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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Maurício Zart Arend
Avaliação das Características Geométricas, de Impermeabilidade e
Resistência ao Impacto das Telhas Recicláveis de Embalagem Longa Vida
Santa Cruz do Sul
2014
2
Maurício Zart Arend
Avaliação das Características Geométricas, de Impermeabilidade e
Resistência ao Impacto das Telhas Recicláveis de Embalagem Longa Vida
Trabalho de conclusão apresentado ao
Curso de Engenharia Civil da Universidade
de Santa Cruz do Sul para a obtenção do
título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientadora: Prof. Ms. Camila Crauss
Santa Cruz do Sul
2014
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Maurício Zart Arend
Avaliação das Características Geométricas e Propriedades Mecânicas das
Telhas Recicláveis de Embalagem Longa Vida
Este trabalho de curso foi submetido à banca
examinadora, abaixo nomeada, do Curso de
Engenharia Civil, da Universidade Santa
Cruz do Sul – UNISC, como requisito parcial
para obtenção do titulo de Bacharel em
Engenharia Civil.
Ms. Camila Crauss
Professor Orientador - UNISC
Ms. Henrique Luiz Rupp
Professor examinador – UNISC
Ms. Christian Donin
Professor examinador - UNISC
Santa Cruz do Sul
2014
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Camadas da embalagem Longa Vida ................................................. 16
Figura 2 – Ciclo da embalagem............................................................................ 18
Figura 3 – Fluxograma de produção das telhas na empresa GLZ ....................... 22
Figura 4 – Tabela comparativa entre os materiais ............................................... 26
Figura 5 – Resultados do material exposto no intemperismo acelerado .............. 27
Figura 6 – Ensaio geométrico de medições ......................................................... 32
Figura 7 – Ensaio geométrico de espessura ........................................................ 32
Figura 8 – Ensaio geométrico do desvio do esquadro ......................................... 34
Figura 9 – Ensaio geométrico de passo da onda ................................................. 35
Figura 10 – Ensaio geométrico de altura da onda ................................................ 36
Figura 11 – Ensaio geométrico de altura da borda ............................................... 37
Figura 12 – Verificação de tolerâncias dimensionais ........................................... 38
Figura 13 – Ensaio mecânico de ruptura à flexão ................................................ 40
Figura 14 – Carga mínima de ruptura à flexão ..................................................... 41
Figura 15 – Massa de corpo mole, altura e energia de impacto ........................... 41
Figura 16 – Resistência a impactos de corpo mole de telhado ............................ 42
Figura 17 – Carga concentrada transmitida com o auxílio de cutelo de madeira . 43
Figura 18 – Ensaio de características físicas de impermeabilidade ..................... 44
Figura 19 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 01 .................. 47
Figura 20 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 02 .................. 47
Figura 21 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 03 .................. 48
Figura 22 – Representação gráfica dos resultados dos ensaios de largura ......... 49
Figura 23 – Dispersão dos resultados do ensaio de comprimento ....................... 51
Figura 24 – Resultado gráfico do ensaio de esquadro 1° ponto de todos lotes ... 53
Figura 25 – Resultado gráfico do ensaio de esquadro 2° ponto de todos lotes ... 53
Figura 26 – Medição da altura da onda ................................................................ 54
Figura 27 – Visualização do resultado do ensaios de altura de onda .................. 56
Figura 28 – Medição do passo da onda ............................................................... 56
Figura 29 – Resultado gráfico da média dos passos das ondas .......................... 58
Figura 30 – Ensaio de impermeabilidade ............................................................. 61
Figura 31 – Representação do protótipo de ensaio de desempenho mecânico ... 62
Figura 32 – Ensaio de caminhamento .................................................................. 63
5
Figura 33 – Ensaio de resistência a impacto de corpo mole ................................ 64
Figura 34 – Deformação devido ao ensaio de corpo mole aplicando 480J .......... 65
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Resultados dos ensaios de espessura lote 01 ................................... 45
Tabela 2 – Resultados dos ensaios de espessura lote 02 ................................... 46
Tabela 3 – Resultados dos ensaios de espessura lote 03 ................................... 46
Tabela 4 – Resultados dos ensaios de largura lote 01 ......................................... 48
Tabela 5 – Resultados dos ensaios de largura lote 02 ......................................... 49
Tabela 6 – Resultados dos ensaios de largura lote 03 ......................................... 49
Tabela 7 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01 ............................... 50
Tabela 8 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01 ............................... 50
Tabela 9 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01 ............................... 50
Tabela 10 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 01 ................................... 52
Tabela 11 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 02 ................................... 52
Tabela 12 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 03 ................................... 52
Tabela 13 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 01 ........................... 54
Tabela 14 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 02 ........................... 55
Tabela 15 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 03 ........................... 55
Tabela 16 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 01 .......................... 57
Tabela 17 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 02 .......................... 57
Tabela 18 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 03 .......................... 57
Tabela 19 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 01 .......................... 59
Tabela 20 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 02 .......................... 59
Tabela 21 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 03 .......................... 59
Tabela 22 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 01 ................................... 60
Tabela 23 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 02 .................................. 60
Tabela 24 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 03 .................................. 60
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LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
CCDM
Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais
CTR
Carga térmica radiante
Inmetro
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial
IPT
Instituto de Pesquisas Tecnológicas
ITGU
Índice de tempartura de globo e umidade
LMCC
Laboratório de Materiais de Construção Civil
NBR
Norma Brasileira Regulamentadora
NQA
Nível de Qualidade Aceitável
NR
Norma Regulamentadora
PEAD
Plástico de alta densidade
PEBD
Plástico de baixa densidade
THI
Índice de temperatura e ambiente
UFSM
Universidade Federal de Santa Maria
UNISC
Universidade de Santa Cruz do Sul
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10
1.1 Área ..................................................................................................................... 12
1.2 Delimitação do tema ............................................................................................ 12
2. JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 13
3. OBJETIVOS .......................................................................................................... 14
3.1 Objetivo Geral ..................................................................................................... 14
3.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 14
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 15
4.1 História da Empresa Tetra Pak ........................................................................... 15
4.2 Matéria Prima ...................................................................................................... 16
4.3 Reciclagem.......................................................................................................... 19
4.4 Processos de Fabricação das Telhas.................................................................. 20
4.5 Telhas Tetra Pak ................................................................................................. 23
4.6 Revisões sobre Telhas Tetra Pak........................................................................ 25
4.7 Telhas Fibrocimento Ondulada ........................................................................... 28
5. METODOLOGIA .................................................................................................... 30
5.1 Características geométricas ................................................................................ 31
5.1.1 Medições .......................................................................................................... 31
5.1.2 Espessura ........................................................................................................ 32
5.1.3 Largura ............................................................................................................. 33
5.1.4 Comprimento .................................................................................................... 33
5.1.5 Esquadro .......................................................................................................... 34
5.1.6 Passo ............................................................................................................... 34
5.1.7 Altura da Onda ................................................................................................. 36
5.1.8 Altura da Borda................................................................................................. 36
5.1.9 Nível de Aceitação............................................................................................ 37
5.2 Propriedades Mecânicas ..................................................................................... 38
5.2.1 Carga de Ruptura à Flexão .............................................................................. 38
5.2.2 Resistência a Impactos de Corpo Mole ............................................................ 41
5.2.3 Determinação da Resistência ao Caminhamento ............................................ 42
5.3 Características Físicas ........................................................................................ 43
5.3.1 Impermeabilidade ............................................................................................. 43
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES: CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ........... 45
6.1 Ensaios de Caracterizações Geométricas:.......................................................... 45
6.2 Ensaios de Espessura: ........................................................................................ 45
6.2.1 Resultados (mm): ............................................................................................. 45
9
6.2.2 Discussões: ...................................................................................................... 46
6.3 Ensaios de Largura: ............................................................................................ 48
6.3.1 Resultados (cm): .............................................................................................. 48
6.3.2 Discussões: ...................................................................................................... 49
6.4 Ensaios de Comprimento: ................................................................................... 50
6.4.1 Resultados (cm): .............................................................................................. 50
6.4.2 Discussões: ...................................................................................................... 51
6.5 Ensaios de Esquadro: ......................................................................................... 51
6.5.1 Resultados (mm): ............................................................................................. 51
6.5.2 Discussões: ...................................................................................................... 52
6.6 Ensaios de Altura da Onda:................................................................................. 53
6.6.1 Resultados (mm): ............................................................................................. 54
6.6.2 Discussões: ...................................................................................................... 55
6.7 Ensaios de Passo da Onda: ................................................................................ 56
6.7.1 Resultados (mm): ............................................................................................. 57
6.7.2 Discussões: ...................................................................................................... 57
6.8 Ensaios de Altura da Borda: ................................................................................ 58
6.8.1 Resultados (mm): ............................................................................................. 58
6.8.2 Discussões: ...................................................................................................... 59
6.9 Ensaios de Pesagem do Material: ....................................................................... 60
6.9.1 Resultados (kg): ............................................................................................... 60
6.9.2 Discussões: ...................................................................................................... 60
7. RESULTADOS E DISCUSSÕES: ENSAIO DE IMPERMEABILIDADE................. 61
7.1 Ensaio de Impermeabilidade: .............................................................................. 61
7.1.1 Resultados: ...................................................................................................... 61
7.1.2 Discussões: ...................................................................................................... 61
8. RESULTADOS E DISCUSSÕES: DESEMPENHO MECÂNICO ........................... 62
8.1 Ensaios de Caracterização de Desempenho Mecânico: ..................................... 62
8.2 Ensaio de Caminhamento ................................................................................... 62
8.2.1 Resultados: ...................................................................................................... 63
8.2.2 Discussões: ...................................................................................................... 63
8.3 Ensaios de Resistência a Impacto de Corpo Mole. ............................................. 63
8.3.1 Resultados: ...................................................................................................... 64
8.3.2 Discussões: ...................................................................................................... 64
8.4 Ensaios de Carga de Ruptura à Flexão............................................................... 65
9. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 66
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 68
10
1. INTRODUÇÃO
Historicamente, as telhas foram criadas com a finalidade de cobrir as
residências e edificações, proporcionando ao mesmo tempo conforto e proteção
para seus moradores. As principais características que as telhas deveriam
apresentar para cumprir com suas finalidades eram possuir resistência contra
intempéries e evitar a infiltração de água na moradia.
O Brasil por ser um país colonizado por Portugal sempre seguiu as
características dos telhados das colônias portuguesas que utilizavam as telhas
cerâmicas apoiadas em estruturas de madeira. Estas telhas ainda são muito
empregadas nos dias de hoje, tendo suas técnicas de fabricação e utilização
aperfeiçoadas e padronizadas pela ABNT (NBR 15310:2009), que define a
qualidade que o material comercializado deve apresentar.
A região sul do Brasil, mais especificadamente a cidade de Santa Cruz do
Sul, teve uma colonização alemã – em sua maioria – e estes povos adotaram os
métodos arquitetônicos de suas regiões no novo território. Como vieram de
regiões mais frias e estavam acostumados com neve, construíram suas casas
com um nível alto de inclinação e utilizavam telhas de cerâmica para impedir a
troca de calor tão rápida.
