>
>
| Voltar à Página de Conteúdo | Índice de Energia Doméstica | Acerca da Energia Doméstica |
| Página de Energia Doméstica | Voltar às Edições de Energia Doméstica |
Home Energy Magazine Online Julho/Agosto de 1998
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lawrence Berkeley National Lab já testou mais de uma dúzia de tipos de fita adesiva para dutos. Existem várias qualidades – Economia, Utilidade, Uso Geral, Empreiteiros, Industrial, Profissional, Premium e até Nuclear. Contudo, testes acelerados mostram que a fita adesiva de tecido com adesivo de borracha, por si só, tende a cair, como mostrado aqui. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tantas Vedações, Tantas FalhasA fita adesiva tem um suporte fino, tipicamente transparente, de poliéster e um adesivo acrílico. Sua resistência à tração é geralmente baixa, a menos que seja reforçada com fibra. A fita de embalagem é frequentemente utilizada em sistemas de condutas montadas de fábrica. Há muitos tipos de fita que podem ser chamados de fita de embalagem, mas usamos o termo para significar apenas as fitas que se destinam a ser utilizadas em condutas. A maioria das fitas de selagem e cintagem não se destinam a ser utilizadas em condutas. Foil tape tem suporte de folha de alumínio e um adesivo acrílico ou de borracha. As fitas de papel alumínio são frequentemente utilizadas em sistemas de dutos rígidos, como por exemplo em dutos. A fita de papel alumínio também tem suporte de papel alumínio, mas utiliza um adesivo butil grosso (15 a 50 milímetros) para permitir que se adapte a formas mais irregulares. O plástico é um adesivo viscoso que é aplicado molhado. Preenche lacunas e seca até obter um sólido macio. Os mastiques podem ou não conter fibras de reforço e podem ser utilizados com fita de reforço. Aerosol selante é um polímero vinílico pegajoso que é aplicado internamente sobre os vazamentos. É bombeado através do sistema de condutas, onde se estende por fugas e seca (ver Not Your Daddy’s Duct Sealing Method, Jan/Fev ’98, p. 44). Todos os produtos que testamos foram destinados a ser utilizados em condutas, e nenhum tinha uma temperatura nominal inferior a 200°F. > |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O equipamento de envelhecimento acelerado simula condições realistas, operando o ar a cerca de 100 Pascals. Cada amostra de conduta contém uma junta difícil de selar: uma conduta de chapa de metal unida por dedos unindo uma transição faseada, típica de como as condutas unem-se a plenum. Diferentes vedantes de condutas têm longevidades muito diferentes sob estas condições. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Esta fita transparente, a que os autores se referem como fita de embalagem, provou ter mais longevidade do que a fita adesiva. Contudo, não é muito forte. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A fita adesiva pode formar uma boa vedação -inicialmente. Mas sob as condições desafiadoras do equipamento de envelhecimento, ela rapidamente falha. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 > |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mastic tem funcionado muito bem no equipamento de envelhecimento, sem aumento perceptível de vazamento ao longo do tempo. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A maior parte das fugas nas condutas poderiam ser evitadas com uma selagem adequada das condutas. Mas os exames de campo frequentemente encontram vedações falhando ao longo do tempo. Para fornecer dados de laboratório sobre quais selantes e fitas duram, e quais são susceptíveis de falhar, estamos a realizar testes acelerados em curso no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL).
A principal conclusão que podemos tirar até agora é que se pode usar qualquer coisa menos fita adesiva – se definirmos fita adesiva como fita de tecido com adesivo de borracha – para selar condutas. Sob condições desafiadoras (mas realistas), as fitas adesivas falham. Outros tipos de fitas e outros métodos de selagem têm boa longevidade quando instalados corretamente (veja Tantos Selantes, Tantas Falhas). Os testes também mostraram que as fitas não precisam ser fortes para ter boa longevidade, e que nenhuma das várias classificações, incluindo as do Underwriters’ Laboratories (UL), aborda a longevidade do selante em condições realistas.
