades do futuro.

No futuro, as células solares transparentes serão aplicadas nos vidros das janelas ou em outros elementos arquitetónicos, não alterando a sua cor e estética original. Colocam-se, assim, novos desafios de I&DT de nanomateriais para células solares ultra-eficientes recorrendo, por exemplo, à utilização de nanomateriais avançados para desenvolver sistemas solares fotovoltaicos inovadores em telhas e revestimentos cerâmicos de fachadas.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

29

30_33

engenharia de barragens a barragem romana de olisipo Os romanos deixaram importantes contributos na área da Engenharia de Barragens, tanto nos aspetos relacionados com a conceção estrutural, como nos métodos construtivos e nos materiais utilizados. A barragem romana de contrafortes mais alta que se tem registo localiza-se em Belas, junto a Lisboa, e é conhecida como a Barragem de Olisipo. Apesar de se encontrar semidestruída e não desempenhar a função para a qual foi concebida, as suas ruínas constituem, ainda assim, um conjunto com interesse técnico e histórico. Este trabalho apresenta um estudo sobre as características geométricas e estruturais da Barragem de Olisipo. A análise estrutural foi realizada através do método do equilíbrio limite. Este estudo incidiu sobre duas secções transversais tipo da barragem, designadas por secção corrente e secção equivalente, esta última idealizada a partir da área de influência de um contraforte. Foram determinadas as linhas de pressões, as tensões verticais totais e efetivas na base da barragem e os fatores de segurança em relação aos mecanismos globais de deslizamento e de derrubamento. O objetivo fundamental deste trabalho é divulgar e valorizar este importante património.

Eduardo M. Bretas Engenheiro Civil e Doutorando no Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho ebretas@lnec.pt José V. Lemos Investigador-Coordenador no Departamento de Barragens de Betão do LNEC vlemos@lnec.pt Paulo B. Lourenço Professor Catedrático, DEC Universidade do Minho, ISISE pbl@civil.uminho.pt

é a Barragem de Olisipo (Figura 1), localizada em Portugal, próximo de Lisboa, reconhecida como a barragem romana de contrafortes mais alta de que se tem registo [4]. Tal facto justifica a sua análise cuidada, por manifesto interesse científico, técnico e histórico.

estrutura de inspeção do canal. A segunda destruição, junto à margem esquerda, ocorreu para a construção da E.N. 250, que interseta a barragem junto ao km16+423 [5].

Com o objetivo de definir a geometria da barragem, foi efetuado um levantamento topográfico (Figura 2). O levantamento foi ligado à Rede Geodésica Nacional (Datum planimétrico de Lisboa e altimétrico de Cascais), de forma sobrepor a barragem à cartografia base disponível. Na falta de informação com escala mais apropriada, foi utilizada uma carta à escala 1/25000. Ficou assim estabelecida a localização exata da barragem em relação ao vale e foi determinado o perímetro da albufeira (cerca de 1.9 km), a área inundável (cerca de 4.7 ha) e o volume de armazenamento (cerca de 110x10³ m³).

A partir do levantamento topográfico foram efetuados três cortes sobre o corpo da barragem, identificados na Figura 3. O primeiro corte é transversal, designado por “secção corrente”, e está representado na Figura 4 em conjunto

1. Introdução A ascensão e o declínio de muitas civilizações foram influenciados pela construção e colapso de importantes barragens [1]. Esta relação de causa ou consequência traduz a importância que tais estruturas representam para a humanidade, nomeadamente para o controlo de cheias, rega para agricultura, abastecimento de água para as populações e, mais recentemente, para produção de energia. Sabe-se que na Babilónia, Egito, Índia, Pérsia, China e Irão, se encontram referências a barragens com cerca de 5000 anos [2], que na maioria dos casos não chegaram aos nossos dias, quer por colapso, quer pela ação do tempo.

Na Europa, nomeadamente na Península Ibérica, os vestígios mais recentes são romanos, herdeiros da técnica dos egípcios e que, com a sua reconhecida capacidade empreendedora, deixaram exemplos relevantes que influenciaram o projeto e a construção de barragens por cerca de 2000 anos [3]. Um exemplo importante

30

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

2. Caracterização da barragem de Olisipo A Barragem de Olisipo, construída na Ribeira de Carenque em Belas, provavelmente no séc.

III, de onde partia um aqueduto para Olisipo (Lisboa), destaca-se por ser uma barragem de contrafortes com 8m de altura, cujo interesse foi reconhecido através do Decreto n.º735/74, de 21 de dezembro, que a classifica como Imóvel de Interesse Público. A barragem foi parcialmente destruída em duas ocasiões distintas. A primeira destruição ocorreu quando da construção do Aqueduto da Águas Livres, junto à margem direita, onde foi erguida uma

Secção corrente

Secção equivalente

>1

Lado Jusante

Secção longitudinal

Lado Montante

>2

>3

com a reconstituição da secção original. O segundo corte é também transversal, designado por “secção equivalente”, e foi efetuado sobre

um dos contrafortes, estando representado na Figura 5 com a respetiva reconstituição.

O terceiro corte, longitudinal e devidamente

enquadrado com o vale, é apresentado na Figura 6 em conjunto com a reconstituição do alçado de jusante da barragem. Este último

[m]

[m] 10.0

5.4 m

5.4 m

10.0

5,1 m

8.0

8.0 Lado Montante

Lado Jusante

Lado Montante

Lado Jusante

0.0

0.0 7.7 m Ruínas da barragem

>4

7.7 m

Ruínas da barragem

Reconstituição da geometria original

4.9 m

Reconstituição da geometria original

>5

> Figura 1: Vista geral da Barragem de Olisipo. > Figura 2: Levantamento topográfico das ruínas da Barragem de Olisipo. > Figura 3: Planta com a localização dos cortes identificados como secção corrente, secção equivalente e corte longitudinal. > Figura 4: Secção corrente da barragem. > Figura 5: Secção equivalente da barragem.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

31

engenharia de barragens

63.5 m

8.0 m

Contraforte Ruínas da barragem

Reconstituição da geometria original

>6

corte permitiu concluir que a barragem teria provavelmente um desenvolvimento em planta de 63.5m e seria constituída por um total de oito contrafortes.

3. Análise do comportamento estrutural

Secção equivalente

Foi adotado um método expedito que se designa por análise limite de barragens gravidade [6]. Se aplicado a barragens existentes, este método pode anteceder um estudo mais aprofundado, através da utilização de modelos

numéricos mais sofisticados, que irão servir de base para escolha de uma solução definitiva de melhoria da segurança estrutural, se necessário.

O método da análise limite plana de barragens gravidade baseia-se no cálculo da resultante estática, a partir do diagrama de corpo livre da barragem, ao longo de vários planos horizontais, conforme o fator de discretização adotado, que se admitem como potenciais planos de rotura. Os cenários de rotura analisados para cada plano são o deslizamento e o derrubamento. Na prática o derrubamento

Lado Jusante

Lado Montante

>7

> Figura 6: Corte longitudinal e reconstituição do alçado de jusante da barragem. > Figura 7: Planta com a identificação da zona de influência de um contraforte: idealização da secção equivalente.

32

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

não ocorre de forma isolada, pois o processo, se iniciado, desencadeia o esmagamento do material junto ao pé de jusante, e é acompanhado de deslizamento da estrutura segundo este plano.

Estre as características e pressupostos mais importantes, admite-se que: (i) o método da análise limite não leva em conta a deformabilidade e heterogeneidade da fundação; (ii) a resistência à compressão da barragem e da fundação é ilimitada; (iii) a resistência à tração da barragem e da fundação é negligenciável; (iv) o modelo de rotura das juntas é do tipo Mohr-Coulomb, com parcela coesiva nula; e, por fim, (v) o cálculo das tensões, que se admite ter uma distribuição linear, baseia-se na teoria das vigas.

A partir da geometria, características do material e nível da albufeira, é possível obter o traçado das linhas de pressões referentes à ação do peso próprio (PP) e à ação do peso próprio em conjunto com a pressão hidrostática (PP+PH), o valor das tensões verticais totais e efetivas e, ainda, os fatores de segurança para os mecanismos de deslizamento e derrubamento.

Foram analisados dois modelos, um referente à secção corrente e outro referente à secção equivalente. Quanto à secção equivalente, foi idealizada uma secção plana que tem em conta a área de influência do contraforte (Figura 7), a partir da escolha de pesos volúmicos distintos para a barragem, com o valor real de 20 kN/m³, e para o contraforte, com um valor fictício de

Linha de pressões PP 8.0 m

8.0 m

Linha de pressões PP + PH Limite do terço central

Linha de pressões PP Linha de pressões PP + PH Albufeira

>8

10 kN/m³ que representa de forma adequada a geometria dos contrafortes.

Adotou-se, para ambos os modelos, um ângulo de atrito de 35º e a pressão hidrostática aplicada a montante para o nível máximo da albufeira (8.0 m), para um peso volúmico da água de 10 kN/m3. Quanto à subpressão, na base da barragem, foi adotado um diagrama triangular, com valor de 80 kPa junto ao pé de montante e de zero a jusante do corpo da barragem. Na base do contraforte, por ser uma estrutura mais estreita, a água que aí se infiltra, será rapidamente drenada, pelo que se considerou a subpressão nula.

A Figura 8 apresenta a análise efetuada sobre a secção corrente. Verifica-se que as linhas de pressões não violam o terço central da secção, pelo que não é prever a ocorrência de fissuras provocadas por trações ao longo do corpo da barragem. Para a secção corrente, as tensões verticais na base da barragem devido ao peso próprio são de -89 kPa a montante e de -187 kPa a jusante. Para o mesmo modelo, quando somada a ação da pressão hidrostática, as tensões totais são de -43 kPa e de -255 KPa, respetivamente a montante e jusante da secção. Quanto às tensões efetivas, obtidas através da soma pontual do diagrama da subpressão com as tensões totais, verifica-se uma tensão de tração junto ao pé de montante, no valor de 37 kPa. A jusante, a secção permanece em compressão, com um valor de -255 kPa. Em relação aos fatores de segurança, foi obtido um valor de 5.1 para o mecanismo de derrubamento e de 3.5 para o deslizamento, ambos para a hipótese sem subpressão.