Com a evolução tecnológica, outros materiais foram utilizados como matéria
prima para a composição das telhas, tais como, cerâmica, cimento, amianto,
fibrocimento, plástico, metálico e produtos recicláveis. Desta forma, foram
introduzidos no mercado telhas com dimensões diferentes, características
isoladas e normas de controles únicos para cada material.
As telhas possuíam formatos e dimensões diferentes conforme as regiões
em que eram fabricadas, então, a ABNT normalizou as especificações destas
telhas. As telhas cerâmicas são produtos de argila queimada acima de 900°C,
possuem um peso especifico alto e por isto necessitam ser suportadas por uma
estrutura resistente (PATTON, 1978). Por outro lado, ela tem características
ótimas em questões térmicas, de impermeabilidade e bom escoamento.
As telhas de fibrocimento tiveram um grande destaque no mercado por
possuírem dimensões maiores do que as antigas telhas cerâmicas e formas de
execução mais econômicas e velozes. Por se destacarem de forma positiva no
mercado elas acabaram sendo regulamentadas pela ABNT (NBR 7581-1:2012)
11
para terem as exigências necessárias para a comercialização adequada deste
material.
A construção civil como um todo é responsável por uma grande parcela de
impacto negativo ao meio ambiente, no que diz respeito à extração de matérias
primas não renováveis e também a emissão de gases de efeito estufa. De acordo
com o professor Vahan Agopyan (2013) mais de 40% do consumo da matéria
prima produzida no planeta é destinada para a construção civil e o consumo de
cimento é maior do que de alimentos. Sendo que este impacto não se da apenas
no momento da construção, mas também na utilização dos mesmos.
Segundo dados das Nações Unidas (apud MOURA E MOTTA, 2013), a
construção civil consome 40% de toda a energia produzida no planeta, 30% dos
materiais extraídos do meio natural, gera 25% do total de resíduos sólidos e
produz 1/3 do total de emissões de gases de efeito estufa.
O crescimento populacional tem causado um aumento constante no
consumo de materiais, ocasionando uma preocupação mundial referente ao uso
dos recursos naturais, a emissão de poluentes durante a produção, assim como,
a destinação final dos resíduos provenientes destes processos. Neste contexto,
cada vez mais se procura por produtos alternativos que sejam autossuficientes ou
recicláveis.
Nos últimos anos a preocupação com estes impactos ambientais tem
crescido e a busca por materiais que não agridam o meio ambiente, ou que ao
menos minimizem estas agressões, é constante. Os materiais sustentáveis vêm
sendo empregados nos mais diversos ramos da construção.
A Universidade de São Paulo (USP) tem estudado técnicas que permitam
uma diminuição em até 40% a produção de gás carbônico durante a produção de
cimento. O método se baseia em realizar de forma mais racional o controle,
seleção e combinação das matérias primas usadas na fabricação do cimento,
substituindo em grande parte o material responsável pela emissão dos gases e
aumentando a qualidade final do produto (BERNARDES, 2013).
As adições de matérias primas, tais como fíler calcário, escórias de altoforno, matérias pozolânicos e sílica ativa, misturadas ao clínquer na fase de
moagem, permitem a economia de matérias primas na fabricação de cimento. O
uso de materiais cerâmicos de demolição como agregado em concreto; o uso de
borracha de pneu como agregado para pistas de rolamento em estradas também
12
são outros exemplos de uso de materiais alternativos que minimizam os impactos
ambientais, na tentativa de tornar a construção civil mais sustentável.
Desta mesma forma, visando à redução do grande impacto ambiental que a
humanidade esta causando, iniciou-se a produção de telhas ecológicas a partir de
materiais recicláveis que teriam o seu fim em aterros sanitários ou lixões. Estas
telhas têm como matéria prima as embalagens longa vida, as quais são
compostas por papel, alumínio e plástico, mas na fabricação das telhas utiliza-se
apenas o plástico e o alumínio. Elas seguem o mesmo molde e dimensões das
telhas de fibrocimento e tem as mesmas finalidades.
Materiais recicláveis são uma alternativa viável e sustentável, uma solução
encontrada para a crescente escassez de matérias primas. Porém é preciso
garantir que estes produtos apresentem as qualidades mínimas exigidas para que
desempenhem as finalidades com quais se comprometem. As telhas recicláveis já
estão no mercado, porém não possuem nenhuma norma que as enquadre,
comprovando ou não, que possuem qualidade para resistirem às intempéries e
proteger de infiltrações.
Diante do que foi introduzido acima, este trabalho tem a finalidade de
verificar, através de ensaios em laboratório, a qualidade das telhas produzidas
com embalagens longa vida (Tetra Pak) para comprovar se os materiais
reciclados podem ter um comportamento equivalente ao de fibrocimento.
1.1 Área
A pesquisa foi desenvolvida na área de materiais de construção, com
enfoque nas telhas recicláveis que utilizam o material Tetra Pak como sua matéria
prima. O objetivo é definir as características que este material apresenta e se são
aceitáveis para serem utilizadas na construção civil.
1.2 Delimitação do tema
Serão utilizadas as telhas recicláveis produzidas pela empresa GLZ, situada
na cidade de Santa Cruz do Sul. O objetivo será de analisar as características do
material através dos testes exigidos pela ABNT 7581-2:2012 Versão corrigida:
2014 – Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios e a Norma de
Desempenho de Edificações.
13
2. JUSTIFICATIVA
A fabricação das telhas de fibrocimento com utilização de amianto tem em
seu processo a utilização de minérios retirados da natureza, estes componentes
além de não serem repostos ao meio ambiente, também são tóxicos aos seres
humanos. Alguns fabricantes já procuram por outras matérias primas que
substituam o amianto e utilizam em suas produções um substituto plástico que
possui bom desempenho no produto final.
Os componentes utilizados na produção da telha de fibrocimento com
amianto são mistura de água, calcário, fibra de amianto crisólita, celulose, lama
de cal e cimento artificial, composto, devido à adição de calcário. A técnica
utilizada na fabricação é industrializada e mecanizada, com alguns processos
realizados sob enclausuramento devido à toxicidade dos produtos. As empresas
também se preocupam com seus funcionários por trabalharem com produtos
extremamente tóxicos.
As telhas Tetra Pak são produzidas a partir da reciclagem de embalagem de
longa vida, tornando este produto altamente sustentável e não tóxicos.
Apresentam uma leveza considerável em relação às telhas fibrocimento,
facilitando na sua montagem e em estruturas de telhados mais econômicas. Os
fabricantes (GLZ, Eco-lógica, Telha Pak, dentre outras) alegam que estes
materiais possuem características tão boas ou melhores que as telhas
fibrocimento, desta forma, seriam um produto alternativo viável na construção
civil.
Através do processo de conscientização da população para utilização de
produtos recicláveis, torna-se possível proporcionar para as futuras gerações
melhores condições de vida. O comprometimento na busca do desenvolvimento
sustentável é essencial para almejar um planeta com qualidade de vida e respeito
ao meio ambiente, pois homem e natureza precisam reaprender a conviver
pacificamente.
14
3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
O presente trabalho tem por objetivo geral descrever e relatar as qualidades
funcionais das telhas recicláveis produzidas de Tetra Pak em comparação as
telhas de fibrocimento. Com estes resultados será possível verificar se este
material atende a algumas das exigências nas Normas ABNT para as telhas de
fibrocimento.
3.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos do trabalho são:
- Realizar alguns testes exigidos pela ABNT para verificar a qualidade do
material (Teste de resistência à flexão; Teste de impermeabilidade; Resistencia
ao
impacto
de
corpo
mole;
Possibilidade
de
caminhamento.
geométricos);
- Revisar as qualidades de um material reciclado;
- Verificar e analisar os benefícios da sua utilização.
Ensaios
15
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 História da Empresa Tetra Pak
Segundo o histórico disponibilizado no site da empresa, a Tetra Pak foi
fundada em 1951, por Ruben Rausing em Lund, na Suécia, com o intuito de
desenvolver uma embalagem para o leite que exigisse um mínimo de material,
mas que oferecesse o máximo de higiene. Em 1983, o fundador Ruben Rausing
faleceu, e nesta época sua empresa já era multinacional e possuía a capacidade
de produzir 33 bilhões de embalagens cartonadas por ano. Ao passar dos anos,
seu produto teve alterações para melhoria da qualidade e desde 2011 está
presente em mais de 170 países. Atualmente sua produção gira em torno de mais
de 167 bilhões de embalagens ao ano (TETRA PAK, 2014).
As atividades em solo brasileiro tiveram inicio em 1957, tendo uma evolução
devido às inovações que atendiam os mais diversos segmentos da indústria e
perfis variados de consumidores. A Tetra Pak Brasil possui duas fábricas de
embalagens e sete escritórios de vendas e assistência técnicas e é a segunda
maior operação do Grupo Tetra Pak em volume de vendas e faturamento. As
fábricas estão situadas nos estados de São Paulo e Paraná, sendo ambas
certificadas por órgãos internacionais (TETRA PAK, 2014).
A atuação da empresa no setor nacional esta vinculada ao desenvolvimento
da indústria e do mercado de alimentação. Devido às inovações dos
equipamentos de processamentos e seus novos conceitos de embalagens foi
possível o desenvolvimento de novos mercados.
A introdução dos leites longa vida foram possíveis devido à tecnologia UHT
(Ultra High Temperature) que garantia a segurança do leite processado sem
necessitar de refrigeração e permitiam que o leite chegasse a locais mais
distantes sem estragar. Além de desenvolverem outras embalagens utilizadas em
outros produtos tais como sucos prontos, água de côco, bebidas de soja e
produtos culinários (TETRA PAK, 2014).
A companhia é referência global em tecnologia, além de ser uma das
empresas mais eficientes do mundo em seu setor, segundo o sistema World
Class Management (TETRA PAK, 2014).
16
4.2 Matéria Prima
O material utilizado na fabricação das telhas recicláveis são as embalagens
longa vida. Estas são compostas por multicamadas que fornecem proteção para
os alimentos nela armazenados. Conforme descrito no site da Tetra Pak, a
composição do material é formado por três elementos básicos: papel (75%),
polietileno (20%) e alumínio (5%) que são distribuídos em seis camadas que
combinadas formam uma embalagem segura, leve e eficiente sem necessidade
de refrigeração.
Cada uma das camadas (figura 1) possui uma finalidade, que inclui desde a
proteção contra agentes externos e conservação do produto até a rigidez da
própria embalagem.
Figura 1 – Camadas da embalagem Longa Vida
Fonte: TETRA PAK, 2014.
O papel utilizado nas embalagens é o duplex com uma camada branca
que não utiliza cloro para o seu clareamento e suas principais funções
são dar suporte mecânico à embalagem e receber a impressão. É
importante ressaltar que é um recurso natural renovável e obtido de
florestas replantadas e certificadas (TETRA PAK, 2014).
A composição média de uma embalagem é 75% de papel duplex (fibra
longa) tendo sua formação feita por duas camadas e unidas sem cola oferecendo
17
suporte mecânico e resistência a embalagem, além de receber a impressão dos
rótulos (NASCIMENTO et. al, 2007).
O alumínio representa cerca de 5% da embalagem e tem a importante
função de proteger contra a entrada da luz, do oxigênio e de impedir a
troca de aromas entre o alimento e o meio externo. Ele é extraído da
bauxita e na embalagem fica entre várias camadas de plástico, não
entrando em contato com o alimento (NEVES & GOMES, 2000).
