PROJETOS

RiceHUSK+

Compósitos cimentícios com casca de arroz para soluções pré-fabricadas de painéis multicamada e barreiras acústicas

  • Código do projeto
    POCI-01-0247-FEDER-039577 / LISBOA-01-0247-FEDER-039577
  • Data de aprovação
    06/05/2019
  • Data de início
    01/08/2019
  • Data de conclusão
    31/07/2022
  • Promotor
    Farcimar
  • Copromotores
    Instituto Superior Técnico Itecons
  • Região de intervenção
    Região Norte, Região Centro e Região Lisboa
  • Custo total elegível
    695.870,55 €
  • Apoio financeiro da União Europeia
    FEDER - 298.727,39 €
  • Apoio financeiro público nacional/regional
    PORL - 76.897,97 €
  • Financiamento

O objetivo deste projeto está centrado no desenvolvimento de elementos pré-fabricados para a indústria da construção produzidos a partir de materiais compósitos de base cimentícia inovadores e de elevado valor funcional, integrando na sua constituição subprodutos agroindustriais, como é o caso da casca do arroz.

 

ENQUADRAMENTO

A aplicação de tecnologias de pré-fabricação no desenvolvimento de materiais apresenta várias vantagens, tais como redução de custos de construção, melhor controlo de qualidade e redução da produção de resíduos e do consumo de energia e água. A introdução de fibras naturais em materiais de construção tem surgido nos últimos anos como uma importante estratégia de sustentabilidade. Os trabalhos de investigação relativos à integração da casca de arroz em materiais compósitos indicam diversas vantagens, tais como redução da condutibilidade térmica e melhoria do desempenho acústico. No entanto, a utilização da casca do arroz natural apresenta, ainda, diversas oportunidades de investigação, nomeadamente em termos de avaliação da durabilidade.

 

PRINCIPAIS OBJETIVOS

Numa época em que fragilidades económicas e ambientais colocam novos desafios ao sector produtivo, este projeto tem objetivo principal se centra no desenvolvimento de novos materiais compósitos de base cimentícia com elevado desempenho térmico e acústico, produzidos a partir da integração de casca de arroz. A casca de arroz tem características únicas que incentivam a sua utilização em materiais de construção, tais como a baixa densidade e elevada porosidade. Por outro lado, o reduzido valor comercial e fracas propriedades nutritivas, tendo em vista a alimentação animal, tornam difícil o escoamento deste resíduo. A colocação em aterro e queima pode causar impactes ambientais significativos, devido ao elevado teor em sílica. O seu potencial para o projeto reside no facto deste material deter boas propriedades de isolamento, decorrente da sua estrutura morfológica.

Podemos, então, enumerar os seguintes objetivos para o projeto:

  • desenvolver materiais compósitos de base cimentícia, com elevado valor funcional ao nível do comportamento térmico, acústico e de durabilidade;
  • desenvolver materiais compósitos de base cimentícia com uma elevada taxa de incorporação de subprodutos provenientes do setor agroindustrial;
  • conceber e desenvolver produtos pré-fabricados, com menor massa volúmica e com design otimizado, de forma a facilitar o transporte e manuseamento, e com elevado desempenho térmico, acústico e ambiental a partir dos novos materiais compósitos de base cimentícia.

Apesar de existirem diversos estudos sobre materiais compósitos com incorporação de resíduos, nomeadamente de subprodutos de origem natural, continua a existir uma enorme oportunidade tecnológica no desenvolvimento e otimização de novos materiais, para que sejam capazes de responder eficazmente e com elevados níveis de desempenho às exigências da arquitetura moderna e da construção sustentável.

A incorporação de subprodutos da cultura do arroz permitirá, neste sentido, não apenas desenvolver produtos mais ecológicos, mas também melhorar o desempenho funcional das soluções finais tendo em vista o desenvolvimento de barreiras acústicas e de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical. O objetivo será combinar os benefícios conferidos pela introdução da casca de arroz nas misturas cimentícias com o desenvolvimento de elementos pré-fabricados, apresentando um elevado desempenho térmico, acústico e ambiental.

Os produtos a desenvolver deverão, ainda, respeitar todas as normas aplicáveis, demonstrando propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade compatíveis com as aplicações pretendidas, bem como ser submetidos a uma cuidada análise de sustentabilidade, através da avaliação de ciclo de vida.

