PROJETO FEUP ­ 2016/2017 ­ MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL:

PROFESSORA ANA SOFIA GUIMARÃES PROFESSOR FRANCISCO PIQUEIRO

MONITORA CLÁUDIA LOURENÇO

EQUIPA 11MC03_04:

ConstruWaste – Testes práticos

Diogo Leitão e Barbosa up201603457@fe.up.pt

Diogo Moreira Calvar Baldaia up201603471@fe.up.pt

Joana Delfina Sousa Mota up201603402@fe.up.pt

José Fernando Viana de Castro Nogueira up201307849@fe.up.pt

José Paulo Costa Teixeira up201604211@fe.up.pt

Pedro José Machado Fernandes up201604285@fe.up.pt

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Projeto FEUP 2016/2017

ConstruWaste – Testes práticos

Resumo

Neste relatório elaborado pelo grupo 4 da turma 3 do curso de Engenharia Civil (MIEC) no

âmbito da unidade curricular de Projeto FEUP vai ser apresentado e analisado os testes feitos aos

cubos: Cubo 1-XPS e Cubo 2-Madeira, tais como os materiais utilizados para a sua análise.

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Projeto FEUP 2016/2017

Palavras-Chave

Cubo 1-XPS

Cubo 2-Madeira

Testes

Isolamento Acústico

Resistência Térmica

Peso

Estética

Resiliência

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Projeto FEUP 2016/2017

Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaríamos de agradecer à supervisora Ana Guimarães e a monitora Cláudia

Lourenço pelo apoio na realização deste relatório. De seguida queremos agradecer á Faculdade de

Engenharia do Porto por todos os recursos disponibilizados e a todos os intervenientes nas

palestras em que estivemos presentes no âmbito da semana do Projeto FEUP que decorrer entre

os dias 19 de setembro a 23 de setembro de 2016 e que foram muito úteis para a realização deste

trabalho.

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Projeto FEUP 2016/2017

Índice Geral

Índice de figuras……………………………………………………………...5

1.Introdução…………………………………………………………….…...6

2.Importância da Utilização de Materiais Reciclados na Construção………....…..7

3.Testes práticos……………………………………………………....….….8

3.1 Peso……….……………………………………………….....…...8

3.2 Estética…………………………………………………………....10

3.3 Isolamento acústico…………………………………………………10

3.4 Resistência térmica………………………………………………....13

3.5 Resiliência / Deformação / Resistência………………………………15

3.6 Estanquidade á água…………………………………………………17

4. Conclusão…………………………………………………….…………...19

5. Referências Bibliográficas……………………………………………….….20

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Índice de figuras

Figura 1 - utilização de garrafas PET numa obra.

Figura 2 – Balança laboratorial com três casas decimais

Figura 3 – Cubo 1-XPS a ser pesado na balança laboratorial

Figura 4 – Cubo 2- madeira a ser pesado na balança laboratorial

Figura 5 - medidor de decibéis analógico (sonómetro)

Figura 6 -medidor de decibeis digital: Sound Meter (app telemóvel)

Figura 7 – Medição de decibéis no cubo 1-XPS

Figura 8 – Medição dos decibéis com a app do telemóvel

Figura 9 – Gráfico de resultados das oscilações do som na caixa 1-XPS e caixa 2-madeira

Figura 10 – Aquecedor Rowenta Energy Excel Ceram

Figura 11 – Aquecedor dentro do Cubo 1-XPS

Figura 12 – Aquecedor dentro do Cubo 2-madeira

Figura 13 – Cubo 2 a aguentar com mais de 100 Kg

Figura 14 – Cubo 1 a aguentar só com uma pessoa

Figura 15 – Garrafão de água 5 litros sem marca

Figura 16 – Colocação de água no cubo 2-madeira

Figura 17 – Medição da quantidade de água no estado de vapor presente no interior do cubo 1 -XPS

através do medidor de humidade

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Projeto FEUP 2016/2017

1.Introdução

No âmbito da unidade curricular “Projeto Feup” foi-nos solicitado o desenvolvimento de uma

atividade que tem como objetivo avaliar os testes a serem realizados a dois cubos, elaborado por

outros grupos, e a maneira como estes se comportaram. Os materiais utilizados para a

construção do cubo são o resultado de desperdício de lixo doméstico não orgânico. Com a

realização dos testes pretende-se avaliar vários parâmetros tais como:

• Isolamento acústico;

• Resistência térmica;

• Resiliência / deformação / resistência;

• Estanquidade á água;

• Peso e estética.

Os materiais utilizados cada avaliar cada parâmetro estão a cargo dos elementos do grupo pois

não teremos acesso a material laboratorial. O cubo com as melhores características será o mais

capaz de resistir aos testes aplicados.

Pretendemos com a realização deste trabalho, o desenvolvimento de competências, metodologia

de trabalho de grupo e espírito de trabalho.

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2.Importância da Utilização de Materiais Reciclados na

Construção

A acumulação de resíduos é um dos fatores que contribui para a poluição do nosso planeta e

degradação do meio ambiente. Esta degradação é provocada pela extração e desperdício de

matérias-primas. Assim, o reaproveitamento de materiais através da reciclagem é fundamental no

combate a este problema.

A utilização de materiais reciclados na construção civil é uma excelente medida de prevenção á

poluição ambiental porque diminui a acumulação de resíduos e também permite que não os

recursos naturais não sejam tão necessários para a expansão da urbanização.

A adesão á utilização de materiais reciclados na construção civil é cada vez maior, visto que as

enormes quantidades de entulho que esta indústria produz são extremamente prejudiciais para o

bem-estar do meio ambiente, tendo sido necessário arranjar alternativas.

Hoje em dia, com a evolução tecnológica e a preocupação contínua pela preservação do meio

ambiente, foram desenvolvidas técnicas para a construção civil usando materiais recicláveis:como

o pneu, as garrafas PET e o isopor. Esta estratégia, além de gerar menos entulho, resulta também

num custo reduzido no final da obra.

Figura 1 - utilização de garrafas PET numa obra.

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3.Testes práticos

3.1 Peso

Peso é a quantidade de matéria de um corpo, não dependendo assim da força da gravidade nem

da posição do corpo no espaço. É medido através do quilograma (Kg), a unidade de massa no

Sistema Internacional de Unidades.

Material utilizado

Para pesar os cubos iremos utilizar a balança que se encontra no laboratório G004.

Figura 2 – Balança laboratorial com três casas decimais

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Análise de resultados

De acordo com os resultados que obtemos o Cubo 2 – madeira pesava 26,367 Kg e o cubo 1 –

poliestireno extrudido (XPS), mais conhecido por roofmate, pesava 4,321 Kg.

Figura 3 – Cubo 1-XPS a ser pesado na balança laboratorial

Figura 4 – Cubo 2- madeira a ser pesado na balança laboratorial

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3.2 Estética

Estética é o estudo do que é belo nas manifestações artísticas e naturais. Neste caso a

manifestação artística são os cubos.

Material utilizado

Na avaliação da estética o grupo fará um juízo de valor e no fim decidiremos qual é o

esteticamente mais “bonito”.

Análise Resultados

O cubo esteticamente mais “bonito” é o Cubo 1-XPS. As cores, a perceção das formas, das

texturas e das perspetivas, favorece esteticamente uma construção e motiva os indivíduos a nível

visual.

3.3 Isolamento acústico

O isolamento acústico é o processo pela qual um material tem a capacidade de impedir o som ou

ruído passe de um ambiente para o outro.

Para um bom isolamento sonoro deve-se utilizar materiais densos e pesados pois este tem a

capacidade de dissipar a energia sonora. A energia sonora é uma energia mecânica logo a sua

trajetória pode ser intercetada/alterada pela intervenção de materiais sólidos.