Quando se considera a subpressão, esses valores passam, respetivamente, para 1.8

Albufeira

Limite do terço central

>9

e 2.6. Estes fatores seriam menores caso se considerasse o efeito da tração referida, pois, de acordo com os critérios adotados, é de esperar a formação de fissuras na base da barragem e a instalação de 100% da subpressão, que passaria a ter um diagrama trapezoidal. Salienta-se no entanto que os valores de tensão instalados são inferiores à previsível resistência à tração da alvenaria.

A Figura 9 representa a análise efetuada sobre a secção equivalente. Conclusões semelhantes relativas a secção corrente podem ser aplicadas a este caso. Como as linhas de impulso não violam o terço central da secção, não é de prever a ocorrência de fissuras. Para este segundo modelo, devido à ação do peso próprio, a base da barragem encontra-se em compressão com valores de -109 kPa a montante e de -100 kPa a jusante. Sob a ação do peso próprio e da pressão hidrostática, as tensões totais são de -127 kPa a montante e de -91 kPa a jusante. Mesmo após adicionar a ação da subpressão, as tensões efetivas na base continuam a ser de compressão, com valores de -29 kPa a montante e de -91 kPa a jusante. Quanto aos fatores de segurança ao derrubamento, os valores são de 12.3 na hipótese que não leva em conta a subpressão e de 2.7 para a hipótese com subpressão.

Para o mecanismo de deslizamento, o fator de segurança sem subpressão é de 4.4 e com subpressão é de 3.5.

4. Conclusões Os resultados apresentados permitem concluir que a barragem romana de Olisipo teria uma margem de segurança significativa e

seria estável sem a existência dos contrafortes. Porém, considerando a subpressão, os contrafortes contribuem para um melhor comportamento e segurança da estrutura.

Dado que a subpressão seria uma solicitação de todo desconhecida na época, é possível associar a colocação dos contrafortes à experiência e intuição do projetista, ou a um excesso de conservadorismo.

Confirma-se o interesse do método da análise limite de barragens no âmbito de uma avaliação expedita, com ênfase na linha de pressões pelo significado físico importante que lhe está subjacente, pois traduz a distribuição da carga pelo corpo da barragem.

Considera-se ainda de interesse que se proceda a estudos mais aprofundados sobre a Barragem de Olisipo, nomeadamente quanto à sua constituição e método construtivo, de forma a valorizar este património singular, com quase 2000 anos de história.

7. REFERÊNCIAS (1) Smith N., “A history of dams”, ed. Peter Davies, Londres, 1971.

(2) Schnitter N.J., “A history of Dams – The useful pyramids”, ed. A.A. Balkema, Roterdão, 1994.

(3) Bretas E.M., Lemos J.V., Lourenço P.B., “Masonry dams: Analysis of the historical profiles of Sazilly, Delocre, and Rankine”, International Journal of Architectural Heritage, 2012, 6(1): p. 19-45.

(4) Quintela, A.C., Cardoso J.L., Mascarenhas J.M., “Roman dams in southern Portugal”, Water Power & Dam Construction, 1987, p. 38-40,70.

(5) Almeida, F., “Sobre a barragem romana de Olisipo e seu aqueduto”, O Arqueólogo Português, 1969, vol.

III, p. 180-189.

(6) Bretas, E.M., Lemos J.V., Lourenço P.B., “Masonry Gravity Dams - A numerical application for stability analysis”, 8th International Masonry Conference, 2010, Dresden.

> Figura 8: Análise limite da secção corrente da barragem: traçado das linhas de pressões devidas à acção do peso próprio (PP) e à acção do peso próprio em conjunto com a pressão hidrostática (PP+PH). > Figura 9: Análise limite da secção equivalente: traçado das linhas de impulso devidas à acção do peso próprio (PP) e à acção do peso próprio em conjunto com a pressão hidrostática (PP+PH).

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

33

34_35 térmica Os isolantes térmicos, a marcação CE e o novo Regulamento dos Produtos da Construção Carlos Pina dos Santos, Eng.º Civil, Investigador Principal do LNEC A publicação, em 2003, do primeiro conjunto de normas europeias harmonizadas relativas aos isolantes térmicos prefabricados (placas e mantas) para edifícios, permitiu a colocação no mercado de produtos com a marcação CE. Gradualmente (até 2013) têm sido publicadas outras normas europeias harmonizadas relativas a isolantes térmicos fabricados in situ (grânulos, fibras e espumas projetadas e injetadas), e mesmo a sistemas (kits) de isolamento térmico. A longa gestação e dificuldade de aprovação das novas normas traduzem, em certa medida, uma preocupação maior com aspetos específicos de verificação da adequação ao uso previsto, e de aplicação em obra.

As normas europeias (EN) harmonizadas são, em geral, orientadas para produtos simples, os quais podem vir a ser integrados em kits mais complexos cobertos por uma Apreciação Técnica Europeia, a qual não ignora características relevantes já declaradas pelo fabricante.

Em Portugal assistiu-se a uma progressiva adesão dos fabricantes nacionais à marcação CE (placas de EPS, de XPS, de ICB, de PUR, placas e mantas de MW). Os fabricantes mais sensíveis ao mercado exterior (exportação) foram aqueles que mais investiram na marcação CE, quer melhorando os seus produtos para declararem níveis de desempenho superiores e mais competitivos, quer (muitos deles pela primeira vez) equipando-se com laboratórios de

34

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

ensaio ou recorrendo a apoio regular exterior para o controlo regular da produção.

A informação constante da marcação CE dos isolantes térmicos (nacionais ou importados) pode variar significativamente, tendendo a ser mínima. As características declaradas estão sujeitas, desde o início da cadeia de produção, a exigências legais de controlo, verificação e comprovação da qualidade. Todavia, fica a dúvida de saber se o desempenho declarado (disponível) é compatível com a satisfação dos requisitos do uso visado e, portanto, se o desempenho real corresponde ao desempenho pretendido (e esperado pelo utilizador final).

Aliás, tem-se verificado que, com frequência, qualquer que seja a aplicação do isolante térmico, o projetista, o executante ou o dono-de-obra só têm a preocupação de requerer uma etiqueta ou uma declaração de conformidade (qualquer que seja a sua origem e fiabilidade), de preferência associada a um custo mínimo do produto.

Reconheça-se que em Portugal, como nos outros estados-membros, a inspeção do mercado neste domínio é incipiente.

Com os constrangimentos atuais, o LNEC – que, normalmente, é solicitado por donos de obra ou por empresas para comprovar a identidade do produto fornecido –, tem registado um acréscimo de contactos de fabricantes de produtos ou kits de isolamento térmico invocando uma concorrência pouco correta (com as previsíveis consequências).

Mas também se deve referir que em muitos casos deparamos com a especificação e aplicação de produtos com níveis de desempenho e custos desadequados (entenda-se, superiores) para satisfazer às exigências de aplicações específicas.

Em resumo: desconhecimento das especificações técnico-economicamente adequadas a cada aplicação particular e mercado pouco regulado.

Talvez pela exiguidade da informação prestada no âmbito da marcação CE, talvez por outras razões1 , os fabricantes nacionais que exportam os seus produtos para outros países europeus deparam-se, com frequência, com barreiras à respetiva comercialização nesses mercados.

Não é raro resignarem-se com a fatalidade – e os custos – de necessitarem de obtenção de certificações ou marcas de qualidade nacionais, as quais, embora com requisitos técnicos pertinentes, ignoram em maior ou menor grau o investimento feito na marcação CE. Os produtos, sistemas ou kits não cobertos por normas europeias harmonizadas correspondem, em geral, a soluções mais complexas e com caráter inovador, carecendo a avaliação e a qualificação do respetivo desempenho de estudos mais detalhados, e fundamentados numa experiência e conhecimento adquiridos.

Neste caso, a marcação CE era baseada numa outra especificação técnica: a Aprovação Técnica Europeia (ATE/ETA European Technical Approval). A ETA é uma especificação técnica de caráter individual emitida por um Organismo de Aprovação, e consiste numa apreciação técnica favorável da aptidão ao uso, estabelecida com base nas exigências essenciais das obras de construção onde o produto será incorporado.

Ao contrário das comissões técnicas que elaboram as normas europeias harmonizadas, nas quais a representação dos interesses da indústria é marcante, os Organismos de Aprovação eram sobretudo laboratórios ou institutos com larga experiência de definição de exigências e de avaliação teórico-prática de produtos e de soluções.

e a eficácia das medidas em vigor.

Estão previstas regras para tornar obrigatória a marcação CE em todos os Estados-membros, bem como que as consequências dessa aposição sejam claramente compreendidas, e para uniformizar os critérios da qualificação e notificação dos Organismos Notificados e de Aprovação (os quais também passam a ser notificados).

Persiste, como seria natural, a preocupação com a garantia da exatidão e da fiabilidade da declaração de desempenho do produto, devendo a sua produção em fábrica ser controlada segundo um sistema adequado de avaliação e verificação da regularidade do desempenho.

Naturalmente que o investimento feito nos últimos anos não será desperdiçado. Mantêmse válidos os resultados dos ensaios de tipo inicial (ITT) e os certificados atribuídos (utilizáveis para a emissão dos novas declarações de desempenho). O mesmo se pode dizer das

ATE em vigor (até ao fim do prazo de validade), podendo posteriormente ser substituídas por Avaliações Técnicas Europeias.

Enquanto se aguarda a publicação da legislação que permitirá notificar os organismos e laboratórios nacionais no âmbito do RPC, o LNEC continuará a apoiar a indústria, os comerciantes e os projetistas, e a assegurar que o utilizador final pode adquirir o produto adequado, com o desempenho declarado e esperado.

A proteção de outros mercados nacionais é uma realidade.

2 REGULAMENTO (UE) N.º 305/2011 DO PARLAMENTO EUROPEU E DO CONSELHO de 9 de março de 2011, que estabelece condições harmonizadas para a comercialização dos produtos de construção e que revoga a Diretiva 89/106/CEE do Conselho (Texto relevante para efeitos do EEE).

