JUSTIFICATIVA DA TESE

Uma ferramenta eficaz para avaliar a eficiência ambiental e, conseqüentemente energética, de um determinado produto é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Esta ferramenta verifica todas as entradas e saídas de matéria e energia ao longo do ciclo de vida do produto, considerando desde a extração das matérias-primas até a disposição final do produto, incluindo a etapa de uso. Após o levantamento dessas entradas e saídas, é possível avaliar os impactos ambientais decorrentes desses fluxos, sendo que um deles é o aquecimento global. Dessa forma, para se avaliar corretamente a eficiência de um determinado edifício é necessário seguir os passos de um estudo de ACV.

Embora a ACV seja um dos melhores métodos para a avaliação do impacto ambiental de produtos, ela possui diversas barreiras a seu uso (RIBEIRO; SILVA, 2002):

• complexidade inerente à sua realização devido à dificuldade de realizar algumas definições;

• diversos pontos de incertezas e subjetividades naturais da própria metodologia, e • necessidade de um grande volume de dados para a realização de uma ACV.

Bribían et al (2009) dizem que, como produtos, os edifícios são especiais porque têm uma vida relativamente longa, sofrem alterações, principalmente os edifícios de escritórios, geralmente têm funções múltiplas, contêm muitos componentes diferentes, são produzidos localmente, são normalmente únicos, causam impacto local, são integrados com a infra-estrutura e as fronteiras do seu sistema não são claras. Isso significa que fazer uma ACV completa de um edifício não é um processo simples como para muitos outros produtos.

Por isso, Bribían et al (2009) dizem que, para prover resultados com qualidade e com mais facilidade, algumas simplificações nos estudos de ACV de edifícios têm sido propostas. No Brasil, algumas iniciativas nesse sentido já foram realizadas. Como exemplo, Tavares (2006) realizou uma avaliação do ciclo de vida apenas energética (ACVE) de cinco modelos típicos de edifícios residenciais e chegou a um valor médio de consumo de energia de 19,4 GJ/m2, considerando todo o ciclo de vida dos edifícios durante 50 anos.

Do ponto de vista construtivo, o edifício pode ser considerado como um sistema dividido em diversos subsistemas como fundações, estrutura, vedações verticais (interna e externa), instalações hidráulicas, vedações horizontais. A própria norma de desempenho de edifícios habitacionais de até cinco pavimentos (ABNT NBR 15575, 2008) separa os edifícios em subsistemas com características similares para um melhor entendimento, os quais são definidos como: sistemas de estruturas, sistemas de pisos internos, sistemas de vedações verticais externas e internas, sistemas de coberturas e sistemas hidrossanitários.

Entretanto, para edifícios de escritórios ainda há muito pouco em termos de legislação brasileira. Essas tipologias de edifícios possuem características diferentes em seus subsistemas e impactam o ambiente de forma diferente também. Entre essas características estão os sistemas de vedações verticais que assumem uma importância muito maior nesses edifícios devido às tecnologias construtivas utilizadas e ao impacto que causam no consumo de energia pelos sistemas de ar condicionado. Dessa forma, optou-se por estudar, neste trabalho, as vedações verticais externas dos edifícios, nas quais se inserem as fachadas.

Entretanto, verificou-se que, na etapa de uso, as fachadas não consomem energia diretamente, mas influenciam o consumo de energia pelo sistema de ar condicionado. Dessa forma, é necessário utilizar outra ferramenta para se avaliar

esse consumo, sendo que, neste trabalho, escolheu-se a simulação computacional de edifícios.

Desse modo, a motivação desta tese é que o emprego de apenas uma ferramenta de avaliação do edifício, ou simulação computacional para cálculo do consumo de energia na etapa de uso ou ACV, sem considerar as diferenças inerentes a etapa de uso em edifícios, não é suficiente para a correta avaliação ambiental de um edifício ou de seus subsistemas.

Do mesmo modo, considerou-se que, atualmente, o problema ambiental de maior interesse é o aquecimento global, sendo que a maioria das emissões de gases de efeito estufa, relacionadas às atividades humanas, principalmente para geração de energia, é de CO2. Segundo Stern Review (2006), 77% dos gases de efeito estufa totais emitidos, em 2000, foram de CO2, enquanto 14% foram de metano (CH4), 8% de óxido nitroso (N2O) e 1% de gases fluorados (STERN REVIEW, 2006).

Assim, esta tese propõe-se a contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia que avalie as emissões de CO2 durante todo o ciclo de vida das fachadas de um edifício, utilizando os conceitos de ACV e de simulação computacional.

Entende-se aqui como metodologia, o conceito apresentado por Sabbatini (1989, p. 71), que diz que

“uma metodologia de pesquisa é um conjunto de preceitos de como conduzir uma investigação em um determinado campo do conhecimento. Uma metodologia tem por objetivos: direcionar a pesquisa de modo a obterem-se produtos coerentes com os princípios gerais pré-estabelecidos e orientar o pesquisador no processo decisório e na seleção dos fatores que importam”.

