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Se você está pensando em comprar e instalar um ar condicionado, saiba antes como a convecção pode te ajudar a refrescar ainda mais o ambiente e acabar com o calor

O vilão menos falado e conhecido dos três do conforto térmico é a convecção. É Importantíssimo saber como a convecção atua antes de instalar ar condicionado ou aquecedores. Fizemos esse posto para você conhecer mais sobre a convecção e como pode ser crucial na hora de fazer uma reforma na sua casa, escritório, galpão e outras edificações, seja para instalar um ar condicionado ou escolher onde colocar uma nova janela.

1 – Definição

A convecção é definida como a transferência de energia por meio do movimento de fluidos e são considerados fluidos tanto líquidos como a água e gases como o ar. Embora o calor é inicialmente transferido pela condução, a transferência de grandes quantidades de energia nesse meio vem do movimento dos fluidos. A convecção pode ocorrer naturalmente, ou pode ser forçada por meio de influência externa ao sistema, ou de climatizadores. Na imagem abaixo de uma câmera térmica de alta precisão podemos ver como a convecção funciona.

As correntes de mais energia/calor são vistas em vermelho subindo, enquanto as correntes de menos calor ou frias descem. As partículas mais quentes dentro de um mesmo sistema são menos densas e por isso sobem, enquanto as que estão mais frias e mais densas descem. Na imagem, a fonte de calor que força a convecção está na parte inferior da imagem.

 

2 – No dia a dia

Na construção civil a convecção influencia muito na temperatura interna de um cômodo e no conforto térmico de quem habita. Quando um ambiente sofre com a ação da temperatura externa (sem isolamento térmico adequado) haverá uma troca de energia natural no ar, a convecção natural do ambiente, que aumentará a temperatura interna do ambiente.

Normalmente, para resolver este problema, as pessoas compram climatizadores: aquecedores, ar condicionado ou outros aparelhos que visam o controle da temperatura. Se este é o caso, é preciso levar em consideração o ideal posicionamento do aparelho por conta da convecção natural dos fluidos. O ar de um ambiente sem isolamento térmico adequado é totalmente influenciado por esse tipo de transferência de calor e atrapalha seu conforto térmico.

 

3 – Posicionando e Instalando climatizadores

Os sistemas de climatização são utilizados para aquecer ou resfriar um ambiente que não possui temperatura ideal. Dependendo da zona climática da sua cidade, você precisará ou já utiliza dos dois sistemas.

Se seu problema é com o calor, muitas vezes a vontade é comprar o  ar condicionado mais potente possível e sair instalado. Antes de comprar no impulso, entenda bem sua necessidade que envolve alguns fatores do seu cômodo e edifício, e neste post sobre BTUs você pode conhecer ainda mais. Mas, de qualquer forma, o melhor local para posicionar o aparelho é na parte superior do cômodo, perto do teto, pois o ar frio que sai do ar condicionado tende a descer para a parte inferior do ambiente, e o ar quente subir, criando um ciclo fechado que esfriará com eficiência os seu ambiente.

Quando se instala um aquecedor, o ideal é posicioná-lo na parte próxima ao chão do cômodo, justamente para facilitar e forçar a convecção. O ar frio que descer será aquecido, criando um círculo de convecção, e assim o ambiente ficará confortável de maneira mais rápida e eficiente. Antes de comprar e contratar alguém para instalar, pesquise sobre como dar manutenção, a potência necessária, o consumo de energia esperado por aquele sistema para não ter pegadinhas na conta de luz depois.

Vale lembrar que, com climatizadores que tratam do ar, um ciclo fechado garantirá uma maior eficiência e atingir a temperatura ideal com mais rapidez e gastando menos energia elétrica. Um exemplo prático é a diferença entre o sistema de circulação do ar interno do carro e externo ao ligar o ar condicionado: se apertamos o botão para circular o ar interno o sistema aproveita da convecção para ser mais eficiente. Todo e qualquer escape de ar resultará na perda de eficiência e troca de calor, fazendo o sistema trabalhar mais. Por isso é preciso fazer a instalação de um isolante térmico que controle corretamente a convecção minimizando a troca de calor.

