Bioclimatologia aplicada ao planejamento das cidades: contribuições para a sustentabilidade urbana

O planejamento urbano está relacionado com o ato de planejar a cidade, diferente do processo de gestão das cidades. Como aponta Souza (2004), planejar remete ao futuro, ou seja, está relacionado ao processo de tentar prever a evolução de um fenômeno e simular os desdobramentos de um processo, no intuito de precaver-se contra prováveis problemas e de aproveitar os prováveis benefícios. Ou seja, o planejamento e a gestão (refere-se ao presente, tem haver com administrar uma situação com recursos disponíveis, tendo em vista necessidades imediatas) são atividades complementares, porém, distintas: ―[...] o planejamento é a preparação para a gestão futura... e a gestão a efetivação, ao menos em parte,. das condições que o planejamento feito no passado ajudou a construir [...]” (SOUZA, 2004, p.46). O planejamento urbano tem caráter multi e interdisciplinar e interdisciplinar, correspondendo ao processo que visa definir as diretrizes para um desenvolvimento urbano a partir do estabelecimento de planos para ocupação do espaço da cidade, fundamentados nas suas características econômicas, sociais e administrativas. Segundo Duarte (2007) o Planejamento Urbano deve reconhecer, localizar as tendências e as propensões naturais (locais e regionais) para o desenvolvimento, estabelecendo as regras de ocupação do solo e definindo as principais estratégias e políticas de um município (no caso brasileiro), explicitando as restrições, as proibições e as limitações para manter e aumentar a qualidade de vida para seus habitantes.

Observa-se que o entendimento do planejamento urbano está atrelado ao entendimento do processo de desenvolvimento urbano. A discussão sobre o conceito desenvolvimento urbano evoluiu ao longo do tempo e esteve vinculada ao entendimento do fenômeno da pobreza urbana e na atualidade é fortemente permeada pela busca da sustentabilidade. O debate sobre as questões ambientais só foi fomentado pela discussão dos problemas urbanos a partir de duas conferências que abordaram questões relacionadas com o tema da habitação social, Habitat I, em 1976 e Habitat II, realizada vinte anos depois, em 1996. No espaço temporal intermediário entre estas conferências, foi divulgada a primeira definição de desenvolvimento sustentável, cunhada pelo Relatório Brundtland em 1987, afirmando que desenvolvimento sustentável é aquele que atende às necessidades do presente, sem comprometer o atendimento às necessidades das gerações futuras.

Nas décadas seguintes, grandes conferências mundiais foram realizadas, como a Rio 92, no Rio de Janeiro, em 1992, e a Rio+10, em Johannesburgo, em 2002, e recentemente, a Rio +20, também no Rio de Janeiro. Nessas reuniões, protocolos internacionais foram firmados a fim de rever as metas e elaborar mecanismos para o desenvolvimento sustentável. O desafio global de melhorar o nível de consumo da população mais pobre e diminuir o impacto ambiental dos assentamentos humanos no planeta foi o grande tema em debate. Fazendo-se um balanço dos resultados, essas reuniões foram marcadas por disputas ideológicas e econômicas, e as ações subsequentes continuam aquém das expectativas e muitos problemas ambientais ainda não foram resolvidos.

A discussão teórica sobre o conceito de sustentabilidade urbana apresenta-se ainda em construção, pois, não se equacionou um dos grandes questionamentos suscitados após a divulgação do conceito tradicional: como pensar em soluções para o atendimento das necessidades de futuras gerações se ainda não foi possível atender as necessidades básicas da geração presente? Além disso, a literatura especializada tem alertado sobre a crescente banalização do uso do conceito, que atualmente tem permeado discursos para reforçar diferentes interesses (políticos e/ou econômicos), não incorporando princípios básicos para efetivo alcance do desenvolvimento sustentável em ações governamentais.

Ou seja, deve-se pensar em soluções que promovam o resgate da qualidade de vida nas cidades e a redução dos impactos ambientais, tanto no nível da produção de resíduos, como também, do consumo de recursos naturais. Assim, o processo de urbanização deve ser fundamentado no re-direcionamento do atual padrão de produção e consumo do espaço urbano, a partir da otimização da relação do homem com o meio natural.

