Desenvolvimento de isolantes térmicos em fachadas ventiladas utilizando placas cerâmicas produzidas a partir de resíduos industriais na região sul de Santa Catarina

Abstract

A incorporação de resíduos sólidos provenientes da construção civil como materiais alternativos pode ser uma estratégia para a redução de impactos ambientais e a agregação de valor a subprodutos industriais. Entre esses resíduos, o vidro apresenta elevado potencial de reaproveitamento, enquanto o resíduo de mármore destaca-se pela capacidade de atuar como agente espumante em matrizes vítreas. Assim, a produção de espumas vítreas representa uma alternativa sustentável para obtenção de materiais leves e porosos com potencial aplicação em sistemas construtivos de melhor desempenho térmico. Embora existam estudos sobre resíduos industriais em placas cerâmicas, ainda são limitadas as pesquisas sobre placas porosas à base de espuma vítrea com foco no desempenho térmico em fachadas ventiladas.Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho mecânico e térmico de placas cerâmicas porosas obtidas a partir de espumas vítreas produzidas com resíduos industriais, visando sua aplicação em sistemas de fachada ventilada. Inicialmente, os resíduos de vidro e de mármore foram caracterizados individualmente quanto às propriedades físicas, químicas, mineralógicas e térmicas. Em seguida, foram desenvolvidas composições contendo diferentes teores de mármore (1 a 15% em massa) incorporados à matriz vítrea. Os materiais foram inicialmente moídos e, posteriormente, adicionou-se 7% em massa de água para a homogeneização da mistura. Após essa etapa, o material foi conformado por prensagem uniaxial a 10 MPa, e os corpos de prova foram queimados a 950 °C por 30 minutos. As espumas vítreas obtidas foram caracterizadas quanto à variação dimensional pós-queima, densidade aparente e real, porosidade total, absorção de água, resistência mecânica à compressão e distribuição do tamanho de poros. Foi selecionada uma composição com base na relação entre porosidade e resistência mecânica, sendo posteriormente destinada à produção de placas cerâmicas porosas para avaliações térmicas. Os resultados apresentaram elevada porosidade, com valores entre 81,50 e 88,96%, densidades aparentes entre 0,26 e 0,45 g/cm³ e densidades reais entre 2,20 e 2,45 g/cm³. A absorção de água variou de ~52 a 72% para corpos inteiros e de 57 a 126% para amostras com corte. Observou-se que o aumento da porosidade pode ser associado à redução da resistência à compressão, com valores variando de 0,21 (1% de resíduo de mármore) a 0,90 MPa (15% de resíduo de mármore), evidenciando a influência da microestrutura porosa no desempenho mecânico das espumas vítreas. Dentre as composições avaliadas, a com 4,5% de resíduo de mármore apresentou a condição experimental mais adequada, por combinar porosidade elevada (88,27%), baixa densidade aparente (0,28 g/cm³) e resistência à compressão de 0,42 MPa, valores compatíveis com as faixas reportadas para espumas vítreas comerciais, além de apresentar uma distribuição de poros mais homogênea. Quanto ao comportamento térmico, a placa cerâmica porosa selecionada apresentou condutividade térmica média de 0,054 ± 0,001 W/m·K, valor característico de materiais isolantes e inferior ao obtido para o porcelanato com o resultado médio de 0,201 ± 0,011 W/mK avaliado. Os resultados demonstram que o uso combinado de resíduos de vidro e mármore é viável para a produção de espumas vítreas com propriedades adequadas à fabricação de placas cerâmicas porosas. A composição selecionada apresenta potencial para aplicação como elemento isolante em sistemas de fachada ventilada, contribuindo para a valorização de resíduos e para o desenvolvimento de soluções construtivas mais sustentáveis.