Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface

SIMULAÇÃO DE EMBEBIÇÃO EM ELEMENTOS MULTICAMADA Análise do fenómeno de interface SARA ISABEL LOBO DE CASTRO Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES Orientadora: Prof.ª Dr.ª Ana Sofia Moreira dos Santos Guimarães Teixeira JUNHO 2015 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2014/2015 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  [email protected] Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  [email protected]  http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2014/2015 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2015. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface Sê todo em cada coisa. Põe quanto és no mínimo que fazes. Fernando Pessoa Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface i AGRADECIMENTOS A chegada ao final desta jornada requer agradecimentos, nomeadamente: À Doutora Ana Sofia Guimarães, orientadora desta tese, por me ter aceitado tão tardiamente, por ter estado tão presente nas etapas mais difíceis, por toda a confiança, empenho, incentivo e dedicação que me prestou e, principalmente pela disponibilidade que mostrou durante este tempo. Não seria possível este produto sem tão oportuna orientação. Ao Doutor João Delgado pelo auxílio prestado e pela simpatia com que me recebeu. Aos meus pais que me sempre me apoiaram, principalmente nesta última etapa tão importante. Agradecer por todos os valores que me incutiram, pela força e paciência com que me têm educado e guiado em todas as fases da minha vida. À Catarina, por ter sido o meu alento, o meu braço direito, por me ter dado a confiança e vontade para lutar até ao fim não só nesta etapa, mas durante o curso. Sem ti, nada. Ao meu irmão Pedro, por ter acompanhado este processo e por me incentivar durante este percurso. Aos meus avós que desde pequena me incutiram a vontade de crescer, de aprender e a lutar pelo que quero. Aos meus amigos, os mais especiais, por me ajudarem, fazerem-me rir e por me fazerem encarar esta etapa e a vida com mais alegria e felicidade. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface ii Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface iii RESUMO A interface refere-se à heterogeneidade dos sistemas construtivos que é necessária para suprir as várias exigências inerentes à construção. O reconhecimento das zonas de interface como as zonas mais críticas em termos de patologias no processo de construção, tem gerado um interesse nesta área e na sua gestão de forma a otimizar o processo construtivo e a diminuir o risco de aparecimento de patologias. A utilização crescente de programas de cálculo automático tem dado origem a vários estudos que pretendem aferir a fiabilidade dos resultados obtidos por simulação em comparação com os ensaios laboratoriais e os resultados teóricos expectáveis. O WUFI, enquanto modelo de simulação numérico na área da higrotérmica, tem sido amplamente utilizado para o estudo do transporte de humidade nas suas várias vertentes e por isso foi o modelo escolhido para simular várias amostras de elementos multicamadas. O objetivo das simulações numéricas era recriarem, o mais aproximadamente possível, os ensaios laboratoriais efetuados anteriormente. Foram estudadas quatro amostras: um provete monolítico de referência e três provetes com interfaces contacto perfeito, espaço de ar e contacto hidráulico. A partir dos perfis hídricos obtidos do WUFI foram tirados os pontos que permitiram gerar as curvas de absorção em função do tempo e em função da raiz do tempo que permitiram calcular o FLUMAX e o coeficiente de capilaridade, respetivamente. No final foram comparadas as várias curvas obtidas por simulações com as resultantes dos ensaios e comentadas a partir dos resultados teóricos esperados. Conclui-se que o WUFI não tem em conta as resistências hídricas nas interfaces contacto perfeito e contacto hidráulico e não considera o corte hídrico no caso do espaço de ar. No entanto, uma análise local ao interior das interfaces mostrou que o transporte de humidade, nessa zona, se processa de acordo com o esperado. O transporte de humidade global não é influenciado por esse transporte local, nos resultados que o WUFI apresenta em cada simulação. PALAVRAS-CHAVE: Humidade, WUFI 2D, Interface, Absorção. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface iv Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface v ABSTRACT The interface refers to the heterogeneity of the constructive systems necessary to meet the various requirements inherent in construction. Recognition of interface zones as the most critical areas in terms of pathologies in the construction process, has generated an interest in this area and in its management in order to optimize constructive process and decrease the risk of pathologies. The increasing use of automatic calculation programs has given rise to several studies that aim to assess the reliability of the results obtained by simulation in comparison with laboratory testing and theoretical results expected. The WUFI, while numerical simulation model in hygrothermics area, has been widely used for the study of moisture transport in its various strands and so was the model chosen to simulate several samples of multilayer elements. The goal of the numerical simulations was recreate, as nearly as possible, the laboratory tests carried out previously. Four samples were studied: a monolithic piece of reference and three test-pieces with interfaces as perfect contact, air space and hydraulic contact. From the hydric profiles obtained from WUFI were taken the points that made it possible to generate the absorption curves as a function of time and depending on the root of the time allowed to calculate the FLUMAX and the coefficient of capillarity, respectively. At the end were compared the various curves obtained by simulation with the result of the tests and commented from the expected theoretical results. It is concluded that the WUFI does not take into account the water resistance in the perfect and hydraulic contact interfaces and does not consider the hydric cut in the case of air space. However, a local analysis into the interfaces showed that the moisture transport in the area, takes place according to the expected. The global moisture transport is not influenced by this local transport, in the results that the WUFI presents in each simulation. KEYWORDS: Moisture, WUFI 2D, Interface, absorption Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xii Figura 2.28. – Perfil hídrico do provete de contacto perfeito (B) [6]. .................................................... 21 Figura 2.29. – Perfis hídricos de provetes em contacto hidráulico: betão em contacto com a água à esquerda; argamassa em contacto com a água à direita [6]. ............................................................... 21 Figura 2.30. – Perfis hídricos de provetes em contacto perfeito: betão em contacto com a água à esquerda; argamassa em contacto com a água à direita [6]. ............................................................... 22 Figura 2.31. – Modelo físico adotado [4]. .............................................................................................. 22 Figura 2.32. – Perfis hídricos no interior da argamassa: (a) argamassa curada em molde; (b) tijolos saturados; (c) tijolos secos [4]. .............................................................................................................. 23 Figura 2.33. – Curvas do fluxo da humidade pela raiz quadrado do tempo [4]………………………….24 Figura 2.34. – Modelo físico das amostras. .......................................................................................... 24 Figura 3.1. – Ecrã Principal. .................................................................................................................. 29 Figura 3.2. – Menus. ............................................................................................................................. 29 Figura 3.3. – Menu Info. ........................................................................................................................ 30 Figura 3.4. – Construção. ...................................................................................................................... 30 Figura 3.5. – Selecionar material. ......................................................................................................... 31 Figura 3.6. – Definição da construção. ................................................................................................. 32 Figura 3.7. – Definição da superfície. ................................................................................................... 33 Figura 3.8. – Clima. ............................................................................................................................... 33 Figura 3.9. – Clima da base. ................................................................................................................. 34 Figura 3.10. – Condições iniciais de temperatura. ................................................................................ 34 Figura 3.11. – Condições iniciais de humidade relativa. ....................................................................... 35 Figura 3.12. – Parâmetros de cálculo ................................................................................................... 35 Figura 3.13. – Parâmetros numéricos ................................................................................................... 36 Figura 3.14. – Gráficos de resultados. .................................................................................................. 36 Figura 3.15. – Perfil hídrico longitudinal (1h). ....................................................................................... 37 Figura 3.16. – Perfil hídrico longitudinal (1dia). ..................................................................................... 