Durabilidade é a chave Hoje em dia, a fita adesiva com fita adesiva é o método mais comum de selagem de dutos. As equipes de campo não gostam de mástique porque tendem a ser confusas. As fitas de papel alumínio são utilizadas em placas, mas a fita adesiva é mais popular nos materiais mais comuns de condutas, como a fita adesiva flexível e o metal. Cada selante tem suas vantagens e desvantagens, mas com uma aplicação razoavelmente cuidadosa, qualquer um deles pode selar bem – inicialmente.
Longevidade é outra história. Hoje em dia, diz-se que as casas são projetadas para durar 30 anos. Os sistemas de condutas flexíveis são muitas vezes classificados para uma vida útil de 15 anos. As vedações dos dutos devem durar pelo menos o mesmo tempo. Mas parece que as propriedades físicas de alguns dos selantes podem causar falhas nos selos em apenas alguns anos.
Embora alguns selantes sejam classificados pela UL, nenhuma classificação da UL aborda a longevidade (veja Normas para Selantes). Se as pessoas que escolhem selantes para dutos tivessem classificações relativas de longevidade, elas poderiam tomar uma decisão mais informada.
Três testesTodos desenvolvemos três procedimentos de teste – assar, pedalar e envelhecer – para tensionar as juntas de dutos padrão e seus selantes em diferentes condições ambientais. O teste de cozimento utiliza apenas um simples forno. O aparelho de ciclismo foi financiado há mais de três anos pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos para medir a longevidade do selante de dutos em aerossol sob condições aceleradas. O aparelho de envelhecimento foi construído no ano passado com financiamento do Instituto de Eficiência Energética da Califórnia. Nestas plataformas de teste, medimos periodicamente o vazamento de dutos. Declaramos que um selante falhou quando vaza mais de 10% do ar que a junta vazou antes de ser selada. Estes testes medem a resistência do selante diante de ambientes exigentes, mas não abordam problemas de instalação.
O teste de cozimento é o mais simples. Construímos uma junção metal-metal passo-a-metal de transição de canal de chapa metálica padrão de 4 polegadas, e suportamos o canal com suportes mecânicos independentes. Esta é uma das juntas mais difíceis de selar. Algumas normas exigem uma braçadeira sobre a fita adesiva em conexões de colarinho flexível, mas não há como aplicar uma braçadeira sobre a fita adesiva ou selante em uma transição escalonada, como a junta duto-plenum. Aplicamos selante sobre a junta, seguindo as instruções do fabricante do selante, se aplicável. Em seguida, colocamos a secção da conduta num forno regulado para a temperatura de um sótão quente ou de um sistema de fornecimento de ar quente, na faixa de 140°F-180°F. As temperaturas são mantidas abaixo de 200°F porque algumas das fitas são classificadas a essa temperatura. O vazamento da conduta é medido antes da cozedura e em vários intervalos durante a cozedura. Ao testar o vazamento, nós também observamos o selante e notamos falhas óbvias. As seções são cozidas por 4 meses.
No teste de ciclagem, nós adicionamos mudanças de temperatura e pressão. Sopramos ar quente e ambiente através do duto a pressões entre a pressão do ar ambiente e 200 Pascals (Pa) para simular a ciclagem do HVAC. Este teste tem as suas limitações. Os ciclos levam um longo tempo – 20 minutos – devido à necessidade de aquecer e arrefecer a conduta. E o aparelho de ciclismo não pode submeter a amostra de teste às temperaturas frias que podem ser esperadas no inverno ou mesmo em dutos de fornecimento de ar condicionado.
Apenas o selante aerossol foi submetido ao teste de ciclismo. Algumas fugas seladas por aerossol foram seladas há mais de dois anos e, desde então, têm sido feitas entre o ar quente e o ar ambiente a cada 20 minutos. Não houve alteração significativa na estanqueidade das condutas.
O teste de envelhecimento foi concebido para superar as limitações do aparelho de ciclagem, e pode ser um protótipo útil para a realização de testes padronizados de longevidade do selante de condutas. O equipamento de ensaio tem uma fonte de ar quente e uma fonte de ar frio (ver Figura 1). As secções das condutas no equipamento têm ar quente a passar por elas durante cinco minutos, seguido de ar frio durante cinco minutos. Testamos 19 fitas e selantes no dispositivo de envelhecimento.