1

PUB

Em Portugal, apesar de outros estudos desenvolvidos (não concluídos por terem sido identificadas necessidades de melhoria dos kits em apreciação), a face mais visível das ETA de sistemas isolantes térmicos diz respeito aos ETICS – sistemas compósitos de isolamento térmico pelo exterior –, as quais, certamente, têm contribuído para exigir o nível de qualidade indispensável à colocação no mercado destes produtos.

Por outro lado, reconhece-se o mal-estar sentido ao confrontarmo-nos com ETA (provenientes de outros estados-membros), com informação reduzida e incipiente sobre os produtos ou kits isolantes térmicos, alguns deles importados para o mercado nacional...

O novo Regulamento dos Produtos da Construção (RPC)2, que substitui a anterior Diretiva 89/106/CEE, visa simplificar e clarificar o quadro existente e melhorar a transparência

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

35

36_37 alvenaria e construções antigas Abordagem multidisciplinar às paredes de alvenaria da Igreja de São Torcato Francisco M. Fernandes, ISISE, U.Lusíada de Vila Nova de Famalicão

A avaliação de elementos estruturais em alvenaria é uma tarefa complexa, caracterizada por uma variação importante da natureza dos seus materiais (pedra, tijolo, argamassa, etc.), dos seus componentes, nomeadamente o arranjo e a forma das unidades de alvenaria no interior das paredes, e da natureza das paredes, que podem variar desde paredes simples a paredes com duas ou mais camadas. A camada interna pode estar preenchida ou não, mas as suas propriedades são geralmente inferiores às das camadas externas.

Para uma correta avaliação das propriedades mecânicas, características geométricas e estado de conservação é necessário proceder a um diagnóstico profundo. No entanto, estas estruturas encontram-se muito limitadas quanto ao tipo de ensaios que podem ser realizados, sendo muito difícil realizar ensaios de natureza destrutiva, que geralmente fornecem dados quantitativos importantes. Atualmente recorre-

se a ensaios não destrutivos e não intrusivos com o objetivo de obter informação semelhante.

No entanto, é sabido que a informação recolhida é, geralmente, qualitativa, está indiretamente relacionada com as propriedades mecânicas e a qualidade dos dados depende do material a ensaiar. Adicionalmente, porque cada técnica possui características distintas, o que se obtém representa só uma pequena parte do problema.

Em geral, é necessário a realização de vários ensaios diferentes no mesmo local, cada um focando uma determinada característica da estrutura ensaiada. A aplicação de várias técnicas permite diagnosticar de maneira mais fidedigna a estrutura.

O Santuário de São Torcato, localizado no centro da vila de São Torcato, Guimarães, é um templo massivo, de forma tradicional em forma de cruz latina (Figura 1). A sua alvenaria é regular, constituída por blocos de elevadas dimensões e formas diversas e a junta não argamassada é

mínima. Atualmente, os danos principais estão relacionados com as fundações das torres sineiras, exibindo deslocamentos horizontais significativos e torção, o que está a causar fendilhação nas paredes das mesmas. Para caracterizar totalmente esta parede, foram utilizadas as seguintes técnicas: geoelétricos, sónicos [2] e georadar [1].

Os ensaios geoelétricos foram efetuados numa parede com 1.6 m de espessura e foram utilizados 20 elétrodos afastados de 10 cm numa junta horizontal (Figura 2). Forma realizadas duas leituras, sendo que numa delas existia uma fenda que atravessava toda a espessura da parede. O sistema de aquisição de dados utilizado é um protótipo em desenvolvimento no projeto NDTs baseado na técnica de Tomografia por Impedância Elétrica [3,4]. Os resultados ilustrados na Figura 3 mostram que o sistema é capaz de detetar a existência da fenda na parede.

Foram também realizados ensaios sónicos em modo de transmissão direta com o objetivo de verificar a consistência da alvenaria de granito, i.e., determinar se a parede era constituída por mais do que um pano e se há vazios. Várias pedras foram selecionadas e estão indicadas na Figura 4. O sinal foi transmitido através dum martelo instrumentado (dez pancadas por local) e recebido por um acelerómetro no lado oposto da parede, no exterior. Os resultados estão apresentados na Tabela 1. Os resultados mostram uma variabilidade baixa, indicando que os sinais são fiáveis. Os valores foram

> Figura 1: Vistas da Igreja de São Torcato.

(a)

(b)

> Figura 2: Setup dos testes geoelétricos numa parede com uma fenda.

36

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

> Figura 3: Perfis geoelétricos obtidos nas duas localizações: (a) sem fenda e (b) com fenda.

> Figura 4: Localização dos ensaios sónicos e dos perfis realizados com georadar.

comparados com pedra extraída da mesma pedreira e cuja velocidade chegou a 4500 m/s.

Concluiu-se então que, no local P2, cujo valor da velocidade é muito próximo, a pedra atravessa toda a parede, enquanto nos restantes locais, como a velocidade é mais baixa, existem juntas e/ou vazios entre os panos extremos.

Foram também realizados ensaios com georadar (RAMAC/GPR, MALA Geosciences, inc.) equipado com uma antena de 800 MHz. A velocidade média de propagação é de 13.5 cm/ns. Estes ensaios permitiram aferir que o pano de alvenaria do interior da torre tem uma espessura de cerca de 0.7 m, assim como foi possível detetar pedras que atravessam toda a parede (travessas). A Figura 5 ilustra um radargrama numa fiada horizontal de pedras, onde se pode ver a espessura e alcance de diversas pedras, assim como a proporção da camada de enchimento em relação à espessura total da parede. A avaliação geométrica total do painel de alvenaria efetuado com georadar está ilustrada na Figura 6.

> Figura 5: Radargrama horizontal (perfil 5).

Local

Velocidade média [m/s]

COV

P1

2073

1.84

P2

4220

4.54

P3

3244

2.39

P4

3821

3.38

P5

3322

2.39

Média

3336

24.26

> Tabela 1: Resultados dos ensaios sónicos nas paredes das torres sineiras da Igreja de São Torcato.

Pode concluir-se que estes ensaios apresentam uma forte complementaridade, pois dão informações que os outros ensaios não dão, nomeadamente a sensibilidade dos geoelétricos para a deteção de fendas, mesmo que de reduzida dimensão. A velocidade de propagação dos ensaios sónicos está relacionada com a resistência mecânica e o georadar permitiu o rápido mapeamento de toda a parede, bem como verificar onde existem camadas de enchimento. Além do mais, os ensaios de georadar permitiram aferir os valores obtidos com os sónicos no que diz respeito à presença ou não de vazios e juntas. Portanto, a utilização de ensaios não destrutivos constitui uma maneira rápida e fiável de obter informação que poderá culminar em propriedades geométricas e mecânicas suficientes para diagnosticar estruturas de alvenaria. No entanto, nenhum método, em geral, deve ser utilizado isolado, pois nenhum deles dá uma informação completa e pode-se não estar a utilizar toda a informação que este pode fornecer.

AGRADECIMENTOS O autor agradece o apoio da Fundação para a Ciência e Tecnologia através do projeto de investigação “Técnicas melhoradas e inovadoras para o diagnóstico e a monitoração da alvenaria histórica”, PTDC/ECM/104045/2008. O autor também agradece o contributo do Dr. Luís F. Ramos, Dr. Paulo Mendes e dos mestres Elizabeth Manning e João Ferreira para este trabalho.

Referências [1] Daniels, D.J. (2004). “Ground Penetrating Radar – 2nd Edition.” Radar, sonar, navigation and avionics series 15, IEE, London, UK, ISBN 0-86341-360-9, 726p.

[2] Reis, S., Ramos, L.F., Mendes, P. (2010). “Improved techniques for the diagnosis and monitoring of historical masonry: sonic tests.” Internal research project report.

[3] Costa, E.L.V., Gonzalez Lima, R., Amato, M.B.P. (2009).

“Electrical Impedance Tomography”, Em: J.-L. Vincent (Eds), Intensive Care Medicine, Springer, New York, 394-404.

[4] Saulnier, G.J., Blue, R.S., Newell, C., Isaacson, D., Edic, P.M. (2001). “Electrical impedance tomography.” IEEE Signal Processing Magazine 18(6), 31-43.

> Figura 6: Resultados do mapeamento vertical e horizontal com georadar.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

37

38

sustentabilidade Sustentabilidade e o trabalho em rede

Victor Ferreira, DEC – U.Aveiro, Plataforma para a Construção Sustentável A sustentabilidade não é uma opção, é o único caminho possível se quisermos ter um futuro.

Embora seja frequentemente considerada uma palavra “gasta”, é indiscutível o papel importante que os conceitos relacionados com a sustentabilidade podem ter na economia e na sociedade, particularmente, sobre a fileira do Habitat de que o setor da construção é uma das peças relevantes.

Assim sendo, entendo que é já óbvio o interesse existente na opinião pública sobre a importância de optar por projetos com preocupações de sustentabilidade. É possível encontrar relatos frequentes de diversos agentes (construtores, imobiliários, etc.), que nos dizem desta escolha preferencial quando se coloca esta opção.

Trata-se de um caminho que é necessário percorrer com oportunidades interessantes em termos de inovação e de mercado. Existem, com certeza, países mais avançados nesta área, mas Portugal tem hoje uma rede de conhecimento, de empresas e outros agentes, desperta para este novo paradigma de desenvolvimento. É neste contexto que empresas diversificadas da fileira do Habitat mas também centros de investigação e desenvolvimento ou, ainda, municípios ou outros agentes podem ter um papel muito relevante. O modo como abordam o desenvolvimento dos espaços e a forma como integram a avaliação da sustentabilidade nos seus projetos é fulcral para atingir patamares mais elevados no caminho para uma maior sustentabilidade.

As políticas públicas também são um fator relevante para a dinamização deste conceito no mercado. Como exemplo, referiria no plano europeu o caso dos produtos da construção, em que o seu novo regulamento europeu introduziu mais um requisito ligado precisamente à sustentabilidade, o do uso sustentável dos recursos. Ora, este facto irá certamente afetar o mercado dos produtos e da construção. Outro exemplo é o da diretiva energética e o conceito do edifício de balanço energético quase zero,

38

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

que pode ser outro motor de transformação importante nesta década 2010-2020.

