Isolamento térmico, o que é isso?

Luis Cyrino
30 nov 2020
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Isolamento térmico, o que é isso?

Isolamento térmico é o nome dado a certos materiais ou estruturas que dificultam a dissipação de determinada temperatura. Normalmente quando se fala em isolante térmico nos remete a temperaturas altas. Mas se usa esse recurso também para manter temperaturas baixas.

Esse tipo de recurso é muito usado no meio industrial, tem como característica principal sua alta resistência térmica. O isolante térmico cria uma barreira à passagem do calor ou frio entre dois meios. Isso porque naturalmente tenderiam rapidamente a igualarem suas temperaturas.

O isolamento térmico é baseado no uso de materiais com condutividade térmica muito baixa. Esses materiais são conhecidos como isolantes térmicos por serem péssimos condutores de calor, mas bons isolantes térmicos.

O isolamento térmico pode ser obtido com métodos ou processos especialmente projetados, conforme necessidade específica. E normalmente já em formas e materiais pré-definidos, prontos para uso.

Como funciona o isolamento térmico na prática?

O isolamento térmico é baseado principalmente na condutividade térmica muito baixa dos gases. Os gases possuem propriedades de condução térmica pobres se comparado com líquidos e sólidos.

Portanto, os gases são bons materiais de isolamento se puderem ser aprisionados (por exemplo, numa estrutura semelhante a espuma). O ar e outros gases geralmente são bons isolantes.

Portanto, muitos materiais isolantes funcionam simplesmente por ter um grande número de bolsas cheias de gás. Em todos os tipos de isolamento térmico, a evacuação do ar no espaço vazio reduzirá ainda mais a condutividade térmica geral do isolador.

Exemplos típicos desses dois tipos de utilização industrial são:

  1. Tubulação de sistemas de água gelada com uso dos equipamentos Chillers. Esses equipamentos fazem o resfriamento da água (abaixo dos 10/12ºC), mas depende de um isolamento térmico nas tubulações até o local de uso. Isso para que sua temperatura se mantenha o mais estável possível. Os moldes de injeção plástica é um exemplo dessa necessidade na hora da formação do produto.

  1. Canhão de injeção que são revestidos de resistências de alta temperatura, acima dos 200ºC. Para manter o material derretido para posterior injeção, a temperatura não pode sofrer alterações bruscas de temperatura. Nesse caso o isolante térmico evita a queda da temperatura em níveis que prejudiquem o processo.

Sempre importante observar que não existe isolamento térmico perfeito, seu trabalho é dificultar a transferência de temperatura.

Na verdade, todo material ou estrutura de um isolante térmico sempre conduz alguma quantidade de temperatura. Por isso quando necessário usar desse recurso é importante se ater a algumas características:

  • Temperatura de trabalho;
  • Tipo de operação;
  • Local de instalação;
  • Variação possível de temperatura;
  • Tipo de fluído ou material que precisa manter a temperatura.

Materiais dos isolantes térmicos

Como já mencionado acima, o material usado numa isolação térmica depende de vários fatores de sua utilização. Normalmente os isolantes usados industrialmente são feitos dos seguintes materiais: amianto, lã de rocha, lã de vidro, cortiça, plásticos expandidos, aglomerados de fibras vegetais e silicato de cálcio.

Tipos construtivos

Para os mais variados tipos de materiais a serem isolados termicamente, tem um tipo construtivo adequado. Portanto temos vários modelos construtivos para cada necessidade e alguns até produzido para determinada situação.

Os tipos construtivos mais comuns de isolantes térmicos são: tipo espaguete, tubular bi partido, manta, placas, segmentado e também alguns formatos especiais conforme necessidade específica.

De olho na eficiência energética

O adequado e melhor isolamento térmico quando necessário é de extrema importância no auxílio da eficiência energética. A perda excessiva de calor ou frio de determinados sistemas, já exemplificado neste artigo, é prejuízo certo.

As variações fora dos limites pré-ajustados ocasionam maior consumo de energia para manter a temperatura dentro dos limites. Isso sem contar que pode interferir nos processos de fabricação dos produtos que necessitam dessa estabilidade de temperatura.

Vejamos duas situações que podem comprometer e eficiência energética devido a deficiências do isolamento térmico:

  1. Câmaras frigoríficas

Nesses equipamentos e instalações, por exemplo, é necessária uma temperatura muito baixa e extremamente estável. Em condições anormais de instalação e manutenção do sistema de isolamento térmico, vai ocasionar sérios problemas.

