Desde a Antiguidade, julgava-se que o calor era um “fluído imponderável”, sem massa, chamado calórico, que circulava dos objectos quentes para os objectos frios. Em 1789, o químico e físico britânico Sir Humphry Davy, e o físico inglês Benjamin Thompson, que estudavam o calor libertado pela talha dos tubos de canhão, demonstraram que a fricção podia produzir grandes quantidade de calor, e que esse calor não poderia resultar de outros objectos quentes, visto que a talha começava em água muito fria.
Infelizmente, as suas experiências passaram despercebidas nessa época. Só mais tarde, em 1842, o médico e físico alemão Robert von Mayer concebia o princípio da equivalência do calor e do “trabalho”. Nesse mesmo ano, através de uma longa série de experiências o físico inglês James Joule determinou o equivalente mecânico da caloria. Nos anos 1850, a teoria calórico foi progressivamente abandonada e os cientistas começaram em vez disso a descrever o calor com forma de energia.
Deste modo, o calor foi definido como uma forma de energia que eleva a temperatura, dilata e faz fundir ou decompor os corpos. Dito de um modo muito simples, o calor é uma forma de energia que faz com que as coisas sejam quentes, e cuja ausência faz com que ela sejam frias. O fluxo de energia depende do meio por onde esta se propaga. A radiação térmica é um fluxo de calor, sob forma de raios infravermelhos, visíveis ou ultravioletas, capaz de se propagar no vazio. Já a convecção é um fluxo de calor através de um fluído, líquido ou gás.
Actualmente, a transferências de energia como calor adquiriram um grande importância com os certificados energéticos, em especial, através do isolamento térmico dos materiais utilizados na construção das habitações.
Segundo a literatura, chama-se isolante térmico a um material ou estrutura que dificulta a dissipação de calor, de forma a estabelecer uma barreira que impeça a passagem do calor entre dois meios que naturalmente tenderiam rapidamente a igualarem suas temperaturas.
O melhor isolante térmico é o vácuo, mas devido à grande dificuldade para obter-se e manter condições de vácuo, é utilizado em muito poucas ocasiões. Na prática, utiliza-se o ar, que devido à sua baixa condutividade térmica e a um baixo coeficiente de absorção da radiação, constitui um elemento muito resistente à passagem de calor. Entretanto, o fenómeno de convecção que se origina nas câmaras de ar aumenta sensivelmente a capacidade de transferência térmica do ar. Além disso, o ar deve estar seco, sem humidade, o que é difícil de conseguir nas câmaras de ar. Devido a todos estes factores são utilizados como isolamento térmico materiais porosos ou fibrosos, capazes de imobilizar o ar seco e confiná-lo no interior de células mais ou menos estanques.
Há vários tipos de materiais sólidos que podem ser bons isolantes, isso depende da utilidade dada, a temperatura de trabalho, ao local de instalação entre outros. Podem-se utilizar como isolantes térmicos: lã de rocha, fibra de vidro, poliestireno expandido, espuma de poliuretano, aglomerados de cortiça, entre outros.
Deve-se observar que não existe isolamento térmico perfeito, uma vez que todos os materiais, de algum modo, conduzem o calor.
Por: António Costa
