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Futuro da Tecnologia do Ambiente Construído e os Desafios Globais
Porto Alegre, 4 a 6 de novembro de 2020
CONCRETO TRANSLÚCIDO: UMA ANÁLISE DA SUA
CAPACIDADE DE DIFUSÃO DA LUZ NATURAL^1
BALLESTE, Samantha (1); BRANDELLI, Taís (2); CORREA, Celina (3)
(1) Instituto Federal de Educação Sul-Rio-Grandense - Campus Pelotas,
samantha_balleste@hotmail.com
(2) Instituto Federal de Educação do Rio Grande do Sul - Campus Rio Grande,
taisbrandelli@hotmail.com
(3) Universidade Federal de Pelotas - FAUrb, celinab.sul@terra.com.br
RESUMO
O concreto translúcido é um material atual e inovador da área da construção civil, e assim, estudados em muitas partes do mundo. No Brasil, este material é comercializado pela Braston Pisos Personalizados, nomeados Blocos Reluzi. No entanto não há estudos sobre estes blocos que não sejam os da própria empresa. Assim, o objetivo deste estudo é analisar o desempenho desses blocos de concreto translúcido produzidos comercialmente no Brasil, quanto a sua capacidade de difusão da luz natural, e compará-lo com o desempenho obtido com um material totalmente translúcido (vidro). Para alcançar o objetivo, foi realizado um ensaio de luminosidade através de modelos reduzidos, onde foram produzidas duas maquetes, uma com fechamento lateral de vidro e outra com o bloco translúcido fornecido pela empresa Braston. Os dados resultantes do estudo demonstram que os blocos permitem uma considerável passagem de luz, no entanto, não suficientes para realização da maior parte das atividades de permanência. (2. Produto de disciplina, finalizada) Palavras-chave: concreto translúcido; fibra óptica; luz natural_._
ABSTRACT
Translucent concrete is a current and innovative material of the civil construction area, and thus, studied in many parts of the world. In Brazil, Braston Pisos Personalizados, market this material, named as Blocos Reluzi. However, there are no other studies about these blocks than those of the company itself. Thus, the objective of this study is to analyze the performance of these translucent concrete blocks commercially produced in Brazil, in terms of their ability to diffuse natural light, and compare it with the performance obtained with a very translucent material (glass). To reach the objective, a light test was carried out through reduced models, where two models are produced, one with lateral closing of glass and another with the translucent block provided by the company Braston. The data resulting from the study demonstrate that the blocks allow a revision of the update. However, it is not enough to carry out most of the permanence activities. Keywords : Translucent concrete; optical fibre; natural light. (^1) BALLESTE, Samantha; BRANDELLI, Taís; CORREA, Celina. Concreto translúcido: uma análise da sua capacidade de difusão da luz natural. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 18., 20 20 , Porto Alegre. Anais ... Porto Alegre: ANTAC, 20 20.
1 INTRODUÇÃO
O concreto vem passando por grandes modificações desde a década de 1960, não apenas em termos técnicos, mas também em questões estéticas. Ele não é apenas o pesado, frio e cinzento material do passado, ele se tornou agradável e vívido, além de ser mais adaptável, resistente e leve (HUANG, 2020). A inovação mais recente desta área é um material conhecido como concreto translúcido, que embora sua primeira menção tenha acontecido em 1935, foi desenvolvido apenas no século XXI. A primeira ideia de concreto translúcido comercializável surgiu em 2001, na Hungria, introduzida pelo arquiteto húngaro Aron Losonczi, e ficou conhecido como LiTraCon ( Light Translucent Concrete) , apresentado nas Figuras 1a e 1b. Se tratava de uma combinação de cimento e fibras ópticas poliméricas (FOP), combinadas de tal forma que o material era homogêneo internamente e externamente (SAWANT; JUGDAR; SAWANT, 2014; TUTIKIAN; MARQUETTO, 