Compósitos cimentícios com casca de arroz para soluções pré-fabricadas de painéis multicamada e barreiras acústicas
O objetivo deste projeto está centrado no desenvolvimento de elementos pré-fabricados para a indústria da construção produzidos a partir de materiais compósitos de base cimentícia inovadores e de elevado valor funcional, integrando na sua constituição subprodutos agroindustriais, como é o caso da casca do arroz.
ENQUADRAMENTO
A aplicação de tecnologias de pré-fabricação no desenvolvimento de materiais apresenta várias vantagens, tais como redução de custos de construção, melhor controlo de qualidade e redução da produção de resíduos e do consumo de energia e água. A introdução de fibras naturais em materiais de construção tem surgido nos últimos anos como uma importante estratégia de sustentabilidade. Os trabalhos de investigação relativos à integração da casca de arroz em materiais compósitos indicam diversas vantagens, tais como redução da condutibilidade térmica e melhoria do desempenho acústico. No entanto, a utilização da casca do arroz natural apresenta, ainda, diversas oportunidades de investigação, nomeadamente em termos de avaliação da durabilidade.
PRINCIPAIS OBJETIVOS
Numa época em que fragilidades económicas e ambientais colocam novos desafios ao sector produtivo, este projeto tem objetivo principal se centra no desenvolvimento de novos materiais compósitos de base cimentícia com elevado desempenho térmico e acústico, produzidos a partir da integração de casca de arroz. A casca de arroz tem características únicas que incentivam a sua utilização em materiais de construção, tais como a baixa densidade e elevada porosidade. Por outro lado, o reduzido valor comercial e fracas propriedades nutritivas, tendo em vista a alimentação animal, tornam difícil o escoamento deste resíduo. A colocação em aterro e queima pode causar impactes ambientais significativos, devido ao elevado teor em sílica. O seu potencial para o projeto reside no facto deste material deter boas propriedades de isolamento, decorrente da sua estrutura morfológica.
Podemos, então, enumerar os seguintes objetivos para o projeto:
Apesar de existirem diversos estudos sobre materiais compósitos com incorporação de resíduos, nomeadamente de subprodutos de origem natural, continua a existir uma enorme oportunidade tecnológica no desenvolvimento e otimização de novos materiais, para que sejam capazes de responder eficazmente e com elevados níveis de desempenho às exigências da arquitetura moderna e da construção sustentável.
A incorporação de subprodutos da cultura do arroz permitirá, neste sentido, não apenas desenvolver produtos mais ecológicos, mas também melhorar o desempenho funcional das soluções finais tendo em vista o desenvolvimento de barreiras acústicas e de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical. O objetivo será combinar os benefícios conferidos pela introdução da casca de arroz nas misturas cimentícias com o desenvolvimento de elementos pré-fabricados, apresentando um elevado desempenho térmico, acústico e ambiental.
Os produtos a desenvolver deverão, ainda, respeitar todas as normas aplicáveis, demonstrando propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade compatíveis com as aplicações pretendidas, bem como ser submetidos a uma cuidada análise de sustentabilidade, através da avaliação de ciclo de vida.
Pretende-se que os novos produtos, desenvolvidos a partir dos materiais compósitos de base cimentícia incorporando casca de arroz, satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que:
O desenvolvimento destes materiais/produtos contribuirá, assim, para o reforço da competitividade regional e nacional. Pretende-se, ainda, que este projeto tenha um efeito potenciador do crescimento sustentável, por via da incorporação de subprodutos de outras indústrias, do desenvolvimento de soluções com elevado desempenho térmico e acústico e da revitalização do sector da construção.Numa época em que fragilidades económicas e ambientais colocam novos desafios ao sector produtivo, este projeto tem objetivo principal se centra no desenvolvimento de novos materiais compósitos de base cimentícia com elevado desempenho térmico e acústico, produzidos a partir da integração de casca de arroz. A casca de arroz tem características únicas que incentivam a sua utilização em materiais de construção, tais como a baixa densidade e elevada porosidade. Por outro lado, o reduzido valor comercial e fracas propriedades nutritivas, tendo em vista a alimentação animal, tornam difícil o escoamento deste resíduo. A colocação em aterro e queima pode causar impactes ambientais significativos, devido ao elevado teor em sílica. O seu potencial para o projeto reside no facto deste material deter boas propriedades de isolamento, decorrente da sua estrutura morfológica.
Podemos, então, enumerar os seguintes objetivos para o projeto:
Apesar de existirem diversos estudos sobre materiais compósitos com incorporação de resíduos, nomeadamente de subprodutos de origem natural, continua a existir uma enorme oportunidade tecnológica no desenvolvimento e otimização de novos materiais, para que sejam capazes de responder eficazmente e com elevados níveis de desempenho às exigências da arquitetura moderna e da construção sustentável.
A incorporação de subprodutos da cultura do arroz permitirá, neste sentido, não apenas desenvolver produtos mais ecológicos, mas também melhorar o desempenho funcional das soluções finais tendo em vista o desenvolvimento de barreiras acústicas e de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical. O objetivo será combinar os benefícios conferidos pela introdução da casca de arroz nas misturas cimentícias com o desenvolvimento de elementos pré-fabricados, apresentando um elevado desempenho térmico, acústico e ambiental.