38 Figura 3.17. – Perfil hídrico transversal (1h). ........................................................................................ 38 Figura 3.18. – Perfil hídrico transversal (1dia). ..................................................................................... 39 Figura 4.1. – Esquema dos provetes ensaiados [2]. ............................................................................. 42 Figura 4.2. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes monolíticos……………………………………………………………………………………………42 Figura 4.3. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto perfeito…………………………………………………………………………………43 Figura 4.4. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes com espaço de ar…………………………………………………………………………………….43 Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xiii Figura 4.5. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto hidráulico............................................................................................................ 43 Figura 4.6. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto perfeito. ............................................................................................................................. 44 Figura 4.7. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes com espaço de ar. ................................................................................................................................. 44 Figura 4.8. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. ......................................................................................................................... 45 Figura 4.9. – Esquema do provete monolítico à esquerda; provete em contacto perfeito à direita ..... 45 Figura 4.10. – Esquema dos provetes: à esquerda espaço de ar, à direita em contacto hidráulico. ... 46 Figura 4.11. – Climas das faces laterais e superior à esquerda; clima da base à direita..................... 46 Figura 4.12. – Esquema do método das fatias no provete. .................................................................. 48 Figura 4.13. – Esquema do método das fatias no perfil hídrico. ........................................................... 49 Figura 4.14. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete monolítico. ............................................................................................................................................. 50 Figura 4.15. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete em contacto perfeito. ............................................................................................................................. 50 Figura 4.16. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete com espaço de ar. ................................................................................................................................. 50 Figura 4.17. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete em contacto hidráulico. ......................................................................................................................... 51 Figura 4.18. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, do provete em contacto perfeito. ................................................................................................................................... 51 Figura 4.19. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, do provete com espaço de ar. ......................................................................................................................................... 52 Figura 4.20. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, do provete em contacto hidráulico. ............................................................................................................................... 52 Figura 4.21. – Curvas de absorção de água por capilaridade do interior das interfaces. .................... 53 Figura 4.22. – Curvas de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete monolítico. ............................................................................................................................................. 54 Figura 4.23. – Curvas de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto perfeito. ............................................................................................................................. 55 Figura 4.24. – Curvas de absorção por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes com espaço de ar. ......................................................................................................................................... 55 Figura 4.25. – Curvas de absorção por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. ............................................................................................................................... 56 Figura 4.26. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto perfeito. .................................................................................................................................................. 58 Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xiv Figura 4.27. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes com espaço de ar. .......................................................................................................................................................... 58 Figura 4.28. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. .............................................................................................................................................. 59 Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xv ÍNDICE DE TABELAS Tabela 2.1. – Configuração dos vários provetes ensaiados [5]. ........................................................... 10 Tabela 2.2. – Resumo dos modelos ensaiados por Qiu. ...................................................................... 19 Tabela 2.3. – Totalidade de ensaios efetuados. ................................................................................... 20 Tabela 2.4. – Condições de continuidade na interface [5]. ................................................................... 26 Tabela 4.1. – Coeficientes de capilaridade dos ensaios. ...................................................................... 44 Tabela 4.2. – Valores de FLUMAX dos ensaios laboratoriais. ............................................................. 45 Tabela 4.3. – Condições ambientais do laboratório [2]. ........................................................................ 46 Tabela 4.4. – Uniformização dos resultados dos ensaios laboratoriais no provete monolítico. ........... 48 Tabela 4.6. – Coeficientes de capilaridade das simulações. ................................................................ 51 Tabela 4.7. – Valores de FLUMAX das simulações numéricas. ........................................................... 52 Tabela 4.8. – Comparação dos valores dos coeficientes de capilaridade. ........................................... 57 Tabela 4.9. – Comparação dos valores do FLUMAX............................................................................ 59 Tabela 4.10. Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o coeficiente de capilaridade dos elementos monolítico e em contacto perfeito………………………………………………………………..61 Tabela 4.11. Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o coeficiente de capilaridade dos elementos com espaço de ar e em contacto hidráulico…………………………………………………….62 Tabela 4.12. – Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o FLUMAX. ........................ 63 Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xvi Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xvii SÍMBOLOS, ACRÓNIMOS E ABREVIATURAS dH/dT – Capacidade de armazenamento de calor, material húmido [J/m3] dw/ dϕ – Capacidade de armazenamento de humidade, material húmido [kg/m³] λw – Condutibilidade térmica do material húmido [W/(m.K)] Dϕ – Coeficiente de condução líquida [kg/(m.s)] δp – Permeabilidade ao vapor de água do material [kg/(m.s.Pa)] hv – Calor latente de evaporação da água [J/kg] psat – Pressão de saturação do vapor de água [Pa] T – Temperatura do ar [ºC] ϕ – Humidade relativa [-] A – Coeficiente de absorção de água por capilaridade [kg/(m2.s1/2)] pc – Pressão capilar [Pa] R – Constante dos gases ideiais [MPa.cm3/(mol.K)] W1 – Teor de humidade da camada 1 [kg/m3] W2 – Teor de humidade da camada 2 [kg/m3] FLUMAX – Fluxo máximo Transmitido [kg/(m2.s)] HR – Humidade relativa [%] LFC – Laboratório de Física das Construções AAC – Betão areado autoclavado Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface xviii Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 1 1. INTRODUÇÃO 1.1 ÂMBITO Os modelos de simulação numérica e a sua crescente importância têm dado origem a estudos mais detalhados deste tipo de ferramentas com o intuito de aferir a sua utilidade e eficiência. O uso de programas de cálculo automático é uma mais-valia uma vez que conduz a soluções mais eficientes tanto a nível económico como ambiental. A presença de materiais heterogéneos na construção origina o contacto entre elementos com porosidades diferentes. Esta diferença de porosidades afeta o transporte da humidade ao longo desses elementos e pode gerar patologias que afetam não só o funcionamento do edifício como a sua vida útil. O conhecimento mais profundo do fenómeno de interface pode contribuir para a diminuição do aparecimento de patologias. Embora haja uma maior utilização dos programas de cálculo automático e um maior interesse pelo fenómeno da interface, não há muitos estudos que combinem os dois e, por isso, este trabalho tem como objetivo contribuir para o aumento do conhecimento nesta área. O WUFI 2D é um programa utilizado para o estudo higrotérmico dos edifícios e dada a crescente importância do fenómeno da interface é interessante perceber como é que esta é retratada nas simulações. Assim, este trabalho foca-se na utilização do WUFI 2D para a definição de simulações numéricas que recriem os ensaios laboratoriais efetuados anteriormente. Partindo do levantamento de informação teórica sobre o fenómeno e o programa, foram criadas simulações com o objetivo de avaliar a influência da interface no transporte de humidade simulado comparando resultados com os ensaios de absorção capilar efetuados em laboratório e com outros ensaios presentes em vários estudos sobre esta temática. 