2015). Figura 1 – Bloco translúcido LiTraCon. a) Aron Losonczi e uma luminária de LiTraCon. b) Painel de LiTraCon. a) b) Fonte: LITRACON, 2019. Embora o LitraCon seja chamado de concreto translúcido, originalmente, é constituído apenas por uma argamassa com adição de fibra óptica polimérica, não sendo utilizados agregados graúdos. Acredita-se que a empresa denominou o material como concreto por questões de marketing, a fim de causar um maior impacto na divulgação. Assim, uma questão importante a ser esclarecida, é que o termo concreto translúcido é passível de ser utilizado para referenciar-se a qualquer peça de argamassa com a adição de fibra óptica. Em muitas outras partes do mundo, pesquisadores e empresas também trabalham com a questão da transparência no concreto. Majoritariamente, o concreto translúcido é composto por dois materiais básicos: o concreto ou argamassa, dois dos mais importantes materiais da construção civil, com as vantagens de uma matéria- prima rica, de baixo custo e processo de produção simples, e a fibra óptica, que possui a propriedade de guiar e transmitir a luz (COELHO, 2010; PINHO; DEMES; LIMA, 2018 ; HUANG, 2020). O processo de fabricação de um bloco de concreto translúcido é quase o mesmo que o de um de concreto regular, a diferença é que são espalhadas fibras ópticas no bloco, paralelamente, e com as extremidades expostas nas superfícies que ficarão aparentes por meio das quais ocorrerá a transmissão de luz (GOMES; PIRES; MOREIRA, 2013). Assim, o feixe de luz ao incidir na superfície da
interiores e exteriores, pavimentos, painéis e mobiliários com propósito decorativo e estético, ilustrado na Figura 3a. Deolindo e Gabriel (2019) afirmam que este material proporciona um efeito estético e contemporâneo, sendo apresentados em diversas obras e estruturas ao redor do mundo. A escultura Europe Gate , localizada na cidade Komarom, na Hungria, construída em 2004 em comemoração à união da Hungria à União Europeia, ilustrada na Figura 3b, é um exemplo da aplicação de blocos de concreto translúcidos. Figura 3 - Exemplo da utilização do concreto translúcido na arquitetura. a) Parede externa de um dormitório; b) Europe Gate. a) b) Fonte: LITRACON, 2019. Deolindo e Gabriel (2019) afirmam que a quantidade de luz que passa de um ambiente iluminado, para o outro, por meio do concreto translúcido é de grande significância. Coelho (2010) afirma que o concreto translúcido permite uma iluminação de interiores sem provocar o aquecimento dos ambientes. Além disso, apresenta importante apelo estético e funcional permitindo a exploração de novos modelos, criando ambientes interativos entre a luz e as estruturas de concreto. Um exemplo da possibilidade da aplicação direta do concreto translúcido é no sistema carcerário, visto que o material oferece ao mesmo tempo, resistência, com a colocação de paredes espessas de concreto, e entrada de luz por meio da fibra óptica, permitindo condução de luz natural nas celas e no interior do ambiente prisional e garantindo segurança e bem-estar (RESTREPO, 2013).
3 METODOLOGIA
Para alcançar o objetivo deste estudo foi realizado um ensaio de luminosidade através de modelos reduzidos (maquetes). Conforme a NBR 15125-4 (ABNT, 2005), as medições de iluminância podem ser realizadas em ambientes reais ou modelos físicos em escala reduzida. A norma indica que os modelos sejam construídos em escala não inferior a 1:40, que seja garantida sua vedação e adequação quanto às superfícies, a fim de representar com maior fidelidade as reflexividades reais. O ensaio foi realizado conforme os procedimentos de medição de iluminação interna de edificações definidos pela NBR 15215-4 (ABNT, 2005). Foram produzidas duas maquetes, uma para receber a o vidro e outra o bloco cimentício translúcido. A empresa Braston Pisos Personalizados forneceu uma amostra do bloco do tipo travertino para este estudo.