Material utilizado

Para testar o isolamento sonoro nos cubos decidimos utilizar umas colunas de som e um

decibelímetro. Para efetuar o teste de som, utilizamos colunas portáteis para testar o isolamento

sonoro de cada cubo, de modo a que ambos sejam testados em condições equivalentes. As

colunas irão conectar-se ao telemóvel de um dos elementos do grupo, que irá reproduzir um

som contínuo e idêntico para ambas as caixas, sendo esse transmitido e amplificado pelas

mesmas. Com o auxílio do decibelímetro, iremos registar os valores indicados no aparelho após

a colocação das colunas no interior do cubo. Posteriormente verificaremos qual dos dois cubos

apresenta valores mais elevados de decibéis, assumindo que o cubo onde se registarem esses

valores será aquele que isola pior o som.

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Análise de resultados

Para comparar o isolamento acústico dos cubos iremos usar um medidor de decibéis analógico

(figura 5) e um digital (app de telemóvel), conforme os ilustrados nas imagens abaixo, de modo

a termos uma maior precisão nos resultados.

Primeiro mede-se o nível de decibéis fora do caixa. Depois compara se o resultado obtido com o

valor de decibéis dentro da caixa. O cubo que tiver menor valor de decibéis, e o que isola menor

o som.

Figura 5 - medidor de decibéis analógico (sonómetro)

Com a utilização da app obtemos valores muito semelhantes para as duas caixas, valores estes

medidos em decibéis.

Figura 6 -medidor de decibeis digital: Sound Meter (app telemóvel)

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Figura 7 – Gráfico de resultados das oscilações do som na caixa 1-XPS e caixa 2-madeira

De acordo com os resultados o cubo 1-XPS e o cubo 2-madeira comportaram-se de forma

diferente visto que o cubo 1-XPS não consegue isolar os sons de altas frequências tão bem

quanto o cubo 1-madeira como é possível observar no gráfico acima, registado por um aparelho,

o sonómetro, mais adequado ao objetivo.

Figura 8 – Medição de decibéis no cubo 1-XPS Figura 9 – Medição dos decibéis com a app do telemóvel

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3.4 Resistência térmica

A resistência térmica é uma propriedade dos materiais que dificulta a condução de calor através

dos mesmos. Calcula-se através da seguinte fórmula:

𝑅 = 𝑒

λ

R – resistência térmica (m2.K/W)

e - espessura do material (m)

λ - condutibilidade térmica (W/(m.K) )

Material utilizado

De modo a testar o isolamento térmico de cada cubo, iremos utilizar o aquecedor ilustrado na

figura abaixo e um termómetro. Iremos colocar o aquecedor dentro dos cubos, e este vai emitir

energia sobre a forma de calor a 30ºC durante o tempo necessário para o termostato se desligar.

O cubo que demorar mais tempo a atingir a determinada temperatura será aquele que tem pior

isolamento térmico.

Figura 10 – Aquecedor Rowenta Energy Excel Ceram

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Análise de resultados

De acordo com os dados obtidos os dois cubos demoraram o mesmo tempo, 1 minuto e 10

segundos, a atingir a temperatura de 30ºC, altura em que o termostato do aquecedor desligou.

Por isso tem uma igual resistência térmica. Acabamos por não usar o termómetro pois este só

começa a registar valores a partir dos 32ºC.

Figura 11 – Aquecedor dentro do Cubo 1-XPS

Figura 12 – Aquecedor dentro do Cubo 2-madeira

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3.5 Resiliência / deformação / Resistência

Resiliência (na física) é a propriedade que alguns materiais têm de acumular energia, quando

submetidos a alguma força/tensão e posteriormente voltar ao estado normal sem ocorrer rutura.

Exemplo: a vara utilizada no salto em altura, verga-se até um certo limite sem se partir,

retornando à forma original dissipando a energia acumulada e lançando o atleta para o alto.