Hoje, mais do que nunca, sente-se esta inevitabilidade em pensar sustentabilidade.

Considerando a sustentabilidade como esse compromisso permanente entre a sustentabilidade económica, social e ambiental, o fator de agregação dos diversos agentes da cadeia de valor é um ato fundamental.

Queria, por isso, terminar esta minha primeira intervenção dando nota de um exemplo prático de agregação para a cooperação nesta área em Portugal, que é a Plataforma para a Construção Sustentável. Dou este exemplo não só por causa dos objetivos que a animam mas também porque acredito que a sustentabilidade da construção do nosso Habitat depende crucialmente de colocar em rede esta mega fileira, com todos os contributos de todos os seus subsetores que têm impacto na sustentabilidade global da economia de qualquer país.

A Plataforma para a Construção Sustentável (www.centrohabitat.net) é uma associação fundada em 2007 com o objetivo de unir em rede diversas entidades como empresas, associações empresariais, municípios, centros de I&D (Universidades e centros tecnológicos), Institutos e outros agentes da fileira Habitat em Portugal. Entendendo-a como a

fileira de atividades económicas movidas pela construção e imobiliário e que agrega outras atividades associadas, desde a extração de matérias-primas à transformação em materiais e produtos da construção e abrangendo também o fornecimento de outros bens, desde a domótica até à energia e ambiente. Trata-se, de facto, de uma fileira de grande impacto na economia nacional.

O grande objetivo que une e anima estas entidades na rede é o propósito de usar os princípios da sustentabilidade da construção como mote para a inovação e para o reforço da sua competitividade. Sustentabilidade, Inovação e Competitividade é o triângulo chave de ação da Plataforma e dos seus associados. A Plataforma possui hoje mais de 115 associados e desde 2009 que é a entidade gestora do Cluster Habitat Sustentável. Como tal, é uma rede aberta bastante interessante, que viu reconhecida não só em Portugal mas a nível Europeu o Cluster Habitat Sustentável como um dos clusters de competitividade de excelência.

A preocupação da Plataforma, enquanto promotora do Cluster Habitat em Portugal, é de procurar criar sinergias entre os atores desta fileira, gerar oportunidades de inovação e de mercado, contribuir para a sua competitividade e afirmando uma diferenciação pela sustentabilidade nos mercados nacional e internacional. Com preocupações claras pela internacionalização da fileira, a aposta no mercado nacional é, devido à conjuntura atual, no mercado da reabilitação e da requalificação urbana.

Este bom exemplo é sinal de que a sustentabilidade enquanto conceito não é mais uma palavra “gasta”, como frequentemente é afirmado, mas sim um caminho que percorremos todos os dias e para o qual há múltiplos agentes a contribuir.

Numa próxima oportunidade terei o prazer de vos dar alguns exemplos destes caminhos que têm vindo a ser percorridos por atores bem distintos desta fileira de construção do nosso Habitat.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

39

40

betão estrutural Nanoconcrete: Betão de desempenho melhorado com a incorporação de nano-partículas Ricardo Nuno Francisco do Carmo, DEC, ISEC – Instituto Politécnico de Coimbra

Portugal reconheceu as vantagens da nanotecnologia e criou, em parceria com Espanha, o Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia. Este laboratório, localizado em Braga, com excelentes condições laboratoriais e com colaboradores de várias nacionalidades, representa uma aposta clara nesta tecnologia. Neste centro pretende-se que decorram investigações concretas para aplicação industrial.

A capacidade para criar a partir da nano-escala (um nanómetro é 1x10-9 m), usando técnicas recentes, já está a ter repercussões na indústria moderna, com importantes consequências económicas e sociais. Veja-se o exemplo da empresa Success Gadget, que desenvolve soluções que permitem conferir características específicas a diversos materiais utilizando a nanotecnologia. Esta empresa de I&D já realizou aplicações bem sucedidas no setor têxtil e desenvolveu tecidos e redes mosquiteiras para proteção contra insetos (malária, dengue, etc), com enorme interesse para o mercado indiano e africano (Figura 1). No setor da construção civil, a nanotecnologia permite redefinir a abordagem aos desafios cada vez mais exigentes, colocados pelos especialistas e pela sociedade em geral. Com esta tecnologia podem ser criadas soluções inovadoras na área das tintas, vernizes, argamassas e betões.

Nos países desenvolvidos, as estruturas de betão armado e pré-esforçado têm tido um papel predominante no setor da construção.

a)

No entanto, o desenvolvimento do desempenho dos betões continua a ser uma necessidade, para melhorar o comportamento estrutural e a durabilidade das estruturas. Esta melhoria de desempenho é conseguida através da evolução e uso de constituintes mais eficientes na mistura, nomeadamente cimentos de alta resistência, adição de sílica de fumo, superplastificantes eficientes e adição de fibras. Além disso, a otimização da distribuição do tamanho de partículas muito finas na pasta ligante usando minerais, como pó de quartzo e sílica de fumo, permitiu aumentar a sua densidade, originando um betão com uma porosidade reduzida e, consequentemente, com uma elevada resistência e durabilidade. Assim, os betões com elevadíssimo desempenho tornaram-se, na última década, uma solução importante nas aplicações estruturais, graças às suas excelentes propriedades: elevada resistência à compressão e à tração, ductilidade significativa na fase pós-fendilhação e elevada energia de fratura.

Os avanços da engenharia e da nanociência levaram ao desenvolvimento de betões incorporando nanopartículas na matriz ligante, geralmente designado como nano-betão. Normalmente, estas nanopartículas são sílicas à base de óxidos com um diâmetro de 10-300 nanómetros. A reduzida porosidade e a elevada densidade da matriz ligante permitem melhorar significativamente o desempenho mecânico e aumentar a durabilidade. Estudos realizados por

b)

> Figura 1: (a) Imagem de nanopartículas; (b) nanopartículas de sílica anti-mosquito em fibras de algodão (imagens cedidas pela empresa Success Gadget).

40

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

Qing and Ghafari demonstraram que a densidade da matriz ligante e a resistência à corrosão melhoraram significativamente com a adição de nano-SiO2 (SiO2 é o dióxido de silício mas é também conhecido como sílica) [1, 2]. Verificou-se também que uma quantidade reduzida de nanoSiO2 permite alcançar uma resistência igual à obtida com o triplo da quantidade de sílica normal [3, 4]. Há estudos que demonstram que a incorporação de nano-SiO2, além de melhorar a resistência à penetração da água, altera a zona de ligação entre o agregado e a matriz ligante, ficando mais densa e resistente [1, 5].

Como a microestrutura da matriz é mais densa, quando comparada com a do betão normal, são esperadas diferenças no comportamento estrutural dos elementos de nano-betão armados. Considerando a elevada resistência destes betões, espera-se reduzir a secção transversal dos elementos estruturais e obter diferenças significativas nas taxas de armadura. São precisos mais estudos sobre o comportamento mecânico e estrutural dos nano-betões, para perceber se a incorporação de nano-partículas na matriz ligante é uma aposta sustentada para o futuro. A realização de trabalhos de investigação nesta área poderá impulsionar uma nova revolução nas estruturas de betão.

Referências [1] Ye Qing, Z.Z., Kong Deyu, Chen Rongshen, Influence of nano-SiO2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume. Construction and Building Materials, 2007. 21: p. 539–545.

[2] Ghafari, E., Costa, H., Júlio, E, Portugal, A., Durães, L., Optimization of UHPC by Adding Nanomaterials. Proc, of HiPerMat-3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for High performance Construction Materials, Germany, 2012.

[3] Rougeau, P., Ultra-High Performance Concrete with ultrafine particles other than silica fume in International Symposium on Ultra High Performance Concrete September 13-15, 2004 Kassel, Germany.

[4] Collepardi, M., Collepardi, S., Skarp, U., Troli, R. “Optimization of Silica Fume, Fly Ash and Amorphous Nano-Silica in Superplasticized High-Performance Concretes”,. in Proceedings of 8th CANMET/ACI International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete. 2004. Las Vegas, USA. [5] Ji, T., Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-SiO2. Cement and Concrete Research 2005. 35: p. 1943 – 1947.

41_44 notícias

oe cria projeto para debate sobre formação e inserção de engenheiros no mercado de trabalho

No comunicado, assinado pelo bastonário Carlos Matias Ramos, é dito que “a Ordem dos Engenheiros tem em marcha a criação de um projeto para análise e debate da problemática da formação académica e inserção dos engenheiros na vida profissional”. Trata-se de um projeto que a Ordem pretende lançar até ao final do ano, e que envolverá, numa primeira fase, as Escolas Superiores de Engenharia, públicas e privadas, Universidades e Institutos Politécnicos. Numa segunda fase, será envolvido o setor empresarial, que dará, de acordo com o bastonário, “a perspetiva do mercado de trabalho”.

Como fundamento para a anunciada reestruturação, a Ordem apresenta quatro pontos,

alicerçando a importância da sua análise nos resultados das candidaturas ao Ensino Superior, que revelaram a pouca adesão dos jovens aos cursos de Engenharia.

O primeiro ponto é o crescimento “descontrolado” do número de cursos nesta área, que desencadeou uma oferta excessiva e, segundo o comunicado, “uma desadequação face às carências de formação de que o país necessita”. O segundo ponto prende-se com a introdução, em 2012, da Matemática e Física como provas de ingresso obrigatórias para o acesso à maioria dos cursos de Engenharia, o que, apesar de ser uma medida aplaudida pela Ordem, pelo facto de se tratar de “áreas do conhecimento basilares da Engenharia”, é também reconhecida como fator de dissuasão em jovens com “ falta de preparação” nestas áreas durante o ensino secundário.

concluída a obra do ctcv em coimbra

setor metalúrgico e metalomecânico regista crescimento recorde no mês de maio

Foi recentemente concluída a obra do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV), localizada no Iparque, em Coimbra.