Mesmo apresentando um conceito ainda em construção, alguns consensos teóricos já foram firmados. O principal deles é o entendimento de que a sustentabilidade deve ser entendida como uma condição indispensável à sobrevivência e à permanência da vida na Terra. Outra constatação é a escala multidimensional do conceito, abordando questões inter- relacionadas com diversas dimensões: social, política, econômica, ambiental etc (SACHS, 1993; ACSELRAD, 2009).

Segundo Silva e Bustos Romero (2011), a sustentabilidade urbana tem como foco, antes de tudo, a esfera social e de comunidade, já que os principais problemas urbanos têm sua origem nas relações humanas. Desta forma, a abordagem do conceito a partir da compreensão e da análise das relações humanas e de seus impactos no meio natural e, consequentemente, no ambiente urbano pode garantir a consideração de diversos aspectos e dimensões implícitos na complexidade deste ambiente, devendo este ser analisado como um sistema.

É por isso, que um dos principais conceitos de sustentabilidade defendidos na atualidade baseia-se na necessidade do equilíbrio entre entrada de recursos (produção e consumo) e saída (resíduos) no sistema urbano, resgatando referências da ecologia e do conceito de ecossistema. A sustentabilidade urbana, portanto, estaria mais próxima quanto menor o fluxo de entrada e saída de energia, materiais e resíduos de sua área. No modelo de Newman (1999), a sustentabilidade urbana depende da redução das entradas de energia e massa, assim como, da diminuição das saídas de resíduos (figura 2.19). Por isso, as cidades devem ser o foco principal na definição de estratégias e políticas de desenvolvimento. O planejamento urbano, portanto, a partir de abordagens multidisciplinares deve incorporar estas estratégias enfocando os escopos da sustentabilidade, como a melhoria da qualidade de vida e o equilíbrio ambiental.

Figura 2.19: Modelo metabólico do espaço urbano.

Fonte: (adaptado de Newman, 1999)

Para garantir condições de habitabilidade no meio urbano, deve-se adotar o uso racional dos recursos naturais e diminuir os impactos negativos referentes aos resíduos inerentes ao processo de produção do espaço. Dentre os diversos aspectos que podem ser analisados para o cumprimento deste escopo, destacam-se como motivação para o desenvolvimento da presente pesquisa, a abordagem sobre a necessidade de desenvolvimento de estratégias para a minimização do consumo de energia (entradas) e as estratégias para minimizar os impactos negativos referentes às modificações climáticas decorrentes do processo de urbanização, como acúmulo de calor (saídas).

A disponibilidade de energia é um condicionante do desenvolvimento urbano porque é indispensável para a execução das atividades humanas. No atual panorama energético, observamos a necessidade de seu uso racional devido à iminência da escassez de fontes não renováveis. Por isso, o consumo de energia em edificações está no cerne das discussões sobre o futuro das cidades e seu impacto ambiental, consequentemente, está também presente nas discussões sobre a sustentabilidade urbana.

O consumo de energia em edificações corresponde 32% da demanda global. Várias iniciativas tem sido tomadas para reduzir o consumo, incluindo o estabelecimento de padrões mínimos de desempenho para edificações e sistemas de certificação voluntária (IEA, 2012). No âmbito internacional, destaca-se como exemplo do primeiro caso, a Diretiva Europeia de Desempenho Energético em Edificações (European Energy Performance in Buildings Directive -EPBD), aprovada pela Comissão Europeia, em 2002, que exigiu a revisão das regulamentações sobre desempenho energético dos edifícios dos países da União Europeia.

As regulamentações, para o consumo de energia em edifícios e para o seu comportamento térmico passaram a ser determinadas por exigências apresentadas em diversos artigos da EPBD, como o artigo 4º (Estabelecimento de requisitos de desempenho energético), 5º (Edifícios Novos) e 6º (Edifícios existentes com renovações importantes maiores do que 1000m2) etc. Para o segundo caso, referente as certificação. destaca-se o selo LEED, liderança em energia e design ambiental (Leadership in Energy and Environmental Design), que corresponde a um sistema de certificação e orientação ambiental de edificações desenvolvido pela USGBC -United States Green Building Council. Esta organização estabelece pré-requisitos obrigatórios e opcionais, que possuem um sistema de pontuação cumulativa, que permite a classificação das edificações nos níveis: LEED Silver, LEED Gold e LEED Platinum. O resultado da certificação depende da avaliação de desempenho de cinco condições de impacto do edifício analisado: impactos locais (sustainable sites), uso racional de água, energia e atmosfera; materiais e recursos, qualidade ambiental interna e inovação e processos. É considerado o selo da edificação sustentável, foi criado em 2000 e no Brasil foi implementado em 2007, sendo utilizado em 143 países.