Pretende-se que os novos produtos, desenvolvidos a partir dos materiais compósitos de base cimentícia incorporando casca de arroz, satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que:

  • respeitem as exigências impostas por normas de especificação de produto aplicáveis;
  • apresentem um desempenho funcional pelo menos equivalente ao de produtos concorrentes (menos sustentáveis);
  • constituam soluções economicamente competitivas, permitindo apresentar vantagens mensuráveis em termos de características térmicas e acústicas, facilidade de produção e aplicação, que as tornem alternativas viáveis às soluções atualmente existentes no mercado;
  • apresentem níveis de durabilidade adequados às aplicações previstas, garantindo a manutenção das suas propriedades ao longo do tempo de vida do produto.

O desenvolvimento destes materiais/produtos contribuirá, assim, para o reforço da competitividade regional e nacional. Pretende-se, ainda, que este projeto tenha um efeito potenciador do crescimento sustentável, por via da incorporação de subprodutos de outras indústrias, do desenvolvimento de soluções com elevado desempenho térmico e acústico e da revitalização do sector da construção.Numa época em que fragilidades económicas e ambientais colocam novos desafios ao sector produtivo, este projeto tem objetivo principal se centra no desenvolvimento de novos materiais compósitos de base cimentícia com elevado desempenho térmico e acústico, produzidos a partir da integração de casca de arroz. A casca de arroz tem características únicas que incentivam a sua utilização em materiais de construção, tais como a baixa densidade e elevada porosidade. Por outro lado, o reduzido valor comercial e fracas propriedades nutritivas, tendo em vista a alimentação animal, tornam difícil o escoamento deste resíduo. A colocação em aterro e queima pode causar impactes ambientais significativos, devido ao elevado teor em sílica. O seu potencial para o projeto reside no facto deste material deter boas propriedades de isolamento, decorrente da sua estrutura morfológica.

Podemos, então, enumerar os seguintes objetivos para o projeto:

  • desenvolver materiais compósitos de base cimentícia, com elevado valor funcional ao nível do comportamento térmico, acústico e de durabilidade;
  • desenvolver materiais compósitos de base cimentícia com uma elevada taxa de incorporação de subprodutos provenientes do setor agroindustrial;
  • conceber e desenvolver produtos pré-fabricados, com menor massa volúmica e com design otimizado, de forma a facilitar o transporte e manuseamento, e com elevado desempenho térmico, acústico e ambiental a partir dos novos materiais compósitos de base cimentícia.

Apesar de existirem diversos estudos sobre materiais compósitos com incorporação de resíduos, nomeadamente de subprodutos de origem natural, continua a existir uma enorme oportunidade tecnológica no desenvolvimento e otimização de novos materiais, para que sejam capazes de responder eficazmente e com elevados níveis de desempenho às exigências da arquitetura moderna e da construção sustentável.

A incorporação de subprodutos da cultura do arroz permitirá, neste sentido, não apenas desenvolver produtos mais ecológicos, mas também melhorar o desempenho funcional das soluções finais tendo em vista o desenvolvimento de barreiras acústicas e de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical. O objetivo será combinar os benefícios conferidos pela introdução da casca de arroz nas misturas cimentícias com o desenvolvimento de elementos pré-fabricados, apresentando um elevado desempenho térmico, acústico e ambiental.

Os produtos a desenvolver deverão, ainda, respeitar todas as normas aplicáveis, demonstrando propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade compatíveis com as aplicações pretendidas, bem como ser submetidos a uma cuidada análise de sustentabilidade, através da avaliação de ciclo de vida.

Pretende-se que os novos produtos, desenvolvidos a partir dos materiais compósitos de base cimentícia incorporando casca de arroz, satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que:

  • respeitem as exigências impostas por normas de especificação de produto aplicáveis;
  • apresentem um desempenho funcional pelo menos equivalente ao de produtos concorrentes (menos sustentáveis);
  • constituam soluções economicamente competitivas, permitindo apresentar vantagens mensuráveis em termos de características térmicas e acústicas, facilidade de produção e aplicação, que as tornem alternativas viáveis às soluções atualmente existentes no mercado;
  • apresentem níveis de durabilidade adequados às aplicações previstas, garantindo a manutenção das suas propriedades ao longo do tempo de vida do produto.