A realização deste trabalho também poderá trazer resultados importantes ao unir temas atuais como a ACV e a simulação computacional de edifícios. Além disso, no mercado brasileiro, a escolha de uma determinada fachada parece estar ligada principalmente à sua estética e ao seu custo, muitas vezes não considerando seu impacto ambiental. Isto ocorre, na maioria das vezes, devido à falta de dados e/ou estudos que levem os projetistas e construtores a incorporar também o aspecto ambiental nesta definição. Desse modo, este estudo poderá trazer subsídios à inserção desse aspecto como um dos critérios para a escolha das fachadas no projeto de um edifício.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo geral

O objetivo geral desta tese é contribuir para o desenvolvimento da metodologia de avaliação das emissões de CO2 no subsistema do edifício “fachada”, por meio da ACV e do uso de programa de simulação computacional de edifícios. Para isso, serão simulados três casos para aplicação da metodologia desenvolvida.

1.3.2 Objetivos específicos

Atrelado ao objetivo geral deste trabalho, pretendem-se como objetivos específicos: • Avaliar o impacto do desempenho térmico das fachadas no consumo de energia

pelo sistema de ar condicionado, por meio de programa de simulação computacional;

• avaliar a quantidade de energia empregada no ciclo de vida das fachadas, considerando a extração e processo de transformação das matérias-primas, fabricação dos materiais utilizados nas fachadas, transporte desses materiais, instalação das fachadas durante a construção e disposição final desses materiais; • avaliar as emissões de CO2 produzidas devido ao consumo de energia no ciclo de

vida das fachadas, considerando a extração e processo de transformação das matérias-primas, fabricação dos materiais utilizados nas fachadas, transporte desses materiais, instalação das fachadas durante a construção e disposição final desses materiais, e devido às reações químicas nos processos produtivos dos materiais utilizados nas fachadas;

• aplicar a metodologia proposta em três casos simulados de fachadas de edifícios de escritórios na cidade de São Paulo: fachada em structural glazing, em alvenaria revestida com painéis de alumínio composto (ACM) e em alvenaria revestida com argamassa. Esses casos foram escolhidos devido à intenção de se comparar duas tipologias bastante utilizadas atualmente em edifícios de escritórios na cidade de São Paulo (structural glazing e alvenaria revestida com ACM) com a tipologia tradicionalmente utilizada anteriormente em edifícios dessa

natureza (alvenaria revestida com argamassa);

• analisar a incerteza dos resultados obtidos na aplicação da metodologia proposta, e

• agrupar todas essas informações, fornecendo uma avaliação compatível com a quantidade de informações e ferramentas de trabalho disponíveis.

1.4 LIMITAÇÕES DO TRABALHO

Ao longo desta pesquisa, foi necessário assumir algumas premissas para a conclusão deste trabalho. Listam-se, a seguir, algumas dessas premissas que poderão ser trabalhadas diferentemente em futuros estudos:

• No sentido de simplificar o levantamento de materiais, não são considerados os consumos de água, embora estes venham a ter relação com o consumo energético e, conseqüentemente, com a emissão de CO2;

• do mesmo modo, não será considerado o consumo de energia elétrica para iluminação, embora esse sistema também seja influenciado pelo tipo de fachada existente no edifício. Entretanto, o calor gerado pelo sistema de iluminação será considerado no cálculo da carga térmica a ser retirada pelo sistema de ar condicionado;

• além disso, não foram considerados os outros gases de efeito estufa, principalmente o metano (CH4), que também é emitido por hidrelétricas através da decomposição da matéria orgânica submersa nos reservatórios das mesmas; • também não foram avaliados outros impactos ambientais que poderiam se

relacionar com este estudo como depreciação de recursos naturais;

• este estudo não tem a intenção de realizar uma ACV completa e sim o de utilizar o conceito de ciclo de vida (life cycle thinking), para propor uma metodologia de avaliação de CO2 mais completa do que a energia embutida e a simulação energética computacional de edifícios;

• não é intuito deste estudo desenvolver bases de dados dos materiais utilizados nas fachadas. Assim, não se recomenda o uso dos valores aqui estimados para realidades distintas das consideradas neste trabalho, sem uma prévia avaliação das hipóteses assumidas, e

• por fim, não se tem a intenção de dar a palavra final sobre os assuntos discutidos nesta tese, visto que ainda há muitas lacunas referentes ao problema do aquecimento global.

1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO

O texto desta tese está divido em cinco capítulos. O primeiro capítulo apresentou uma introdução sobre o assunto, contextualizando o problema, justificando a adoção do tema e apresentando os objetivos almejados.

Após este capítulo introdutório, segue o capítulo 2 onde se apresenta a relação entre a crise ambiental, o uso intenso de recursos energéticos, o aumento do efeito estufa e o consumo de energia pelos edifícios.

No capítulo 3 é apresentada a metodologia utilizada neste estudo, bem como a metodologia proposta e o conceito das ferramentas nas quais se baseia esta metodologia.

No capítulo 4 apresentam-se os resultados obtidos e a análise de incerteza deste estudo, e, finalmente, no capítulo 5 são apresentadas as conclusões finais sobre o desenvolvimento e aplicação desta metodologia, incluindo sugestões para trabalhos futuros.

Alguns aspectos interessantes para melhor entendimento dos parâmetros adotados são descritos nos anexos seguintes.