No cenário internacional já existem diversos outros selos de certificação ambiental para verificar os recursos consumidos, o consumo de energia, as emissões de carbono e os resíduos gerados pelas edificações9 (figura 2.20). Ainda no Brasil, atuam o selo AQUA e BREEAM. A AQUA (Alta Qualidade Ambiental): inspirada no selo francês HQE - Haute Qualité Environnementale, foi criada em 2008 e é a primeira norma brasileira para a certificação de construções sustentáveis, oferece referencial técnico para residências e prédios comerciais. De origem inglesa, a BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) é a mais antiga certificação para construções sustentáveis do mundo. Foi

9 _{Os Sistemas de Avaliação e Certificação que surgiram em diversos países estudam essencialmente o edificado,} e assumem o edifício como a principal área de estudo e referência da construção sustentável. Entre estes sistemas destacam-se, para além do BREEAM no Reino Unido e do o LEED nos EUA, o NABERS (National Australian

Buildings Environmental Rating System) na Austrália, o BEPAC (Building Environmental Performance Assessment Criteria) no Canadá, o HQE (Haute Qualité Environnementale dês Bâtiments) em França, o

CASBEE (Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency) no Japão, e o LiderA (Liderar pelo Ambiente para a Construção Sustentável), em Portugal.

criada em 1992, pela BRE Global, mas chegou ao Brasil apenas em 2011. Assim, estima-se que os habitantes da União Europeia consomem hoje 60% menos energia se comparado com o estoque imobiliário construído antes da primeira crise do petróleo na década de 70 (WEC, 2004).

Figura 2.20: Selos para certificação ambiental e suas respectivas origens.

Fonte: www.geoconstruction.com

No Brasil, ações ainda são recentes, tendo destaque o estabelecimento de padrões mínimos de desempenho energético de equipamentos de uso final, onde se podem exemplificar as regulamentações posteriores decorrentes da lei nº 10.295/2001, conhecida com a ―lei de eficiência energética‖. Outras iniciativas no Brasil nesse sentido incluem o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), que lançou em 2009 a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia para Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (ENCE-C) e, em 2010, a Etiqueta para Edifícios Residenciais (ENCE-R). Estas etiquetas são de caráter voluntário para avaliação de edificações novas e existentes e passarão a ser obrigatórias para edificações novas em prazo que será definido pelo Ministério de Minas e Energia e pelo INMETRO, de acordo com as metas estabelecidas pelo Plano Nacional de Eficiência Energética. Estes avanços ocorreram devido ao impacto causado pela crise do fornecimento de energia elétrica, ocorrida em 2001 (o conhecido apagão) dando propulsão para do desenvolvimento de estratégias e regulamentações para a promoção da eficiência energética, especialmente á edificação. Desta forma, o Governo Federal, as universidades e as instituições de pesquisa continuam, portanto, empenhados no cumprimento das determinações instituídas pela lei de eficiência energética.

Dentre outros avanços para a disseminação e aplicação das premissas de conforto ambiental, de eficiência energética em edificações e de sustentabilidade pode-se citar: a) a aprovação da NBR 15.220-3/2005: Zoneamento Bioclimático Brasileiro (ABNT) que apresenta diretrizes construtivas para o total de oito zonas bioclimáticas brasileiras, além de estratégias de condicionamento térmico para edificações em cada um delas (atualmente a

referida norma encontra-se em processo de revisão e aprimoramento); b) a NBR 15.575 Norma de Desempenho em Edificações, aprovada em 2008, para edifícios habitacionais de até 5 pavimentos, que definiu as condições construtivas mínimas, considerando entre outros, o desempenho térmico, luminoso e acústico para uma parcela do setor residencial (diferente da NBR 15220, a NBR 15.575 é obrigatória e foi revisada em 2011, entrando em vigor a nova versão em julho de 2013); b) o Selo Caixa Azul, aprovado em 2010, que consiste no primeiro sistema de classificação de sustentabilidade do setor da construção habitacional e favorece a adoção de parâmetros de conforto ambiental, eficiência energética, conservação de recursos materiais, uso racional de água e práticas sociais.