Uma vasta gama de produtos afirmam ser adequados para a selagem de condutas, mas muitas vezes há pouco nas especificações ou na literatura do produto para diferenciá-los. Por exemplo, um dos principais fabricantes lista 16 fitas adesivas diferentes, disponíveis em várias cores, e 8 fitas adesivas de alumínio. Algumas têm códigos de produto impressos na fita, outras têm códigos impressos no cubo, e outras não têm código de produto. Todas as fitas adesivas são classificadas pela norma UL 723, Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials, mas apenas algumas das fitas de folha metálica são assim classificadas. Algumas fitas são rotuladas como Código Aprovado pela BOCA, mas uma fita com quase as mesmas características das fitas com Código Aprovado não indica que é Código Aprovado.
Todos os produtos que testamos todos os produtos vendidos para uso em dutos HVAC. Recentemente, várias empresas lançaram as fitas UL 181B-FX (ver definições nas Normas para Vedantes), que são aprovadas pela UL para uso em sistemas de dutos flexíveis quando instaladas com braçadeiras metálicas sobre a fita. Geralmente, estas ainda não estão listadas nos catálogos de produtos. Embora não tenhamos investigado as mástiques tão bem como as fitas, parece haver menos tipos de mástiques. Poucos mastiques são atualmente aprovados pela UL 181B, embora muitos sejam aprovados pela UL 181A. Esta situação pode mudar no futuro.
Quick Catastrophic Failure Quando começamos as experiências de envelhecimento, esperávamos que levasse semanas para começar a ver a degradação no desempenho. Ficamos surpresos ao encontrar algumas fitas adesivas falhando em questão de dias. A maioria falhou catastroficamente em vez de gradualmente. Isto tornou menos necessário o uso de critérios numéricos arbitrários na decisão de que uma amostra tinha falhado. Ocorreram falhas rápidas apenas para fitas adesivas de tecido com adesivos de borracha.
Das 19 amostras que envelhecemos e 13 amostras que cozinhamos, muitas falharam; oito ainda estão funcionando. As únicas condutas que se tornaram com fugas foram seladas com fita adesiva (ver Tabela 1). A maioria delas mostrou sinais visíveis de falha dentro de cerca de três dias após o início do teste. Os testes não nos dão qualquer indicação de tempo para o insucesso no mundo real. Mas eles nos permitem ver quais selantes duram relativamente melhor que outros.
No teste de cozimento, apenas fitas com adesivos à base de borracha mostraram degradação. As fitas adesivas de canal tendem a ter mais vazamentos do que as outras fitas. Algumas também estão se aproximando de uma falha no teste de envelhecimento. Os outros selantes estão todos vazando menos de 2% do fluxo não selado.
Após as amostras de teste terem passado três dias nos bancos de ensaio, medimos o vazamento de suas juntas. As fitas adesivas tiveram de 10% a 20% do vazamento não selado. A fita de qualidade superior tinha falhado completamente, caindo da secção de teste. Tal falha completa foi devida à delaminação – separação do suporte do tecido do adesivo. As outras fitas falhadas tinham acabado de começar a delaminar. Acreditamos que a temperaturas elevadas, os adesivos à base de borracha nas fitas adesivas mudam suas propriedades e tendem a se separar ou do suporte do tecido ou da superfície. Tentamos uma segunda amostra da fita de qualidade superior; ela durou cerca de sete dias antes de falhar completamente. As fitas com suporte de metal com adesivo acrílico, o aerossol e a massa não mostraram sinais visíveis ou mensuráveis de degradação após duas semanas de testes.
Embora nosso critério de falha fosse 10%, continuamos a monitorar a maioria das amostras até que seu vazamento fosse mais de 50% do fluxo não selado. Na maioria destas, o vazamento continuou a aumentar rapidamente, terminando muitas vezes com uma falha catastrófica.
Uma inspeção visual das seções do duto cozido revelou que na maioria das amostras de fita adesiva do duto, o adesivo de borracha tinha mudado de propriedades e a fita tinha delaminado. Algumas amostras pareciam ter cozido de forma a manter a sua selagem. No entanto, o adesivo assado sem pressão de ar das fugas empurrando contra a fita; tal permanência é improvável no campo.