Este metal combinado com pequenas quantidades de outros produtos
químicos desenvolve ligas que aperfeiçoam algumas características naturais. As
suas características peculiares são a maleabilidade, leveza e a grande resistência
à corrosão. Além de ser extremamente versátil, podem ser utilizado na confecção
de panelas, papel de alumínio, painéis coletores de energia solar, entre outros
(PAIVA et. al, 2012).
O plástico usado nas embalagens longa vida é o polietileno de baixa
densidade (PEBD) que é extraído do petróleo. Presente em quatro
camadas na embalagem, suas funções são isolar o papel da umidade,
impedir o contato do alumínio com o alimento e servir como elemento de
adesão dos outros materiais presentes na estrutura (papel e alumínio)
(TETRA PAK, 2014).
Segundo Nascimento et al. (2007) o polietileno é um polímero que se define
por ser um material macromolecular resultante da união de muitas subunidades
que se repetem. Diferente do polietileno de alta densidade (PEAD), ele possui
uma porcentagem maior de cadeias laterais, menos cristalino e menos denso o
que o tornam razoavelmente flexível. Desta forma, é utilizado na produção de
filmes plástico e, pelo fato de ser apolar não tem afinidade com água, o que é
essencial para o uso em embalagens de alimentos.
As embalagens, por exibirem uma composição com estes diferentes
materiais, tornam-se difíceis de reciclar por apresentarem uma agregação de
materiais com características químicas e físicas diferentes. Em 2004, 22% das
embalagens longa vida no Brasil estavam sendo recicladas com processos bem
estabelecidos, porém ainda grande parte destes materiais estavam sendo
depositados em aterros sanitários (NASCIMENTO et al., 2007).
O processo da fabricação e reaproveitamento das embalagens é
demonstrado na figura abaixo:
18
Figura 2 – Ciclo da embalagem
Fonte: TETRA PAK, 2014.
A cadeia de reciclagem das embalagens longa vida possui uma logística
criada pela empresa. Segundo Zuben (2005), o alumínio é vendido no formato de
lingotes para uma empresa parceira do empreendimento, esta empresa
transforma o alumínio em folhas que retornam para a produção de novas
19
embalagens, este processo gera uma significativa economia de energia elétrica
durante a produção.
No caso do plástico, após ser transformado em parafina, é comercializado
para a indústria petroquímica nacional e o papel será reciclado por outra empresa
em parceria ao projeto. Por fim, o plástico com alumínio que não foi segregado é
comercializado para empresas produzirem chapas, telhas e vassouras (ZUBEN,
2005).
4.3 Reciclagem
A reciclagem é um processo que transforma os materiais que seriam
descartados em matéria prima reaproveitada. Esta é uma boa alternativa para
reduzir o lixo urbano e materiais que iriam ser depositados na natureza e em
aterros sanitários. Este processo traz benefícios para toda sociedade, tanto na
forma de conscientização dos cidadãos, como em questões ambientais, menos
gasto de energia na produção dos materiais e na limpeza das cidades
(ARAGUAIA, s./ a).
Depois de realizada a coleta das embalagens, normalmente realizada por
cooperativas, o material coletado possui um grande valor econômico para as
indústrias de papel e plásticos. A separação dos papéis é feita nas próprias
fábricas que realizam a reciclagem, e desta separação utilizam como matéria
prima o papel separado para a produção de alguns produtos (TETRA PAK, 2014).
Assim como os demais componentes, plástico e alumínio, são utilizados em
fábricas recicladoras de plástico na confecção de algumas mercadorias.
Uma nova tecnologia de reciclagem separa o plástico e o alumínio da
embalagem, no processo Plasma. Este processo foi totalmente desenvolvido no
Brasil, após seis anos de estudos e testes, numa parceria da Tetra Pak com o
Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) (TETRA PAK, 2014).
As embalagens Tetra Pak possuem diversas tecnologias para a sua
reciclagem. O material que compõem a embalagem, formado por fibras e
plástico/alumínio
são
iniciadas
nas
fábricas
de
papel,
realizadas
pelo
equipamento denominado hidrapulper, que tem a função similar a um grande
liquidificador (TETRA PAK, 2014).
20
No hidraupulper são colocadas as embalagens e água sem a adição de
produtos químicos. A agitação mecânica da mistura provoca a hidratação das
fibras de papel, separando-as das camadas de plástico e alumínio. Depois deste
processamento, a polpa é extraída por bombeamento e as demais camadas são
lavadas em uma peneira rotativa. Após esta purificação das fibras este papel
pode ser utilizado na confecção de caixas de papelão, tubetes, palmilha de
sapato, papel toalha, entre outros. (NEVES & GOMES, 2000)
O material composto de plástico/alumínio é reciclado através de processos
de secagem, trituração, extrusão e injeção, este processo é realizado por fábricas
de processamento de plásticos para onde o material é enviado.
Ao final, a
matéria originada deste trabalho tem diversas finalidades, como produzir peças
plásticas, cabos de pá, vassouras, coletores e outros (CERQUEIRA, 2005).
Outra possibilidade de reciclagem do plástico com alumínio envolve um
processo de trituração que em sequência é prensado a quente. Como resultado
deste processo obtem-se uma chapa com dimensões idênticas ao compensado
de madeira, que pode ser usada na fabricação de divisórias, móveis, pequenas
peças decorativas e telhas. Esses materiais têm grande aplicação na indústria de
construção civil (TETRA PAK, 2014).
No ano de 2013, o trabalho da Tetra Pak apresentou o seguinte resultado,
apresentado em seu site: taxa de reciclagem global aproximou-se de 24,5%, ou
seja, foram recicladas em torno de 43 bilhões de embalagens, sendo que este
número chegou ao somatório de quatro bilhões a mais do que o ano anterior.
Em 2013, no Brasil mais de 71 mil toneladas de embalagens da Tetra Pak
foram recicladas, este volume representa um incremento de 9% se comparado a
2012. Entretanto, hoje, este indíce é limitado pela ausência de um número maior
de programas de coleta seletiva no país (TETRA PAK, 2014).
4.4 Processos de Fabricação das Telhas
Segundo Cerqueira (2005) o princípio do processo de fabricação das telhas
e placas consiste na fusão do material sob pressão e posterior resfriamento.
O processo da fabricação das telhas se inicia com o recebimento
normalmente em fardos contendo a matéria prima (polietileno e alumínio). Estes
materiais são comercializados pelas empresas papeleiras que fazem a
21
reciclagens das embalagens longa vida e fornecem o material triturado na forma
de matéria prima.
Em seguida este material é triturado em pequenos fragmentos usando
moinhos de faca para que o material tenha seu tamanho reduzido para facilitar na
fusão e proporcionar maior homogeneidade ao produto final (CERQUEIRA, 2005).
Este material reduzido é depositado em formas de plástico, que em seguida
serão alocadas em prensas que irão aquecê-los a temperaturas entre 160°C e
200°C. Durante este processo os pedaços de material irão se fundir criando um
elemento único, uma chapa com as dimensões semelhantes a uma telha de
fibrocimento. Após a fusão do polietileno, as placas ainda aquecidas são
introduzidas em um processo de prensagem a frio com fôrmas onduladas, onde o
material irá adquirir a geometria das telhas após o resfriamento. Normalmente
este resfriamento demora em torno de 5 a 10 minutos (CERQUEIRA, 2005).
Na cidade de Santa Cruz do Sul, a empresa GLZ produz as telhas
recicláveis utilizando como matéria prima o material composto de plástico e
alumínio Tetra Pak. A imagem da figura 3 apresenta o fluxograma de produção da
empresa.
A GLZ tem seu maior gasto com a compra da matéria prima que é fornecida
pelas empresas papeleiras que realizam a reciclagem das embalagens Tetra Pak,
onde utilizam o papelão para seu próprio consumo e comercializam a composição
de alumínio e plástico.
O processo de produção da GLZ é composto da pré-classificação da matéria
prima realizada por seus funcionários, onde em seguida é colocada em um
desagregador e então transferida para uma secadora, para realizar o processo de
limpeza. Assim que o produto não se encontrar mais úmido, ele passa por um
processo de trituração/moagem e então é depositado para a próxima etapa.
22
Figura 3 – Fluxograma de produção das telhas na empresa GLZ
Fonte: GLZ, 2014.
Em seguida, o material é colocado em quantidade necessária do produto
armazenado, dentro de um plástico e deslocado para a prensa, neste momento
irá ser aquecido por fusão e se tornará maleável. Depois do tempo necessário na
prensa, o material é retirado e colocado na fôrma de molde para resfriar e obter o
formato desejado. No final do processo, as rebarbas são cortadas para que o
produto possua as medidas corretas.
23
4.5 Telhas Tetra Pak
No mercado atual o setor da construção civil utiliza em grande demanda as
telhas de fibrocimento por apresentarem um custo mais acessível e possuírem
propriedades satisfatórias já comprovadas em ensaios.
A Tetra Pak, por produzir uma quantidade enorme de embalagens, sempre
investe em iniciativas que promovam a importância da coleta seletiva, além de
desenvolverem tecnologias de reciclagem. Um projeto de sucesso foi à produção
de placas de telhas a partir da reciclagem de embalagens longa vida pósconsumo.
Esta ideia surgiu em 1999, quando a empresa percebeu que a composição
de suas embalagens possuíam materiais nobres, caros e resistentes. Começaram
a estudar maneiras de transformar esta composição em placas rígidas para
diversos fins na construção civil. Deste momento para a criação de telhas foi
apenas uma evolução da sua utilidade (RODRIGUES, 2010).
O desenvolvimento e utilização deste material proporcionou a redução do
consumo de matérias primas naturais, além de reaproveitar os resíduos
descartados na natureza. No Brasil, em 2010, já existiam 17 fábricas que
produziam telhas a partir desta tecnologia (RODRIGUES, 2010).
A telha ecológica Tetra Pak por ser aluminizada, apresenta características
de resistência e também atua na reflexão da luz solar, deixando o ambiente mais
fresco e agradável, desta maneira minimiza o efeito estufa gerado pelas altas
temperaturas. Comparada com as telhas de fibrocimento, as telhas Tetra Pak
apresentam boas características de durabilidade e resistência. Elas também são
mais leves, mais flexíveis, ajudam na acústica, não propagam fogo, além da
possibilidade de fazer cortes em todas as direções, podendo ser empregadas
tanto para cobertura quanto para fechamentos laterais (ARAÚJO, MORAIS &
ALTIDES, 2008).
A empresa Eco-lógica (2013) garante que, além da praticidade e
originalidade, essas telhas estão removendo de aterros os materiais que não
tinham outras finalidades e possuem um processo de produção que não gera
nenhum tipo de efluente ou poluente atmosférico.
Em relação à leveza, a telha reciclada de 6mm chega a pesar 14kg, peso
bem inferior as de fibrocimento que chegam a pesar 24kg, resultando em uma
24
economia na estrutura da cobertura. As telhas possuem um fácil manuseio,
fixação e aceita a penetração de pregos, parafusos e rebites (TELHA PAK, s. a.).
