Atividade 1 – Estudos preliminares
Com esta atividade, pretendeu-se efetuar, numa primeira fase, o levantamento e análise de produtos existentes no mercado, que possam concorrer com os produtos em desenvolvimento em termos de aplicação e do tipo de matérias-primas utilizadas. Foram, ainda, estudadas soluções envolvendo outros materiais compósitos e outros resíduos com relevância no âmbito do projeto. Sobre a informação recolhida, foi realizado um trabalho de sistematização que permitiu comparar características técnicas e reconhecer limitações funcionais, antecipar riscos e, simultaneamente, identificar estratégias eficazes a aplicar no desenvolvimento e fabricação dos novos materiais compósitos. Para além desta tarefa, procedeu-se à identificação e análise das exigências funcionais e de sustentabilidade aplicáveis aos produtos a desenvolver no âmbito deste projeto. Dada a natureza das diferentes aplicações previstas, os principais requisitos analisados foram de ordem física, mecânica, higrotérmica e acústica. Outras características importantes tidas em consideração nesta fase foram a facilidade de fabrico e de aplicação que, inevitavelmente, terão influência na competitividade dos produtos no mercado.
Atividade 2 – Conceção dos compósitos cimentícios
Com esta atividade, pretendeu-se, numa primeira fase, caracterizar a casca de arroz e analisar a sua compatibilidade com os ligantes hidráulicos. Adicionalmente, pretendeu-se averiguar e otimizar as etapas de preparação da casca de arroz antes da sua incorporação nas misturas. Assim, foram efetuadas determinações de baridade, granulometria, massa volúmica e absorção de água. No que respeita aos estudos de compatibilidade, foram produzidos eluatos e efetuadas determinações de pH, potássio, carência química de oxigénio (CQO), fósforo total, carbono orgânico total (TOC) e açucares. Foram, ainda, produzidas várias pastas de cimento com eluatos preparados de diferentes maneiras e com casca de arroz e efetuados ensaios de resistências mecânica e de caracterização microestrutural. Após esta análise, forma definidas e otimizadas diferentes formulações de compósitos cimentícios no que respeita a diferentes aspetos, nomeadamente, quantidade relativa dos diferentes componentes, granulometrias, características dos ligantes, eventual utilização de aditivos e adjuvantes, tendo ainda em consideração a contribuição destes fatores para o impacte ambiental da solução final. Nesse sentido, procedeu-se à caracterização física e mecânica das diferentes formulações. Numa primeira fase, e de forma a validar as metodologias e analisar preliminarmente o impacte da incorporação de casca de arroz em compósitos cimentícios, foram preparadas algumas misturas cimentícias com casca de arroz, bem como com outros agregados correntemente utilizados na preparação de elementos pré-fabricados em betão, nomeadamente fibras de madeira tratada e grânulos de borracha reciclada. Refira-se que as misturas cimentícias com casca de arroz foram preparadas empiricamente, apenas como base na experiência anterior da Farcimar na preparação de compósitos com madeira e borracha, tendo sido posteriormente determinada a composição das misturas. Assim, para estas misturas, foram efetuadas determinações de massas volúmicas, de resistência mecânica, de absorção de água, de condutibilidade térmica, de absorção sonora, etc., bem como diferentes ensaios de durabilidade, tais como ciclos de molhagem e secagem, ciclos de gelo-degelo e ciclos de choque térmico. Após esta fase preliminar, e a partir das novas formulações, foram realizados ensaios de determinação da massa volúmica, de resistência mecânica, da absorção de água, de condutibilidade térmica, do calor específico e de absorção sonora, para além dos ensaios de durabilidade. Nesta fase, foram definidas duas formulações de compósitos cimentícios otimizadas para avançar com os restantes estudos do projeto, tendo em conta as aplicações previstas (barreiras acústicas e painéis multicamada).
Atividade 3 – Conceção das soluções construtivas
Ao longo desta atividade foram definidas as soluções de painéis multicamada e barreiras acústicas, em termos de dimensões do painel, bem como espessuras e composições das várias camadas. Adicionalmente, foram definidas diferentes geometrias e pontos de fixação com vista a facilitar o transporte, manuseamento e montagem. Neste sentido, foram testados modelos de simulação numérica adaptados às soluções em desenvolvimento, devidamente parametrizados com resultados experimentais para, posteriormente, serem utilizados na otimização e descrição do comportamento dos diferentes sistemas.
Atividade 4 – Fabrico de protótipos
Esta atividade teve como principal objetivo a análise das consequências da introdução de novos materiais na unidade de fabrico. Neste sentido, foi realizada uma análise das implicações que a introdução de novos materiais possa exigir na unidade de fabrico, nomeadamente no que diz respeito ao aprovisionamento, armazenamento, manuseamento e doseamento dos mesmos. Desta forma, foi analisada a necessidade de adaptar/configurar a unidade de produção atualmente existente. Esta atividade resultou, assim, na produção em ambiente fabril de diferentes protótipos funcionais de painéis multicamada e barreiras acústicas.
Atividade 5 – Validação experimental
A partir dos protótipos produzidos, encontra-se a decorrer a validação experimental dos painéis multicamada e das barreiras acústicas, em termos do seu comportamento higrotérmico, acústico e mecânico. Complementarmente, encontra-se em preparação um estudo de Avaliação do Ciclo de Vida do painel multicamada e da barreira acústica, de acordo com as características definidas ao longo do projeto. Esta tarefa está de decorrer dentro do previsto, tendo sido definidas as fronteiras do estudo e iniciada a recolha de dados para construção dos inventários necessários para a modelação do desempenho ambiental dos painéis multicamada e barreiras acústicas.
Atividade 6 - Promoção e divulgação de resultados
Este projeto engloba, ainda, um conjunto de ações de promoção e divulgação de resultados, que decorre ao longo do desenvolvimento do projeto. A divulgação será feita usando os canais habituais, através de publicações técnicas e científicas, de conferências e feiras tecnológicas No âmbito desta atividade foi já publicado um artigo científico no Journal of Building Engineering em coautoria entre as ENESII e a empresarial líder do projeto, apresentada uma tese de mestrado sobre tratamento de alcalinização da casca de arroz e sua incorporação em compósitos cimentícios e preparada uma comunicação para apresentação em conferência (ICNF, 2021) sobre o mesmo tema . Ainda no âmbito desta atividade foram preparadas várias amostras de materiais compósitos cimentícios contendo casca de arroz para ilustrar possíveis aplicações numa exposição de materiais de construção sustentáveis (MCS 2021) que teve lugar em Coimbra entre 9 e 17 de outubro de 2021, que foi organizada em paralelo com uma conferência internacional (CEES 2021). Simultaneamente, as equipas do projeto envolveram-se na preparação de comunicações científicas para apresentação em conferências internacionais (e.g. ICNF 2021) e conteúdos a expor em eventos de cariz técnico (e.g. Exposição MCS 2021).
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1B. Marques, J. Almeida, A. Tadeu, J. António, M.I. Santos, J. de Brito, M. Oliveira, Rice husk cement-based composites for acoustic barriers and thermal insulating layers, Journal of Building Engineering. (2021) 102297. doi:10.1016/j.jobe.2021.102297
2A. Raimundo, A. Esteves, I. Flores-Colen, R. Nogueira, J. de Brito, The Influence of the Alkaline Treatment of Rice Husk Incorporated in Cementitious Composites, 5th International Conference on Natural Fibres - ICNF 2021, 17 to 19 May, online conference.
3A. Esteves, Tratamento de alcalinização da casca de arroz e sua incorporação em compósitos cimentícios, Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 2021.