Cada sistema tem sua peculiaridade na hora da instalação, mas algumas informações são importantes: tenha confiança na equipe de instalação, saiba exatamente da sua necessidade, aprenda bastante sobre como e quando dar manutenção em seu aparelho, e, independentemente de estar frio ou calor, instale o 3TC para assegurar eficiência energética.

Quer saber o tamanho do Ar condicionado ou sistema de aquecimento para seu quarto ou seu escritório? Acesse a nossa calculadora de BTU e saiba exatamente o tamanho e a potência do seu sistema.

Saiba como as boas garrafas térmicas deixam o café quentinho o dia todo, ou o chá gelado

Inventada no século XIX, a garrafa térmica ainda é o dispositivo mais avançado em isolamento térmico por sua simplicidade e eficiência, tanto que nosso café quentinho é servido nos mais variados modelos, mas com a mesma tecnologia. Garrafa térmica é o nome mais popular para o vaso de Dewar, um recipiente utilizado para gerar um isolamento térmico quase perfeito, conservando a temperatura do conteúdo em seu interior por bastante tempo, evitando trocas de calor com o meio externo. A tecnologia foi desenvolvida pelo cientista escocês James Dewar que pretendia inicialmente conservar a temperatura de soluções químicas. Ele acabou não patenteado a tecnologia, o que foi mais tarde feito pela empresa Thermos para começar a comercializar as garrafas térmicas.

Mecanismo de isolamento térmico

O conceito simples e eficaz da garrafa térmica visa diminuir a influência das três formas de transferência de calor, a convecção, condução e a radiação no interior do recipiente. A garrafa térmica é construída de tal forma que diminui consideravelmente a ocorrência de todos esses processos de trocas de calor.  Existem muitas variações dos materiais utilizados para se fazer garrafas térmicas, mas o conceito é o mesmo, demonstrados pelo desenho abaixo:

 

Na figura acima vemos que a parte de armazenamento é protegida por duas superfícies espelhadas/refletivas com uma camada de vácuo/ar no meio, o que evita as três formas de transferência de calor, mantendo a temperatura interna independente da externa. Funciona assim: o vácuo tem o objetivo de evitar que ocorra a condução, pois esse processo de troca de calor necessita de um meio material para acontecer, e o vácuo, por definição, é ausência de matéria. No caso, em alguns casos, utiliza-se de uma camada de ar, pois este é o que temos de mais próximo do vácuo. As superfícies espelhadas das camadas internas evitam que aconteça troca de calor por radiação térmica, pois elas refletem as ondas de calor, bloqueando a maioria delas de entrar e influenciar no recipiente interno. A tampa normalmente é feita por material vedante, impedindo que haja contato e troca de calor entre o ar e o líquido no interior da garrafa, assim, não ocorre a convecção. Caso houvesse contato do ar com o líquido quente ou frio de dentro da garrafa, o movimento do ar faria com que ocorresse a troca de calor por meio da convecção. Dessa forma, a garrafa térmica conserva a temperatura de qualquer conteúdo colocado em seu interior, estando ele quente ou frio, controlando as três formas de transferência de calor.

O 3TC foi desenvolvido com mesmos conceitos da garrafa térmica, aprimorando as superfícies metálicas para um polímero ainda mais refletivo, e adaptando o vácuo para o EPS, que é composto por 98% de ar, tornando a tecnologia acessível e extremamente eficiente para a construção civil. Uma ideia simples, uma inovação tecnológica: conforto térmico e economia para o seu bolso.

Construções em containers podem ser ótimas se utilizado o isolamento térmico correto.

Mudanças climáticas é um tópico bastante discutido e estudado por especialistas devido aos seus impactos ambientais, sociais e econômicos. De acordo com os dados obtidos pelo relatório do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC), da UFRJ, o clima no Brasil ficará ainda mais quente com aumento gradativo e variável da temperatura média em todas as regiões do país, podendo chegar em até e 6 graus de aumento até 2100. Estes dados são alarmantes, e mostram que as mudanças no clima trarão uma série de impactos cruciais na gestão de recursos hídricos, bem como na geração e distribuição de energia no país.