Conforme artigo da empresa Construir Reciclável (2012, s. p.),
Os principais benefícios da Telha Ciclo Aluminizada para as
construções são: maior isolamento térmico do que as telhas de
fibrocimento e galvanizadas; Isolamento acústico; Alta resistência;
Uma das maiores durabilidades do mercado; Metade do peso do
que as telhas de fibrocimento; Alta impermeabilidade e fácil
instalação. Além disso, a cada telha produzida, a Ciclo retira em
média, 1.500 embalagens de ''longa vida'' do mundo, que poderiam
levar 450 anos para se decompor.
Esse tipo de telha pode representar uma redução no gasto com mantas
isolantes térmicas, o motivo está num dos elementos que formam a embalagem.
O alumínio da telha, um isolante térmico natural, chega a isolar a temperatura de
30% a 40% comparada as de fibrocimento. Também é um eficiente isolador
acústico, proporcionando maior conforto termo-acústico (TELHA PAK, s. a.).
Praticamente inquebrável, faz com que as perdas no transporte e manuseio
sejam reduzidas, além de ser resistente ao granizo e alto nível de resiliência. No
canteiro de obras, é um ponto a favor: se alguma telha cair durante a colocação,
ela não quebrará. Estas telhas são certificadas pelo Inmetro e possuem testes e
laudos provenientes do IPT e do Centro de Caracterização e Desenvolvimento de
Materiais (CCDM) (GLZ, 2009).
Segundo a Telha Pak (2014) as telhas produzidas de embalagens longa vida
possuem qualidades tão eficientes quanto
às de fibrocimento, quando
comparadas, isto se deve ao fato destes materiais oferecerem alta resistência à
flexão e a baixa absorção de água, em decorrência de sua origem plástica.
Alguns modelos feitos a partir das embalagens de longa vida podem ser
mais baratos que as de fibrocimento, porém apresentam-se em um único modelo
e tamanho ao consumidor com dimensões de 2,20m x 0,92m ou até de 2,20 x
0,96 conforme fabricante, o que gera uma compra maior de unidades, portanto no
momento da instalação, ela deverá ser cortada no tamanho desejado.
Na região de Santa Cruz do Sul (RS) a empresa GLZ é responsável pela
produção destas telhas ecológicas que tem também na sua linha de produção os
laminados, que servem para várias finalidades, tais como divisórias, forros e
tapumes. Com o mesmo material estão sendo fabricadas lixeiras, coletores e
casinhas para cães.
25
4.6 Revisões sobre Telhas Tetra Pak
A geração de um conceito de telha ecologicamente correta busca fornecer
um parâmetro para análise das telhas existentes no mercado que subsidiam a
escolha de um produto mais adequado, atendendo a requisitos técnicos,
econômicos, ambientais e sociais. Com o surgimento das telhas Tetra Pak vem
junto à dúvida de qual telha seria a melhor.
Desta forma, a produção deste material constitui uma nova tecnologia que
traz uma série de benefícios econômicos e sociais: menor custo de mercado e
valorização; geração de empregos relacionados à coleta seletiva e ao
processamento dos materiais; o resgate da cidadania dos envolvidos; e benefícios
ambientais, ao proporcionar um melhor aproveitamento destes materiais evitando
o descarte em lixões e aterros sanitários.
Referente a avaliação do material resultante da reciclagem, alguns ensaios
já foram realizados quanto as suas características mecânicas, de resisitência a
tração e flexão, e também em ensaios quanto suas caracteristicas físico-química
referentes a absorção de água e conforto térmico.
Araújo, Morais e Altides (2008) realizaram ensaios comparando as
características do material das telhas de fibrocimento com o material das telhas
fabricadas com embalagem longa vida. Os métodos de ensaio desta pesquisa
seguiram a norma ASTM D 698/9 quanto a resistência a tração, a norma ASTM D
790/98 quanto a resistência a flexão e as normas ASTM E97 e ASTM d-570
quanto a absorção de água.
As telhas ecológicas tiveram em média uma absorção de água de 0,53% e
as telhas de fibrocimento apresetaram em média uma absorção de água de
23,43%. Concluíram através dos ensaios que as telhas recicláveis podem
substituir as telha de fibrocimento por apresentrarem resultados melhores tanto na
caracterização mecânica como físico-química (ARAÚJO, MORAIS & ALTIDES,
2008).
Cerqueira (2005) também realizou ensaios para definir as características do
material das telhas ecológicas, os métodos de ensaios seguidos por ele foram os
mesmo usados acima e todos ensaios realizados pelo IPT. Os resultados obtidos
seguem abaixo:
26
Figura 4 – Tabela comparativa entre os materiais
Fonte: Cerqueira (2005)
A tabela demonstra as características do material conforme os ensaios
realizados e o comparativo entre as telhas de fibrocimento e as telhas recicláveis.
Conforme análise, as telhas recicláveis apresentaram caracteristicas de
resistência á flexão e de absorção a água bem superiores que as de fibrocimento.
O ensaio de absorção também apresentou diferenças de valores, onde o
resultado médio encontrado por Araújo, Morais e Altides (2008) foi de 0,53%,
enquanto o de Cequeira (2005) foi de 6,5%. Os resultado encontrados nos artigos
apresentam valores distintos, mas ainda assim trazem resultados que enquadram
o material reciclado Tetra Pak como aceitável no comparativo com o material
fibrocimento.
A empresa Tetra Pak solicitou ensaios ao CCDM para avaliar a influência do
tempo de exposição no intemperismo acelarado para o comportamento mecânico
do material das telhas recicláveis. O material foi avaliado através dos ensaios de
tração e flexão(ASTM D 790-00)
antes e após a exposição ao intemperismo
acelarado em diferentes períodos de exposição, onde 1000 horas equivalem
aproximadamente a um ano de envelhecimento natural (CCDM,2005). Os
resultados seguem abaixo (figura 5).
A tabela demonstra que o material sofre uma queda em suas características
mecânicas conforme o tempo de exposição aumenta, demonstrando que o
material tem suas propriedades reduzidas ao passar dos anos.
27
Figura 5 – Resultados do material exposto no intemperismo acelerado
Fonte: CCDM (2005)
.É importante ressaltar que nos estudos mencionados, com base nas
normas Americanas, os ensaios são realizados em corpos de prova prismático de
cada material, e não no produto telha.
Entre outros ensaios caracterizando as telhas ecológicas, Fiorelli et al.
(2009) analisam o conforto térmico das telhas ecológicas em comparação a
outras. A metodologia se baseou em criar protótipos com dimensões de 8m x 4m,
totalizando uma área coberta de 28 m², um pé direito de 3m e inclinação de 20%.
As estruturas estudadas por Fiorelli et al. (2009) utilizaram quatro tipos
diferente de cobertura: telhas ecológicas, cerâmica, cerâmica pintada de branco e
telha fibrocimento. Dentro de cada protótipo foram instalados termômetros em
duas alturas do piso (0,7m e 1,5m) e analisados durante um período de 90 dias.
As coletas foram realizadas em quatro horários diferentes (às 10h, às 12h, às
14h, às 16h). Os índices ambientais analisados foram: índice de temperatura de
globo e umidade (ITGU), carga térmica radiante (CTR) e índice de temperatura e
ambiente (THI).
28
Os resultados encontrados pelos autores demonstraram que na maioria dos
horários estudados as telhas tiveram comportamento semelhante e não
apresentaram variação significativa maior que 5% de probabilidade. Este estudo
comprovou que as telhas recicláveis apresentam um índice de conforto térmico
tão bom quanto as outras telhas utilizadas (FIORELLI et al., 2009).
4.7 Telhas Fibrocimento Ondulada
As telhas de fibrocimento surgiram por volta de 1895 em substituição aos
telhados de ardósia natural utilizados na época, quando o austríaco Ludwig
Hatschek descobriu a pasta de cimento amianto, uma mistura de cimento,
calcário, amianto e água. As novas telhas eram apresentadas em pequenas
placas com espessura reduzida e diversas formas (PETRUCCI, 1979).
No mercado brasileiro sua inserção ocorreu em 1940, atualmente é
amplamente usada pela construção civil, principalmente em cobertura de
habitações populares, de galpões e de edifícios, embora não proporcionem
adequado conforto, sobretudo térmico. O fibrocimento também é utilizado na
fabricação de caixas d'água e peças acessórias para telhados. Esse material se
desenvolveu rapidamente por ser econômico e devido as suas boas propriedades:
baixa massa específica, alta resistência à tração e elevada resistência a agentes
agressivos (PETRUCCI, 1979).
Um problema apresentado é o envelhecimento que afeta as propriedades
das telhas de fibrocimento que são diretamente influenciadas pelo ambiente ao
qual estão expostas. Em atmosferas urbanas a carbonatação é a principal causa
do aumento de porosidade (DIAS et al., 2008).
As telhas de fibrocimento são fabricadas em diversas ondulações e
dimensões, resultando em diversos modelos. Essa diversidade de modelos e
tamanhos proporciona uma variedade de opções para o consumidor final. As
telhas de espessura de 6 mm pesam 18 kg/m² e as de 8 mm pesam 24 kg
(ETERNIT, s. a.).
Segundo Azeredo (1997) as chapas onduladas são versáteis e podem ser
instaladas sobre estruturas de madeira, aço ou concreto pré-moldado, podendo
ser fixadas com parafusos, ganchos ou pinos, conforme indicação do fabricante.
29
De acordo com Ripper (1995), as telhas de fibrocimento podem ser usadas
em coberturas, revestimentos externos de estrutura e em construções provisórias
e auxiliares, as telhas de fibrocimento também devem atender as diversas normas
que são estabelecidas.
O uso desse material é muito criticado pelos defensores do meio ambiente,
devido ao fato da sua composição conter minérios retirados da natureza, dentre
eles o amianto, prejudicial à saúde humana e com uso banido em vários países
do mundo.
A telha de fibrocimento tem matéria prima mineral disponível em grandes
jazidas no Brasil, entretanto, a extração dessas jazidas são controladas por
órgãos de fiscalização pela possibilidade de esgotar o material, como aconteceu
com a primeira mina brasileira de amianto, São Felix, localizada em Poções, na
Bahia. Ela começou a ser explorada em 1939 quando a SAMA Mineração de
Amianto S.A. (Sociedade Anônima de Mineração de Amianto) veio para o Brasil e
teve suas reservas esgotadas em 1967, antes disso o Brasil importava todo o
amianto que consumia (BRASIL, 2010).
A extração deste tipo de matéria prima, além do esgotamento dos recursos
minerais, traz outros prejuízos para o meio-ambiente, tais como a alteração da
flora e da fauna local, decréscimo da qualidade de vida das comunidades, no que
altera a qualidade do meio ambiente. Também é necessário considerar a
gravidade dos impactos na saúde humana de quem trabalha neste processo
(BRASIL, 2010).
Algumas empresas, tais como a Brasilit, já se adaptaram na produção e
fazem telhas sem amianto, elas estão substituindo este minério por cimento
reforçado com fios sintéticos à base de polipropileno. Apesar das mudanças, as
qualidades de seus materiais continuam atendendo as exigências determinadas
pelas normas.
30
5. METODOLOGIA
A realização da pesquisa busca identificar as características de desempenho
que as telhas ecológicas (embalagem longa vida) possuem para as finalidades
que são utilizadas. O procedimento adotado verifica as características
geométricas e propriedades mecânicas das mesmas.