No teste de envelhecimento, ocasionalmente vimos algumas fitas adesivas começarem a separar-se da conduta e depois voltarem a ser seladas quando um pedaço sobreposto de fita falhou de forma a tapar a primeira fuga, deixando uma bolha. Observamos este mesmo fenómeno no campo. Este comportamento pode explicar porque algumas fitas adesivas duram mais tempo; não o observamos em nenhum outro tipo de selante. Consideramos que tais falhas e resselagens são inaceitáveis, mas não falhamos amostras nesta base.
Parece haver pouca diferença de desempenho entre as fitas adesivas, em comparação com a diferença entre a fita adesiva e os outros selantes. Diferentes graus de fita adesiva têm resistências diferentes, mas as diferenças não afectam a longevidade.
Exaustão do CalorEmbora os nossos testes não consigam diferenciar entre o mástique e o selante em aerossol, os dados mostram que a fita adesiva não é um bom selante para utilização em condutas que funcionam a temperaturas muito acima da temperatura ambiente. Acreditamos que isto se deve ao adesivo de borracha, mas não o podemos dizer definitivamente. Na sua maioria, o suporte de tecido e os adesivos de borracha andam de mãos dadas. Os outros produtos selantes não demonstraram nenhum dos modos de falha que vimos nas fitas dos dutos.
Existem alguns produtos que utilizam adesivos de borracha com um suporte que não é feito de tecido. Pretendemos testar estes produtos no futuro. Embora a atual safra de fitas adesivas falhe em nossos testes de longevidade, não há razão para acreditar que o adesivo não possa ser reformulado para funcionar melhor nas temperaturas mais altas encontradas em sótãos ou sistemas de aquecimento.
Concluímos que a fita plástica transparente, não reforçada, a que chamamos de fita de embalagem, se segura bem. Pelo menos uma versão desta fita foi classificada UL 181B-FX e está disponível comercialmente. Testamos a versão com classificação UL por mais de um mês e a versão sem classificação por mais de três meses, e não há vazamento significativo.
Foil tape produtos com classificação 181B-FX estão agora disponíveis. O minério que testamos resistiu bem durante um mês no equipamento de envelhecimento.
Fita de embalagem tem uma baixa resistência à tração. Como a finalidade de um selante de dutos é apenas reduzir vazamentos, nós não testamos a resistência. Alguns usuários de campo não gostam de usar fitas mais fracas, talvez porque eles gostam de pendurar dutos com fita, mas os sistemas de dutos não devem ser mecanicamente suportados por selantes.
Perfeições de instalaçãoNossos testes se concentraram nas propriedades dos selantes em si. Nós nos certificamos de obter bons selos iniciais para nossa seção de testes, seguindo as boas práticas e as instruções do fabricante. Por exemplo, a seção de teste estava limpa e seca. Nós aplicamos o selante com cuidado meticuloso, e verificamos se havia um bom selamento antes de iniciar qualquer um dos testes.
Em uma aplicação normal, tal cuidado não é prático. O acesso às condutas pode ser limitado, e as condutas podem estar sujas. Estes problemas dificultam a instalação de fitas. Assim, alguns trabalhos com fita podem ter um mau desempenho porque foram mal instalados, e não por causa de qualquer falha intrínseca na fita. A experiência de campo mostra que os mastiques e o selante em aerossol muitas vezes selam melhor do que a fita em locais sujos ou inacessíveis.
A melhor escolha de selante de canal varia de acordo com o clima, tipo de construção e experiência local. A nossa recomendação? Considere problemas de instalação, mas use tudo menos fita adesiva.
Para uma descrição mais detalhada do próprio aparelho de teste, bem como do protocolo de teste, consulte o relatório do projeto, Diagnóstico de Vazamento, Longevidade do Selante, Dimensionamento e Transferência de Tecnologia em Sistemas de Distribuição Térmica Residencial, Lawrence Berkeley National Laboratory Report No. 41118. Tel:(510)486-4022; Web site: www.lbl.gov.
FIgure 1. Esquema para não escalar. As zonas cinzentas escuras são preenchidas com ar quente, as zonas cinzentas claras são preenchidas com ar frio.
Standards for Sealants
A maioria das fitas que são rotuladas como 181B-FX são fitas de canal. Outros produtos 181B estão apenas chegando ao mercado
UL 181A e 181B parecem fazer um bom trabalho de testes de segurança, resistência à tração e aderência inicial. Entretanto, eles podem não fazer um bom trabalho na classificação de quão bem os selantes selam fugas típicas de dutos ou quão bem eles permanecem selados em condições normais.