A Central Projectos foi responsável pela gestão de todo o projeto, a realização do projeto de Arquitetura e toda a Engenharia destes dois novos edifícios.

O CTCV é uma instituição de utilidade pública, sem fins lucrativos, criada para o apoio técnico e a promoção tecnológica das indústrias nacionais da cerâmica, vidro e setores afins e complementares.

A AIMMAP – Associação dos Industriais Metalúrgicos, Metalomecânicos e Afins de Portugal – divulgou os resultados de um estudo sobre o crescimento do comércio internacional que realizou, cujos resultados são muito positivos para o setor.

O mês de maio foi um dos melhores meses de sempre da indústria metalúrgica e metalomecânica no que se refere ao volume das exportações no setor, a registar 1.200 milhões de euros.

O mês de abril regista o regresso do crescimento no setor metalúrgico e metalomecânico, depois de uma tendência menos positiva nos três primeiros meses do ano. O crescimento é de 2,3% face ao mês anterior e de 6,6% de variação homóloga face a 2012.

Por outro lado, as exportações estão a ser cada vez mais diversificadas em termos de destinos, revelando uma menor dependência dos mercados tradicionais, sobretudo dos parceiros da zona euro. O fluxo comercial do espaço fora da zona euro representa mais de 30% das exportações totais do setor.

O terceiro ponto é a “incapacidade de coexistência no país de dois subsistemas de ensino claramente diferenciados na sua vocação original: Ensino Politécnico dedicado a uma formação de natureza profissionalizante e o Ensino Universitário responsável por um ensino vocacionado para a conceção e investigação”.

Esta diferenciação permitiria, segundo a Ordem, “criar ofertas mais condizentes com os objetivos profissionais futuros dos jovens e com as necessidades do mercado”.

O último ponto prende-se com a realidade demográfica do país, ou seja, a redução da população em idade de frequência do Ensino Superior.

Trata-se, segundo a Ordem, de uma realidade que ainda não tem “reflexo substancial na abertura de vagas” para o Ensino Superior. www.ordemengenheiros.pt

www.aimmap.pt

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

41

© Alejandro Macías

© cctv

Em comunicado, a Ordem dos Engenheiros apelou à reestruturação urgente do ensino da Engenharia.

notícias

estudante da universidade de aveiro desenvolve controlador para poupar energia em casa O dispositivo, desenvolvido por um estudante do mestrado integrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações da Universidade de Aveiro, permitirá, de acordo com o aluno, poupar até 99 por cento da fatura. O controlador terá, segundo o portal da UA, despertado o interesse de empresas.

O dispositivo criado por David Breda permite usar, preferencialmente nas necessidades domésticas, a energia produzida por um painel fotovoltaico que esteja instalado na habitação e, apenas suplementarmente, usa energia da rede externa. O estudante da UA garante que a poupança pode ir até aos 99 por cento do valor da fatura.

O estudante considera que os equipamentos

existentes não vão totalmente ao encontro dos interesses do consumidor. Existem inversores não ligados à rede de distribuição pública (“off-grid”) para sistemas autónomos, que têm de suportar sozinhos o consumo total da habitação e são dispendiosos, dada a potência necessária para uma casa, e inversores ligados à rede de distribuição pública (“on-grid”) capazes de se sincronizar com a rede elétrica e de injetar, nessa rede, a energia proveniente dos painéis solares mas que só o podem fazer com autorização e um projeto de mini ou micro geração, projetos estes que rondam os 20 mil euros.

Os inversores “off-grid” não estão ligados a essa rede, pois não têm a capacidade de se sincronizar com a tensão sinusoidal da rede,

logo só funcionam em sistemas autónomos.

Como tal, decidiu utilizar inversores “on-grid” mas com um controlador de corrente por feedback, ou seja, o controlador garante que a energia produzida é completamente absorvida pela habitação, sem nunca sair para a rede.

Isto permite um investimento mínimo com lucro permanente, pois só se utiliza a energia da rede elétrica quando os painéis solares não têm capacidade para debitar a energia requerida.

O controlador pode ser ligado em vários módulos para que se tente cobrir toda a energia consumida, até uma poupança limite de cerca de 99% na fatura da eletricidade. www.uaonline.ua.pt

© University of Newcastle

estudo: nova técnica de sequestro de co2 pode ser útil à construção Um novo método para armazenar, de forma permanente e segura, dióxido de carbono gerado por combustíveis fósseis e processos industriais vai ser testado na Universidade de Newcastle, Austrália.

O objetivo da pesquisa é converter o dióxido de carbono em tijolos para usar na indústria da construção. O projeto será gerido pela Mineral Carbonation International, que resulta de uma parceria entre as empresas Newcastle Innovation, grupo GreenMag e Orica.

A equipa de investigação fez uma demonstração do uso desta tecnologia em laboratório, o que levou, depois, à atribuição do f inanciamento. De acordo com um dos investigadores, Bodgan Dlugogorski, a unidade que vai ser criada na Universidade para

42

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

este estudo irá possibilitar a realização de testes em larga escala e a determinação das poupanças e redução de emissões associadas a este método, quando comparado com outras formas de armazenamento de CO 2 .

Ainda segundo Bodgan Dlugogorski, “a principal diferença entre o geo-sequestro e o armazenamento no oceano e este modelo de carbonação mineral é a transformação permanente do dióxido de carbono num produto utilizável, ao invés de o armazenar, simplesmente”.

A tecnologia de carbonação mineral replica o mecanismo de absorção de carbono da Terra através da combinação de dióxido de carbono com minerais de baixo grau como magnésio e silicato de cálcio para originar carbonatos inertes. O processo transforma o dióxido de carbono num produto sólido que pode ser

usado de várias formas, incluindo como novos materiais ecológicos de construção.

Segundo outro dos investigadores, Eric Kennedy, o processo de carbonação mineral da Terra é muito lento, pelo que o desafio da equipa é acelerar esse processo no sentido de evitar que o dióxido de carbono se acumule na atmosfera. www.newcastle.edu.au

paredes vivas podem ajudar a manter os edifícios frescos em climas quentes Cobrir paredes com plantas pode reduzir significativamente a sua temperatura durante os períodos quentes de verão. O estudo Experimental investigation on the energy performance of Living Walls in temperate climate incidiu sobre três tipos de parede viva em Itália, tendo-se concluído que elas podem ser 20 ºC mais frias do que uma parede vulgar em dias de sol. Além disso, as paredes vivas podem ser feitas em edifícios existentes.

O conceito de “paredes verdes” refere-se a paredes com plantas a crescer sobre elas.

Isto engloba fachadas verdes, que podem ser cobertas com trepadeiras plantadas no solo, bem como paredes vivas com vegetação a crescer em estruturas adjacentes à parede.

As paredes vivas podem influenciar o ambiente urbano de forma positiva, nomeadamente no apoio à biodiversidade (desde que as plantas utilizadas sejam nativas ou não invasivas), reduzindo o impacto da chuva nos edifícios, da poluição do ar e na redução do efeito “ilha de calor”.

As paredes vivas não são apenas edifícios abrigados da luz direta do sol, porquanto a “evapotranspiração” (combinação da eva-

poração da água com a libertação de vapor de água) através das plantas também ajuda a manter as paredes frescas. Neste estudo, os investigadores testaram o efeito de três tipos de paredes vivas instaladas em edifícios de três localidades diferentes do Norte e Centro de Itália, durante os meses quentes de verão.

O primeiro caso, designado de “Parede A”, consistiu numa tripla camada de feltro apoiada num painel de plástico encaixado numa estrutura de alumínio. A estrutura foi afixada à parede do edifício, deixando uma cavidade aberta entre a estrutura e a parede. Plantas permanentes e sazonais foram inseridas na camada exterior de feltro, e foram regadas através de uma mangueira pelo topo da estrutura.

Em comparação com uma parede vizinha, a temperatura à superfície da Parede A era 12 a 20 ºC inferior em dias de sol e cerca de 5 ºC mais baixa em dias com nebulosidade. À noite, a temperatura à superfície da Parede A permaneceu 2 a 3 ºC mais quente do que a da parede normal. Além disso, a quantidade de calor transferida através da parede coberta foi apenas 70 por cento da que passou através da

parede normal durante o período de monitorização, o que sugere que o efeito de isolamento na parede verde é maior.

O processo de construção da Parede B foi igual ao da parede A, mas a camada exterior de feltro levou relva e havia uma cavidade fechada entre a estrutura e a parede. As superfícies exteriores desta parede mantiveram-se 16 ºC mais frescas do que as de uma parede vizinha durante o dia. À noite, a Parede B estava 6 ºC mais quente do que a parede vulgar.

A Parede C consistiu num painel de plástico dividido em pequenos compartimentos preenchidos com terra presos a uma estrutura de alumínio fixada na parede. Os compartimentos foram plantados com uma variedade de espécies de relva. Algumas partes foram deixadas por plantar de modo a representar uma parede vulgar. A temperatura à superfície da área plantada era cerca de 12 ºC inferior à das áreas descobertas em dias de sol e 2 ºC mais baixa em dias de nebulosidade. À noite, a temperatura da secção coberta com plantas era 3 ºC mais quente do que a da parede vulgar. http://ec.europa.eu

engenheiros portugueses com reconhecimento no qatar A Public Works Authority of Qatar (Ashgal) reconheceu recentemente “a aptidão dos engenheiros portugueses para exercício de funções no Qatar desde que inscritos há mais de dois anos na Ordem dos Engenheiros portuguesa”.

