Avaliação da resistência térmica das placas de silicato de cálcio a temperaturas elevadas - Oliveira, Marcos Cesar Ulbinski Novais de (2021)
Para a proteção de casas, prédios e estruturas metálicas, existem tanto proteções passivas (utilização de selantes para vedações, materiais retardantes de chamas, etc), quanto proteções ativas (Sprinklers, hidrantes e extintores). O foco deste trabalho é abordar as características térmicas dos materiais de proteção a incêndio e caraterizar as propriedades térmicas das placas de Silicato de Cálcio, material muito importante no papel em retardar a propagação de chamas e calor em construções. Para isso, foram feitos estudos para entender quais são as principais variáveis que afetam a condução de calor no material e sua respectiva condutividade térmica efetiva. Para entender estes fenômenos, foi realizado o ensaio de secagem, conforme a ASTM C1498-01, para identificar o percentual de teor de água presente no material. Essa característica é importante, pois após o aquecimento do material, este tende a evaporar a água livre dentro do material e dar origem a porosidades, as quais vão afetar diretamente a condutividade térmica efetiva do material. Além disso, foi utilizado de um artigo de referência para determinar as demais reações que ocorrem com a elevação da temperatura no material, todas elas influenciando na porosidade e na liberação (ou absorção) de calor pela devida reação. Foi realizado também o ensaio no calorímetro de cone, justamente para simular uma situação de incêndio, sendo este ensaio baseado na ISO 5660. Com isso, é possível obter principalmente o campo de temperaturas dentro do material (posicionando termopares em pontos estratégicos) e a perda de massa total. Levando em consideração a variação de massa específica, calor específico a pressão constante, condutividade térmica efetiva e porosidade, em função da temperatura e do tempo, pode-se então desenvolver um modelo numérico para o problema de condução de calor para finalmente obter-se as curvas de temperatura semelhantes as obtidas no método experimental. Esse ajuste das curvas entre experimental e numérica foi realizada graças a utilização do algoritmo modificado de Levenberg-Marquadt, onde foi utilizado como variável de otimização a condutividade térmica do sólido, para consequentemente obter a condutividade térmica real do nosso estudo. A solução numérica, como será apresentado neste trabalho, apresentou resultados satisfatórios e com esse estudo como base, podemos utilizar das ideias de trabalhos futuros para refiná-lo e posteriormente aplicar para outros materiais de proteção a incêndio.