Vai gerar uma sobrecarrega nos mecanismos de resfriamento, onde será exigido muito mais do sistema para manter as temperaturas adequadas. E teremos como resultado um consumo maior de energia e custos elevados com reparos nos sistemas de resfriamento como um todo.

  1. Caldeiras, fornos e tubulações

Em equipamentos como caldeiras, tubulações e fornos onde há muito calor liberado, empregar isolante térmico alta temperatura é uma solução viável.

Isso garante que, além de evitar acidentes com queimaduras, assegura uma boa estabilidade dos processos. Com isso fica evidente que teremos um consumo adequado de energia contribuindo com a eficiência energética.

Isolante térmico e suas normas técnicas

Quando o assunto é isolante térmico temos normas técnicas definidas pela ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Temos para essa normatização a ABNT/CEE-155 – Comissão de Estudo Especial de Materiais Isolantes Térmicos e Acústicos. Seu âmbito de atuação é referente a normatização de materiais que se referem a isolamento térmico e acústico. São várias normas específicas que trata especificamente quanto à terminologia, classificação, características e métodos de ensaio.

Como a Manutenção deve agir nesse tipo de instalação?

Muito além da escolha correta do tipo de isolamento térmico e material a ser utilizado, a inspeção desse isolamento térmico ajuda a reduzir drasticamente o consumo de energia e gastos operacionais e de manutenção.

Normalmente todos os sistemas que requerem de isolação térmica na indústria, a Manutenção precisa cuidar. Temos muitos equipamentos, peças e materiais envolvidos nesse circuito. São sistemas elétricos com seus variados componentes, motores, bombas e outros itens como tubulações, válvulas, entre outros.

E um dos problemas mais sérios e comuns em unidades industriais que possuem tubulações e equipamentos com isolação térmica é a corrosão sob esse isolamento.

Por aí já vemos que a inspeção periódica dos isolantes térmicos e os sistemas que os envolvem, deve fazer parte das atividades da Manutenção. Além da necessidade de manter tudo funcionando perfeitamente, isso corrobora para a eficiência energética com o uso racional da energia elétrica.

O que inspecionar?

A ineficiência do isolamento térmico traz sérios problemas como já mencionamos anteriormente. E isso se deve a vários fatores que se não verificados compromete toda eficácia da isolação. Quando fazemos qualquer tipo e material de isolamento térmico criamos uma capa onde escondemos o item a ser isolado.

Um exemplo muito típico disso são as tubulações onde depois de isoladas termicamente, fica “escondida” por baixo do material isolante. Esse com certeza é um dos principais fatores que podem gerar problemas com a famosa corrosão das tubulações.

Mas temos além de tubulações, outros fatores a serem inspecionados de diversos sistemas e equipamentos. Lembrando também que essa lista é genérica, pois temos sistemas de isolação para baixas e altas temperaturas.

Portanto, pode ter um item de inspeção listado abaixo que serve para um tipo e para outros não. Mas com certeza a maior parte deles é comum, vejamos:

  • Irregularidades do material isolante em toda instalação;
  • Manchas ou descolorações do material isolante;
  • Possíveis pontos de acúmulo de umidade;
  • Possíveis pontos de fugas de temperatura;
  • Pequenas fugas de gotas de vapor, água ou odores pelo isolamento;
  • Variações fora dos padrões nos processos de resfriamento ou aquecimento;
  • Atenção a isolação de pontos irregulares como curvas, bifurcações, superfícies especiais, pontos de saída registros, válvulas, etc.

Conclusão

Os mais variados processos industriais que requerem de isolamento térmico são extremamente suscetíveis a falhas. A necessidade de isolar equipamentos e/ou tubulações em geral é porque aquele devido processo de produção exige isso.

Cuidar para que tudo funcione perfeitamente faz parte das atividades da Manutenção. Isso porque envolve muitos itens como peças em geral, válvulas, sistemas e componentes elétricos e diversos tipos de materiais que podem requerer algum tipo de manutenção.

Por isso a necessidade de ter um plano de manutenção e inspeção periódica para esses devidos sistemas. Seja ele para manter temperaturas altas ou baixas como exemplificamos no artigo.

O Manutenção em foco pode ajudar no sentido de levantas necessidades de planos e inspeções de manutenção para esses e outros sistemas. Faça contato sem compromisso e veja nossas soluções e como podemos ajudar.

 

Fonte:

https://www.thermal-engineering.org/

https://www.isar.com.br/

https://abrava.com.br/

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