Diferente de outros artigos publicados, este estudo utiliza as Normas usadas
pela ABNT que regem as telhas de fibrocimento. Desta forma é possível comparar
as características do produto final (telha) e não apenas do material de qual ela é
feita. Neste sentido, pretende-se definir de que forma este material se comporta
em situações reais de uso.
A fabricação deste material na empresa situada em Santa Cruz do Sul tem
um índice de produção diário médio de 60 telhas/dia. Por este fato serão
realizados ensaios com telhas fabricadas em datas diversas para definirmos lotes
distintos e verificar se a produção estabelece um padrão. Para o trabalho obter
um resultado satisfatório foram realizados ensaios com quatro telhas, de três
lotes, totalizando doze telhas para as realizações de todos os ensaios.
Os ensaios geométricos foram executados em todas as telhas de todos os
lotes, já os outros ensaios foram realizados apenas em duas telhas de cada lote.
O critério de seleção para estas telhas levou em consideração as diferenças de
peso, onde foram selecionadas as telhas mais leve e mais pesada de cada lote,
para assim, analisar se o peso do material interferia em suas características
físicas e mecânicas.
Na ausência de normalização específica para este tipo de material, foram
empregadas as normas utilizadas para as telhas de fibrocimento. O objetivo é
verificar se as telhas ecológicas atendem aos mesmos requisitos definidos nas
normas citadas.
- ABNT NBR 7581-1: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 1: Classificação
e requisitos
- ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
31
- ABNT NBR 15575 - 2: Edificações habitacionais – Desempenho parte 2:
Requisitos para os sistemas estruturais. Rio de Janeiro, 2013.
- ABNT NBR 15575 - 5: Edificações habitacionais – Desempenho parte 5:
Requisitos para os sistemas de coberturas. Rio de Janeiro, 2013.
5.1 Características geométricas
Todas as definições para os seguintes ensaios foram retiradas da ABNT
NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios.
Para os ensaios serão utilizados doze corpos de prova com as dimensões
comercializadas das telhas de 2,20m x 0,92m, 7 – 8 mm de espessura e peso
16kg (informações do comerciante). Os ensaios de características geométricas
terão as doze telhas verificadas por todos os requisitos solicitados pela norma.
Serão realizados na Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC), conforme as
instruções abaixo.
5.1.1 Medições
Equipamento de ensaio
Devem dispor de uma superfície plana, com dimensões superiores as
dimensões da telha em ensaio.
Posicionamento da amostra
Colocar a telha sobre a superfície plana, conforme a figura 6:
32
Figura 6 – Ensaio geométrico de medições
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
5.1.2 Espessura
Equipamento de Ensaio:
Medidor de espessura: Dispositivo com resolução mínima de 0,1mm
composto de dois apalpadores de pontas semicilíndricas, acoplados a um arco.
Procedimentos
Devem ser tomadas medidas da espessura em seis pontos, sendo: três
pontos em cristas e três pontos em cavas, conforme a figura 7.
Figura 7 – Ensaio geométrico de espessura
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
Dessas seis medidas, três devem ser em cada uma das extremidades
longitudinais. As seis medidas devem estar distribuídas em pelo menos 80% da
33
largura da telha As medidas devem ser efetuadas a uma distância mínima de
15mm da extremidade.
Resultados
O resultado deve ser a média de seis medições efetuadas em cada amostra
e ser expresso em milímetro, com uma casa decimal.
5.1.3 Largura
Equipamento de Ensaio
Trena metálica graduada em milímetros e esquadro.
Procedimentos
Com o auxilio de dois esquadros posicionados nas extremidades laterais da
amostra, efetuar três medições da largura, sendo uma no centro da amostra
(±100mm do centro da telha) e as outras duas a uma distância compreendida
entre 50mm e 100mm da extremidade para evitar cantos cortados (ver figura 8).
Resultados
Cada resultado deve ser a média de três medições efetuadas em cada
amostra. Os resultados devem ser expressos em milímetros, arredondados ao
inteiro mais próximo.
5.1.4 Comprimento
Equipamento de Ensaio
Trena metálica graduada em milímetros.
Procedimento
Efetuar três medições do comprimento, sendo uma no centro da amostra
(±100mm) e as outras duas a uma distância compreendida entre 50mm e 100mm
da extremidade, para evitar os cantos cortados (ver figura 8). As medidas devem
ser tomadas com exatidão de 1mm.
34
Resultados
O resultado deve ser a média das três medições efetuadas em cada
amostra. O resultado deve ser expresso em milímetros, arredondado ao inteiro
mais próximo.
5.1.5 Esquadro
Equipamento de Ensaio
Gabarito retangular: dispositivo de ângulos retos, concordante com o perfil
da telha, ou qualquer outro dispositivo apropriado para verificar o esquadro das
extremidades em relação às ondas, com exatidão de 1mm.
Régua metálica graduada em milímetros.
Procedimento
Efetuar duas medições do desvio do esquadro, sendo uma em cada
extremidade, conforme figura 8.
Figura 8 – Ensaio geométrico do desvio do esquadro
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
Resultado
Os resultados de cada medição devem ser expressos em milímetros.
5.1.6 Passo
Equipamento de Ensaio
Régua metálica com resolução mínima de 0,5mm.
35
Barras cilíndricas: Barras com no mínimo 50 mm de comprimento e diâmetro
suficientemente grande para tocar os flancos das ondas, com pontas cônicas
fincadas em seu eixo em uma extremidade, conforme figura 9:
Figura 9 – Ensaio geométrico de passo da onda
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2:
Ensaios
Procedimentos
Medir três passos de onda, na primeira e segunda cava, na última e
penúltima cava e em duas cavas na região central.
As barras cilíndricas devem ser apoiadas em duas cavas subsequentes, com
a ponta cônica ultrapassando ligeiramente a borda da telha. Medir com a régua
metálica a distância entre duas pontas cônicas consecutivas.
Qualquer outro método que permita medir o passo com exatidão maior ou
igual a 0,5mm pode ser utilizado.
Resultado
Deve ser a média das três medições, expresso em milímetros, com uma
casa decimal.
36
5.1.7 Altura da Onda
Aparelhagem
Micrômetro de profundidade de ponta semiesférica, com resolução mínima
de 0,1mm.
Procedimento
Em uma das extremidades da telha, efetuar as medições em três ondas
completas, distribuídas uniformemente na largura. Medir com micrômetro de
profundidade com resolução mínima de 0,1mm, conforme a figura 10:
Figura 10 – Ensaio geométrico de altura da onda
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
Qualquer outro método que permita medir a altura de onda com exatidão
maior ou igual a 0,1mm pode ser utilizado.
Resultado
Deve ser a média das três medições, expresso em milímetros, com uma
casa decimal.
5.1.8 Altura da Borda
37
Aparelhagem
Régua metálica graduada em milímetros ou qualquer outro dispositivo
apropriado para a medição da altura de onda nas bordas ascendente e
descendente, com exatidão de 1mm.
Procedimento
Medir em uma das extremidades da telha a altura de onda na borda
ascendente (hod) e a altura de onda na borda descendente (h om).
As medidas devem ser efetuadas conforme a figura 11, a uma distância
mínima de 15 mm da extremidade e com exatidão de 1mm.
Figura 11 – Ensaio geométrico de altura da borda
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
5.1.9 Nível de Aceitação
O nível de aceitação para estes requisitos devem ser do tipo II: Nível de
Qualidade Aceitável (NQA) de 4% e um nível de inspeção S1, conforme ABNT
NBR 5426 ou 5429. Onde definem a quantidade de amostras feitas por ensaios, e
a quantidade que deve ser aceitável ou rejeitável para poder recusar o lote. Para
verificar os valores medidos deve-se consultar a figura 12.
38
Figura 12 – Verificação de tolerâncias dimensionais
Fonte: ABNT NBR 7581-1: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 1: Classificação e
Requisitos
5.2 Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas foram analisadas conforme especificadas nas
ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios;
ABNT NBR 15575 - 2: Edificações habitacionais – Desempenho parte 2:
Requisitos para os sistemas estruturais. Rio de Janeiro, 2013; ABNT NBR 15575 5: Edificações habitacionais – Desempenho parte 5: Requisitos para os sistemas
de coberturas. Rio de Janeiro, 2013.
Para os ensaios serão utilizados doze corpos de prova para os ensaios de
ruptura à flexão, com dimensões de 1,20m x 0,92m. Os ensaios serão realizados
no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) da Universidade Federal
de Santa Maria (UFSM) e com os resultados será possível calcular os valores de
carga de ruptura e módulo de resistência à flexão. Em dez corpos de prova
pretende-se descobrir os resultados e em outros dois pretende-se verificar se eles
atendem a carga mínima de ruptura sem sofrer deformações plásticas.
5.2.1 Carga de Ruptura à Flexão
Preparação da amostra
39
A amostra deve ser composta de telhas prontas, inteiras ou cortada
transversalmente com no mínimo 1200mm de comprimento, nas condições de
umidade e temperatura ambiente.
Aparelhagem
Máquina de ensaio de flexão: dispositivo com velocidade constante de
carregamento ou com velocidade de deformação constante. O dispositivo deve
ser composto pelos seguintes elementos:
a) Dois apoios paralelos, fixos ou móveis, desde que permitam seu
travamento durante execução do ensaio, dispostos no mesmo plano
horizontal e de comprimento superior à largura do corpo de prova. A face
superior de cada apoio deve ser plana com 50mm de largura;
b) Uma viga de carregamento de 230mm de largura colocada paralelamente e
a igual distância dos apoios, fixada ao mecanismo mediante uma junta
flexível;
c) Manta de material flexível com espessura mínima de 10mm e máxima de
30mm, de comprimento e largura iguais aos apoios e a viga de
carregamento, para uniformizar a superfície de contato;
d) Vão de 1100 mm sobre o qual deve ser realizado o ensaio.
Procedimento
O corpo de prova deve ser colocado sobre os apoios (face superior sem
compressão) perpendicularmente à direção das ondas e deve ser carregado em
seu centro pelo cutelo, com uma repartição uniforme da carga aplicada em seu
centro, após interposição das mantas de material flexível.
A carga de ruptura, que corresponde à carga máxima alcançada no decorrer
do ensaio de flexão, deve ser obtida entre 10s e 45s após o início da aplicação da
carga.
Apresentação e interpretação dos resultados
A carga de ruptura à flexão (PC), expressa em newtons por metro de
largura, é dada pela equação:
Pc =
𝑝
𝑤
40
Se o vão (l) for diferente de 1,10m, a carga de ruptura à flexão (Pc) relativa à
largura, para comparação com os valores estabelecidos na ABNT NBR 7581-1,
deve ser calculada pela equação:
Pc =
𝑝
𝑤
x
1,10
𝑙
Onde,
Pc = a carga de ruptura à flexão por metro de largura, expressa em newtons
por metro(N/m);
P = a carga de ruptura à flexão, expressa em newtons(N);
w = a largura da telha, expressa em (m);
l = o Vão livre, expresso em metro(m).
Figura 13 – Ensaio mecânico de ruptura à flexão
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios
Nível de aceitação
Nível de aceitação: tipo I NQA de 4% e um nível de inspeção S3, conforme
ABNT NBR 5426 ou 5429, que definem a quantidade de amostras feitas por
ensaios, e a quantidade que deve ser aceitável ou rejeitável para recusar o lote.