1.2 OBJETIVOS Em termos teóricos este trabalho visa analisar o fenómeno da interface, as suas condições de continuidade e os valores dos coeficientes de capilaridade e FLUMAX, associados às curvas de absorção por capilaridade dos provetes, com o objetivo de caraterizar o transporte de humidade ao longo de elementos multicamada e, especialmente, nas zonas de interface. Em termos práticos o grande objetivo é recriar no WUFI 2D as condições dos ensaios laboratoriais e estudar o transporte de humidade simulado em elementos multicamadas, fazendo a análise comparativa com os valores obtidos nos ensaios e nos vários estudos dedicados ao fenómeno da interface. Pretende-se, também, perceber como o WUFI 2D analisa a interface e a sua influência no transporte de humidade e avaliar quantitativamente a resistência hídrica que o programa considera comparando-a com valores resultantes dos ensaios. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 2 1.3 ESTRUTURA DO TEXTO Este trabalho divide-se em cinco capítulos abaixo listados:  O capítulo 1, atual capítulo, que corresponde à introdução. Enquadra-se o contexto do estudo, a sua relevância e especifica-se a estrutura do trabalho;  O capítulo 2 é relativo ao fenómeno da interface. São caraterizadas as várias interfaces, as suas condições de continuidade e a sua influência no transporte de humidade. É apresentado o conceito de FLUMAX e são analisados estudos sobre o fenómeno da interface;  O capítulo 3 é uma abordagem teórica ao programa de simulação numérica WUFI 2D. São apresentados os vários menus e as suas funcionalidades. Apresentam-se os resultados e as suas formas de apresentação;  O capítulo 4 é dedicado às simulações. São apresentados os resultados do ensaio, calculados os coeficientes de capilaridade e os FLUMAX para cada amostra simulada e posteriormente é feita uma análise comparativa dos resultados das simulações numéricas e dos ensaios laboratoriais;  O capítulo 5 descreve as principais conclusões do trabalho e refere algumas considerações finais da tese. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 3 2. INTERFACE EM ELEMENTOS MULTICAMADAS 2.1. INTRODUÇÃO A heterogeneidade dos sistemas construtivos é algo corrente e, de certa forma, necessário. Surge pela necessidade de suprir as várias exigências inerentes à construção sejam elas estruturais, de conforto entre outras e está presente na construção em geral. Esta já referida heterogeneidade é bastante interessante do ponto de vista do estudo do comportamento da humidade, na medida em que este é sobretudo afetado pela diferente porosidade dos materiais constituintes de um sistema construtivo e pelo tipo de ligações de interface. As alvenarias caraterizam-se pelo tipo de construção com materiais naturais (pedras) ligadas por argamassa e tem o início da sua história na Antiguidade. Mantiveram-se no topo das soluções construtivas mais utilizadas até à Revolução Industrial que trouxe consigo novos materiais, como por exemplo o cimento Portland, que tornaram a construção em betão armada a mais procurada na atualidade. A sua utilização tem vindo a ser retomada devido a fatores económicos [1]. Esta pequena referência histórica afigura-se relevante se se tiver em conta que grande parte dos edifícios portugueses são construções em alvenaria e que, portanto, estudar e perceber o funcionamento de interfaces neste tipo de construção é fundamental para caraterização de fenómenos, definição de soluções e aplicação de medidas preventivas para proteção do património edificado. A interface, enquanto parte de um sistema construtivo, tem uma grande influência na forma como a humidade se transporta nesse mesmo sistema. Apesar de existirem diferentes estudos sobre o transporte de água em sistemas compostos, estes debruçam-se sobre elementos em contacto com o solo e não sobre o transporte de água entre materiais de construção. Entre estes verifica-se uma grande diferença no tipo de transporte e, sobretudo, da porosidade do meio. Enquanto no solo a gravidade exerce uma grande influência no transporte da água, no caso dos materiais de construção são as forças capilares que intervêm no transporte da humidade. Em termos de dimensão dos poros é de fácil aceitação que o solo dispõe de uma dimensão porosa bastante superior à dos materiais de construção pelo que devem ser acauteladas estas diferenças [2]. O transporte de humidade na interface tem assumido crescente importância nas últimas décadas, uma vez que esta condiciona o transporte de água e muito contribuí para o aparecimento de patologias. Já em 1996, numa conferência internacional, Alistair G.F. Gibb [3] constatava que as zonas fronteiriças das interfaces são o local de concentração dos problemas mais complexos em edifícios de construção, assim como referiu que estes mesmos problemas afetam não só o design como a resposta do edifício ao longo do tempo. Citando o autor: “A chave para melhorar a eficiência do design e da construção do edifício reside na área de gestão das interfaces” [3]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 10 Tabela 2.1. – Configuração dos vários provetes ensaiados [5]. 2.3.1.2. O ensaio Os provetes foram sujeitos ao ensaio de embebição vertical, após terem sido secos em estufa e até à estabilização da massa. Apresenta-se na figura 2.10. o modelo de ensaio, assim como as condições em que este decorreu. . Figura 2.10. – Modelo de ensaio [5]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 11 2.3.1.3. Resultados  Elementos Monolíticos Com os ensaios de embebição vertical, Vasco Freitas corroborou os resultados já obtidos por Bomberg [8] (utilizando gesso) que revelam uma proporcionalidade direta entre a quantidade de água absorvida e a raiz quadrada do tempo na primeira fase de embebição, como se verifica na figura 2.11. Figura 2.11. – Variação da absorção de água em provetes de barro vermelho (esquerda) e betão celular (direita) [5].  Elementos em Contacto Perfeito Relativamente ao barro vermelho Vasco Freitas revela a existência de uma resistência na zona da interface que se encontra associada à existência de um FLUMAX, já referido anteriormente. Essa resistência hídrica provoca um atraso na embebição quando a interface é atingida. A partir deste ponto verifica-se um aumento de massa constante, na relação direta do tempo, como se verifica nas curvas de absorção dos provetes para as alturas de interface de 2, 5 e 7cm representadas na figura 2.12. Figura 2.12. – Atraso na embebição com interfaces a diferentes alturas [5]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 12 O atraso verifica-se em momentos temporais diferentes consoante a altura da interface. Quando a interface surge a uma posição mais baixa o atraso na embebição surge mais cedo, ou seja, quanto mais baixa a altura da interface em relação à base do provete mais rapidamente a água a atinge e, consequentemente, mais cedo se dá o atraso na embebição. No caso dos provetes de betão celular a situação anterior só se verifica para a primeira altura, 2cm. A 5cm e a 7cm, devido ao fluxo que chega à interface ser menor que o FLUMAX, não há diferenças entre estas curvas e as correspondentes aos provetes monolíticos, como se apresenta na figura 2.13. Figura 2.13. – Inexistência de atraso na embebição [5].  Elementos com Espaço de Ar Foi verificada a existência de um corte hídrico na zona da interface que permite apenas a fase de vapor como forma de transporte de água. A chegada à zona de interface pela frente húmida provoca um aumento lento, mas constante, de peso dos provetes independentemente dos materiais que os constituem, como se verifica na figura 2.14. Figura 2.14. – Atraso na embebição de provetes com espaço de ar [5]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 13 2.3.2. ALISTAIR GIBB – 1993 A 1995 O autor realizou durante dois anos um trabalho cujo título original é ‘Testing Methods for Construction Interfaces’. Através do resumo da sua intervenção na CIB W89 Beijing Internacional Conference verifica-se que tem como objetivo estudar a influência das interfaces na construção e na vida útil de um edifício. O trabalho parte da hipótese colocada por Gibb, de que ‘a chave para a melhoria da eficiência do design do edifício e da sua construção assenta na área de gestão das interfaces’ [3]. Centra-se em revestimentos realizados à medida, nomeadamente no desenvolvimento do seu design e em testes de alta performance. 2.3.2.1. O método Foram selecionados 15 edifícios representativos dos mais complexos revestimentos existentes. Para o estudo desses edifícios foram realizadas entrevistas a pessoal interessado do projeto, visitas aos locais e aos trabalhos relacionados com os revestimentos, todos os testes a protótipos foram acompanhados e foi recolhida toda a documentação necessária. 2.3.2.2. Modelo adotado A partir da análise dos edifícios, que incluiu as várias etapas apresentadas anteriormente, foi sendo criada uma lista de interfaces chave relacionadas com o revestimento. Para cada edifício, representado por um número, foi verificada a existência de determinada interface e a sua influência, sendo que a preto se encontram as mais influentes e a cinzento as de menor influência. A figura 2.15. apresenta todas as interfaces encontradas, os edifícios em que foram encontradas e a sua importância. Figura 2.15. – Interfaces chave estudadas [3]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 14 2.3.2.3. Resultados A partir da análise das interfaces existentes e da sua presença nos vários edifícios estudados, o autor concluiu que:  Nos projetos de construção mais complexos a maior parte dos problemas estão concentrados nas zonas de interface;  Não deve haver tolerância no projeto e na concretização de interfaces na estrutura do edifício pois pode vir a ser uma fonte de problemas;  Diferentes países com diferentes culturas apresentam diferentes atitudes perante o fenómeno da interface e os problemas por este causados;  Ter em conta o fenómeno da interface é essencial na gestão do desenvolvimento, testes e fases da construção;  Fazer um esforço na parte inicial da conceção do projeto é útil e influencia a redução de problemas que possam vir a ser encontrados mais tarde. 