Ambas as maquetes foram confeccionadas em papel paraná, com pintura interior de tinta PVA branca fosca, obtendo-se um coeficiente de reflexão interno aproximado do real (SAWANT; JUGDAR; SAWANT , 2014). As duas maquetes foram cortadas, coladas e vedadas com fita isolante, impedindo qualquer entrada de luz indesejada e foram produzidas precisamente com as mesmas dimensões e com uma de suas laterais aberta para a colocação da amostra do vidro e do bloco translúcido. O ambiente simulado possui área útil de 28 m² (7 m de comprimento por 4 m de largura) e pé direito de 2,40 m. Para este ensaio não foram consideradas as esquadrias. A parede dos blocos ou do vidro mede 2,40 m x 7,00 m, ou seja, uma área de 16,80 m². Segundo a NBR 15215-4 (ABNT, 2005) as possíveis condições de céu para as medições são: as simuladas com céu artificial, que proporcionam um ambiente facilmente controlável, estável e reproduzível, e as reais, que se configuram como um procedimento mais fácil, porém, a variabilidade das condições pode influenciar nos valores absolutos. Neste estudo, o ensaio foi realizado sob condições de céu real. A coleta de dados ocorreu no dia 9 de maio de 2019, em Pelotas, no Rio Grande do Sul, iniciando às 00:00 e terminando após um ciclo de medição de 48 horas (dois dias). Os dados obtidos pelo sensor foram computados em intervalos de 1 hora, onde foi medida a luminosidade dentro da caixa em cada horário. Os dois modelos físicos foram colocados em local aberto, com a lateral, do vidro e do bloco, orientada para o norte, apresentado na Figura 4a. O instrumento utilizado para a medição de iluminância é o luxímetro, que consiste em um sensor fotométrico sensível à luz. Foram utilizados sensores do tipo HOBO H8 Family, da Computer Corporation, ilustrado na Figura 4b, posicionados ao centro do modelo físico e também no ambiente exterior. Para obtenção dos resultados, os dados coletados pelos luxímetros foram exportados para uma plataforma interativa através do software Box Car 4.. Figura 4 – Materiais utilizados na coleta de dados. a) Maquetes posicionadas para o norte, em ambiente exterior; b) Sensores HOBO H8 Family. a) b) Fonte: Autoras, 2019. Os dados medidos pelo luxímetro foram apresentados na unidade lum/sqf (lumens/ft²), assim, foi necessário para um melhor entendimento, transformar estas informações para a unidade de medição lux (lumens/m²). O valor de equivalência utilizado foi o de 1 lum/sqf = 10,763910417 lux.
4 RESULTADOS
A partir dos resultados obtidos, pode-se verificar que a passagem de iluminação na
Figura 5 - Intensidade luminosa durante as 48h de medição, dos dois tipos de fechamento. Fonte: Autoras, 2019. Na maquete com o bloco cimentício translúcido, as temperaturas registradas foram significativamente mais baixas do que na maquete com o vidro comum. No horário com o maior registro de temperatura, às 13 horas, foi registrada temperatura de 57, °C no interior da maquete com fechamento de vidro comum, enquanto na maquete com fechamento de bloco cimentício translúcido foi registrada a temperatura máxima de 38,32 °C, uma diferença de 19,57 °C.
5 CONCLUSÕES
Este estudo teve como objetivo analisar o desempenho dos blocos de concreto translúcido produzidos comercialmente no Brasil, quanto a sua capacidade de difusão da luz natural, e compará-lo com o desempenho obtido com um material totalmente translúcido, o vidro. Após a análise dos dados, pode-se concluir que os blocos cimentícios comercializados atualmente no Brasil são eficientes, e permitem uma passagem de luz significativa para o ambiente. No entanto, a quantidade de lúmens que passam pelo bloco não é suficiente para que esse seja utilizado como a única fonte de luz natural do ambiente. A quantidade de iluminação que o mesmo deixa passar para o ambiente não é suficiente para a realização de atividades de permanência, visto que o nível de iluminação mais indicado é entre 500 e 1000 lux - dependendo de atividade. No entanto, a luz difusa pode ser muito útil para locais onde são feitos trabalhos em computador, por exemplo, onde normalmente se quer apenas uma iluminação branda, de apoio. Em um resultado complementar, foi identificado que a temperatura na maquete com fechamento mais transparente, com vidro, ou seja, com maior permeabilidade de luz solar, foi maior do que na maquete com fechamento mais opaco, o bloco cimentício translúcido. Destaca-se que a variação térmica entre os dois tipos de fechamentos é um fator relevante na escolha entre os materiais. Assim, a utilização do bloco pode ser vantajosa em paredes que recebem radiação solar direta, pois este permite uma considerável passagem de luz, com menor passagem de calor. A iluminação natural proporcionada pelos blocos translúcidos aliadas a menor transmitância de calor pode ajudar a reduzir significativamente o consumo de energia. 0 10 20 30 40 50 60 70 TEMPERATURA ( °C) HORÁRIO BLOCO CIMENTÍCIO VIDRO COMUM
Ainda há muito a se estudar sobre os blocos translúcidos. Espera-se que este breve estudo possa incentivar mais pesquisadores na realização de mais testes e ensaios envolvendo os blocos translúcidos fabricados no Brasil.
REFERÊNCIAS
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