Para minimizar estes impactos, a construção civil e suas tecnologias auxiliares devem se adaptar a esta nova realidade o mais rápido possível, minimizando, inclusive, seus impactos. A construção em containers, um mercado cada vez mais em expansão o Brasil, é um dos que mais sofrem com essa variação de temperatura. Sua composição predominantemente metálica sofre muito com a troca de calor, gerando problemas relacionados ao conforto térmico em containers habitacionais. Para solucionar este problema, vários sistemas de isolamento térmico têm sido utilizados para climatização de containers. Contudo, as estruturas de containers apresentam peculiaridades que fazem com que a maioria dos sistemas de isolamento térmico tradicionais não consigam obter resultados satisfatórios em conforto térmico de acordo com a norma NBR 15220 e 15575 (leia mais sobre conforto térmico).

Transferência de Calor em Containers

Para explicar um pouco melhor, as estruturas metálicas dos containers absorvem a energia proveniente da radiação solar, e transmitem esta energia pela forma de condução e radiação para o ambiente interno. O ganho e perda de calor das estruturas metálicas fazem com que os containers sofram bruscas variações térmicas ao longo do dia, sendo assim mais suscetíveis às condições externas. Além disso, sua forma retangular tradicional faz com que a convecção também afete, e muito, o conforto térmico: a circulação de ar é um grande problema, tornando a utilização de ar condicionado praticamente obrigatório para que se obtenha conforto. Para que um isolamento térmico seja capaz de proporcionar conforto térmico, é preciso que este aborde com as três formas de transferência de calor: a radiação, convecção e radiação.

A utilização de produtos de isolamento térmico tradicionais como manta de lã de vidro, lã de rocha, placas de poliestireno expandido/extrudado, isopainéis de poliuretano/poliestireno expandido em estruturas de container se mostram ineficazes em tratar todo o problema, pois lidam apenas com a condução. Além disso, são muito suscetíveis aos impactos da umidade, o que reduz significativamente seu desempenho. Uma alternativa são as tintas refletivas que, apesar de não serem uma solução definitiva (precisam de manutenção constante) conseguem lidar muito bem com a radiação. Contudo, no inverno a necessidade é isolar o container da baixa temperatura externa, e para isso, as tintas não são eficientes. Um isolamento térmico ideal para estruturas em containers deve aliar o melhor dos isolamentos que trabalham com a condução e o melhor dos isolamentos que trabalham com a radiação. A solução de climatização de containers está na utilização de um sistema de isolamento térmico eficiente, que se adapte as peculiaridades da estrutura metálica com um bom custo benefício e que alie as vantagens de lidar bem com a radiação e condução, com o frio e o calor, como uma garrafa térmica.

Solução eficiente e versátil

As tecnologias mais eficientes em isolamento térmico utilizadas são trajes de astronautas, que utilizam um sistema a base de películas refletivas intercalando camadas de vácuo para obter a climatização adequada em temperaturas extremas. Este mesmo conceito é utilizado de forma simples em um objeto muito comum já mencionado: a garrafa térmica. A garrafa térmica consegue manter o café quente e a água gelada dentro de seu recipiente isolando a parte interna das condições climáticas externas. Isto se deve pelo fato da garrafa térmica conter uma câmara de ar estruturada dentro de duas películas metálicas refletivas na face interna e externa. Este sistema permite que a garrafa térmica controle a transferência de calor via radiação devido ao espaço de ar entre as películas refletivas. Este espaço de ar minimiza os impactos da transferência de calor via condução ou convecção. Utilizando-se do mesmo conceito da utilização de camadas de ar em estruturas sanduíche de películas altamente refletivas, o isolante térmico 3TC também proporciona o controle das 3 formas de transferência de calor. A tecnologia funciona a partir da junção de duas películas refletivas laminadas em um núcleo de poliestireno expandido (que contém 98% de ar em seu interior). De forma simples, a utilização do sistema de isolamento 3TC em containers proporciona a estrutura o mesmo resultado de uma garrafa térmica, climatiza o ambiente interno sem sofrer influências do ambiente interno, seja este frio ou calor. Melhor isolamento, melhor eficiência energética na utilização de ar condicionado ou sistemas de aquecimento para regiões frias, ou seja, a utilização do sistema de isolamento 3TC se mostra como a alternativa mais eficiente e viável.

Isolamento 3TC aplicado em um container da empresa EDIFICARE.