Iremos tratar sobre a importância do entendimento dos efeitos da temperatura nos materiais da construção, assim é possível compreender as manifestações patológicas decorrentes de suas ações.

É importante entender previamente que as movimentações térmicas são variáveis dependentes das propriedades físicas do material e da amplitude da variação térmica (o famoso ∆t). A magnitude das tensões desenvolvidas vai depender de alguns fatores, como: intensidade das deformações, da restrição imposta nos vínculos e das propriedades elásticas dos materiais.

Veja, as deformações causadas pela variação de temperatura é assunto quase nostálgico, afinal todos lembram das aulas de física no ensino médio, aqueles exercícios sobre uma barra de ferro, ou as fotos de um trilho ferroviário torto.

Bem, o fato é que o fenômeno é exatamente o mesmo, a diferença é que agora vamos tratá-lo na construção civil e nos materiais usados.

A dilatação térmica é um fenômeno inevitável, ele vai acontecer! Salvo se o material estiver em rigoroso controle de temperatura, coisa que não ocorre na vida real, principalmente no nosso país, que registra ampla variação de temperatura. Então, se todos os materiais tendem a dilatar ou contrair, e suas características físicas são diferentes entre si, é fato que irão existir tensões atuando na união entre os materiais.

A imagem abaixo demonstra dois materiais diferentes, sendo submetidos ao aquecimento (gerando dilatação). Observe que a placa “B” dilata mais do que a placa “A”, gerando uma tensão de cisalhamento, onde inevitavelmente aparecerá uma trinca. Neste caso, por termos as duas placas submetidas a mesma variação de temperatura, e dilatações diferentes, as propriedades físicas dos materiais são distintas. 

Podemos observar muito bem esse efeito na construção civil, em ligação entre os elementos de estrutura e alvenaria, por exemplo. Sabe-se que o coeficiente de dilatação do concreto é até 2 vezes maior do que o da alvenaria. Logo, se em um trecho de parede, contendo estrutura de concreto e alvenaria for submetido à um aquecimento, esses dois elementos vão "trabalhar" de formas diferentes. É o caso da imagem abaixo, que apresenta uma parede com trincas na união entre a alvenaria e os elementos de estrutura, pilar e viga. Por se tratar de uma parede de uma casa de maquinas, o aquecimento potencializa o aparecimento das trincas.

Thomaz¹, afirma que nas obras é possível observar também fissuras de origem térmica causada por movimentação diferenciada entre os componentes de um mesmo elemento, entre elementos de um sistema e entre regiões distintas de um mesmo elemento.

1. Junção de materiais com diferentes dilatações térmicas, sujeitos a mesma temperatura (as fissuras na alvenaria, causada por movimentação diferenciada da argamassa de assentamento e o tijolo)
2. Exposição a diferentes temperaturas (cobertura em relação às paredes de uma edificação)
3. Gradiente de temperatura ao longo de um mesmo componente (a face exposta e face protegida de uma laje de cobertura)

Em caso de movimentações térmicas diferentes, é importante considerar tanto a amplitude quanto a rapidez. Muitas vezes um material consegue absorver as tensões de uma movimentação intensa, se ela for lenta e gradual. E se a movimentação for rápida, é possível que em uma amplitude baixa, o material não absorva e tenha que aliviar as tensões por meio de uma abertura (trinca).

O efeito da mudança brusca de temperatura também é relevante no estudo das trincas de origem térmica. O chamado choque térmico é a situação em que um elemento é submetido à uma variação térmica de 100ºF (38ºC), em poucas horas. A resistência de um material ao choque térmico pode ser dada pela equação:

δ = Coeficiente de Condutibilidade Térmica

Fct = Resistência a caraterização à tração

E= Módulo de deformação longitudinal

De forma geral, a fonte de calor mais relevante para a construção civil, é a radiação solar. A amplitude e a taxa de variação térmica, vai depender dos seguintes fatores: 

1- Intensidade da Radiação Solar – Esse fator é variável de acordo com a localidade da edificação. Em nosso país, a intensidade da radiação é bastante diferente em todas as regiões. Além disso, é importante saber se a radiação é incidida diretamente ou de forma difusa no material 

2- Absorbância – É a característica de absorção da energia solar por meio da superfície do material. Essa propriedade está relacionada diretamente com a cor da superfície do material, onde as cores mais escuras têm maior poder de absorver energia do que as cores claras.

3- Condutância Térmica Superficial – A transferência térmica das superfícies dos materiais com o ar ambiente não depende somente da diferença de temperatura entre eles, mas também de outros fatores, como; rugosidade da superfície; velocidade do ar; posição geográfica do edifício; orientação da superfície; etc. Todos esses fatores são traduzidos em coeficiente de condutância térmica superficial. 

4- Propriedades Térmicas dos materiais – Calor Específico, massa específica aparente e coeficiente de condutância térmica.

De acordo com Latta², é possível determinar a temperatura superficial das lajes de cobertura e das paredes externas por meio de uma equação em função da temperatura do ar em graus Farenheit(t), e do coeficiente de absorção solar (a):

PARA CORES CLARAS

Temperatura máxima = t + 75 a

Temperatura mínima = t – 10ºF

PARA CORES ESCURAS

Temperatura máxima = t + 100 a

No que se refere à absorção solar, Latta² sugere os seguintes valores para os materiais não metálicos:

Superfície prata – a= 0.95

Superfície cinza-escuro – a= 0,80

Superfície cinza claro – a= 0,65

Superfície branca – a= 0,45

Bem, a nível básico esse conteúdo é suficiente para começar a entender as causas e efeitos das movimentações térmicas.