A matriz energética do Brasil apresenta menor impacto quando comparada com outros países industrializados, por isso é considerada limpa. Em 2014, a participação de renováveis na matriz energética brasileira (figura 2.21) manteve-se entre as mais elevadas do mundo (39,4%), com redução devido à menor oferta de energia hidráulica e de etanol. (EPE, 2015). Em 2011, a matriz renovável correspondia a 44%, em 2012 a 42,4% (EPE, 2013) e em 2013 correspondia a 40,4%. Estes dados demonstram que apesar de vantagem quanto à base energética renovável, a produção brasileira reduziu 4,6%, e o atendimento à demanda por energia tem sido prejudicado. Além disso, a demanda por petróleo permanece aumentando continuamente. A utilização da fonte primária de energia a partir de combustíveis fósseis desequilibra o ciclo de carbono do planeta, aumentando o teor de gases de efeito estufa na atmosfera, causando o aquecimento global. Desta forma, a manutenção deste quadro pode gerar uma alteração irreversível no meio ambiente natural.

Figura 2.21: Gráfico referente à participação de energias renováveis na matriz energética

brasileira.

Fonte: Empresa de Pesquisa Energética – Balanço Energético Nacional – Relatório Síntese 2015.

Ainda sobre o cenário brasileiro, o documento do Plano Nacional de Energia 2050, elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética – Ministério de Minas e Energia, publicado em agosto de 2014, aponta a situação de incerteza quanto ao alcance de atendimento à

demanda energética brasileira de longo prazo (figura 2.22). Este identifica que apesar do estabelecimento de ações de eficiência energética e de geração distribuída, a demanda líquida resultante de energia poderá ter diferentes resultados, que irão depender dos aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. Reforçam-se o papel e a postura do consumidor quanto às perspectivas de consumo, sendo denominado o consumidor consciente aquele executa as ações para a racionalização do uso de energia e o equipamento eficiente aquele que apresenta desempenho satisfatório com menor consumo de energia.

Figura 2.22: Gráfico referente à demanda de eletricidade e fontes de atendimento à demanda

de energia a longo prazo.

Fonte: Plano Nacional de Energia 2050- Empresa de Pesquisa Energética (EPE)- agosto 2014

Verifica-se, portanto, o avanço quanto ao aparato técnico-científico para a avaliação e projeto de edificações de baixo impacto ambiental e menor consumo de energia, tanto no âmbito internacional, como também nacional. Destaca-se, assim, a importância dos recursos passivos de climatização natural de edifícios como principal estratégia para o uso racional de energia. Porém, o edifício não pode ser analisado como obra isolada, pois o clima urbano apresenta interferência direta sobre seu desempenho e para efetivo aproveitamento dos recursos passivos (naturais) de climatização, é necessário que a morfologia urbana favoreça este aproveitamento.

A morfologia pode ser definida como o estudo da forma urbana ou o estudo dos aspectos exteriores do meio urbano. Lamas (1997) propõe que esse estudo seja feito a partir da análise dos elementos morfológicos das ―[...] unidades ou partes físicas que, associadas e estruturadas, constituem a forma [...]‖ (LAMAS, 1997, p.37). No presente estudo, o termo

morfologia urbana corresponde à combinação de três elementos principais da estrutura

urbana: o plano, delimitado pelo conjunto de vias de circulação, parques, vazios urbanos e projeção de áreas construídas; o construído, constituído pelo conjunto de edifícios construídos diferenciados pela sua tipologia e volume e os usos do solo, delimitado pelo conjunto de

diferentes utilizações do espaço para as funções urbanas – residenciais, industriais, residenciais, públicas, semipúblicas ou privadas.

Assim, vários fatores relacionados ao planejamento urbano têm influência sobre o consumo de energia, como a morfologia e a densidade urbana. O padrão de adensamento e qualidade da expansão urbana, portanto, deve ser estudado através de estratégias de uso e ocupação do solo e legislação urbanística para que o objetivo referente ao alcance das condições de conforto ambiental e eficiência energética seja alcançado.

O controle de uso do solo é um dos principais escopos do planejamento urbano. É importante porque em uma abordagem ambiental para desenvolvimento de uma cidade, as diretrizes devem permitir a reserva de terrenos necessários para realizar empreendimentos públicos (habitação social e equipamentos coletivos), para aplicar as medidas ambientais preconizadas nas regulamentações urbanísticas e permitir alternativas para a destinação futura dos terrenos. Em relação às estratégias para o alcance da sustentabilidade urbana, verifica-se cada vez mais a necessidade de economizar espaços, tanto por razões ambientais, como também, por questões sociais e econômicas. Ou seja, segundo a literatura especializada, o planejamento territorial sustentável não recomenda, por exemplo, a expansão excessiva das áreas urbanas.

