Isolamento térmico para linha branca
Carlos E. C. GalhardoPesquisador Tecnologista em Metrologia dos Materiais (INMETRO/DIMCI/DIMAT)
Aspectos metrológicos para eficiência energética de isolantes térmicos para
linha branca
Isolamento térmico para linha branca
Sumário
• Isolamento térmico e eficiência energética
• Metrologia de materiais: condutividade térmica
• Atuação da Divisão de Metrologia de Materiais (Dimat)
Isolamento térmico para linha branca
O Problema
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico
L
Ts,1
Ts,2
Fluido Quenteh1 Tf,1
Fluido Frioh2 Tf,2
q
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico
L
Tf,1
Ts,1
Ts,2
Tf,2
Fluido Quenteh1 Tf,1
Fluido Frioh2 Tf,2
q
k
Lei de Fourier
k.A(Ts,1 – Ts,2) q =
L
q.Lk = -
T.A
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico
L
Tf,1
Ts,1
Ts,2
Tf,2
Fluido Quenteh1 Tf,1
Fluido Frioh2 Tf,2
q
k
Lei de Fourier
Fatores socioeconômicos:• Custos• Ciclo de vida• Sustentabilidade• Contaminantes
Fatores físicos:• Fontes de calor• Convecção forçada• Radiação• Transições de fase• Ciclo Termodinâmico• Múltiplas camadas
Desejos do consumidor:• Tamanho• Design• Estrutura física• Segurança
k.A(Ts,1 – Ts,2) q =
L
q.Lk = -
T.A
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico e eficiência energética
Relatório do programa SAVE IIda UE, 2000
Energy Efficiency Standards, DOE US, 2002
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico e eficiência energética
• Valor de condutividade térmica é determinante na eficiência energética de geladeiras e fogões.
Metrologia para propriedades Termofísicas!
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico e eficiência energética
• Valor de condutividade térmica é determinante na eficiência energética de geladeiras e fogões.
• Como garantir o valor de condutividade do isolante utilizado?
Metrologia para propriedades Termofísicas!
Isolamento térmico para linha branca
Isolamento térmico e eficiência energética
• Valor de condutividade térmica é determinante na eficiência energética de geladeiras e fogões.
• Como garantir o valor de condutividade do isolante utilizado?
Metrologia de propriedades Termofísicas!
Isolamento térmico para linha branca
O Nosso Negócio
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicasCadeia de Valor
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicasCadeia de Valor
Normas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicasCadeia de Valor
NormasNormas Internacionais
IECASTMISO
Normas internacionais
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicasCadeia de Valor
NormasNormas de especificação Normas Internacionais
IECASTMISO
Normas internacionais
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicasCadeia de Valor
Novos métodos medição
NormasNormas de especificação Normas Internacionais
IECASTMISO
Normas internacionais
Metodologias validadas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
NormasNormas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes
Análises
IECASTMISO
Normas internacionais
Metodologias validadas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
Normas
Metrologia:•Calibração•Materiais de referência•Verificação
Normas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes
Análises
IECASTMISO
Normas internacionais
Metodologias validadas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
Normas
Metrologia:•Calibração•Materiais de referência•Verificação
Normas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes
Análises
Verificação
Material de referência
IECASTMISO
Normas internacionais
Metodologias validadas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
Normas
Metrologia:•Calibração•Materiais de referência•Verificação
Normas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes de proficiência
Testes
Análises
Rastreabilidade
Verificação
Material de referência
IECASTMISO
Normas internacionais
Metodologias validadas
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
Normas
Metrologia:•Calibração•Materiais de referência•Verificação
Normas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes de proficiência
Testes
Análises
Rastreabilidade
Verificação
Material de referência
IECASTMISO
Comparaçõeschave
Normas internacionais
Metodologias validadas
Desenvolvimento de novos métodos
Isolamento térmico para linha branca
Infraestrutura de qualidade para propriedade termofísicas
Laboratórios De teste
Cadeia de Valor
Novos métodos medição
Normas
Metrologia:•Calibração•Materiais de referência•Verificação
Normas de especificação
Normas de ensaio
Normas Internacionais
Testes de proficiência
Testes
Análises
Rastreabilidade
Verificação
Material de referência
IECASTMISO
Comparaçõeschave
Normas internacionais
Metodologias validadas
Desenvolvimento de novos métodos
desenvolvimentode normas
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Metrologia de materiaisRastreabilidade
Metodologias validadas
Proficiência
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Rastreabilidade metrológicaDefinição (VIM 2.41): “Propriedade dum resultadode medição pela qual tal resultado pode serrelacionado a uma referência através dumacadeia ininterrupta e documentada decalibrações, cada uma contribuindo para aincerteza de medição”.
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Rastreabilidade metrológicaDefinição (VIM 2.41): “Propriedade dum resultadode medição pela qual tal resultado pode serrelacionado a uma referência através dumacadeia ininterrupta e documentada decalibrações, cada uma contribuindo para aincerteza de medição”.
