\mathbf{3 6}^{\boldsymbol{\circ}} ) Com base no observado em nossas aulas práticas:
A absorção de água permitida em telhas cerâmicas depende do clima. Para climas Temperados ou tropicais este valor máximo é de 20% e para climas muito frios e úmidos não ultrapassa os 7%. Por que isso ocorre?

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações e pergunta o porquê delas:
  • A absorção de água permitida em telhas cerâmicas é diferente conforme o clima.
  • Para climas Temperados ou Tropicais o valor máximo permitido é de \;20\%\;.
  • Para climas Muito Frios e Úmidos o valor máximo permitido é de \;7\%\;.
    A pergunta é: por que existe essa diferença (por que telhas para climas muito frios/úmidos exigem absorção tão menor)?

Passo 2

Definição clara do que é “absorção de água” (porque se a gente não medir direito a coisa fica vaga):
\text{Absorção (\%)}=\frac{m_{\text{saturado}}-m_{\text{seco}}}{m_{\text{seco}}}\times 100\%çã
onde \;m_{\text{seco}}\; é a massa da telha seca e \;m_{\text{saturado}}\; é a massa após saturação em água. Isso nos diz qual fração da massa da peça é formada por água que entrou nos poros abertos.
Exemplo concreto e simples: se uma telha seca pesa \;2{,}00\\ \text{kg}\; e após imersão pesa \;2{,}40\\ \text{kg}\;, então
\text{Absorção}=\frac{2{,}40-2{,}00}{2{,}00}\times100\%=20\%.çã

Passo 3

O que controla a absorção na cerâmica: porosidade e distribuição de poros
  • Telhas cerâmicas têm poros (espaços vazios) resultado da composição e do cozimento. A porosidade aberta permite que a água entre.
  • Dois fatores importantes:
    • Porcentagem de poros abertos (porosidade aberta): quanto maior, maior a absorção potencial.
    • Tamanho e conectividade dos poros: poros muito finos ou desconectados retêm menos água por capilaridade do que poros grandes e conectados.
  • Fabricação atua aqui: aumentos de temperatura de queima e maior vitrificação reduzem porosidade e, portanto, absorção. Revestimentos vítreos (esmaltes) também reduzem a entrada de água.

Passo 4

Mecânica do dano quando a água congela — por que água dentro dos poros é perigosa em climas frios
  • Água ao congelar aumenta de volume em cerca de \;9\%\;. Dentro de um poro confinado essa expansão gera pressões sobre as paredes do poro.
  • Pressão de cristais / pressão de gelo: quando a água dentro do poro congela, o crescimento do cristal de gelo exerce forças tensas sobre o material em torno do poro. Repetidas formações e fusões de gelo (ciclos gelo–degelo) levam à:
    • geração de microfissuras,
    • propagação de trincas,
    • perda de coesão do grão e desagregação superficial (esfoliação, escamação).
  • Quanto mais água houver dentro dos poros (maior absorção), maior a probabilidade e intensidade desse efeito, porque há mais volume de água para congelar e mais poros onde o gelo pode gerar pressão.
  • Em termos simples: mais água = mais gelo = mais “empurrão” dentro dos poros = maior dano com os ciclos de congelamento.

Passo 5

Por que isso justifica limites diferentes por clima
  • Climas Muito Frios e Úmidos: condições em que a água está frequentemente disponível e as temperaturas caem abaixo de zero com regularidade. Nessas condições há muitos ciclos gelo–degelo e alta chance de dano por congelamento. Logo, as telhas precisam ter muito pouca água nos poros para que o gelo não cause ruptura: daí o limite baixo de \;7\%\;.
  • Climas Temperados ou Tropicais (sem congelamento frequente): mesmo que haja chuva e humidade, a água não congela (ou congela raramente). Sem congelamento, não existe o mecanismo destrutivo descrito acima, então peças com maior porosidade/absorção podem ser aceitáveis — por isso o limite mais alto de \;20\%\;.
  • Resumindo em uma frase: o limite menor em climas frios é uma medida preventiva contra o dano por ciclos de congelamento da água retida nos poros.

Passo 6

Outros problemas associados à alta absorção (por que mesmo em climas quentes não queremos absorção infinita)
  • Mesmo sem congelamento, alta absorção piora:
    • presença de sais solúveis (eflorescência) que danificam a face externa,
    • crescimento biológico (algas, líquens) em superfícies úmidas,
    • redução de resistência mecânica e aumento de peso da estrutura,
    • manchas e perda estética.
  • Por isso normas impõem limites mesmo em climas onde não há risco de gelo, mas esses limites são mais permissivos porque o risco estrutural por congelamento é baixo.

Passo 7

Como os fabricantes reduzem absorção quando necessário (ligado à prática)
  • Ações típicas para produzir telhas de baixa absorção (úteis especialmente para climas muito frios):
    • aumentar temperatura de queima para maior sinterização/vitrificação (fecha poros),
    • otimizar formulação da argila para reduzir porosidade,
    • aplicar esmaltes ou vernizes impermeabilizantes na face exposta,
    • controlar granulometria e empacotamento das partículas.
  • Em laboratório, o ensaio que mede absorção é justamente a imersão e pesagem usada na fórmula do Passo 2; normas técnicas especificam procedimento e limites.

Passo 8

Exemplo numérico ilustrativo do risco
  • Imagine duas telhas com \;m_{\text{seco}}=2{,}00\\ \text{kg}.
    • A telha A tem absorção \;20\%: água absorvida = \;0{,}40\\ \text{kg}.
    • A telha B tem absorção \;7\%: água absorvida = \;0{,}14\\ \text{kg}.
  • Se essa água congelar dentro dos poros da telha A, há muito mais volume de gelo gerando pressão do que na telha B — portanto A estará muito mais sujeita a dano por gelo repetido.

Passo 9

Recapitulando de forma direta (para fixar a ideia e você poder responder na prova)
  • A diferença nos limites ( \;20\%\; vs \;7\%\; ) existe porque em climas muito frios e úmidos a água presente nos poros pode congelar repetidamente e causar danos mecânicos (frost damage). Para evitar que o gelo que se forma nos poros rompa a cerâmica, exige‑se uma absorção muito menor.
  • Em climas temperados/tropicais, onde não há congelamento frequente, esse mecanismo não atua, permitindo absorção maior sem risco de destruição por gelo (embora ainda haja outras preocupações).

Resposta

A diferença ocorre porque, em climas muito frios e úmidos, a água retida nos poros congela repetidamente e a expansão/pressão do gelo gera microfissuras e degradação (frost damage); por isso exige‑se absorção baixa ( \;7\%\;) para reduzir o risco, enquanto em climas temperados/tropicais, sem ciclos gelo–degelo frequentes, admite‑se absorção maior ( \;20\%\;).

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