O desenvolvimento destes materiais/produtos contribuirá, assim, para o reforço da competitividade regional e nacional. Pretende-se, ainda, que este projeto tenha um efeito potenciador do crescimento sustentável, por via da incorporação de subprodutos de outras indústrias, do desenvolvimento de soluções com elevado desempenho térmico e acústico e da revitalização do sector da construção.

 

ATIVIDADES DO PROJETO E RESULTADOS ESPERADOS

Atividade 1 – Estudos preliminares: Com esta atividade pretende-se desenvolver um conjunto de estudos preliminares que permitirão definir, de uma forma fundamentada, as exigências funcionais e de sustentabilidade a alcançar pelos novos materiais/soluções. Assim, os principais objetivos desta atividade são: preparar as bases necessárias ao desenvolvimento dos novos compósitos de base cimentícia e dos produtos incorporando estas misturas (painéis multicamada e barreiras acústicas); identificar as exigências e requisitos funcionais e de sustentabilidade que os produtos finais terão de cumprir, assim como as características essenciais dos compósitos cimentícios; identificar os produtos de referência comercializados no mercado nacional e internacional (ou sob investigação) de modo a fundamentar o potencial de inovação dos novos materiais face a produtos convencionais e de concorrência direta; identificar e caracterizar os mercados alvos e definir a estratégia de marketing a seguir para a obtenção de um produto economicamente viável.

Atividade 2 – Conceção dos compósitos cimentícios: esta atividade prevê um conjunto de tarefas relacionadas com os estudos de formulação e otimização dos compósitos cimentícios, incluindo uma abordagem teórico-experimental. Assim, os principais objetivos desta atividade são: realizar estudos de compatibilidade entre a casca de arroz e os ligantes hidráulicos a incorporar nos compósitos; preparar matrizes compósitas com diferentes composições e granulometrias da casca de arroz; avaliar preliminarmente as principais propriedades dos novos compósitos, recorrendo a ensaios laboratoriais de modo a otimizar as formulações; caracterizar física e mecanicamente as misturas finais e avaliar a sua durabilidade.

Atividade 3 – Conceção das soluções construtivas: Esta atividade tem como objetivo a conceção e desenvolvimento de novas soluções construtivas que incorporem os compósitos cimentícios desenvolvidos e caracterizados na atividade 2. Assim, os principais objetivos desta atividade são: definir as soluções de painéis multicamada para elementos de compartimentação vertical; definir as soluções de barreiras acústicas; desenvolver e validar modelos numéricos que permitam avaliar o desempenho das soluções; simular o comportamento higrotérmico, acústico e mecânico das misturas cimentícias integradas nas soluções finais.

Atividade 4 – Fabrico de protótipos: A fase de fabrico tem como objetivo principal a produção de compósitos cimentícios com casca de arroz em ambiente fabril e produção das primeiras soluções construtivas de painéis multicamada e barreiras acústicas. A concretização destes objetivos carece da análise das condições de fabrico dos novos produtos, nomeadamente no que diz respeito ao esforço necessário para adaptar a linha de produção. Assim, os principais objetivos desta atividade são: analisar a viabilidade de produção dos novos compósitos cimentícios com casca de arroz; analisar a viabilidade de pré-fabricação das soluções de painéis multicamada e barreiras acústicas; fabricar protótipos de painéis multicamada e barreiras acústicas com vista à realização de ensaios de validação.

Atividade 5 – Validação experimental: Com a fase de validação dos protótipos pretende-se aplicar conhecimentos e técnicas de carácter científico e tecnológico, nomeadamente ensaios normalizados, para caracterização dos painéis multicamada e barreiras acústicas. Pretende-se, ainda, que os produtos/sistemas ensaiados satisfaçam diversos requisitos, nomeadamente que: apresentem desempenhos funcionais superiores ou equivalentes aos produtos concorrentes; respeitem as exigências impostas pelas normas de especificação de produtos em vigor aplicáveis a este tipo de soluções; sejam soluções competitivas, permitindo apresentar vantagens em termos de características físicas, higrotérmicas e acústicas, que as tornem alternativas viáveis às soluções atualmente existentes no mercado; apresentem níveis de durabilidade, garantindo a manutenção das suas propriedades ao longo do tempo de vida dos produtos.

Atividade 6 - Promoção e divulgação de resultados: 

Este projeto englobará ainda um conjunto de ações de promoção e divulgação de resultados, que decorrerá 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, de website próprio e de conteúdos formadores de público e mercado.