As câmeras FLIR possibilitam a análise e o diagnóstico de sistemas externos de isolamento térmico

A importância dos sistemas de isolamento térmico vem aumentando no mercado europeu de construção. Incentivadas pela maior rigidez nos requisitos de certificação energética e nas regulamentações de eficiência energética para edifícios, as empreiteiras estão prestando mais atenção na instalação eficiente desses sistemas. Infelizmente, muitos metros quadrados dos sistemas externos de isolamento térmico de edifícios novos ou antigos foram instalados sem obedecer às práticas recomendadas. Para compreender melhor as irregularidades nas instalações de isolamento e as características térmicas desses produtos isolantes, uma associação de empresas, incluindo a Associação Italiana de Isolamento Térmico e Acústico (ANIT), realizou um projeto de pesquisa com a ajuda de câmeras termográficas da FLIR Systems.

Um estudo visando a identificação de irregularidades em sistemas de isolamento e sua instalação foi realizado pela ANIT e duas empresas que a integram, ou seja, Caparol e FLIR Systems. O estudo foi coordenado pela Tep srl, empresa de serviços de engenharia com foco nos testes não destrutivos de eficiência energética para edifícios.

Criação de amostra de teste

Para estudar os fenômenos térmicos que caracterizam a instalação dos sistemas externos de isolamento térmico, uma amostra de teste foi criada e teve três lados cobertos por painéis de isolamento térmico (EPS com aditivo de grafite). No topo da amostra, as paredes foram cobertas cometendo erros comuns no assentamento, enquanto a parte de baixo da amostra tinha um bom assentamento com e sem buchas de EPS.

Análise termográfica ativa

Uma parede de teste foi monitorada e analisada durante um ciclo de carga e descarga solar, e imagens térmicas periódicas foram gravadas e armazenadas. Com a termografia ativa, a carga é feita pela radiação solar que afeta a superfície da amostra de teste. Durante a fase de descarga, a estrutura com energia acumulada é monitorada enquanto libera a energia quando está sob a sombra. Para esse teste, a ANIT optou pela câmera termográfica FLIR T640, que se provou ser a melhor escolha para o trabalho.

Transmissão de calor em condições variáveis

Para fazer a análise devida do que aconteceu nos diversos casos destacados pela análise termográfica e compreender as possíveis irregularidades no assentamento, é preciso saber o básico da transferência de calor em condições variáveis na superfície do isolamento.

Na transferência de calor em condições variáveis (ou seja, com temperaturas variáveis na superfície), a resistência térmica, a condutividade e a espessura de cada material não são suficientes para definir o comportamento térmico das diversas camadas. Na verdade, também é preciso levar em conta a densidade e o calor específico dos materiais. O parâmetro que caracteriza os materiais sob condições variáveis relacionadas à radiação superficial de uma estrutura com isolamento térmico externo é chamado de efusividade térmica.

A efusividade térmica mede a capacidade de penetração da energia térmica no material: a temperatura superficial do isolamento térmico externo sujeito à radiação solar é altamente influenciada pelo modo como o material do nível superficial conduz o calor às subcamadas desse material, junto com a capacidade de o material acumular calor e ser aquecido. Nesse contexto, a efusividade expressa a facilidade com que o material é aquecido por dentro pela radiação solar: quanto menor o valor, menor a quantidade de energia necessária para aquecer o material.

A amostra de teste é composta por vários materiais com valores variados de efusividade térmica: adesivo (ef.=906), EPS com aditivo de grafite (ef.=27) e PVC – das buchas (ef.=530).

Análise da amostra de teste

A análise das características dos materiais mostra os diferentes comportamentos em termos de carregamento energético causado pela radiação, bem como a descarga subsequente causada pela sombra.

a) Quando sujeito à radiação solar, o estímulo aquecerá a superfície. O PVC e o adesivo têm efusividade maior do que o EPS; então, no começo, eles estarão mais frios do que o EPS e este último se aquecerá com mais facilidade. As camadas e as junções adesivas serão os pontos mais frios.
b) Depois, a amostra de teste é resfriada na sombra. O PVC e o material adesivo têm maior capacidade térmica volumétrica; então, eles acumularam mais energia e, portanto, inicialmente estarão mais quentes do que o EPS. O EPS resfriará com mais rapidez; as buchas e junções adesivas serão os pontos mais quentes.

Um gráfico de temperatura que representa a parte superior da amostra revela que há o material isolante com baixa condutividade térmica e capacidade térmica limitada, e as buchas de PVC e o material adesivo com alta condutividade térmica e maior capacidade térmica. Considerando a energia armazenada como resultado da radiação solar, o isolamento resfria mais rápido porque a quantidade de energia armazenada é menor, ou seja, ele tem uma capacidade térmica volumétrica menor.

A análise térmica deixa claro que existem dois tipos de camada superficial: o material isolante com baixa condutividade térmica e capacidade térmica limitada, e as buchas de PVC com alta condutividade térmica e maior capacidade térmica. Durante as análises termográficas, o termógrafo precisa saber o que deve ser identificado como irregularidade na superfície. É necessário entender o sistema externo de isolamento térmico e o que pode ser considerado um defeito de acordo com as observações feitas nas condições ambientais certas.

Câmera FLIR T640bx

A ANIT escolheu a FLIR T640bx por causa de vários requisitos técnicos. O estudo da amostra exigia a possibilidade de investigar diferenças de temperatura próximas de 0,5 °C, além de registrar e controlar automaticamente as variações na temperatura superficial durante diversos lapsos de tempo. A câmera também precisava ser capaz de produzir boas imagens de vídeo que pudessem atestar o estudo ativo do comportamento térmico das superfícies.

A FLIR T640bx foi perfeita para a tarefa. A T640bx é uma câmera termográfica de alto desempenho com câmera visual integrada de 5 MP, opções de lentes intercambiáveis, foco automático e tela sensível ao toque em LCD de 4,3". Ela combina uma ergonomia excelente com qualidade de imagem superior, oferecendo a melhor clareza e precisão nas imagens e vastas possibilidades de comunicação.