Um dos primeiros cientistas a usar este termo foi o inglês Thomas Young quando estudava a

relação entre a tensão e a deformação de barras metálicas, em 1807.

Material utilizado

Para o teste da resiliência, vamos necessitar de pesos variados. Colocando os pesos em cima dos

cubos, iremos de seguida verificar qual deles cubos se deformou mais. Aquele que apresentar

maior deformação será o cubo com menor resiliência.

Análise de resultados

De acordo com os resultados obtidos o Cubo 2-XPS resiste no máximo até 70 Kg e o cubo 1-

madeira consegue não obter deformação com a colocação de mais 100 Kg. Logo o cubo 1 tem

maior resiliência, quando aplicadas forcas, do que o cubo 2.

Figura 13 – Cubo 2 a aguentar com mais de 100 Kg

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Figura 14 – Cubo 1 a aguentar só com uma pessoa

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3.6 Estanquidade á agua

A estanquidade é a capacidade que o material tem de reter substâncias no estado liquido, ou seja,

ser impermeabilizado. Neste caso referindo-nos á água (substancia liquida).

Material utilizado

No que concerne a resistência dos cubos perante a exposição á água, iremos utilizar um garrafão

de água de cinco litros e esponjas.

Antes de expor os cubos á amostra de água, colocaremos as esponjas no interior de cada cubo.

Em seguida, vamos verter os 5 litros no topo destes. Com as esponjas no interior, é possível

verificarmos a quantidade de água que se infiltrou.

Figura 15 – Garrafão de água 5 litros sem marca

Análise de resultados

Depois de vertemos o garrafão de água em cada cubo analisamos, através de um medidor de

humidade, o interior do cubo. Se o medidor apresenta um valor superior a 200 o “ambiente”

dentro do cubo estaria seco, o que não se verificou em nenhum dos cubos. O Cubo 2- madeira

apresentou 188 e o cubo 1-XPS apresentou o valor de 177. Dado estes resultados o Cubo 2

apresenta um melhor valor que o cubo quanto á estanquidade da água vertida.

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Figura 16 – Colocação de água no cubo 2-madeira

Figura 17 – Medição da quantidade de água no estado de vapor presente no interior do cubo 1 -XPS através

do medidor de humidade

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4.Conclusão

Com a realização deste relatório concluímos que estes testes (resistência acústica, térmica e à

água, ao peso e resiliência) representam vários dos fatores que os engenheiros civis têm de ter

em conta na projeção de qualquer estrutura.

Apercebemo-nos de que a escolha de diferentes instrumentos para testar um fator tem influência

direta nos resultados dos mesmos, o que nos levou a várias discussões sobre se as nossas escolhas

teriam sido as mais indicadas.

Numa reflexão final, somos da opinião que as nossas escolhas foram, no geral, as melhores para

responder a cada um dos problemas propostos. Sentimos ainda que adquirimos competências e

rotinas fundamentais para o restante percurso para nos tornarmos engenheiros civis.

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5.Referências Bibliográficas

https://pt.wikipedia.org/wiki/Medidor_de_umidade - acedido em 22 de outubro 2016

https://www.significados.com.br/estetica/ - acedido a 21 de outubro 2016

https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso - acedido a 21 de outubro 2016

http://www.dicionarioinformal.com.br/estanqueidade/- acedido a 21 de outubro 2016

https://pt.wikipedia.org/wiki/Resili%C3%AAncia - acedido a 21 de outubro 2016

https://www.significados.com.br/resiliencia/ - acedido a 21 de outubro 2016

http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=8&Cod=603 - acedido a 21 de

outubro 2016

http://www.infoescola.com/fisica/isolamento-acustico/ - acedido a 21 de outubro 2016

https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_t%C3%A9rmica - acedido a 21 de outubro

2016

https://recicla.wordpress.com/2007/11/29/o-uso-da-reciclagem-na-construcao-civil/ -

acedido a 23 de outubro 2016