Nós descobrimos que não há correlação entre a longevidade do selante e a listagem UL. Entre as fitas adesivas, as que foram classificadas com UL 181B tiveram melhor desempenho. A maioria das amostras de fitas adesivas falhou em uma semana no teste de envelhecimento, mas duas amostras com classificação UL e uma que não foi classificada UL resistiram por mais de um mês. No entanto, mesmo as fitas adesivas com classificação UL tiveram um desempenho muito pior do que qualquer outro selante.
Esta falta de correlação não deve ser surpreendente. Muitos dos componentes dos testes da UL abordam questões de resistência e segurança contra incêndio, e nenhum destes números em nossos testes. De fato, alguns selantes com boa longevidade, como a fita de butil, podem ter dificuldade em passar o UL 181B. Muitas fitas, incluindo todas as fitas adesivas que testamos, estão listadas na UL 723 para segurança contra incêndio.
Teste irrealista Embora a UL teste principalmente para segurança, pode-se supor que os testes também determinariam quais fitas cumprem sua tarefa principal de selar vazamentos. No entanto, os testes UL são limitados por algumas condições irrealistas:
- Em 181B, as fitas de canal têm um grampo na junta.
- No teste de aderência de cisalhamento, a fita não tem carga durante 60 dias a 150°F (66°C), e depois é testada a 73°F (23°C) durante 24 horas. Mesmo assim, a fita pode afastar-se da conduta em 1/8 polegadas. A essa velocidade, ela pode sair em apenas dois dias e ainda passar.
- O teste de alta temperatura cozinha a fita por 60 dias a 100°C (212°F), mas a fita é avaliada apenas por inspeção visual, sem testar a aderência.
- O teste de congelamento/descongelamento da massa é feito com a massa ainda em seu recipiente, a menos que o recipiente diga para evitar o congelamento.
- As superfícies às quais a fita ou a massa são aplicadas estão todas limpas (nosso equipamento compartilha esta limitação).
- Não há ciclagem de temperatura ou pressão para os testes de adesão em 181B. 181A tem ciclos de pressão a temperaturas fixas de 74°C (165°F), 32°C (90°F) e -18°C (0°F), mas sem ciclos de temperatura.
Quem usa braçadeiras?Uma das maiores diferenças entre o teste UL e nosso teste de longevidade é que para o teste de fita adesiva de tecido, UL requer uma braçadeira na junta. Para incentivar a fixação na prática, a UL exige que, para que um sistema de canal seja aprovado pela UL, tem de ter braçadeiras na junta, e os fabricantes de canal flexível listados na UL têm de incluir a necessidade de braçadeiras nas suas instruções. Observamos que, às vezes, as juntas com fitas de revestimento de dutos flexíveis podem ser mantidas no lugar por meio de cintas, mas nunca vimos fixação na junta do tipo duto-para-plenum que testamos. Além disso, quando adquirimos as fitas de tecido, não recebemos instruções ou diretrizes para fazer tal fixação. Assim, as nossas juntas foram testadas sob condições diferentes das dos testes UL, mas as nossas condições representam melhor a construção real.
Sem dúvida, a fixação teria melhorado o desempenho das fitas de tecido UL 181B-FX. Teria também melhorado o desempenho das fitas não classificadas. No entanto, outros selantes podem ter um desempenho aceitável sem o grampeamento, e a dificuldade e a intensidade de tempo do grampeamento torna improvável que ele se torne prevalente.
UL Ainda Útil Da perspectiva da longevidade do selante, não daríamos qualquer preferência às fitas com classificação UL, mas outros problemas podem tornar as fitas com classificação UL desejáveis. E os códigos de construção locais, se referirem o Código de Construção do Sul ou o Código Mecânico Padrão, requerem-nos.
Max Sherman e Iain Walker são cientistas do Grupo de Desempenho Energético de Edifícios do Lawrence Berkeley National Laboratory em Berkeley, Califórnia.
>
| Voltar à Página de Conteúdo | Índice de Energia Doméstica | Sobre a Energia Doméstica |
| Página de Energia Doméstica | Voltar à Página de Energia Doméstica |