2.3.4. H.J.P. BROCKEN – 1998 2.3.4.1. Modelo adotado  Provetes Monolíticos O autor utilizou provetes cilíndricos com 2cm de diâmetro e cerca de 75mm de comprimento de tijolo vermelho. Figura 2.16. – Modelo físico do contacto perfeito.  Provetes Contacto Perfeito Usando o mesmo modelo físico dos provetes monolíticos, Brocken dividiu o provete em metades que foram posteriormente justapostas.  Provetes Contacto Hidráulico O modelo físico adotado para o estudo da interface de contacto hidráulico consiste num conjunto de 4 amostras de tijolo separadas por camadas de argamasse com espessura de 12mm, conforme apresentado na figura 2.17. Figura 2.17. – Modelo físico de contacto hidráulico [9]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 15 2.3.4.2. O ensaio O autor optou pelo NMR – Nuclear Magnetic Resonance, representado na figura 2.18. que permite determinar, a uma dimensão, perfis de conteúdo de humidade quantitativamente e com elevada resolução espacial. Figura 2.18. – Material necessário à realização do NMR [9]. Este método, ao efetuar perfis de humidade, permitiu com um só material retirar perfis a utilizar para a obtenção de parâmetros caraterísticos do transporte de humidade e, com vários materiais, utilizar os perfis para caraterizar o processo de transporte de humidade ou a eficiência de um tratamento que lhes esteja a ser aplicado. Os perfis são definidos através da medição em diferentes locais do teor de humidade. Esta medição pode ser realizada através de dois métodos: 1) Variação da localização da amostra; 2) Variação do local de medição; O ensaio encontra-se esquematizado na figura 2.19. A amostra é colocada sob um campo magnético de rádio frequência gerado por uma bobina que a rodeia e que recebe as frequências emitidas pela amostra. Figura 2.19. – Esquema do ensaio NMR [9]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 16 Gera-se um gradiente de campo magnético bem definido que dá origem a uma medição unidimensional da água a uma distância de cerca de 1mm. 2.3.4.3. Resultados  Elementos Monolíticos O autor realizou perfis hídricos de três materiais diferentes e constatou que não há quaisquer descontinuidades a assinalar. Na apresentação dos gráficos, Brocken optou por transformar os perfis hídricos com a curva de Boltzmann, como se mostra na figura 2.20., de forma a tornar a leitura dos mesmos mais clara. Figura 2.20. – Transformação de Boltzmann dos perfis hídricos da amostra monolítica [9].  Elementos em Contacto Hidráulico Perfeito Brocken ensaiou duas amostras do mesmo tijolo ligadas entre si por uma cola e posteriormente secas. Na figura 2.21. apresentam-se os seus perfis hídricos à esquerda e a aplicação da curva de Boltzmann aos perfis do lado direito. Figura 2.21. – (a) perfis hídricos de teor de humidade; (b) utilização da curva de Boltzmann nos perfis hídricos [9]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 17 Os resultados mostram que, quando a água atinge a interface, há um pico descendente no teor de humidade que é, no entanto, muito pequeno pelo que não é representativo de uma resistência hídrica. No gráfico da curva de Boltzmann verifica-se que não há descontinuidades e o comportamento da amostra ensaiada assemelha-se a um provete monolítico, por isso considera-se um caso de contacto hidráulico perfeito. Esta situação ocorre pela ligação perfeita criada entre a cola e o tijolo que faz com que a diferença de porosidade não se traduza numa resistência hídrica na absorção de água.  Elementos em Contacto Hidráulico A análise da figura 2.22., que apresenta os perfis hídricos dos provetes em contacto hidráulico, permite verificar que rapidamente a água atinge a primeira interface, fazendo com que os perfis hídricos se desenvolvam dentro da camada de argamassa (faixa cinzenta). Pelo facto de a argamassa absorver água muito lentamente, o primeiro tijolo (primeira faixa branca) atinge a saturação num curto espaço de tempo. Quando a água atinge a segunda interface, argamassa – tijolo, passa a ser absorvida pelo segundo tijolo (segunda faixa branca). A absorção de água sofre um atraso na embebição já que passa a ser controlada pela permeabilidade da primeira camada de argamassa. Já na última camada de argamassa (segunda faixa cinzenta) não há a passagem de grande teor de humidade. Verifica-se que a água se mantém no segundo tijolo até à sua saturação. Mesmo após a saturação não há grande atravessamento da água na segunda interface tijolo-argamassa Figura 2.22. – Perfis hídricos de contacto hidráulico [9]. 2.3.5. XIAOCHUAN QIU – 2003 2.3.5.1. Modelo adotado  Provetes Monolíticos O autor usou provetes cúbicos de dimensões 50*90*20mm de betão areado autoclavado (AAC), conforme se visualiza na figura 2.23. Figura 2.23. – Modelo físico monolítico [6]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 18  Provetes em Contacto Perfeito Utilizando o modelo dos provetes monolíticos criaram-se os provetes com interface de contacto perfeito. Dividiu-se o provete em dois e estes foram impermeabilizados nas faces laterais e colocados em contacto nas faces cortadas (figura 2.24.) Figura 2.24. – Modelo físico com contacto perfeito [6].  Provetes em Contacto Hidráulico Qiu, optou por utilizar dois tipos de provetes em que a única diferença entre eles é a ligação entre o material e a argamassa. Se num deles a argamassa foi colocada diretamente entre os blocos, no outro foi colocado um tecido com uma espessura de 0.09mm que evitou a ligação entre a argamassa e o material. Este pequeno tecido foi removido ao fim de um dia e aí sim os blocos foram colocados em contacto direto com a argamassa. Para o esquema apresentado na figura 2.25. a interface pode ser de contacto perfeito, quando se utiliza o tecido, ou de contacto hidráulico. Figura 2.25. – Dois modelos físicos de contacto hidráulico [6]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 19  Resumo Na tabela 2.2. encontram-se descriminados os vários modelos usados nos ensaios efetuados pelo autor. Tabela 2.2. – Resumo dos modelos ensaiados por Qiu. Amostra A B C D Primeira camada Betão Betão Betão Betão Espessura (mm) 90 30 15 15 Interface N/A Contacto Perfeito Contacto Hidráulico Contacto Perfeito Segunda camada N/A Betão Argamassa Argamassa Espessura (mm) 60 15 15 2.3.5.2. O ensaio O ensaio utilizado pelo autor encontra-se esquematizado na figura 2.26. A superfície inferior foi colocada em contacto com água líquida, colocada em circulação pelo banho líquido. No recipiente a água foi mantida a uma altura variável entre os 3mm e os 5mm, altura essa controlada pelo recipiente número 6. Figura 2.26. – Esquema do ensaio [6]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 26 Tabela 2.4. – Condições de continuidade na interface [5]. Neste capítulo foram, ainda, analisados vários estudos sobre o fenómeno da interface. Vasco Freitas [5] revelou a proporcionalidade direta entre a quantidade de água absorvida e a raiz do tempo nos provetes monolíticos. No seu estudo das interfaces em contacto perfeito e espaço de ar concluiu que existe uma resistência hídrica associada ao FLUMAX, fluxo máximo transmitido, e um corte hídrico, respetivamente, que geram um atraso na embebição dos provetes. Alistair Gibb [3], num estudo mais direcionado para revestimentos fez um levantamento das interfaces mais críticas no processo construtivo de revestimentos e concluiu que as zonas de interfaces são zonas de concentração de problemas complexos e que a gestão das interfaces reduz o risco de aparecimento de patologias e prolonga a vida útil do edifício. Brocken [9] ensaiou amostras cujos resultados corroboram a existência de contacto perfeito. Quanto ao contacto hidráulico, o autor considera que só pode existir contacto hidráulico perfeito dentro de um intervalo limitado dos parâmetros da argamassa que influenciam o transporte de humidade, já que estes determinam o comportamento da interface. Tal como Vasco Freitas [5], Qiu [6] corroborou a existência de contacto hidráulico imperfeito devido à descontinuidade da estrutura porosa que provoca um decaimento do teor de humidade dos perfis hídricos na zona da interface. Concluiu que a pressão capilar, em zonas de contacto hidráulico, diminui com o aumento da humidade e que o comportamento de provetes compostos por tijolo e argamassa em contacto hidráulico e em contacto perfeito é semelhante quando sujeitos ao ensaio de absorção de água por capilaridade. H. Derluyn, H. Janssen e J. Carmeliet [4]/[10] concluíram que a cura das argamassas influencia o transporte de humidade. A absorção é mais rápida nas amostras com argamassa curada em molde, seguidas pelas amostras com argamassa curada em ambiente húmido e pelas amostras com argamassa curada em ambiente seco. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 27 3. O MODELO DE SIMULAÇÃO DINÂMICA: WUFI 2D 3.1. INTRODUÇÃO O grande desenvolvimento tecnológico sentido nas últimas décadas tem dado origem ao aparecimento de inúmeros programas de cálculo que se têm mostrado extremamente úteis no auxílio e até na própria resolução de problemas ligados à Engenharia Civil. Ao permitirem simulações rápidas e simples são uma ferramenta essencial na escolha dos materiais a utilizar, assim como na prevenção e caraterização de fenómenos que possam ocorrer nas mais variadas condições passíveis de serem simuladas e que de outra forma não poderiam ser previstos. Estes programas de simulação tornam-se úteis na medida em que estimulam a criação de métodos de prevenção e/ou tratamento dos vários fenómenos estudados, situação que tem vindo a contribuir para uma construção mais consciente, mais fundamentada em termos técnicos e mais sustentável. A interface, enquanto elemento integrador de vários componentes de construção e edifícios, surge como um importante objeto de estudo fazendo com que os softwares, pela facilidade de criação de várias interfaces, em vários contextos, condições, materiais e climas sejam a escolha de excelência para a análise deste mesmo fenómeno. Numa pesquisa mais aprofundada sobre programas de cálculo automático no âmbito da construção, o site do Departamento da Energia americano fornece uma lista exaustiva dos vários softwares existentes atualmente [11] que permitem a simulação no âmbito da eficiência energética, das energias renováveis e da sustentabilidade. Diversos modelos de cálculo tendo em conta o transporte conjunto de calor, ar, humidade e transporte de sais têm sido desenvolvidos e incorporados em diversos programas informáticos aplicados na área dos materiais porosos utilizados na construção. Os modelos de calor, ar e humidade (HAM) combinam as equações de fluxo com os balanços de massa e energia [12]. No contexto deste trabalho podem ser destacados os seguintes programas por permitirem uma simulação em mais do que uma dimensão e estarem acessíveis gratuitamente:  DELPHIN: Ferramenta de simulação numérica para o transporte combinado de calor e humidade em materiais porosos de construção. É aplicado, sobretudo, para calcular processos transitórios, em fachadas e detalhes construtivos e prever problemas de condensações e riscos de durabilidade em geral [13].  MOIST: Programa para prever transferência combinada de calor e humidade em construção multicamada. Introduz dados de clima de hora a hora e prevê o teor de humidade e a temperatura das camadas construídas como função de tempo de um ano. Pode ser utilizado para desenvolver orientações e práticas para controlar humidade em paredes, telhados planos e tetos [14]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 28  WUFI-ORNL/IBP: Modelo higrotérmico avançado que resolve a ligação entre o transporte de calor e humidade nos sistemas da envolvente dos edifícios como paredes e tetos. O modelo foi desenvolvido especificamente para arquitetos e engenheiros. É uma excelente ferramenta educacional pois o utilizador pode rever visualmente a distribuição transitória térmica e de humidade enquanto a simulação é executada [15]. A opção recaiu sobre o WUFI 2D, versão 2.1, já que é um software comercializado em Portugal e Espanha pelo Laboratório de Física das Construções sendo este último Parceiro Internacional de Cooperação do “Fraunhofer Institut für Bauphysik” – Fraunhofer Institut for Building Physics – IBP, instituição onde foi criado o programa. O WUFI-2D, acrónimo para “Wärmeund Feuchtetransport instationär” - “Transporte de calor transiente e humidade” permite uma análise bidimensional da transferência de calor e humidade, em regime transiente, nos materiais de construção. É um software para simulação da transferência de humidade e calor em elementos construtivos. Permite simulações realistas da influência da variação higrotérmica para diferentes elementos construtivos e condições climáticas [16]. Foi desenvolvido por Künzel, H.M. e baseia-se no método dos volumes finitos que permite a modelação de elementos de construção com geometrias complexas. Tem, no entanto, algumas limitações no que diz respeito à consideração de condições fronteira variáveis ao longo da superfície dos elementos de construção, bem como das interfaces entre materiais [17]. O cálculo automático assenta no seguinte modelo desenvolvido por Hartwig Künzel [18] e [19] no qual a primeira equação (3.1) se refere ao transporte de calor e a segunda equação (3.2) ao transporte da humidade [20]: (3.1) (3.2) em que: dH/dT - [J/m3] Capacidade de armazenamento de calor, material húmido, dw/ dϕ - [kg/m³] Capacidade de armazenamento de humidade, material húmido; λw - [W/(m.K)] Condutibilidade térmica do material húmido; Dϕ - [kg/(m.s)] Coeficiente de condução líquida; δp - [kg/(m.s.Pa)] Permeabilidade ao vapor de água do material; hv – [J/kg] Calor latente de evaporação da água; psat - [Pa] Pressão de saturação do vapor de água; T - [ºC] Temperatura do ar; ϕ - [-] Humidade relativa. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 29 É necessário ter em conta que são ferramentas de cálculo com limitações de aplicação e, sobretudo, não dispõem de experiência prática e bom senso pelo que a sua utilização pressupõe, por parte do utilizador, o conhecimento prévio do domínio dos inputs, outputs e análise de dados para que fique salvaguardada a correção dos resultados e sua posterior aplicação a casos práticos. O uso de programas de cálculo automático exige um conhecimento que permita ao utilizador perceber a base do seu funcionamento, viabilizando uma correta interpretação dos resultados obtidos e sua posterior análise. 3.2. APRESENTAÇÃO A página de abertura do WUFI 2D é o ecrã principal onde constam todos os menus. Na figura 3.1. observa-se a apresentação geral e na figura 3.2. a descrição dos vários menus. Figura 3.1. – Ecrã Principal. Figura 3.2. – Menus. 3.3. FICHEIRO As opções mais importantes neste menu são criar um novo ficheiro, abrir um já existente e salvar na localização desejada o projeto. 3.4. INPUT É aqui que se definem os pormenores do nosso projeto sejam eles dimensionais, climáticos ou materiais. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 30 3.4.1. INFO Neste submenu, representado na figura 3.3. surge uma caixa de diálogo de preenchimento opcional onde se traduz informação sobre o projeto como o nome, o autor e outras informações pessoais do autor como são exemplo a cidade e o email. Figura 3.3. – Menu Info. 3.4.2. CONSTRUCTION Nesta secção define-se o objeto de estudo do ponto de vista dimensional e associam-se os materiais que o constituem. Existem diferentes bases de dados com materiais já definidos. Interessante também é o facto de ser possível visualizar as caraterísticas dos materiais como vários valores de propriedades básicas: densidade, porosidade, calor específico, etc, como se verifica na figura 3.4. Figura 3.4. – Construção. 3.4.2.1. Select Material Nesta mesma janela, apresentada na figura 3.5., observam-se vários campos que são relevantes.  Material data base  Language – Linguagem: permite escolher, entre as línguas disponíveis, aquela em que queremos que os menus apareçam; Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 31  Source – Fonte: permite escolher a origem da base de dados de forma a efetuarmos uma pesquisa mais direta do material desejado;  Catalog – Catálogo: tem a mesma função de “source” mas aqui os materiais encontramse agrupados por caraterísticas.  Available materials – Apresenta todos os materiais que existem ou, no caso de se ter filtrado através do “source” e/ou do “catalog”, os materiais que correspondem à pesquisa.  Selected materials – Lista dos materiais selecionados para utilizar no projeto. Aparecem no retângulo quando selecionados da lista de “available materials”. É possível eliminar um determinado material.  Basic properties – Mostra algumas propriedades higrotérmicas do material selecionado. Figura 3.5. – Selecionar material. 3.4.2.2. Definition of the construction Na figura 3.6, definição da constrição, introduzem-se as dimensões do objeto.  X direction – definição das dimensões e do número de elementos na direção horizontal;  Y direction – definição das dimensões e do número de elementos na direção vertical. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 32 Figura 3.6. – Definição da construção. Como foram definidas três camadas na direção horizontal (“Number of layers”) surgem as referências X1, X2 e X3 que tratam individualmente das dimensões de cada retângulo definido. Na janela “selected materials” aparecem os materiais colocados na lista homónima do submenu anterior. Basta clicar sobre um deles e de seguida clicar na camada a que o queremos associar e assim sucessivamente até estarem todos os materiais associados ao objeto definido. 3.4.3. BOUNDARY CONDITIONS Menu referente às condições fronteira da simulação. 3.4.3.1. Surface Transfer Nesta janela definem-se as condições fronteira para cada superfície em termos de coeficiente de transferência de calor, emissividade e outros visíveis na imagem 3.7. Neste projeto, por este pretender recriar os ensaios laboratoriais, vai ser atribuído o valor zero a todos os coeficientes por estes não influenciarem os resultados. As superfícies encontram-se associadas aos pontos cardeais e podem ser criadas individualmente selecionando o ponto cardeal correspondente, como representado na figura 3.7. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 33 Figura 3.7. – Definição da superfície. 3.4.3.2. Climate Em climate, menu apresentado na figura 3.8., é gerado o ambiente de cada superfície através da definição dos valores de temperatura e humidade relativa clicando no botão “Simulate climate”. Figura 3.8. – Clima. Para este projeto tanto a temperatura como a humidade relativa são constantes nas superfícies laterais e superiores, com valores de 23ºC e 53% respetivamente. Na base, e tendo como objetivo final simular um ensaio de embebição vertical, utiliza-se um artifício que consiste em colocar uma humidade relativa de 101% ao que o programa assume a existência de água líquida nessa fronteira, como representado na figura 3.9. A temperatura mantém-se constante com valor de 23ºC. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 34 Figura 3.9. – Clima da base. É de referir também que é possível importar um ficheiro climático através da opção “Select climate file”. Usa-se esta opção quando se pretende simular as caraterísticas climáticas reais de um clima exterior. 