W/(m.K) = (V.A)/(m.K)
Isolamento térmico para linha branca
Definição (VIM 5.14): “Material de referênciaacompanhado duma documentação emitida poruma entidade reconhecida, a qual fornece um oumais valores de propriedades especificadas comas incertezas e as rastreabilidades associadas,utilizando procedimentos válidos” (ISO guia 34).
Material de referência certificado
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Metodologias de ensaio para condutividade térmica
Internacionalmente aceitas:• ASTM C177: Método da placa quente protegida• ASTM C518: Método fluximétrico• ASTM E1461: Método flash
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Metodologias de ensaio
Condutividade térmica W/(m.K)
Fluxímetro de calor (-150 até 520 °C)
Placa quente protegida (-150 até 550 °C)
Método Flash (-125 até 2800 °C)
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Metodologias de ensaio
Condutividade térmica W/(m.K)
Fluxímetro de calor (-150 até 520 °C)
Placa quente protegida (-150 até 550 °C)
Método Flash (-125 até 2800 °C)
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ASTM C177: Placa quente protegida
• Vantagens:• Método primário• Ampla faixa de temperatura• Incerteza entre 1% e 3%.
• Desvantagens:• Alto custo• Ensaios longos
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ASTM C177: Placa quente protegida
q.Lk = -
T.A
q
q
Isolamento térmico para linha branca
ASTM C518: Método fluximétrico
• Vantagens:• Rápido• Baixo Custo• Grande repetibilidade (< 1%)• Ideal para temperatura ambiente
• Desvantagens:• Não é um método primário enecessita ser calibrado.
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ASTM C518: Método fluximétrico
Placa quente
Placa Fria
Refrigeração
Refrigeração
Chiler
Amostra TransdutoresSistema Peltier
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ASTM C518: Calibração
Transdutor mede diferença de potencial E, proporcional ao fluxode calor q;
Dessa maneira:
S.E.Lk = -
T.A
q = S.EASTM C518 (6.1): “The calibration of aheat flow meter apparatus is a verycritical operation. (…) there is noguarantee that the heat losses or gainsare negligible under all testingconditions”.
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ASTM C518: Calibração
Transdutor mede diferença de potencial E, proporcional ao fluxode calor q;
Dessa maneira:
S.E.Lk = -
T.A
q = S.EASTM C518 (6.1): “The calibration of aheat flow meter apparatus is a verycritical operation. (…) there is noguarantee that the heat losses or gainsare negligible under all testingconditions”.
ASTM C518 (4.5.1.1): “The apparatusshall have its calibration checked within24 h before or after a certification testusing either secondary transferstandards traceable to a recognizednational standards laboratory”.
Isolamento térmico para linha branca
Definição (VIM 5.13): “Material, suficientementehomogêneo e estável em relação a propriedadesespecíficas, preparado para se adequar a umautilização pretendida numa medição ou num examede propriedades qualitativas”.
Material de referência
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Rastreabilidade metrológica
Realização das grandezas
do SI
Institutos Nacionais de Metrologia
Laboratórios Acreditados
Laboratórios do chão de fábrica
BIPM
ASTM C177
Material de referência certificado
Material de referência
Material de referência certificado
Material de referência
ASTM C177 ou C518
ASTM C518
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• Definição: Ferramenta para evidenciar a qualidade dos ensaios realizados eresultados gerados por um laboratório através de uma comparaçãointerlaboratorial.
Ensaio de proficiência
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Ensaio de proficiência
Estabelece o protocolo:• Objetivo;• Metodologia de ensaio;• Amostra;• Procedimento de preparo;• Transporte da amostra;• Cronograma;• Análise de dados;• Outras especificações técnicas.
Estatísticose
Especialistas
• Definição: Ferramenta para evidenciar a qualidade dos ensaios realizados eresultados gerados por um laboratório através de uma comparaçãointerlaboratorial.
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Ensaio de proficiência
Laboratório 1
Laboratório 2
Laboratório 3
Laboratório n
Estatísticose
Especialistas...
Abre-se inscrição para os laboratórios interessados
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Ensaio de proficiência
Coordenação
Laboratório 1
Laboratório 2
Laboratório 3
Laboratório n
Estatísticose
Especialistas...
Registro da comunicação;Operacional;Cuida da confidencialidade dos resultados
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Atuação
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Garantia de qualidade
• Entender as necessidades do setor:• Laboratório (na fábrica ou terceiro)• Rastreabilidade• Incerteza• Material de referência • Faixa de temperatura• Faixa de condutividade térmica
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Capacidade de medição nacional• Mapear a capacidade de medição instalada:
• Quais são os laboratórios• Metodologias de ensaio• Ensaios de proficiência• Rastreabilidade• Outras Necessidades
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Obrigado!Carlos Eduardo Galhardo - [email protected]