d Abordagens de planejamento

Estes trabalhos desenvolvem um diagnóstico do consumo de energia em cidades baseando-se na Análise Energética de Sistemas para identificar os fluxos de energia no ambiente urbano e, a partir dessa análise, elaboram recomendações para o planejamento urbano. Representam uma evolução dos trabalhos descritivos e preditivos, pois são capazes de lidar com áreas urbanas descrevendo tanto a intensidade como a localização do consumo de energia. Visto

A  cidade

Setor  Residencial Setor  Industrial  e  

Comercial Setor  Público

Habitações Equipamentos  e  

Iluminação

Grau  de  perda  de   calor  por  dia

Eficiência  do   Aquecimento

Posse  % Tempo  de  uso  %

Média  das   habitações MWh,  CO2,$

Posse  média Uso  médio

Total  das   habitações Média MWh,  CO2,$ Total    dos   equipamentos  e   iluminação

Total  do  setor

Classificação Classificação MWh,  $,  uso  final,   nº  de  empregados Média  por   empregado Distribuição  do  

combustível  por  uso _combustívelUso  final  do   Média  por  m² Combustível,  MWh,  

$,  área  de  piso  m²

Total  por  atividade MWh,  CO2,$

Total  por  atividade MWh,  CO2,$

Total  do  setor Total  do  setor

Total    MWh,  CO2,  

$  para  a  cidade

LEGENDA

que a distribuição das variáveis associadas ao consumo de energia nas cidades é heterogênea e complexa, esse tipo de abordagem geralmente adota o uso de Sistemas de Informação Geográfica (GIS) na organização das informações, tratamento e apresentação dos resultados. Tais trabalhos baseiam-se em dados de uso e ocupação do solo, como tamanho e tipo de edificação, uso e idade do imóvel, e sobre posse e uso de equipamentos de consumo de energia. Além disso, parte das informações é levantada por trabalhos de campo e estudos estatísticos.

Como resultados, é possível quantificar o consumo de energia para diferentes setores de atividades e áreas espaciais, e também estabelecer uma linha base para o consumo de energia. Além disso, é possível calcular as emissões de gases do efeito estufa associadas ao consumo de energia.

Os primeiros estudos a adotar este tipo de abordagem em área urbana surgiram na Europa, especificamente no Reino Unido, motivados tanto por controlar o consumo de energia urbano quanto por reduzir as emissões de gases do efeito estufa.

Jones et al. (2000), com base em dados fornecidos e coletados, desenvolveram uma interface em GIS capaz de quantificar o consumo de energia para diferentes setores e áreas urbanas. No modelo numérico desenvolvido, chamado Energy and Environmental Prediction (EEP), um método de agrupamento estatístico é realizado para estimar o consumo padrão de energia para propriedades domésticas. Esse agrupamento é conduzido na base para apenas quatro variáveis relacionadas à forma do edifício: área de piso aquecida, área total de fachadas, razão de áreas de janela por áreas de piso e área da propriedade. Com essas variáveis e com a idade das residências, é possível colocá-las em uma das centenas de agrupamentos. Os dados são agrupados por código postal, permitindo o cálculo do total de residências existente em cada área e preservando a identidade dos consumidores. A Figura 2.6 apresenta alguns resultados que podem ser obtidos pelo modelo desenvolvido, como, por exemplo, consumo de energia e emissões de poluentes.

A ferramenta desenvolvida possibilita tanto a análise dos fluxos de energia quanto a realização do diagnóstico da sustentabilidade energética urbana. Este modelo permite aos tomadores de decisão ponderar sobre os impactos do desenvolvimento de áreas ou setores de atividades e das políticas adotadas.

(1) (2)

Figura 2.6: Mapas temáticos do setor residencial de Londres, mostrando o consumo de uma área postal (1) e emissões de carbono por área postal (2) – Fonte: Jones, Williams e Lannon (2000, p. 867)

Em um desenvolvimento posterior, Gadsden et al. (2003) descreveram a metodologia subjacente ao sistema de planejamento de energia solar (SEP) para planejadores e elaboradores de políticas públicas. A metodologia prediz o consumo base de energia de propriedades domésticas e determina o seu potencial de redução utilizando três tecnologias solares chaves: o projeto passivo solar, o aquecimento solar de água e o uso de sistemas fotovoltaicos. Este modelo está relacionado a três projetos, todos tratando da análise do consumo de energia de edifícios em áreas urbanas: LT-Urban, Energy and Environment Prediction (EEP) e Building Research Establishment Housing Model for Energy Studies (BREHOMES). A Figura 2.7 mostra a tela do software desenvolvido, expondo os tipos de resultados possíveis de serem obtidos por meio do modelo.

Figura 2.7: Detalhe de tela do software desenvolvido. Fonte: Gadsden et al. (2003, p. 44)

Uma abordagem similar foi desenvolvida na Itália para diagnóstico da sustentabilidade energética urbana e também adotou a análise energética de sistemas e uso de ferramentas de GIS, mas baseou sua análise na 2ª Lei da Termodinâmica. Balocco e Grazzini (2000) partiram do princípio de que a sustentabilidade só pode ser verdadeiramente alcançada quando o fluxo

total de entropia irreversível, originário das atividades humanas, é menor do que o fluxo de energia proveniente do sol. Assim, desenvolveram um modelo baseado na exergia usando um GIS, com o objetivo de prover indicadores úteis na medição da sustentabilidade energética e na definição de critérios de planejamento urbano.

Os indicadores desenvolvidos por Balocco e Grazzini (2000) permitem identificar partes da malha edificada na qual é possível intervir com o objetivo de reduzir os impactos ambientais devido às perdas energéticas dos edifícios. Podem também ser utilizados, segundo os autores, para definir área edificada, extensão de áreas verdes ou zonas para instalação de equipamentos no planejamento energético urbano.

Como uma continuação dessa análise, Balocco et al. (2004) propõem uma análise exergética da sustentabilidade urbana, avaliando o impacto das emissões devido ao ciclo de vida do edifício. O modelo desenvolvido é inovador, pois é capaz de relacionar a energia consumida na edificação com a energia disponível no meio e, a partir dessa relação, avaliar o impacto da forma urbana na sustentabilidade energética da cidade. No entanto, devido à complexidade da análise e da necessidade maior de dados, foi adotada em áreas menores do tecido urbano do que as abordagens britânicas.