Este reconhecimento, válido para profissionais inscritos há mais de dois anos na Ordem, facilita a aprovação do início de atividade dos profissionais portugueses naquele país e foi comunicado à Ordem dos Engenheiros, no início do mês de agosto, pela Direção-Geral de Política Externa do Ministério dos Negócios Estrangeiros português. www.ordemengenheiros.pt

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

43

notícias

Em junho de 2013, o saldo do crédito concedido às empresas de construção era inferior a 19 mil milhões de euros, o que, de acordo com a análise de conjuntura da FEPICOP-Federação Portuguesa da Indústria da Construção e Obras Públicas relativa ao mês de agosto, traduz um recuo para níveis de julho de 2004. Também o número de trabalhadores da construção tem vindo a diminuir, regressando a valores apenas observados na década de 90 do século passado. No segundo trimestre do ano, o Inquérito ao Emprego apurou 301,9 mil trabalhadores no setor da Construção, o que reflete uma destruição de 11,2 mil postos de trabalho face ao trimestre anterior e uma diminuição de 72,6 mil relativamente há um ano. A queda no número de postos de trabalho traduziu-se numa quebra de 19,4 por cento relativamente ao mesmo trimestre do ano anterior, sendo que a Construção foi o único setor a sofrer, no trimestre em análise, uma redução homóloga de dois dígitos. Já o número de desempregados oriundos da Construção e inscritos nos centros de emprego rondava, no final de junho, os 101,4 mil, o que representa um acréscimo

de 5,6 mil em relação a igual período de 2012.

Para o futuro, as perspetivas de evolução do setor permanecem sombrias, segundo a FEPICOP, com os indicadores que antecipam a evolução futura da produção a manterem um perfil negativo. Assim, enquanto o licenciamento habitacional sofreu reduções homólogas assinaláveis durante o primeiro semestre de 2013, com quebras de 35,6% na área licenciada e de 40% no número de fogos licenciados, os dados do licenciamento para construção de edifícios não residenciais registaram variações de -16,4%.

Já as adjudicações de concursos públicos, indicador que espelha a evolução do investimento público, registaram uma quebra homóloga de 25% em valor durante os primeiros sete meses de 2013. Deste modo, e com todas as componentes da procura dirigida à Construção a manterem-se em declínio, o setor continuará a defrontar-se com fortes dificuldades, refletidas no forte ajustamento que o tecido empresarial tem vindo a sofrer e que tem vindo a

traduzir-se, entre outras situações, no elevado número de insolvências registadas na construção: 764 empresas até meados de agosto, quase 20% do total de insolvências registadas em Portugal nos meses já decorridos de 2013.

Empresários menos pessimistas, apesar de tudo Apesar dos indicadores negativos, os resultados divulgados pela Comissão Europeia e obtidos através do Inquérito mensal à atividade promovido junto dos empresários da construção dos Vinte e Sete revelam que, atualmente e em termos relativos, o comportamento do indicador de confiança do setor da Construção é mais positivo em Portugal (de -70 por cento em julho de 2012 para -60 por cento no mesmo mês de 2013) do que na média dos países europeus (manteve-se nos -26 por cento no mesmo período), embora, em termos absolutos, a avaliação em Portugal continue a ser bem mais desfavorável do que em termos médios europeus. www.fepicop.pt

universidades portuguesas sobem posições no ranking mundial da difusão científica As universidades nacionais continuam a melhorar a sua prestação no ranking mundial de difusão científica da SCImago, um dos mais prestigiados a nível internacional.

Há sete instituições entre as 700 melhores, sendo que todas conseguem resultados superiores aos registados há um ano, subindo entre 16 e 43 posições na lista divulgada esta semana. Na última década, a produção científica nacional contabilizada nesta publicação mais do que duplicou.

No ranking de 2013, a Universidade do Porto

44

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

continua a ser a melhor representante nacional, tal como tem acontecido desde a primeira edição da lista. A instituição portuense surge agora no 242.º lugar, melhorando 27 posições relativamente ao ano anterior, fruto de um total de 13 mil publicações científicas. Nos primeiros 300 lugares da tabela SCImago também está a Universidade Técnica de Lisboa (273.º), que é a que menos cresce entre as principais instituições de ensino superior nacionais, subindo 16 postos.

O maior crescimento no ranking de 2013 é regis-

tado pela Universidade Nova de Lisboa, que sobe 43 lugares para a posição 612. Imediatamente a seguir está a Universidade do Minho — que só há um ano entrou na lista —, estando agora na posição 632 (melhora 36 postos). Entre as sete instituições nacionais na lista estão ainda a Universidade de Lisboa, na 485.ª posição (sobe 25 lugares), a Universidade de Coimbra, na 487.ª (melhora 35 posições), e a Universidade de Aveiro, no 524.º posto (sobe 29). www.publico.pt

45_49 mercado

desempenho dos produtos fibranxps responde às novas exigências regulamentares A 20 de agosto último, foram publicados o Decreto-Lei n.º 118/2013 e a Lei n.º 58/2013, relacionados com o desempenho energético dos edifícios.

O DL n.º 118/2013 aprova o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS), e transpõe a Diretiva n.º 2010/31/UE, do Parlamento Europeu, de 19 de maio de 2010. A Lei n.º 58/2013 aprova os requisitos de acesso e de exercício da atividade de perito qualificado (PQ) para a certificação energética e de técnico de instalação e manutenção de edifícios e sistemas (TIM), e transpõe a Diretiva n.º 2005/36/CE, de 7 de setembro de 2005, relativa ao reconhecimento das qualificações profissionais.

Ambos os documentos entram em vigor a 1 de dezembro deste ano.

O diploma n.º 118/2013 tem como objetivo assegurar e promover a melhoria do desempenho energético dos edifícios através do SCE e, para além de transpor para o direito nacional a diretiva europeia, vem rever a legislação nacional, incluindo num único diploma o SCE, o REH e o RECS. A atualização da legislação nacional existente envolve alterações a vários níveis, com destaque para a aglutinação, num só diploma, de uma matéria anteriormente regulada em três diplomas distintos (DL n.º78, 79 e 80/2006), procedendo-se, assim, a uma uniformização

conceptual e terminológica e a uma facilitação da interpretação por parte dos destinatários das normas.

Por outro lado, a distinção clara do âmbito de aplicação do REH e do RECS, passando aquele a incidir, exclusivamente, sobre os edifícios de habitação e este último sobre os de comércio e serviços, facilita o tratamento técnico e a gestão administrativa dos processos e reconhece as especificidades de cada tipo de edifício no que diz respeito ao seu desempenho energético.

A definição de requisitos e a avaliação de desempenho energético dos edifícios passa a basear-se nos seguintes pontos: nos edifícios de habitação assumem posição de destaque o comportamento térmico e a eficiência dos sistemas, aos quais acrescem, no caso dos edifícios de comércio e serviços, a instalação, condução e manutenção de sistemas técnicos.

São definidos também princípios diferenciando os edifícios novos, os edifícios sujeitos a grande intervenção e os edifícios existentes.

Neste diploma é apresentado ainda o conceito de nível ótimo de rentabilidade resultante do desempenho energético dos edifícios e dos seus componentes.

Além da atualização dos requisitos de qualidade térmica (mais exigentes), são introduzidos requisitos de eficiência energética para os principais tipos de sistemas técnicos dos edifícios. Ficam, assim, igualmente sujeitos a padrões mínimos de eficiência energética os sistemas de climatização, de preparação de água quente sanitária, de iluminação e de aproveitamento de energias renováveis de gestão de energia.

Em complemento à eficiência energética, mantém-se a promoção da utilização de fontes de energia renovável, nomeadamente o aproveitamento do recurso solar, e é incentivada a utilização de sistemas ou soluções passivas nos edifícios. É também nesta nova regulamentação que surge o conceito de edifício com necessidades quase nulas de energia, o qual passará a constituir o padrão para a nova construção a

partir de 2020, ou de 2018, no caso de edifícios novos de entidades públicas, bem como uma referência para as grandes intervenções no edificado existente. Este padrão conjuga a redução, numa lógica de custo-benefício, das necessidades energéticas do edifício, com o abastecimento energético através do recurso a energia de origem renovável.

Merece ainda destaque o reconhecimento do pré-certificado e do certificado SCE como certificações técnicas obrigatórias, pretendendose assim clarificar a sua aplicação. No que respeita à política de qualidade do ar interior, passa a privilegiar-se a ventilação natural em detrimento da ventilação mecânica, numa perspetiva de otimização de recursos e custos e de eficiência energética.

Para além da alteração dos requisitos técnicos, estas são as principais novidades da nova legislação.

A Iberfibran, enquanto fornecedora de isolamento térmico para edifícios, garante estar atenta aos desenvolvimentos regulamentares nacionais e europeus, assegurando que os seus produtos têm acompanhado as exigências dessa evolução.

A empresa assegura também que os produtos FIBRANxps possuem características de qualidade e desempenho que permitem que os técnicos, projetistas e construtores cumpram os requisitos impostos pela regulamentação. www.fibran.com.pt

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

45

mercado

A Lokotrack 1000 series é a nova série de equipamentos de trituração móveis sobre rastos. As máquinas LT1000 são, de acordo com o fabricante, equipamentos simples de operar, altamente eficientes e adequadas às condições climatéricas e de terreno mais exigentes na indústria da construção e trituração.

Com estes equipamentos, a Metso assegura também uma produção consistente e um menor custo operacional.

A tecnologia Lokotrack caracteriza-se também, segundo a Metso, pela sua flexibilidade em integrar-se na maioria das operações de trituração, de mineração e de reciclagem, bem como pelas dimensões compactas dos

equipamentos, pela rapidez de preparação e pela autonomia energética, oferecendo alta mobilidade para o utilizador.

Outra das características destacadas pela Metso são os baixos níveis de ruído dos equipamentos, aliados à melhor eficiência de combustível na sua classe.

A oferta a nível de equipamento é complementada por um serviço de assistência que funciona 24 horas, 7 dias por semana e é composto por uma rede de atendimento com mais de 100 especialistas em 25 locais e 5 centros de distribuição, com armazéns localizados estrategicamente e indústria de fundição com laboratórios de teste.

www.metso.com

gama lógica da cobert telhas com novas cores As novas tonalidades integram a gama Lógica Lusa, uma gama formada por telhas de aba e canudo. Segundo a empresa, é uma telha harmoniosa e altamente eficaz, que cumpre o seu objetivo de estanquidade e respeita o perfil de uma telha lusa tradicional. Canela e Azamor são as novas tonalidades desta gama.

Com um ripado de aproximadamente 38 cm, a telha Lógica Lusa apresenta uma resistência ao gelo de 150 ciclos UNE-EN 539-2 método E. www.cobert-telhas.com

novas soluções barbot para madeiras de exterior A Barbot tem uma nova linha de vernizes e esmaltes dedicada ao mobiliário de jardim.