Para verificar os valores de carga mínima de ruptura à flexão deve-se
consultar a figura 14.
41
Figura 14 – Carga mínima de ruptura à flexão
Fonte: ABNT NBR 7581-1: 2012. Telha ondulada de fibrocimento Parte 1: Classificação e
Requisitos
5.2.2 Resistência a Impactos de Corpo Mole
De acordo com a ABNT NBR 15575 – 2: Edificações habitacionais –
Desempenho parte 2: Requisitos para os sistemas estruturais, este ensaio
submete um trecho representativo do telhado a impactos de corpo mole,
simulando a queda de uma pessoa. Deve ser aplicado um impacto na posição
mais desfavorável, por meio de um saco de areia abandonado em queda livre.
Estabelecendo valores de massa, altura e energia de impacto.
Figura 15 – Massa de corpo mole, altura e energia de impacto
Fonte: ABNT NBR 15575 - 2: Edificações habitacionais – Desempenho parte 2:
Requisitos para os sistemas estruturais. Rio de Janeiro, 2013
42
Figura 16 – Resistência a impactos de corpo mole de telhado
Fonte: ABNT NBR 15575 - 2: Edificações habitacionais – Desempenho parte 2: Requisitos para
os sistemas estruturais. Rio de Janeiro, 2013.
5.2.3 Determinação da Resistência ao Caminhamento
Conforme ABNT NBR 15575 - 5: Edificações habitacionais – Desempenho
parte 5: Requisitos para os sistemas de coberturas, este ensaio consiste em
submeter um trecho representativo do sistema de cobertura a uma carga
concentrada passível de ocorrer durante a montagem do telhado ou mesmo
durante operações de manutenção (próprio peso do telhadista, apoio de materiais
ou ferramentas e outros).
Aparelhagem
Pórtico de reação, cilindro hidráulico para aplicação da carga e célula de
carga ou anel dinamométrico com resolução igual ou melhor que 200g, ou pesos
metálicos adequados com precisão de 200g para a aplicação de carga sobre o
cutelo. O cutelo deve ser de madeira com densidade de 800kg/m³, com
comprimento de 20cm e largura de 10cm.
Procedimento
A carga deve ser transmitida na posição mais desfavorável, por meio do
cutelo de madeira, diretamente sobre a telha ou sobre dispositivos distribuidores
de carga do tipo tábuas, pranchas e outras, especificados pelo fabricante ou
construtor.
O cutelo deve ser conformado para transmitir a carga na direção vertical,
intercalando-se um berço de borracha ou outro material resiliente, de dureza
Shore A entre 50 e 60, entre o cutelo e a telha, conforme mostrado na figura 17.
43
Figura 17 – Carga concentrada transmitida com o auxílio de cutelo de madeira
Fonte: ABNT NBR 15575 - 5: Edificações habitacionais – Desempenho parte 5: Requisitos
para os sistemas de coberturas. Rio de Janeiro, 2013
5.3 Características Físicas
Este ensaio é baseado de acordo com a ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha
ondulada de fibrocimento Parte 2: Ensaios.
Serão utilizados doze corpos de prova para os ensaios de características
físicas. Para os ensaios de impermeabilidade serão utilizados os corpos de prova
com dimensões de 2,20m x 0,92m e para os ensaios de absorção de água serão
utilizados doze corpo de prova com medições de 0,10m x 0,20m. Os ensaios
serão realizados na UNISC, conforme instruções abaixo.
5.3.1 Impermeabilidade
Segundo a ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento: Parte
2: Ensaios, as telhas submetidas aos ensaios não podem apresentar vazamentos
ou formação de gotas na face oposta à ação da água, entretanto é tolerado o
aparecimento de manchas de umidade.
Preparação do corpo de prova
O corpo de prova consiste em uma telha inteira, pronta para expedição, sem
acondicionamento.
Equipamento de ensaio
Tubo de seção circular, reto, transparente ou translúcido, aberto nos
extremos, com diâmetro interior de aproximadamente 35mm e altura suficiente
para formar uma coluna de água de 250mm.
44
Procedimento
Colocar o corpo de prova em posição horizontal e apoiar um dos extremos
do tubo sobre a sua superfície, conforme a figura 18, de modo que o tubo fique
vertical. Vedar com selante adequado a união entre o tubo e o corpo de prova.
Encher o tubo com água até formar coluna de 250mm e deixar o sistema em
repouso por 24h em ambiente coberto e ventilado. Após 24 horas, verificar a face
inferior do corpo de prova.
Figura 18 – Ensaio de características físicas de impermeabilidade
Fonte: ABNT NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de fibrocimento
Parte 2: Ensaios
Resultados
Registrar se houve ou não manchas de umidade e formação de gotas. Deve
ser emitido um relatório contendo: resultado do ensaio; data do ensaio; tipo de
telha ensaiada quanto ao perfil e à espessura do corpo de prova; temperatura e
umidade relativa do local de ensaio; e referência a esta norma.
45
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES: CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
6.1 Ensaios de Caracterizações Geométricas:
Os ensaios foram realizados em todas as telhas, sendo elas dividias em três
lotes de três telhas cada, de dias distintos de produção. Desta forma foi esperado
verificar a qualidade de produção em dias alternados do material.
6.2 Ensaios de Espessura:
Este ensaio foi realizado em seis pontos distribuídos na telha, sendo três nas
cristas e três nas cavas. A espessura foi medida a 2cm de distância do início da
telha e a distribuição das medições foi realizada conforme a figura 7. O
equipamento utilizado para a realização deste ensaio foi o micrômetro de
resolução de 0,01mm.
6.2.1 Resultados (mm):
O resultado de cada telha é consequência da média dos seis pontos
medidos. Abaixo segue o resultado do ensaio.
Tabela 1 – Resultados dos ensaios de espessura lote 01
Equipamento de Ensaio:
Micrômetro
Precisão:
0,01mm
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
4 º ponto medido
5 º ponto medido
6 º ponto medido
Resultado
Desvio Padrão
Fonte: Autor.
Crista
Cava
Crista
Cava
Crista
Cava
Telha 1.1
7,35
7,42
7,14
6,22
6,35
7,20
6,95
0,52
Telha 1.2
7,50
7,80
7,40
7,70
7,90
7,90
7,70
0,21
Telha 1.3
9,05
8,02
8,40
7,27
8,10
6,48
7,89
0,90
Telha 1.4
8,14
7,38
7,21
7,89
7,24
7,68
7,59
0,38
46
Tabela 2 – Resultados dos ensaios de espessura lote 02
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
4 º ponto medido
5 º ponto medido
6 º ponto medido
Resultado
Desvio Padrão
Crista
Cava
Crista
Cava
Crista
Cava
Telha 2.1
6,03
6,31
7,03
6,75
6,40
7,07
6,60
0,32
Telha 2.2
6,20
6,29
5,60
6,75
6,05
6,24
6,19
0,37
Telha 2.3
8,61
8,50
8,64
7,10
7,15
6,74
7,79
0,88
Telha 2.4
7,88
7,83
7,00
8,09
8,33
7,26
7,73
0,51
Fonte: Autor
Tabela 3 – Resultados dos ensaios de espessura lote 03
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
4 º ponto medido
5 º ponto medido
6 º ponto medido
Resultado
Desvio Padrão
Crista
Cava
Crista
Cava
Crista
Cava
Telha 3.1
8,63
8,61
8,87
8,15
7,05
7,52
8,14
0,72
Telha 3.2
9,24
8,77
8,74
8,64
8,09
7,08
8,43
0,75
Telha 3.3
8,85
8,89
8,22
7,18
7,70
7,14
8,00
0,78
Telha 3.4
7,78
7,96
8,14
8,55
7,36
8,03
7,97
0,39
Fonte: Autor
6.2.2 Discussões:
Analisando os resultados das tabelas individualmente é possível verificar
que as telhas produzidas no mesmo dia apresentam diferenças de até 1mm entre
si e comparando com dias alternados pode-se verificar que esta diferença chega
a quase 2mm. As espessuras medidas na mesma telha em alguns casos
possuem um desvio padrão baixo (0,21mm) e em outros casos bem elevado
(0,90mm), porém a norma de verificação apenas atributa o valor médio das seis
medidas sem considerar o desvio padrão.
Conforme a figura 12, que apresenta a tabela de tolerâncias aceitáveis, a
espessura para telhas maiores de 6mm pode apresentar uma variação de 1mm,
tanto para mais como para menos. Atribuindo que o material está sendo
comercializado com a informação que possui espessura de 7 a 8mm, os
resultados aceitáveis devem estar entre 6,5 e 8,5mm.
47
Os resultados de espessura das telhas do lote 01 e lote 03 estão aceitáveis
conforme a norma. As telhas do lote 02 apresentaram uma telha com resultado
não aceitável pela norma.
Figura 19 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 01
Fonte: Autor
Figura 20 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 02
Fonte: Autor
48
Figura 21 – Análise gráfica dos ensaios de espessura telhas lote 03
Fonte: Autor
6.3 Ensaios de Largura:
Estes ensaios foram realizados em três pontos, sendo dois deles a 10cm de
cada extremo e o último no centro da telha. Para a realização do ensaio foi
utilizado a régua metálica com exatidão de 1mm.
6.3.1 Resultados (cm):
Os resultados obtidos são a média das três medições. Abaixo seguem os
resultados do ensaio.
Tabela 4 – Resultados dos ensaios de largura lote 01
Equipamento de Ensaio:
Régua Metálica
Precisão:
1 mm
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Fonte: Autor
Extremo
Centro
Extremo
Telha 1.1
90,80
90,40
90,10
90,43
Telha 1.2
91,00
90,90
91,10
91,00
Telha 1.3
90,10
90,10
90,30
90,17
Telha 1.4
90,60
90,10
90,50
90,40
49
Tabela 5 – Resultados dos ensaios de largura lote 02
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Extremo
Telha 2.1
91,50
91,20
91,10
91,27
Telha 2.2
91,50
91,10
91,60
91,40
Telha 2.3
90,80
90,80
91,00
90,87
Telha 2.4
90,90
90,40
90,90
90,73
Fonte: Autor
Tabela 6 – Resultados dos ensaios de largura lote 03
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Extremo
Telha 3.1
91,00
90,80
91,00
90,93
Telha 3.2
90,20
90,70
90,90
90,60
Telha 3.3
91,20
91,40
91,50
91,37
Telha 3.4
91,40
91,40
91,50
91,43
Fonte: Autor
6.3.2 Discussões:
Analisando os resultados das tabelas é possível verificar que todas as telhas
estão com medidas inferiores as fornecidas pelo comerciante, entretanto a figura
12 informa que a respeito da largura das telhas existe uma tolerância de 1cm.
Desta forma, as telhas do lote 01 obtiveram apenas uma que se enquadrou e as
telhas dos lotes 02 e 03 tiveram duas em cada lote.
Figura 22 – Representação gráfica dos resultados dos ensaios de largura
Fonte: Autor
50
6.4 Ensaios de Comprimento:
Este ensaio foi realizado em três pontos, sendo dois deles a 10cm de cada
extremo e o último no centro da telha. Para a realização do ensaio foi utilizado a
trena metálica com exatidão de 1mm.