3.4.4. PARAMETERS Os parâmetros incluídos neste submenu referem-se essencialmente às condições iniciais da simulação, ponto de partida das condições ambientais, aos intervalos e datas de início e fim da simulação. Inclui também a localização onde o ficheiro de resultados irá ser guardado. 3.4.4.1. Initial conditions As condições iniciais, apresentadas na figura 3.10. e 3.11. são as condições de temperatura e humidade relativa existentes no início da simulação. Como este projeto procura ser fiel aos ensaios laboratoriais anteriormente realizados, o ambiente é constante durante toda a simulação/ensaio e, portanto, a temperatura é fixada novamente em 23ºC e a humidade relativa em 53%. Figura 3.10. – Condições iniciais de temperatura. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 35 Figura 3.11. – Condições iniciais de humidade relativa. Neste campo opcional encontram-se três formas de definir condições iniciais: 1) Mean value: aplica um valor médio à temperatura e humidade relativa, como neste projeto; 2) Read from file: permite importar um ficheiro; 3) In single materials: alteram-se as condições iniciais de um ou vários materiais que constituem o elemento construtivo e que foram escolhidos pelo utilizador. De salientar que estes dois parâmetros apresentam as mesmas formas de criação de condições base, mas estas são independentes entre si, ou seja, pode ser definido um valor médio para a temperatura e ser alterada apenas a humidade relativa de um material, por exemplo. 3.4.4.2. Calculation Parameters Como apresentado na figura 3.12. são aqui escolhidas as datas de início e fim do cálculo assim como o ‘time step’ que se refere ao intervalo de tempo que o programa considera como tempo de simulação. Neste projeto define-se um intervalo de tempo de uma hora que significa que os vários parâmetros do ficheiro de resultados serão lidos de hora a hora e num espaço temporal a definir, neste caso, um ano. Em “File of result” define-se o local onde o ficheiro vai ser guardado no final da simulação. Figura 3.12. – Parâmetros de cálculo 3.4.5. NUMERIC Em numeric são apresentados os parâmetros relativos ao ficheiro final de resultados como se mostra na figura 3.13. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 42 Os tipos de provetes ensaiados encontram-se esquematizados na figura 4.1, onde se procurou definir sempre as mesmas dimensões, 50*50*100mm, sendo que no provete contacto hidráulico a argamassa tem 7mm de espessura e no provete com espaço de ar a interface está definida com 3mm de espessura. Figura 4.1. – Esquema dos provetes ensaiados [2]. 4.2.2. RESULTADOS Durante os ensaios foram efetuadas pesagens da massa de cada provete. Como os provetes foram secos em estufa considera-se que o aumento de massa se deve unicamente ao aumento de água absorvida até essa altura, pelo que a diferença entre a massa medida e a massa inicial do provete seco corresponde à água absorvida. Estas medições permitiram efetuar uma análise de resultados segundo duas vertentes:  A análise do acréscimo de massa em função do tempo, que permite o cálculo do FLUMAX transmitido nos casos dos provetes com interfaces, que corresponde ao declive da curva de absorção após ter sido atingida a interface, ou seja, corresponde ao segundo troço da curva;  A análise do acréscimo de massa em função da raiz do tempo que permite calcular o coeficiente de capilaridade que corresponde ao declive do troço linear da curva de absorção, ou seja, o primeiro troço da referida relação. As figuras 4.2. a 4.5 apresentam os gráficos das curvas de absorção dos quatro tipos de amostras ensaiadas (valores médios), a partir dos quais foram calculados os valores do coeficiente de capilaridade para cada uma delas. Estes coeficientes correspondem ao declive da reta de regressão aplicada ao primeiro troço (a laranja). Figura 4.2. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes monolíticos. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 43 Figura 4.3. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto perfeito. Figura 4.4. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes com espaço de ar. Figura 4.5. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 44 A tabela 4.1. resume os valores médios do coeficiente de capilaridade obtidos com base nos resultados dos ensaios realizados. Tabela 4.1. – Coeficientes de capilaridade dos ensaios. Coeficiente de Capilaridade (kg/ (m².s1/2)) Monolítico Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈ 0,068 ≈ 0,066 ≈ 0,066 ≈ 0,060 Relativamente ao fluxo máximo transmitido, FLUMAX, foi calculado através da reta de regressão do segundo troço das curvas de absorção da massa em função do tempo, representadas nas figuras 4.6. a 4.8. Este fluxo máximo só faz sentido calcular no caso de existir interfaces, uma vez que o segundo troço representa a curva de absorção após a água ter atingido a interface. Figura 4.6. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto perfeito. Figura 4.7. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes com espaço de ar. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 45 Figura 4.8. – Curva média de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. A tabela 4.2. resume os valores médios finais do FLUMAX para as diferentes interfaces analisadas e materiais estudados. Tabela 4.2. – Valores de FLUMAX dos ensaios laboratoriais. FLUMAX (kg/ (m².s)) Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈40 ×10−6 ≈ 2 × 10−6 ≈70 ×10−6 4.3. SIMULAÇÕES EFETUADAS 4.3.1. OS PROJETOS DEFINIDOS No WUFI 2D foram criados quatro projetos correspondentes às quatro amostras tipo ensaiadas em laboratório. O esquema de simulação, retirado do WUFI, de cada uma das amostras encontra-se nas figuras 4.9. e 4.10. Figura 4.9. – Esquema do provete monolítico à esquerda; provete em contacto perfeito à direita Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 46  Projeto Monolítico: provete com dimensões 50*100mm e membrana impermeabilizante de 2*100mm nas faces laterais, comum às restantes amostras;  Projeto Contacto Perfeito: dois provetes justapostos de dimensões 50*50mm, medida que vai permanecer nas restantes amostras com interfaces;  Projeto Espaço de Ar e Contacto Hidráulico: dois provetes separados por um espaço de ar de 3mm, no primeiro caso e por 7mm de argamassa, com propriedades próximas da argamassa utilizada nos ensaios laboratoriais, no segundo. Figura 4.10. – Esquema dos provetes: à esquerda espaço de ar, à direita em contacto hidráulico. As condições ambientais foram definidas com os valores médios de temperatura e humidade relativa presentes na tabela 4.3., correspondentes aos valores medidos nos ensaios laboratoriais. Tabela 4.3. – Condições ambientais do laboratório [2]. A partir destes valores de referência foram criados dois climas, apresentados na figura 4.11.: nas faces laterais e face superior as condições laboratoriais e na base água líquida. Figura 4.11. – Climas das faces laterais e superior à esquerda; clima da base à direita. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 47 O primeiro corresponde a um clima de temperatura e humidade constantes com valores de 23ºC e 53%, respetivamente. O segundo clima, o da base, corresponde a uma temperatura de 23ºC e a uma humidade relativa de “101%”, que permite, no WUFI 2D, garantir que o programa assume a existência de água líquida na base e assim efetuar-se as simulações numéricas de absorção de água por capilaridade. No que diz respeito ao material, foi escolhido aquele cuja progressão inicial se aproximava mais da registada nos ensaios laboratoriais. Através da base de dados fornecida pelo WUFI 2D, foram experimentados os vários materiais e retirados os seus perfis hídricos para as primeiras quatro horas de ensaios. De seguida foi calculado o acréscimo de água presente na simulação e comparado com o acréscimo de água registado nas amostras laboratoriais. O material com correspondência nestes quatro pontos foi o escolhido para as simulações. De referir que este método foi aplicado à simulação monolítica por esta ser a amostra de referência. 4.3.2. CORRELAÇÃO DOS RESULTADOS A maior dificuldade foi, de facto, criar uma correlação entre os valores dos ensaios laboratoriais e os resultados do WUFI 2D que permitisse uma análise comparativa sobre o transporte de água por capilaridade. Analisando estes dois resultados destacam-se algumas diferenças importantes: 1) O WUFI 2D não considera um volume pelo que os provetes sendo bidimensionais (2D), apresentam a unidade de área m2, enquanto nos ensaios é considerado todo o sólido e os resultados são obtidos por m3; 2) O WUFI 2D mede o teor de humidade para cada intervalo de tempo, enquanto nos ensaios laboratoriais é medida a massa; 3) O WUFI 2D produz uma simulação para cada projeto, enquanto nos ensaios repetiu-se três vezes cada ensaio. Para ser possível a análise comparativa dos resultados numéricos e experimentais, o método escolhido apresenta as etapas seguintes:  Assumir que o aumento da massa no laboratório se deve unicamente ao aumento do teor de água do provete nos ensaios. É de extrema importância referir que se considera o aumento da massa do provete como resultado direto da absorção de água líquida, ou seja, a diferença de gramas entre a massa do provete seco e a massa em cada pesagem é originada apenas pelo aumento de água no provete e por isso corresponde diretamente à quantidade de água presente em cada amostra. Uma vez que os provetes foram secos em estufa antes do início do ensaio considera-se que o seu teor de água é nulo ou muito reduzido. Após a imersão em água líquida ocorre uma variação da massa dos provetes que, dado que não há variação em nenhuma das condições associadas, se assume como a massa da água absorvida pela amostra.  Uniformizar os três ensaios de cada amostra. Para cada amostra laboratorial são ensaiados três provetes o que dá origem a três resultados. O WUFI 2D efetua apenas uma simulação à qual corresponde um conjunto de resultados. Assim, foi necessário uniformizar os resultados dos ensaios laboratoriais. Como se mostra na tabela 4.4., é calculada a média dos três resultados laboratoriais para que exista apenas um resultado que possa ser comparável ao resultado da simulação numérica correspondente. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 48 Tabela 4.4. – Uniformização dos resultados dos ensaios laboratoriais no provete monolítico. A utilização de três ensaios por amostra tem como objetivo acautelar possíveis resultados desviantes que influenciem negativamente o cálculo do coeficiente de capilaridade e do FLUMAX. Nem todas as amostras utilizam os resultados dos três ensaios e, por isso, para cada provete foram utilizados na média os ensaios cujos valores foram considerados representativos e excluídos os provetes cujos resultados não correspondiam ao comportamento esperado.  Relacionar o aumento do teor de humidade com o aumento da massa de água. Este é o ponto fundamental para o sucesso de toda a análise. Após a uniformização dos ensaios foi necessário relacionar a informação contida nos perfis hídricos resultantes do WUFI 2D, que se referem ao teor de humidade, com o aumento da massa registado em laboratório. Os perfis hídricos mencionados são retirados do filme do gráfico do teor de humidade que o programa WUFI 2D produz. Podem ser retirados para qualquer intervalo temporal, gerando-se automaticamente o perfil hídrico correspondente, como já referido no capítulo 2. A correlação dos dados escolhida foi também, utilizada em 1992 por Vasco Freitas [5], que consiste no “método das fatias”, isto é, o tratamento dos dados por divisão dos provetes em fatias, representado na figura 4.12. que correspondem à integração dos perfis hídricos por aproximação de retângulos como se esquematiza na figura 4.13. Figura 4.12. – Esquema do método das fatias no provete. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 49 Figura 4.13. – Esquema do método das fatias no perfil hídrico. Como Vasco Freitas constatou na sua tese de doutoramento[5], para serem obtidos valores exatos, a área do perfil hídrico deveria ser calculada pelo integral da curva gráfica, mas a diferença entre o valor exato e o valor do cálculo por aproximação de retângulos não é significativa, logo será utilizado este último processo de cálculo já que é o mais simples. Para cada medição, por exemplo ao fim de 1h, retira-se o valor do teor de humidade de cada altura h, o que origina dez valores. O somatório deste valor representa o teor de humidade absorvido pelo provete durante uma hora de ensaio expresso em kg/m3. Este valor vai agora ser multiplicado pela largura dos provetes em laboratório, 0.05m, para que a unidade seja kg/m², tal como nos ensaios. Em resumo, este valor final representa a variação da massa, em kg/m², ao fim do instante para o qual é obtido o perfil hídrico. Por exemplo, para um perfil hídrico retirado ao fim de uma hora, este valor traduz a massa de água que o provete absorveu durante uma hora de ensaio. Nas simulações foram retirados os perfis hídricos correspondentes às horas em que foram efetuadas medições nos ensaios laboratoriais, de forma a haver correspondência nos intervalos de medição. 4.3.3. RESULTADOS O cálculo do coeficiente de capilaridade foi efetuado através do declive da curva de regressão dos primeiros troços da curva de absorção calculada a partir dos perfis hídricos retirados do WUFI 2D, após a aplicação do método das fatias a esses perfis. As curvas de absorção de cada uma das simulações numéricas estão representadas nas figuras 4.14. a 4.17. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 50 Figura 4.14. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete monolítico. Figura 4.15. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete em contacto perfeito. Figura 4.16. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete com espaço de ar. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 51 Figura 4.17. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função da raiz do tempo, do provete em contacto hidráulico. A tabela 4.6. resume os valores para o coeficiente de capilaridade. Como esperado, os valores são semelhantes entre si porque a água ainda não atingiu a interface. Tabela 4.6. – Coeficientes de capilaridade das simulações. Coeficiente de Capilaridade (kg/ (m².s1/2)) Monolítico Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈ 0,026 ≈ 0,026 ≈ 0,027 ≈ 0,024 O FLUMAX corresponde ao declive do segundo troço da curva que traduz a absorção de água a partir do momento em que esta atinge a interface, pelo que só é calculado para os provetes com interface. As figuras 4.18. a 4.20. apresentam as curvas de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, dos provetes simulados. Por questões de visualização as curvas dos provetes com espaço de ar e em contacto perfeito têm escalas horizontais diferentes da curva dos provetes em contacto perfeito. Figura 4.18. – Curva de absorção de água por capilaridade, em função do tempo, do provete em contacto perfeito. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 58 Figura 4.26. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto perfeito. Relativamente aos provetes em contacto perfeito, o declive dos segundos troços na curva dos ensaios e na curva das simulações numéricas é semelhante pelo que os valores de FLUMAX são, também eles, semelhantes. Figura 4.27. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes com espaço de ar. No caso dos provetes com espaço de ar, cujas curvas se encontram na figura 4.27., a análise gráfica já permite concluir que os valores diferem substancialmente. A não consideração da resistência hídrica por parte do WUFI 2D, de modo direto, faz com que haja um segundo troço ascendente, enquanto nos ensaios este segundo troço é praticamente horizontal e, consequentemente, de declive praticamente nulo. Como o transporte de humidade se faz em fase de vapor na zona da interface, era de esperar um valor muito baixo de fluxo máximo transmitido, que se traduz por um segundo troço praticamente horizontal. Por último a análise das curvas de absorção relativas aos provetes em contacto hidráulico estão representadas na figura 4.28. O contacto hidráulico é aquele onde os resultados dos ensaios e da simulação numérica mais se afastam. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 59 Figura 4.28. – Curvas de absorção por capilaridade, em função do tempo, dos provetes em contacto hidráulico. A visualização gráfica da curva permite identificar que a diferença fundamental está na passagem para o segundo troço, isto é, quando a água atinge a interface. Enquanto nos ensaios há a mudança para um troço de menor declive que acaba por estabilizar, no caso da simulação há um acentuar do declive relativamente ao primeiro troço. Este comportamento pode ser explicado pelo facto do WUFI 2D não considerar a diferente porosidade da pasta de contacto, nem a interpenetração entre camadas. A análise global efetuada pelo modelo de simulação dinâmica considera continuidade da estrutura porosa e por isso, quando a água atinge a interface, não admite resistência hídrica mas sim um aumento da massa de água que resulta da consideração da porosidade da argamassa. Na tabela 4.9. encontram-se os valores do FLUMAX dos ensaios e das simulações. Tabela 4.9. – Comparação dos valores do FLUMAX. FLUMAX (kg/ (m².s)) Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico Ensaios Laboratoriais ≈40 ×10−6 ≈ 2 × 10−6 ≈70 × 10−6 Simulações Numéricas ≈ 40 × 10−6 ≈ 400 × 10−6 ≈ 1100 × 10−6 Os valores obtidos nos ensaios laboratoriais vão de encontro aos obtidos por Vasco Peixoto Freitas [5] de 44 ×10−6kg/ (m². s) e 4 × 10−6 kg/ (m².s) para os provetes em contacto perfeito e com espaço de ar, respetivamente. Quanto aos valores das simulações verifica-se o esperado tendo em conta a análise gráfica das curvas: um valor do contacto perfeito dentro do intervalo expectável; um valor muito alto do espaço de ar por não haver “corte hídrico”, embora este exista; um valor para o contacto hidráulico de uma ordem superior à dos restantes que reflete a continuidade da estrutura porosa considerada pelo WUFI 2D. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 60 4.5. SÍNTESE DO CAPÍTULO Neste capítulo foram efetuadas simulações que procuraram reproduzir os valores obtidos nos ensaios laboratoriais para posteriores comparações. Analisaram-se as diferenças observadas entre as curvas de absorção por capilaridade dos ensaios e das simulações. Ao nível das interfaces foi apresentada a curva de absorção capilar local, ou seja, a curva de absorção capilar no ponto médio de cada interface. Analisou-se sob o ponto de vista do comportamento teórico esperado. Foram apresentadas as curvas de absorção em função da raiz do tempo e calculados os coeficientes de capilaridade simulados e ensaiados. As tabelas 4.10. e 4.11. resumem as informações mais importantes desses cálculos. Foi calculado o FLUMAX para as três amostras com interfaces e foram apresentadas e discutidas as curvas de absorção em função do tempo relativas a ensaios e simulações, como se resume na tabela 4.12. Em síntese pode afirmar-se que o WUFI 2D não considera resistência hídrica, no caso das interfaces contacto hidráulico e contacto perfeito e o “corte hídrico” no caso da interface espaço de ar. Conclui-se que:  A interface contacto perfeito apresenta uma curva semelhante à do monolítico por o programa de cálculo automático considerar que há continuidade da estrutura porosa entre os dois elementos;  A interface espaço de ar não apresenta “corte hídrico”, porque, em termos de simulação, não há alteração do estado da água quando esta atinge a interface, ou seja, a passagem de água continua a fazer-se no estado líquido em vez de ser feita na fase de vapor como esperado;  A interface contacto hidráulico não apresenta resistência hídrica mas, pelo contrário, apresenta um aumento do teor de humidade quando a água atinge a interface. Esta situação surge porque o WUFI 2D, a partir do momento da chegada da água à zona de interface, passa a considerar a porosidade da argamassa, que por ser superior ao do restante material, faz com que haja mais absorção de água;  No ponto médio da interface a progressão do teor de humidade corresponde ao esperado. Localmente as curvas de absorção assemelham-se às dos ensaios laboratoriais porque as resistência hídricas são consideradas e há “corte hídrico” na interface espaço de ar.  