Os produtos Prodexor Aquoso e Prodexor Original permitem, segundo um comunicado de imprensa, uma “ótima resistência à luz e à intempérie”.

Para os locais mais expostos à humidade e mais movimentados, a Barbot sugere Barbo-

46

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

deck, um produto que, ainda segundo o comunicado, apresenta uma “excelente resistência ao desgaste provocado pelo tráfego de pessoas, evita o escurecimento da madeira e dispõe de propriedades antihumidade”. www.barbot.pt

mercado

novos tubos metálicos da obo bettermann A OBO BETTERMANN alargou a sua gama de tubos metálicos. Este alargamento resultou em adicionar aos tubos (com ou sem rosca) eletrozincados, galvanizados a quente após maquinação e lacados a preto, os novos tubos em alumínio, em aço inoxidável 304 e 316, e caixas de derivação em alumínio. Todos estes produtos já se encontram disponíveis, juntamente com o leque de acessórios.

Os sistemas de tubos da OBO BETTERMANN são produzidos e certificados conforme a norma de tubos metálicos, IEC EN 61386 “Sistemas de tubo de instalações elétricas para energia e para informática” e a IEC EN 60423

“Diâmetro externo de tubos de instalações elétricas, roscas e acessórios para esses mesmos tubos”, faz saber a OBO em comunicado.

Estão disponíveis tubos de encaixe ou de rosca, com medidas desde M16 a M63. Todos os tubos têm superfícies homogéneas, interiores e exteriores, que, segundo a empresa, não danificam os cabos. Toda a gama dispõe de ângulos e uniões e é compatível com a gama de acessórios da OBO – abraçadeiras, caixas de derivação, ponteiras e tês. www.obo-bettermann.com/pt

massa adesiva loctite ultra repair da henkel O produto é indicado para preencher, reconstruir e colar pequenos objetos domésticos danificados.

Segundo a Henkel, a nova massa adesiva, disponível em embalagens de 4 monodoses individuais, é ideal para pequenas reparações no interior e exterior e é extra-forte, rápida e resistente tanto à água como a temperaturas extremas (-30ºC/+120ºC). A empresa garante que a massa endurece como uma “pedra” em poucos minutos.

A massa permite reparar, preencher, tapar e colar com facilidade objetos de madeira, metal, gesso, plástico, pedra, cerãmica e outros materiais, com exceção de PE, PP e Teflon.

Antes de aplicar a massa adesiva, deve-se limpar e secar corretamente as superfícies a unir.

Seguidamente, amassa-se a barra adesiva para misturar os dois elementos que a compõem, até que a massa fique branca e homogénea. Por último, aplica-se a barra no local pretendido, moldando a massa com a forma desejada. Após 15 minutos a massa endurece e fica pronta a ser lixada, furada ou pintada para proporcionar um acabamento perfeito.

www.henkel.pt

colunas de duche victoria mixer da roca As colunas dispõem de Limpeza Fácil, ou seja, evita-se que o calcário adira aos jatos devido ao design integrado do chuveiro, que incorpora jatos flexíveis. Segundo a empresa, as novas colunas de duche apresentam vários benefícios de economia, durabilidade, higiene e bem-estar.

O equipamento proporciona também economia de água e energia graças ao sistema com

cartucho cerâmico de avançada tecnologia, que permite economizar até 50 por cento do consumo de água.

A durabilidade é garantida, segundo a empresa, pelo sistema de cobertura eletrolítica, que assegura a boa aparência da torneira. www.pt.roca.com

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

47

mercado

hotel conrad algarve equipado com janelas eficientes da extrusal O primeiro hotel Conrad Hotels & Resorts na Europa, inaugurado recentemente na Quinta do Lago, no Algarve, foi equipado com as soluções de janelas eficientes da Extrusal.

A empresa portuguesa aplicou no hotel de cinco estrelas o sistema de correr B.055 com rutura térmica (RPT), o sistema de abrir A.045 RPT e o sistema de fachada A.080 RPT. Segundo um comunicado de imprensa, trata-se de um equipamento com elevados desempenhos térmicos, acústicos e AEV dos sistemas e da facilidade de manobra das folhas.

A Extrusal desenvolveu para este projeto uma solução exclusiva para o seu sistema B.005, resultando numa soleira embutida no pavimento com um canal específico para a recolha e drenagem de água para o exterior através de

tubos embutidos no pavimento.

João Madaíl, responsável pela área de arquitetura da Extrusal, afirma que “o desafio foi desenvolver janelas de correr de acesso às varandas, onde o pavimento interior e exterior fosse continuado, sem qualquer desnivelamento nem obstáculos. Pelo facto de as janelas de correr deterem obrigatoriamente um perfil de soleira, com calhas onde deslizam os rodízios, que impede a entrada excessiva de ar, retendo e drenando as águas pluviais, foi necessário conceber um novo perfil para a solução imposta”.

O Conrad Algarve é um hotel de 5 estrelas com 154 quartos, 10 residências, Spa&Health Club, cinco restaurantes e bares individuais. www.extrusal.pt

dimmers universais knx da hager agora disponíveis para o comando de lâmpadas economizadoras e led A Hager desenvolveu uma tecnologia de controlo de fluxo luminoso que permite a deteção automática do tipo de lâmpadas que são ligadas aos dimmers. Esta tecnologia, já usada na gama de produtos tébis KNX, sofreu melhoramentos, segundo a Hager, e passa agora a poder controlar lâmpadas economizadoras variáveis e lâmpadas LED variáveis.

Os primeiros produtos a proporem esta nova função são, de acordo com a marca, o TXA210AN com um canal para o comando direto de cargas até 300 W, o TXA210N com um canal para o comando direto de cargas até 600 W e o TXA213N com três canais para o comando direto até 900 W. Pedro Abreu, gestor de Produto da Área de Controls da Hager afirma que, “utilizando o TXA213N (o produto mais potente), o comando de cargas até 900W pode ser conseguido através do uso de um único canal ou repartido por vários. Para tal estão disponíveis as variantes 3 x 300 W e 1 x 300 W + 1 x 600 W. Assim, um

48

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

único produto pode comandar um, dois ou três circuitos independentes”. O produto possui, na face frontal, botões para comando manual equipados com sinalizadores, que indicam o estado real das saídas.

A marca declara ainda que os dimmers universais tébis KNX reconhecem automaticamente o tipo de carga ligada e escolhem o modo de funcionamento mais apropriado. Assim, quase todos os tipos de lâmpadas variáveis, incluindo lâmpadas economizadoras e LED, podem ser controlados sem ajustes adicionais. Nos casos raros e excecionais onde a deteção automática não proporciona os melhores resultados, o utilizador tem a possibilidade de, manualmente ou via ETS, definir o modo de funcionamento que achar mais adequado.

A configuração dos novos dimmers KNX pode ser realizada usando o Configurador KNX TX100B da Hager ou via ETS. www.hager.pt

mercado

A Seveme viu-lhe ser adjudicada a 2ª obra neste país africano, onde já tinha estado presente há uns anos.

Trata-se da empreitada de estrutura metálica, fachadas de alumínio, vidros e serralharias metálicas do ITNHGE - Instituto Tecnológico Nacional de Hidrocarbonetos da Guiné Equatorial, que será localizado em Mongomo, na parte continental do país, junto à fronteira do Gabão.

O valor global do contrato a ser realizado em 2 anos ascende a 4,5 milhões de euros. www.seveme.com

exposição futuro perfeito, na trienal de arquitetura de lisboa, com cortiça amorim A cortiça é um dos materiais de eleição da Trienal de Arquitetura de Lisboa, evento ao qual a Corticeira Amorim se associa pela segunda vez consecutiva. As valências da cortiça serão evidenciadas na exposição Futuro Perfeito, um dos principais polos expositivos do programa Close, Closer, que estará patente ao público de 13 de setembro até 15 de dezembro, no Museu da Eletricidade, em Lisboa.

Com curadoria de Liam Young, a exposição Futuro Perfeito apresenta o resultado da pesquisa coletiva sobre os espaços, os objetos, as culturas e as narrativas de uma cidade do futuro.

As cidades imaginadas para o futuro são apresentadas no Museu da Eletricidade, espaço onde foi construída uma topografia em cortiça Amorim, numa modelação similar a um terreno

e floresta com elevações e um túnel de acesso.

Os espaços foram integralmente revestidos com aglomerados e isolamentos de cortiça, selecionados pelas suas múltiplas características e caráter sustentável, conforme se pode ler no sítio da Corticeira Amorim.

Segundo Liam Young, Curador da Exposição Futuro Perfeito, “a exposição foi concebida como um fragmento de uma paisagem da cidade do futuro. O seu elemento central para conectar e enquadrar a obra é um grande e espetacular terraço, inteiramente revestido a cortiça Amorim. Ao contrário de outros materiais, o “chão” de cortiça é uma forma da natureza.

Permite evocar uma atmosfera radicalmente diferente e um território que absorve os sons das florestas e que protege do frio. A cortiça foi

selecionada para permitir ao visitante imaginar que o terraço se desenvolveu naturalmente naquele lugar, em vez de ter sido construído ou alvo de Engenharia.” www.amorim.com

chatron representada na aqua-therm almaty – cazaquistão Através do seu representante no Cazaquistão, Rama Plus Ltd, a Chatron apresentou o tubo solar e o ventilador Solar PV pela primeira vez neste mercado, durante a 6ª edição da feira Aqua-Therm, que decorreu de 3 a 6 de setembro.

A Aqua-Therm Almaty é a maior feira de aquecimento, ventilação, ar condicionado, abastecimento de água e equipamento sanitário

da Ásia Central. Apresenta, anualmente, os desenvolvimentos mais recentes da indústria e tem-se afirmado como um centro de contactos e troca de experiências, bem como um polo de interação entre entidades científicas, comerciais e de design. www.chatron.pt

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

49

50

estante

estruturas de betão – volumes 1 e 2 As estruturas de betão continuam a ser a solução escolhida para a maioria das construções, por ser a mais económica e a mais robusta de entre as várias alternativas possíveis.