6.4.1 Resultados (cm):
Os resultados obtidos são a média das três medições. Abaixo seguem os
resultados do ensaio.
Tabela 7 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01
Equipamento de Ensaio:
Trena Metálica
Precisão:
1 mm
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Extremo
Telha 1.1
219,90
220,10
219,90
219,97
Telha 1.2
220,10
219,90
220,20
220,07
Telha 1.3
220,20
219,90
220,00
220,00
Telha 1.4
219,50
219,00
220,00
219,50
Fonte: Autor
Tabela 8 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Extremo
Telha 2.1
219,50
219,00
220,00
219,50
Telha 2.2
220,10
220,30
219,00
220,10
Telha 2.3
220,00
220,10
220,00
220,03
Telha 2.4
220,00
220,10
219,90
220,00
Fonte: Autor
Tabela 9 – Resultados dos ensaios de comprimento lote 01
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Fonte: Autor
Extremo
Centro
Extremo
Telha 3.1
220,10
220,20
219,90
220,07
Telha 3.2
220,00
220,20
220,00
220,07
Telha 3.3
220,10
220,30
220,10
220,17
Telha 3.4
220,20
220,20
220,10
220,17
51
6.4.2 Discussões:
Analisando os resultados das tabelas é possível verificar que os resultados
das médias estão bem próximos às medidas informadas pelo comerciante. A
figura 12 estabelece a largura da telha com dimensões menores que 3,70m com
tolerância aceitável de até 1cm, sendo assim, todas as telhas ensaiadas se
enquadram neste ensaio.
Figura 23 – Dispersão dos resultados do ensaio de comprimento
Fonte: Autor
6.5 Ensaios de Esquadro:
Este ensaio foi realizado medindo o desvio do esquadro de duas
extremidades. Para a realização do ensaio foi utilizado o nível a laser com
exatidão angular (ângulos entre 0 – 90°) + - 0,02mm/m.
6.5.1 Resultados (mm):
Os resultados obtidos são a os resultados de cada medição. Abaixo seguem
os resultados do ensaio.
52
Tabela 10 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 01
Equipamento de Ensaio:
Nível a Laser
Precisão:
0,02 mm/m
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
Extremo
Extremo
Telha 1.1
11,50
10,70
Telha 1.2
9,00
8,50
Telha 1.3
18,00
12,60
Telha 1.4
10,80
11,40
Fonte: Autor
Tabela 11 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 02
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
Extremo
Extremo
Telha 2.1
2,00
7,20
Telha 2.2
5,00
2,30
Telha 2.3
18,70
15,00
Telha 2.4
15,00
11,40
Fonte: Autor
Tabela 12 – Resultados dos ensaios de esquadro lote 03
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
Extremo
Extremo
Telha 3.1
12,00
11,50
Telha 3.2
17,70
12,20
Telha 3.3
10,00
8,60
Telha 3.4
8,80
9,50
Fonte: Autor
6.5.2 Discussões:
Na análise dos resultados, das tabelas individualmente, é possível verificar
que entre as telhas produzidas no mesmo dia existem diferenças de mais de
16mm de uma para a outra, em relação ao esquadro. Conforme a figura 12 em
relação ao desvio de esquadro é aceitável até 10mm de desvio. Desta forma, as
telhas do primeiro lote obtiveram apenas uma que alcançou o esquadro
necessário e as telhas do lote 02 e 03 tiveram duas que se enquadram nesta
tabela.
53
Figura 24 – Resultado gráfico do ensaio de esquadro 1° ponto de todos lotes
Fonte: Autor
Figura 25 – Resultado gráfico do ensaio de esquadro 2° ponto de todos lotes
Fonte: Autor
6.6 Ensaios de Altura da Onda:
Este ensaio foi realizado com uma régua metálica apoiada sobre duas
cristas da onda e com o paquímetro mediu-se a altura da onda, conforme figura
abaixo.
54
Figura 26 – Medição da altura da onda
Fonte: Autor
6.6.1 Resultados (mm):
Os resultados obtidos são a média das três medições. Abaixo seguem os
resultados do ensaio.
Tabela 13 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 01
Equipamento de Ensaio:
Paquímetro Digital e Régua Metálica
Precisão:
0,01 mm
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
Fonte: Autor
1 cava
1 cava
1 cava
média
2 cava
2 cava
2 cava
média
3 cava
3 cava
3 cava
média
Telha 1.1
52,20
49,42
49,31
50,3
50,32
49,91
51,34
50,5
50,90
51,32
50,13
50,8
Telha 1.2
46,85
49,35
51,20
49,1
49,49
49,87
51,26
50,2
52,55
52,75
52,72
52,7
Telha 1.3
44,28
47,80
53,08
47,40
49,52
50,51
53,70
51,2
49,08
49,56
49,58
49,4
Telha 1.4
51,11
50,95
51,44
51,2
50,83
51,14
50,48
50,8
46,12
50,01
52,29
49,5
55
Tabela 14 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 02
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 cava
1 cava
1 cava
média
2 cava
2 cava
2 cava
média
3 cava
3 cava
3 cava
média
Telha 2.1
45,76
49,00
50,95
48,6
51,31
51,73
51,50
51,50
48,49
48,40
49,59
48,8
Telha 2.2
46,21
45,82
49,91
47,3
50,29
54,19
53,84
52,8
46,63
46,31
47,16
46,7
Telha 2.3
50,56
52,25
50,70
51,2
50,70
51,35
50,88
51,0
49,18
50,32
51,10
50,2
Telha 2.4
47,94
48,16
53,27
49,8
48,27
49,64
51,09
49,7
48,24
50,43
51,16
49,9
Fonte: Autor
Tabela 15 – Resultados dos ensaios de altura da onda lote 03
Material
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 º ponto medido
2 º ponto medido
3 º ponto medido
Resultado
1 cava
1 cava
1 cava
média
2 cava
2 cava
2 cava
média
3 cava
3 cava
3 cava
média
Telha 3.1
50,64
52,29
53,78
52,2
51,99
50,12
51,75
51,3
50,15
51,03
51,27
50,8
Telha 3.2
48,13
48,44
52,82
49,8
49,74
49,66
51,83
40,4
49,47
50,18
50,50
50,1
Telha 3.3
49,73
51,39
51,68
50,9
50,46
49,17
49,73
49,8
51,21
49,39
51,52
50,7
Telha 3.4
47,87
50,97
53,40
50,7
50,85
51,99
50,09
51,0
50,07
50,63
50,27
50,3
Fonte: Autor
6.6.2 Discussões:
Conforme a figura 12, em relação a altura da onda, altura maiores ou iguais
a 40mm podem apresentar uma tolerância de 3mm entre as alturas da sua telha.
Na análise das tabelas, os lotes 01 e 02 apresentaram uma telha em cada lote
que não atendeu esta tolerância e o lote 03 teve todas suas telhas atendendo ao
solicitado pela norma.
56
Figura 27 – Visualização do resultado do ensaios de altura de onda
Fonte: Autor
6.7 Ensaios de Passo da Onda:
Este ensaio foi realizado colocando sobre as cavas barras cilíndricas de pvc
com o seu eixo central sendo definido pela intersecção de duas linhas. Foi medida
a distância entre o centro de duas cavas subsequentes ao longo de todas as
cavas da telha e utilizando o paquímetro verificado esta distância.
Figura 28 – Medição do passo da onda
Fonte: Autor
57
6.7.1 Resultados (mm):
Os resultados obtidos são as médias das medições (mm). Abaixo seguem os
resultados do ensaio.
Tabela 16 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 01
Equipamento de Ensaio:
Paquímetro Digital e Barra Cilíndrica
Precisão:
0,01 mm
Material
1 ᵃ média ponto medido
2 ᵃ média ponto medido
3 ᵃ média ponto medido
4 ᵃ média ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Centro
Extremo
Telha 1.1
170,43
175,03
172,72
171,85
172,5
Telha 1.2
171,14
169,00
174,00
168,35
170,6
Telha 1.3
175,03
173,40
169,54
175,30
173,3
Telha 1.4
173,59
171,88
168,88
171,50
171,5
Fonte: Autor
Tabela 17 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 02
Material
1 ᵃ média ponto medido
2 ᵃ média ponto medido
3 ᵃ média ponto medido
4 ᵃ média ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Centro
Extremo
Telha 2.1
171,91
175,69
173,36
176,21
174,3
Telha 2.2
174,29
175,21
172,69
177,63
175,0
Telha 2.3
173,30
175,78
174,10
175,00
174,6
Telha 2.4
174,04
173,55
172,15
174,12
173,5
Fonte: Autor
Tabela 18 – Resultados dos ensaios de passo da onda lote 03
Material
1 ᵃ média ponto medido
2 ᵃ média ponto medido
3 ᵃ média ponto medido
4 ᵃ média ponto medido
Resultado
Extremo
Centro
Centro
Extremo
Telha 3.1
170,93
172,92
167,82
171,89
170,9
Telha 3.2
173,58
170,11
171,53
172,76
172,0
Telha 3.3
172,76
172,51
173,44
174,34
173,3
Telha 3.4
171,18
173,36
172,27
174,06
172,7
Fonte: Autor
6.7.2 Discussões:
De acordo com a figura 12, em relação ao passo da onda, é necessário
verificar o intervalo que se encontra a unidade nominal indicada pelo fornecedor.
Entretanto este material não possui uma unidade nominal indicada pelo
58
fornecedor, então, para arbitrar um valor foi calculada a média de todas as
medidas realizadas, e assim definido esta média como unidade nominal
(172,84mm).
As telhas se encontram no intervalo entre 75 e 180, portanto a tolerância
aceitável é de 2mm. Analisando os resultados dos ensaios pode-se verificar que
as telhas, tanto do lote 01 como do lote 02, obtiveram uma telha em cada lote que
não se enquadram na solicitação e todas do lote 03 foram aprovadas.
Figura 29 – Resultado gráfico da média dos passos das ondas
Fonte: Autor
6.8 Ensaios de Altura da Borda:
Este ensaio foi realizado medindo em dois pontos para a altura ascendente e
dois pontos para a altura descendente, com uma distância de 2cm do ponto inicial
da telha, conforme figura 11.
6.8.1 Resultados (mm):
Os resultados obtidos para altura ascendente e descente é a média de suas
medições.
