Avaliação numérica com o método dos elementos finitos das tensões termomecânicas em sistemas de revestimento de fachadas

Abstract

A utilização de peças cerâmicas como acabamento em fachadas dos edifícios têm ocorrido em larga escala em virtude das características apresentadas por este tipo de sistema de revestimento, como o conforto acústico e térmico do usuário, a estanqueidade, que é acentuada quando de sua utilização, bem como a valorização do imóvel. Apesar dessas características, este sistema de revestimento pode vir a apresentar problemas sérios de descolamentos em fachadas externas, principalmente em virtude das tensões de natureza térmica provocadas pelas variações de temperatura às quais estas fachadas estão submetidas. Os frequentes problemas patológicos observados nas fachadas das edificações, que inclusive podem comprometer seriamente a durabilidade de tais fachadas, bem como o crescente mercado de reparo e de recuperação de fachadas, revelam a necessidade de realização de pesquisas específicas, ligadas aos problemas de descolamento de peças cerâmicas em fachadas de edifícios com o intuito de melhor conhecer o comportamento deste sistema de acabamento. Para entender a mecânica de funcionamento destes sistemas de revestimento e encontrar soluções para alguns problemas relacionados aos sistemas de revestimentos cerâmicos, surgiu a necessidade de desenvolver um modelo em elementos finitos. O objetivo principal deste estudo com elementos finitos reside no fato do mesmo permitir fazer simulações numéricas dos problemas que normalmente poderiam ocorrer, em função das reais condições às quais os revestimentos estariam expostos. Analisando os resultados das tensões e deformações relativos aos modelos em elementos finitos pretende-se com este trabalho encontrar indicativos de soluções que possam auxiliar na adequada utilização dos sistemas de revestimentos cerâmicos ou mesmo sugerir características mais adequadas de comportamento dos materiais a empregar que possam aliviar as patologias observadas nas fachadas. Este trabalho apresenta, portanto, uma análise de tensões de natureza térmica advindas de incidência solar em uma fachada constituída por revestimento de placas cerâmicas, utilizando diversos modelos numéricos tridimensionais em elementos finitos. Alguns modelos são compostos por substratos extremamente rígidos e outros compostos por substratos mais flexíveis. Os resultados são apresentados de forma comparativa inclusive com modelos bidimensionais mais simplificados (Saraiva, 1998).