Estruturas de betão, da conceção à execução, poderia ter sido o título escolhido para este livro, pois tal foi o propósito do autor ao escrevê-lo. A compreensão do comportamento das estruturas de betão é, pois, condição imprescindível para uma adequada conceção e execução dessas estruturas. O autor dedicou às estruturas de betão grande parte da sua intensa vida profissional de mais de 40 anos, quer no ensino, quer na consultoria e projeto.

Esta dupla atividade permitiu-lhe passar da teoria à prática, e da conceção à execução, acumulando assim uma vasta experiência de “saber” e “saber fazer”. É o resultado dessas vivências e experiências que se procurara transmitir neste livro, ao longo de 16 capítulos,

centenas de ilustrações e dezenas de exemplos comentados.

A reduzida ofer ta de livros de tex to em português constituiu uma motivação adicional para se abraçar esta tarefa durante cinco anos. Este livro destina-se a alunos de engenharia e a engenheiros dedicados à atividade de consultoria e projeto, à gestão, à fiscalização e à execução de obras com estrutura em betão.

A recente publicação de um conjunto de Eurocódigos como Normas Portuguesas, cuja aplicação foi seguida na conceção deste livro, irá tornar imprescindível a atualização dos engenheiros que lidam com as estruturas de betão. autor:

Júlio Appleton .

editora:

Orion .

data de edição:

2013 .

isbn:

9789728620219 . páginas: 1346 . preço: 95,40 euros . à venda em www.engebook.com

livros d’obra – método simplificado de diagnóstico de anomalias em edifícios Após o lançamento da revista Cadernos d’Obra, publicação que conta já com quatro edições, o grupo editorial do GEQUALTEC, inserido na Secção de Construções Civis do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, lançou a coleção Livros d’Obra. Com esta coleção, pretende-se fazer chegar à camada profissional e científica envolvida na construção trabalhos de investigação científica aplicados em obra, que possam ser úteis para a comunidade profissional e académica.

As crescentes exigências de desempenho dos edifícios obrigam a desafios técnicos e científicos cada vez maiores. Exige-se uma maior especialização de cada área disciplinar de forma a responder a todas essas exigências,

50

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013

o que implica uma maior responsabilização e profundo conhecimento interdisciplinar de cada interveniente no processo, desde projetistas aos construtores. Aos projetistas, em particular, quase se exige a responsabilização de cada solução, sistema e material. Nos últimos anos, esta necessidade de fundamentação das soluções adotadas fez surgir no nosso grupo de investigação um novo campo de pesquisa desenhada especificamente para a Construção de Edifícios, procurando criar estruturas de apoio para a comunidade profissional da Engenharia e da Arquitetura. autores: Vítor Abrantes e J. Mendes da Silva . editora: GEQUALTEC . data de edição: 2012 . isbn: 9789899669680 . páginas: 68 . Preço: 15,50 euros

projeto pessoal

AFONSO PÓVOA Engenheiro Civil bi Nasceu no ano de 1965, em Coimbra, onde realizou toda a sua a sua formação académica, desde a instrução primária ao ensino superior.

Em 1989 licenciou-se em Engenharia Civil, pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.

Exerceu atividade, como projetista de estruturas, a partir de 1990, colaborando em diversos gabinetes de projeto.

Em 2002 ingressou no ICERR (Instituto para a Conservação da Rede Rodoviária), um dos ex-institutos resultantes da extinta JAE (Junta Autónoma de Estradas), onde passou a desenvolver trabalho na área da Conservação de Obras de Arte.

Integrou, em representação da EP, SA (Estradas de Portugal, SA), alguns projetos Europeus de Investigação na área da Durabilidade de Estruturas, designadamente o projeto MEDACHS (Marine Environment Damage to Coastal and Historical Structures), entre 2005 e 2009 e o projeto DURATINET (Durable Transport Infrastructure in Atlantic Area), entre 2001 e 2013.

Entre 2009 e 2011 especializou-se na área de Inspeção de Obras de Arte, pela ENPC (École Nationale des Ponts et Chaussées), de Paris.

Concluiu, em 2012, curso de formação para executivos, em Gestão Geral, pelo ISEG (instituto Superior de Economia e Gestão).

Desde 2007 desempenha funções de Chefe de Divisão no Departamento de Gestão de Conservação de Obras de Arte na EP, SA.

sonho de criança Não tem memória de qualquer sonho.

o seu maior desafio Transmitir os valores que lhe foram ensinados pelos seus pais.

um engenheiro civil de referência O Eng.º Edgar Cardoso pelo engenho e arrojo com que desenvolveu a sua atividade de projetista e construtor de pontes.

O Eng.º António Adão da Fonseca pelo seu humanismo, simplicidade e prazer contagiante com que concebe e realiza as suas obras.

uma aposta no futuro Reabilitação do património construído tendo como ponto de partida todo o know-how técnico existente, de forma sustentável, contribuindo para a preservação dos recursos existentes e para a melhoria das condições de vida.

obras de engenharia de referência Portugal – Ponte Luiz Bandeira, em Sejães , na EN333-3 – localizase no vale do rio Vouga, a nordeste do lugar desta freguesia, no concelho de Oliveira de Frades, distrito de Viseu. Considerada como sendo a mais antiga ponte de betão armado em utilização no nosso país, e uma das mais velhas da Europa, esta ponte em “formigão de cimento armado” foi projetada pelo engenheiro Moreira de Sá e construída pela empresa dos engenheiros construtores Moreira de Sá & Malevez, concessionários em Portugal do sistema patenteado Hennebique, de 1882.

Espanha – Ponte Romana de Alcántara sobre o rio Tejo – situa-se na vila de Alcántara, na Extremadura espanhola, Cáceres, e é uma ponte construída a mando do Imperador Trajano, executada pelo arquiteto (engenheiro) Caio Julio Lacer, tendo sido construída entre os anos de 104 e 106. É uma obra que reflete as três qualidades exigidas por Vitrúvio a todas as edificações: “Firmitas”, “Utilitas” e “Venustas”, ou seja: Robustez, Utilidade e Beleza. É imprescindível reconhecer a importância do património histórico a fim de garantir a sua proteção e conservação e definir corretamente os critérios para a sua gestão, sob pena de muitas construções, ricas em valor arquitetónico e técnico, não sobreviverem. Numa época em que a sustentabilidade tem de fazer parte, cada vez mais, do nosso código genético, não se podem esquecer as referências que permitirão suportar e transmitir, às futuras gerações, esse valor.

hobby favorito Do jogging e ténis à paixão pela música (dita alternativa) e ao sofrimento pela eterna BRIOSA.

dos projetos mais desafiantes, seleciona Implementação e desenvolvimento de um “Sistema de Gestão de Obras de Arte” em Portugal, o qual constitui, até à data, o PROJETO da sua vida.

JULHO/AGOSTO 2013

construção magazine 56

51

eventos

cidades + verdes A Comissão Executiva da Especialização em Engenharia de Climatização, em colaboração com as secções nacionais da ASHRAE e da REHVA, vai promover no dia 17 de outubro de 2013, no auditório da sede da Ordem dos Engenheiros, em Lisboa, as 13as Jornadas de Engenharia de Climatização.

O evento deste ano continuará a aprofundar os aspetos relacionados com a Eficiência Energética nos Edifícios e abordará a problemática relacionada com o projeto, construção, comissionamento e operação de sistemas de AVAC, procurando diagnosticar os constrangimentos e as dificuldades com que os vários intervenientes no ato da construção, projetistas, fabricantes, instaladores, fiscalizações e donos de obra se deparam na prática e as medidas que importará implementar para que o objetivo de se obter edifícios energeticamente eficientes possa ser atingido. www.ordemengenheiros.pt

A Landlab, em colaboração com a Câmara Municipal da Maia, está a organizar a Conferência Internacional de Coberturas Vivas ‘2013. Os temas a abordar incluem drenagem, vegetação técnica, coberturas ajardinadas, painéis e parques verdes, barreiras acústicas e tapetes e substratos sedum.

As inscrições estão abertas até 11 de outubro e o valor da participação é de 20 euros, embora seja gratuita para técnicos de entidades municipais. Os associados da Ordem dos Arquitetos, Ordem dos Engenheiros, Associação Portuguesa dos Arquitetos Paisagistas e Associação Profissional dos Urbanistas Portugueses beneficiam de um desconto de 15 por cento na inscrição mediante apresentação de comprovativo (cartão ou inscrição atualizada). Este desconto aplica-se até 3 de outubro. www.landlab.pt

calendário de eventos

13as Jornadas de Eng.ª de Climatização

Projeto, construção, comissionamento 17 de outubro e operação de sistemas eficientes 2013

Lisboa Portugal

www.ordemengenheiros.pt

Cidades + Verdes Coberturas verdes

18 de outubro Maia 2013 Portugal

www.landlab.pt

Concreta 2013

23 a 26 de outubro 2013

Porto Portugal

www.concreta.exponor.pt

IX Congresso cmm e Construção metálica e mista I Congresso LUSO-BRAS.

24 e 25 de outubro 2013

Porto Portugal

www.cmm.pt/congresso

Projekta 2013

24 a 27 de outubro 2013

Luanda Angola

www.eventosarena.co.ao/ Feira/8/Projekta-by-Constroi-Angola-2012

Portugal SB13 Ambiente construído sustentável

30 de outubro a 1 de novembro 2013

Guimarães Portugal

www.iisbeportugal.org

4º Enerdia Eficiência energética em edifícios

14 de outubro 2013

Lisboa Portugal

www.construcaomagazine.pt

ICEUBI 2013

27 a 29 de novembro 2013

Covilhã Portugal

www.iceubi2013.ubi.pt

Feira internacional de regeneração urbana sustentável

Feira de construção civil, obras públicas, urbanismo e arquitetura

Engenharia e desenvolvimento económico

As informações constantes deste calendário poderão sofrer alterações. Para confirmação oficial, contactar a Organização.

52

construção magazine 56

JULHO/AGOSTO 2013