59
Tabela 19 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 01
Equipamento de Ensaio:
Paquímetro Digital
Precisão:
0,01 mm
Material
1 º ponto medido (hod) Ascendente
2 º ponto medido (hod) Ascendente
1 º ponto medido (hom) Descendente
2 º ponto medido (hom) Descendente
Resultado (hod)
Resultado (hom)
Telha 1.1
59,50
57,30
11,50
11,30
58,40
11,40
Telha 1.2
50,50
53,30
8,00
7,50
51,90
7,75
Telha 1.3
47,26
49,74
4,63
4,20
48,50
4,42
Telha 1.4
55,12
57,24
13,96
9,44
56,18
11,70
Fonte: Autor
Tabela 20 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 02
Material
1 º ponto medido (hod) Ascendente
2 º ponto medido (hod) Ascendente
1 º ponto medido (hom) Descendente
2 º ponto medido (hom) Descendente
Resultado (hod)
Resultado (hom)
Telha 2.1
50,39
44,43
3,40
2,10
47,41
2,75
Telha 2.2
49,14
43,35
3,15
1,87
46,25
2,51
Telha 2.3
55,08
49,47
6,19
6,93
52,28
6,56
Telha 2.4
46,82
46,77
8,35
5,12
46,80
6,74
Fonte: Autor
Tabela 21 – Resultados dos ensaios da altura da borda lote 03
Material
1 º ponto medido (hod) Ascendente
2 º ponto medido (hod) Ascendente
1 º ponto medido (hom) Descendente
2 º ponto medido (hom) Descendente
Resultado (hod)
Resultado (hom)
Telha 3.1
50,88
52,66
3,74
4,41
51,77
4,08
Telha 3.2
52,81
55,00
3,90
3,40
53,91
3,65
Telha 3.3
55,49
51,41
6,62
7,60
53,45
7,11
Telha 3.4
50,44
49,94
7,35
4,60
50,19
5,98
Fonte: Autor
6.8.2 Discussões:
Na análise dos resultados, das tabelas individualmente, é possível verificar
que entre as telhas produzidas no mesmo dia existe uma diferença de quase 1 cm
em suas medições de altura ascendente, mas a maioria estabelece um padrão
com medidas não tão distantes. Quanto à altura descendente todas apresentam
alturas muito próximas.
60
6.9 Ensaios de Pesagem do Material:
Este ensaio submeteu as telhas a pesagem em uma balança de precisão de
0,001kg.
6.9.1 Resultados (kg):
Tabela 22 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 01
Equipamento de Ensaio:
Balança Digital
Precisão:
0,001 kg
Material
Resultado
Telha 1.1
16,250
Telha 1.2
18,650
Telha 1.3
16,900
Telha 1.4
16,950
Fonte: Autor
Tabela 23 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 02
Material
Resultado
Telha 2.1
14,850
Telha 2.2
14,150
Telha 2.3
16,850
Telha 2.4
17,000
Fonte: Autor
Tabela 24 – Resultados dos ensaios de pesagem lote 03
Material
Resultado
Telha 3.1
18,300
Telha 3.2
18,850
Telha 3.3
17,800
Telha 3.4
18,300
Fonte: Autor
6.9.2 Discussões:
Este ensaio não é exigido pela norma, mas foi realizado para verificar se as
telhas estão sendo fabricadas conforme o peso informado pelo fornecedor
(16,00kg).
Conforme a análise dos resultados, as telhas produzidas em todos os lotes
apresentam variações grandes entre seus pesos, e algumas chegam a pesar
quase 2kg a mais ou a menos do peso indicado pelo fornecedor.
61
7. RESULTADOS E DISCUSSÕES: ENSAIO DE IMPERMEABILIDADE
7.1 Ensaio de Impermeabilidade:
O ensaio de impermeabilidade foi realizado em duas telhas de cada lote,
totalizando seis amostras. O ensaio consiste em aplicar sobre a superfície externa
da telha uma pressão de água de 250mm em tubo de diâmetro de 35mm por no
mínimo 24 horas. Após este período deve-se examinar o lado inferior da telha e
verificar se ocorreu passagem de água. Os resultados obtidos devem apresentar
a face interna da telha sem escorrimento, gotejamento de água ou gotas
aderentes, é aceitável o aparecimento de manchas de umidade, desde que
restritas a uma área máxima de 35% das telhas.
7.1.1 Resultados:
Foram ensaiadas duas telhas de cada lote e nenhuma deles apresentou
qualquer ocorrência de água em sua face interna.
Figura 30 – Ensaio de impermeabilidade
Fonte: Autor
7.1.2 Discussões:
Era esperado que este ensaio obtivesse um resultado positivo, devido ao
material apresentar uma característica plástica na sua composição.
62
8. RESULTADOS E DISCUSSÕES: DESEMPENHO MECÂNICO
8.1 Ensaios de Caracterização de Desempenho Mecânico:
Os ensaios de caracterização de desempenho mecânico foram aplicados em
duas telhas de cada lote, totalizando seis amostras. Estes ensaios foram
realizados com uma telha fixada por seis parafusos sobre uma estrutura de
telhado com inclinação de 15° (27%), sendo esta a indicada pelo fornecedor para
melhor aproveitamento e segurança do material. Desta forma a telha teve um vão
livre sem apoios de 0,95m.
Cada telha teve dois ensaios realizados, um de caminhamento e outro de
resistência ao impacto de corpo mole. Estes ensaios foram feitos em duas telhas
de cada lote, a primeira telha de cada lote teve o ensaio de caminhamento
executado no vão de número 1 (figura 31) e o ensaio de resistência de corpo mole
do vão de número 2 (figura 31), e a telha seguinte, do mesmo lote, teve os
ensaios realizados nos vãos contrários.
Figura 31 – Representação do protótipo de ensaio de desempenho mecânico
Fonte: Autor
8.2 Ensaio de Caminhamento
Este ensaio sofreu uma adaptação, pois não seria possível apoiar a carga
sobre um cutelo de madeira apenas sobre uma das ondas. Se isto fosse feito, ela
iria sofrer uma deformação para um dos lados e não seria possível colocar a
carga sobre ela. De forma a simular a manutenção da telha, foram colocadas
63
anilhas de peso sobre duas ondas da telha, simulando onde o telhadista iria pisar.
Foram colocados 125 kg sobre o centro do vão por 5 minutos e então verificado
se ocorreu alguma danificação na amostra.
Figura 32 – Ensaio de caminhamento
Fonte: Autor
8.2.1 Resultados:
As telhas ensaiadas de todos os lotes apresentaram uma pequena
deformação pelo fato de ser um material plástico, mas esta deformação foi
insignificante e quase imperceptível para afetar em sua finalidade de escoamento
da água.
8.2.2 Discussões:
As amostras não tiveram nenhuma danificação perceptível para afetar na
sua funcionalidade. A deformação ocorrida foi insignificante e a manutenção
sobre o telhado poderia ser realizada sem prejudicar o material e/ou causar riscos
para o telhadista.
8.3 Ensaios de Resistência a Impacto de Corpo Mole.
Neste ensaio a amostra foi submetida à energia de impacto de 180J e 480J,
onde um saco de areia de 40kg foi largado a uma altura de 0,45m e 1,20m.
64
Este ensaio, por não ter equipamentos específicos, foi realizado de forma
adaptada (figuras 33). Para sua realização utilizou-se o caibro de uma estrutura
de telhado já existente, como uma roldana, e com ajuda de uma corda o peso foi
elevado até alturas necessárias para os ensaios. Depois de medido a altura do
ponto de impacto da telha até o saco, ele foi solto e causou um impacto na
amostra.
Figura 33 – Ensaio de resistência a impacto de corpo mole
Fonte: Autor
8.3.1 Resultados:
As amostras ensaiadas de todos os lotes não apresentaram nenhuma
danificação aos impactos de 180J. Nos impactos de 480J as telhas não
apresentaram fissuras, porém deformaram com o impacto.
8.3.2 Discussões:
As deformações causadas pelo impacto de 480J não afetaram na
funcionalidade da telha, pois a mesma continuou com caimento para frente, sem
acumular água ou despejar para as laterais onde teve sua deformação.
65
Figura 34 – Deformação devido ao ensaio de corpo mole aplicando 480J
Fonte: Autor
8.4 Ensaios de Carga de Ruptura à Flexão
Este ensaio teve o intuito de submeter o corpo de prova a um carregamento
de velocidade constante com uma repartição uniforme da carga aplicado em seu
centro. Esta força seria aplicada uniformemente por todo o centro da amostra
estando ela em dois apoios paralelos, fixos ou móveis possuindo um vão de
1.100mm.
Desta forma seria possível calcular a carga de ruptura da amostra, porém
por se tratar de um polímero é possível acreditar que ele teria uma carga de
ruptura muito mais elevada que as telhas de fibrocimento, e assim, então seria
calculado o limite de plasticidade do material. No entanto, com a falta de
equipamento necessário e inviabilidade de adaptar as máquinas, este ensaio não
foi realizado.
66
9. CONCLUSÃO
Este trabalho apresentou como proposta verificar e relatar as qualidades das
telhas recicláveis Tetra Pak, material que já se encontra comercializado. Para a
realização do trabalho, utilizou-se como metodologia ensaios normalizados pela
ABNT para as telhas de fibrocimento, as quais apresentam dimensões, formatos e
características funcionais semelhantes.
Durante o trabalho foram realizados diversos ensaios que caracterizaram
geometricamente as telhas e ensaios que apresentaram seus desempenhos
funcionais. Analisando os resultados geométricos, pode-se perceber que as telhas
Treta Pak não possuem um padrão de fabricação, que o material produzido no
mesmo dia ou em dias distintos apresenta uma significativa variação nas suas
características.
Esta falta de padronização se dá ao fato do processo de produção ser
artesanal, e desta forma, apresentar um ciclo individual para cada telha
produzida. Além do mais, a fabricação das telhas pode apresentar diversos
fatores de interferência: tais como variações climáticas, onde o material pode
apresentar maior nível de umidade; ou fatores operacionais, na parte da produção
manual onde o funcionário poderia colocar menos ou mais matéria prima em cada
telha produzida.
Nos ensaios realizados a respeito das características geométricas, existiram
telhas que passaram nos resultados, assim como também telhas que reprovaram.
Isto demonstra que o material possui características aceitáveis para sua
utilização, mas, devido sua produção artesanal apresenta variações que
compromete seus produtos finais.
Estas reprovações poderiam ser corrigidas através do aperfeiçoamento das
formas de fabricação, tornando-as menos artesanais e mais industrializadas.
Assim as telhas seriam mais padronizadas e teriam um controle de produção mais
confiável.
As características estruturais das telhas apresentaram resultados positivos
em todas as amostras ensaiadas, demonstram assim, que apesar de sua
produção não ter um controle muito rigoroso elas atendem as finalidades para as
quais estão sendo produzidas. Este material tem um grande potencial para
substituir outros ou encontrar seu próprio nicho no mercado, ele apenas precisa
67
ter sua produção mais automatizada e uma verificação nas características
nominais do produto.
Alguns ensaios não foram realizados neste trabalho e seguem como
sugestões para futuros estudos de verificações mais profundas sobre as telhas
recicláveis Tetra Pak.
Estes ensaios e estudos seriam os de verificação de carga de ruptura à
flexão e comportamento do material a um longo período exposto a intempéries.
Estudos futuros de ruptura à flexão poderiam abranger além da verificação
mínima de ruptura da telha, conforme a NBR 7581-2: 2012. Telha ondulada de
fibrocimento Parte 2: Ensaios, também analisar as deformações plásticas que
este material vai sofrer, a partir da aplicação de cargas e após o descarregamento
verificar as deformações plásticas permanentes. Assim, teria um estudo sobre o
comportamento plástico do material e uma normalização mínima necessária para
produtos produzidos com esta matéria prima.
O estudo de comportamento do material quando exposto a determinados
períodos as intempéries seria interessante para verificar a influência do tempo na
vida útil do material e o quanto isto afeta nas suas características de
desempenhos mecânicos. Descobrindo assim um tempo necessário para troca
das telhas instaladas para garantir mais segurança na sua funcionalidade.
68
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Requisitos para os sistemas estruturais. Rio de Janeiro, 2013.
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