Desenvolvimento de revestimentos cerâmicos confortáveis termicamente

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos MateriaisSão diversos os elementos que contribuem para a sensação de conforto do indivíduo ao meio que o cerca. Em particular, no caso de pisos cerâmicos, tem-se observado que em locais onde normalmente as pessoas encontram-se descalças, a sensação térmica de frio ou quente depende das condições ambientais locais e das propriedades do material incluindo sua microestrutura e rugosidade superficial. O desconforto pode ser por calor em pisos de ambientes externos expostos à radiação solar (áreas de piscinas e terraços) ou desconforto por frio (quartos e banheiros). Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho foi desenvolver placas cerâmicas que proporcionassem conforto térmico ao contato, mantendo as propriedades e características requeridas para os produtos de revestimentos cerâmicos. Para isto, duas propriedades térmicas precisaram ser avaliadas: a efusividade e a resistência de contato que é influenciada pela rugosidade dos pisos. A avaliação destas propriedades foi realizada por análise teórica, comparando a diferença de efusividade térmica e por ensaios experimentais, onde se mediu a temperatura da interface no contato de pisos com diferentes porosidades e o pé descalço. Desenvolveu-se também um modelo matemático para calcular a resistência de contato entre o pé (que apresenta uma certa rugosidade) e uma superfície rugosa. A efusividade térmica está diretamente correlacionada com a condutividade térmica e a densidade do material. Materiais com baixa condutividade e baixa densidade podem ser obtidos pela inclusão de poros na microestrutura decorrentes das matérias-primas e condições de processamento usualmente empregadas. Em relação ao comportamento mecânico, a presença de poros implica em diminuição da resistência. No entanto, a presença de uma porosidade controlada é essencial para materiais com funções térmicas, garantindo a transferência de calor adequada. Desta forma, a fim de otimizar essas propriedades, foram obtidas placas cerâmicas variando-se a porosidade das mesmas, atuando-se nos parâmetros de processamento: composição da massa cerâmica, variação da pressão de compactação e temperatura de queima. As placas cerâmicas obtidas com diferentes porosidades foram expostas ao ambiente ensolarado e medida a temperatura da sua superfície. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas como: módulo de ruptura em flexão e resistência ao desgaste pelo método da abrasão profunda. Os resultados teóricos e experimentais mostram que por meio do aumento da porosidade das placas cerâmicas obtidas, a condutividade e a efusividade térmica diminuem promovendo o conforto no contato