Os produtos a desenvolver deverão, ainda, respeitar todas as normas aplicáveis, demonstrando propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade compatíveis com as aplicações pretendidas, bem como ser submetidos a uma cuidada análise de sustentabilidade, através da avaliação de ciclo de vida.
Pretende-se que os novos produtos, desenvolvidos a partir dos materiais compósitos de base cimentícia incorporando casca de arroz, satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que:
O desenvolvimento destes materiais/produtos contribuirá, assim, para o reforço da competitividade regional e nacional. Pretende-se, ainda, que este projeto tenha um efeito potenciador do crescimento sustentável, por via da incorporação de subprodutos de outras indústrias, do desenvolvimento de soluções com elevado desempenho térmico e acústico e da revitalização do sector da construção.
ATIVIDADES DO PROJETO E RESULTADOS ESPERADOS
Atividade 1 – Estudos preliminares: Com esta atividade pretende-se desenvolver um conjunto de estudos preliminares que permitirão definir, de uma forma fundamentada, as exigências funcionais e de sustentabilidade a alcançar pelos novos materiais/soluções. Assim, os principais objetivos desta atividade são: preparar as bases necessárias ao desenvolvimento dos novos compósitos de base cimentícia e dos produtos incorporando estas misturas (painéis multicamada e barreiras acústicas); identificar as exigências e requisitos funcionais e de sustentabilidade que os produtos finais terão de cumprir, assim como as características essenciais dos compósitos cimentícios; identificar os produtos de referência comercializados no mercado nacional e internacional (ou sob investigação) de modo a fundamentar o potencial de inovação dos novos materiais face a produtos convencionais e de concorrência direta; identificar e caracterizar os mercados alvos e definir a estratégia de marketing a seguir para a obtenção de um produto economicamente viável.
Atividade 2 – Conceção dos compósitos cimentícios: esta atividade prevê um conjunto de tarefas relacionadas com os estudos de formulação e otimização dos compósitos cimentícios, incluindo uma abordagem teórico-experimental. Assim, os principais objetivos desta atividade são: realizar estudos de compatibilidade entre a casca de arroz e os ligantes hidráulicos a incorporar nos compósitos; preparar matrizes compósitas com diferentes composições e granulometrias da casca de arroz; avaliar preliminarmente as principais propriedades dos novos compósitos, recorrendo a ensaios laboratoriais de modo a otimizar as formulações; caracterizar física e mecanicamente as misturas finais e avaliar a sua durabilidade.
Atividade 3 – Conceção das soluções construtivas: Esta atividade tem como objetivo a conceção e desenvolvimento de novas soluções construtivas que incorporem os compósitos cimentícios desenvolvidos e caracterizados na atividade 2. Assim, os principais objetivos desta atividade são: definir as soluções de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical; definir as soluções de barreiras acústicas; desenvolver e validar modelos numéricos que permitam avaliar o desempenho das soluções; simular o comportamento higrotérmico, acústico e mecânico das misturas cimentícias integradas nas soluções finais.
Atividade 4 – Fabrico de protótipos: A fase de fabrico tem como objetivo principal a produção de compósitos cimentícios com casca de arroz em ambiente fabril e produção das primeiras soluções construtivas de painéis multicamada e barreiras acústicas. A concretização destes objetivos carece da análise das condições de fabrico dos novos produtos, nomeadamente no que diz respeito ao esforço necessário para adaptar a linha de produção. Assim, os principais objetivos desta atividade são: analisar a viabilidade de produção dos novos compósitos cimentícios com casca de arroz; analisar a viabilidade de pré-fabricação das soluções de painéis multicamada e barreiras acústicas; fabricar protótipos de painéis multicamada e barreiras acústicas com vista à realização de ensaios de validação.
Atividade 5 – Validação experimental: Com a fase de validação dos protótipos pretende-se aplicar conhecimentos e técnicas de carácter científico e tecnológico, nomeadamente ensaios normalizados, para caracterização dos painéis multicamada e barreiras acústicas. Pretende-se, ainda, que os produtos/sistemas ensaiados satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que: apresentem desempenhos funcionais superiores ou equivalentes aos produtos concorrentes; respeitem as exigências impostas pelas normas de especificação de produtos em vigor aplicáveis a este tipo de soluções; sejam soluções competitivas, permitindo apresentar vantagens em termos de características físicas, higrotérmicas e acústicas, que as tornem alternativas viáveis às soluções atualmente existentes no mercado; apresentem níveis de durabilidade, garantindo a manutenção das suas propriedades ao longo do tempo de vida dos produtos.
Atividade 6 - Promoção e divulgação de resultados:
Este projeto englobará ainda um conjunto de ações de promoção e divulgação de resultados, que decorrerá ao longo do desenvolvimento do projeto. A divulgação será feita usando os canais habituais, através de publicações técnicas e científicas, de conferências e feiras tecnológicas, de website próprio e de conteúdos formadores de público e mercado.