Verifica-se que a malha urbana dispersa gera problemas ambientais, face ao espalhamento da estrutura urbana, eliminando florestas, aumentando a demanda por consumo de energia, exigindo o intenso uso de veículos para o transporte de mercadorias e pessoas (que acarretam a poluição do ar através da emissão de gases provenientes de combustíveis fósseis nos diversos meios e redes de transportes), afetando, também a elevação da impermeabilização do solo natural decorrentes da pavimentação excessiva, exercendo sérios danos ao ciclo hidrológico, causando enchentes, impactando também no clima urbano.

Por isso, o adensamento tem sido apontado como uma das medidas básicas aplicada ao desenho urbano como minimização de impactos ambientais e sociais. Tem–se defendido, portanto, a cidade compacta como importante estratégia para favorecer o uso otimizado do espaço urbano. Segundo Acselrad (2009), além da compactação urbana, é necessária, também, a descentralização dos serviços e usos, distribuindo nas áreas centrais para as periferias, para promover um espaço urbano menos segregado e mais igualitário. Desta forma, o autor destaca a importância do controle demográfico paralelo às mudanças no processo de planejamento e gestão urbana.

Os limites para o estímulo ao adensamento urbano estão relacionados com a capacidade de suporte do sistema urbano, tanto em relação à infraestrutura como também em relação aos impactos ambientais. Para evitar o espraiamento da malha urbana, é necessária a ocupação e aproveitamento dos vazios urbanos (os principais elementos de especulação imobiliária). No caso brasileiro, além das implicações jurídicas relacionadas com o direito da propriedade urbana, devem ser analisadas também, as implicações quando ao potencial deste vazio urbano, como elemento de amenização climática. Sobre o primeiro caso, alguns avanços já foram alcançados, como os instrumentos presentes no Estatuto da Cidade, como a outorga

onerosa do direito de construir e o direito de preempção urbana. Ambos, quando aplicados aos instrumentos de planejamento urbano, apresentam o potencial de estímulo ao adensamento urbano e à ocupação dos vazios urbanos. Estes têm sido adotados, por exemplo, em alguns centros europeus, como a cidade de Rennes, na França que definiu o controle do uso do solo como elemento dominante de sua política urbanística e reorientou seu crescimento por meio de várias ações, como: revitalização dos espaços públicos, reestruturação de terrenos abandonados, adensamento das zonas pouco construídas e preservação de corredores verdes (outros exemplos, encontrados na Alemanha e Áustria). No segundo caso, é necessário compreender a necessidade de estudos sobre os impactos ambientais negativos sobre a ocupação de vazios urbanos, pois este processo pode eliminar áreas importantes para a qualidade climática local como as áreas verdes remanescentes, ou pode até mesmo estimular ocupações inadequadas, comprometendo o aproveitamento da ventilação natural na malha urbana. Estes seriam os pontos negativos que deveriam ser analisados no processo de planejamento urbano e a consideração dos princípios bioclimáticos subsidiaria a definição de diferentes estratégias na legislação urbanística para evitar a concretização dos efeitos negativos para a qualidade ambiental urbana.

Já que as normativas para avaliação do desempenho ambiental de edificações estão avançando, tanto no nível internacional, como também nacional, e cada vez mais são exigidas a incorporação das estratégias bioclimáticas no nível do edifício, questiona-se, portanto, quais são os aportes técnicos-científicos de apoio ao planejamento urbano, para que as estratégias bioclimáticas sejam aplicadas no processo de desenho urbano e no planejamento urbano.

Quais são as normas e instrumentos para a avaliação do desempenho climático de estruturas urbanas?

Em relação aos indicadores de sustentabilidade urbana, têm surgido novas abordagens com o intuito de avaliar a totalidade do espaço urbano, ao nível da vizinhança dos bairros. Estas abordagens pretendem preencher a lacuna deixada pelos sistemas de avaliação/ certificação, que limitavam o estudo ao nível mais restrito da vizinhança do edificado. Neste contexto, inserem-se os projetos desenvolvidos quer a partir de critérios, como o PIMWAG (Pennanen, Inkinen, Majurinen, Wartiainen, Alltonen e Gabrielsson) na Finlândia, quer sob a