A progressão verificada no ponto médio da interface não influencia a progressão “global”, isto é, apesar de no interior da interface o transporte de humidade ser o expectável, não influencia o transporte de humidade “global” traduzido nas curvas de absorção de água por capilaridade. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 61 Tabela 4.10. Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o coeficiente de capilaridade dos elementos monolítico e em contacto perfeito. Ensaios Laboratoriais Curvas de absorção por capilaridade em função da raiz do tempo Monolítico Contacto Perfeito Coeficientes de Capilaridade (kg/ (m².s1/2) Monolítico Contacto Perfeito ≈ 0,068 ≈ 0.066 Simulações Numéricas Curvas de absorção por capilaridade em função da raiz do tempo Monolítico Contacto Perfeito Coeficientes de Capilaridade (kg/ (m².s1/2) Monolítico Contacto Perfeito ≈ 0.026 ≈ 0.026 A análise da tabela permite concluir que, tal como esperado, os valores são semelhantes porque a água ainda não atingiu a interface. As simulações numéricas apresentam valores mais baixos dos coeficientes devido às diferenças dos valores caraterísticos do material simulado face ao material ensaiado. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 62 Tabela 4.11. Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o coeficiente de capilaridade dos elementos com espaço de ar e em contacto hidráulico. Ensaios Laboratoriais Curvas de absorção por capilaridade em função da raiz do tempo Espaço de Ar Contacto Hidráulico Coeficientes de Capilaridade (kg/ (m².s1/2) Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈ 0,066 ≈ 0.066 Simulações Numéricas Curvas de absorção por capilaridade em função da raiz do tempo Espaço de Ar Contacto Hidráulico Coeficientes de Capilaridade (kg/ (m².s1/2) Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈ 0.027 ≈ 0.024 A observação da tabela permite concluir que os provetes com espaço de ar e em contacto hidráulico apresentam valores semelhantes do coeficiente de capilaridade por se tratar da primeira fase de embebição, em que a água não atingiu a interface. Comparando as simulações numéricas e os ensaios laboratoriais, estes últimos apresentam valores maiores do coeficiente devido às diferentes caraterísticas do material ensaiado e o material simulado. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 63 Tabela 4.12. – Resumo dos resultados dos ensaios vs simulações para o FLUMAX. Ensaios Laboratoriais Curvas de absorção por capilaridade em função do tempo Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico FLUMAX (kg/(m².s)) Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈ 40 ×10−6 ≈ 2 × 10−6 ≈70 ×10−6 Simulações Numéricas Curvas de absorção por capilaridade em função do tempo Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico Contacto Perfeito Espaço de Ar Contacto Hidráulico ≈40 ×10−6 ≈400 ×10−6 ≈1100 × 10−6 A análise da tabela permite concluir que só os valores dos elementos em contacto perfeito são semelhantes. Pelo facto de o WUFI 2D não traduzir a resistência hídrica associada ao FLUMAX, no caso das simulações numéricas, este valor pode ser coincidência. Nos elementos com espaço de ar e em contacto hidráulico, os valores do FLUMAX são bastante superiores nas simulações numéricas. Deve-se ao facto de o WUFI 2D não considerar a resistência hídrica, mas uma continuidade da estrutura porosa que aumenta o valor do fluxo máximo transmitido. No contacto hidráulico este valor deve-se, ainda, à consideração da porosidade da argamassa a partir do momento em que a água atinge a interface. Uma maior porosidade origina um maior FLUMAX. Para introduzir a resistência hídrica na interface contacto hidráulico criam-se camadas fictícias de porosidade adequada que inseridas entre a montante e a jusante da argamassa gerem a resistência hídrica esperada. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 64 5. CONCLUSÃO 5.1. CONSIDERAÇÕES FINAIS Na conclusão deste trabalho podemos afirmar que os objetivos inicialmente propostos foram atingidos. Foi possível recriar no WUFI 2D os ensaios laboratoriais através da definição de condições ambientais semelhantes e da escolha de materiais com comportamento semelhante ao dos ensaios no transporte de humidade. Foram calculados os valores dos coeficientes de capilaridade para todos os elementos e o valor do FLUMAX para os elementos com interface simulados no WUFI 2D. Foi possível a comparação entre os valores das simulações numéricas, os valores dos ensaios laboratoriais e os valores de ensaios presentes em estudos do fenómeno de interface. O desenvolvimento deste trabalho foi-se tornando mais exigente devido aos vários desafios que iam aparecendo. A escassez de bibliografia referente ao fenómeno da interface, o tempo dedicado à aprendizagem de duas versões do programa e do seu funcionamento a nível de introdução de dados, simulação e resultados, a escolha dos materiais que mais se aproximam dos utilizados nos ensaios e o tratamento dos dados foram algumas das etapas mais complicadas deste processo. No final da análise dos dados das simulações numéricas conclui-se que:  O WUFI não considera a existência da resistência hídrica nas interfaces contacto perfeito e contacto hidráulico. Na interface contacto perfeito considera o elemento como monolítico cuja absorção de água por capilaridade se faz de forma linear. No caso da interface em contacto hidráulico, quando a água atinge a interface, o WUFI 2D passa a considerar a porosidade da argamassa que se traduz numa curva de declive acentuado por oposição à curva de menor declive expectável;  Não há “corte hídrico” na interface de espaço de ar porque o programa de simulação numérica não considera o transporte de humidade na fase de vapor. Só há passagem de água em estado líquido;  A análise do transporte de humidade no interior das interfaces mostrou que, localmente, existe resistência hídrica nos provetes em contacto perfeito e contacto hidráulico e “corte hídrico” nos provetes com espaço de ar. No entanto, essa diferença local no transporte de humidade não influencia o transporte de humidade “global” e, por isso, este não corresponde ao teoricamente esperado.  O facto do valor do FLUMAX na interface em contacto hidráulico estar próximo do expectável pode ser coincidência já que a consideração desse valor não é traduzida na curva de absorção correspondente através da resistência hídrica. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 65 Pode concluir-se da análise comparativa que:  A diferença dos valores caraterísticos dos materiais faz com que as simulações não estabilizem no mesmo intervalo de tempo dos ensaios laboratoriais;  O valor do FLUMAX, embora seja semelhante na interface contacto perfeito, é bastante superior nos casos das interfaces espaço de ar e contacto hidráulico nas simulações. Esta diferença mostra que não é considerada a resistência hídrica, no contacto hidráulico, e o “corte hídrico”, no espaço de ar, pelo WUFI 2D e por isso não há limitação do fluxo máximo transmitido.  Os coeficientes de capilaridade são semelhantes, embora os dos ensaios tenham um valor superior. Esta situação era expectável já que não existe interferência da interface na fase inicial de embebição. A diferença entre os valores deve-se às diferentes caraterísticas do material ensaiado e do material simulado.  O ensaio da interface em contacto perfeito prova a existência de uma resistência hídrica que não existe nas simulações;  O “corte hídrico” gerado pelo transporte de humidade em fase de vapor presente nos ensaios, não se reflete nas simulações pois o WUFI 2D considera o transporte de humidade em fase líquida;  Os provetes em contacto hidráulico apresentam um comportamento bastante diferente já que nos ensaios o teor de humidade tende para valores próximos do teor de humidade da camada de argamassa enquanto na simulação este valor continua a crescer e não estabiliza. O crescimento acentuado do teor de humidade após a água atingir a interface deve-se ao facto de o WUFI 2D passar a considerar a porosidade da argamassa que, por ser muito superior, acelera o processo de absorção de água. Após este trabalho conclui-se que seria interessante alterar o WUFI 2D para que fosse possível introduzir o FLUMAX como input, assim como associar uma resistência hídrica ao material na interface, no sentido de aproximar o transporte de humidade ao teoricamente esperado. 5.2. DESENVOLVIMENTOS FUTUROS No seguimento deste trabalho muitos temas podem surgir dentro do mesmo âmbito, como por exemplo:  Fazer as simulações variando os materiais constituintes. Utilizar uma pedra natural, por exemplo.  Variar os tipos de interfaces. Utilizar interfaces verticais e interfaces de espessura variável;  Simular elementos multicamadas de dimensões reais utilizados correntemente em construções;  Avaliar o tempo de secagem de elementos de construção com interfaces em vários cenários climáticos;  Simular a interface contacto hidráulico colocando camadas fictícias, de porosidade intermédia à do tijolo e argamassa, a montante e a jusante da zona de interface;  Simular ensaios de absorção por capilaridade com sais, partindo, por exemplo, de trabalhos efetuados por: Teresa Gonçalves [23] e [24], Joana Azevedo [21]. Simulação de embebição em elementos multicamada. Análise do fenómeno de interface 66 BIBLIOGRAFIA [1] http://paginas.fe.up.pt/~earpe/conteudos/TPPC/Sebenta.pdf. 30 de Abril de 2015. [2] T. de S. M. R. Rego, “Efeito de soluções aquosas salinas nos processos de embebição de paredes com múltiplas camadas,”. Tese de Mestrado Integrado em Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2014. 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