1 UFPB UERN UESC UFAL UFSE UFRN UFS UFPI
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA / UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
PROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E
MEIO AMBIENTE
KALINE CUNHA ARANHA
Tecnologias Sustentáveis: a importância dos telhados verdes na amenização microclimática.
João Pessoa-PB
2 KALINE CUNHA ARANHA
TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS: A IMPORTÂNCIA DOS TELHADOS VERDES NA AMENIZAÇÃO MICROCLIMÁTICA.
Dissertação apresentada ao Programa Regional de Pós -Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente – PRODEMA, Universidade Federal da Paraíba, em cumprimento às exigências para obtenção de grau de Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Orientador: Prof. Dr. Raimundo A. de Menezes Júnior Orientador: Prof. Dr. Joel Silva Santos
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KALINE CUNHA ARANHA
TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS: A IMPORTÂNCIA DOS TELHADOS VERDES NA AMENIZAÇÃO MICROCLIMÁTICA.
Dissertação apresentada ao Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente – PRODEMA, Universidade Federal da Paraíba, em cumprimento às exigências para obtenção de grau de Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Aprovado em: 29/04/2016
BANCA EXAMINADORA
Prof. Doutor Raimundo A. de Menezes Júnior – UFPB/CEAR Orientador
Prof. Doutor Joel Silva Santos – UFPB/Campus IV/Rio Tinto Orientador
Prof. Doutor Lincoln Eloi de Araújo – UFPB/Campus IV/ Rio Tinto Examinador Externo
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AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, aos amigos, familiares e ao meu namorado e a todos que direta e indiretamente me incentivaram e contribuíram com esta pesquisa. Em especial à minha mãe que sempre está ao meu lado em todos os momentos e é um grande exemplo para mim.
Ao LABEME na pessoa de Sebastião que trabalhou muito para que esta pesquisa acontecesse.
Aos amigos de pesquisa Katucha Kamila, Tatyanne Martins e Pablo Lacerda. A todos os amigos do mestrado e nossos professores do mestrado.
6 EPÍGRAFE
7 RESUMO
ARANHA, Kaline Cunha. Tecnologias Sustentáveis: a importância dos telhados
verdes na amenização microclimática, 2016. Dissertação do Programa de
Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Dentre os diversos problemas ambientais que afetam os centros urbanos, pode-se verificar o aumento de temperaturas e a redução da umidade relativa do ar nas cidades. A formação das ilhas de calor e o desconforto térmico são alterações observadas no campo térmico urbano do sistema climático das cidades com graves problemas para população em geral. Diante deste contexto, esta pesquisa se insere com o objetivo principal de verificar o desempenho térmico do telhado verde em analogia a outros três tipos de coberturas comumente usados na construção civil (telha cerâmica, fibrocimento, laje exposta). E verificou-se o comportamento térmico do painel fotovoltaico com o telhado verde – Telhado Híbrido. A pesquisa também teve o desafio de confeccionar todos os protótipos para o monitoramento microclimático. O monitoramento microclimático ocorreu em dois períodos climáticos distintos: período seco e chuvoso. Para os registros dos dados de temperatura do ar foram utilizados termohigrometros para medições internas. E termopares para medições externas no painel fotovoltaico. No período chuvoso, registra-se a diferença de até 2°C do telhado verde em relação ao protótipo com telha de fibrocimento e 1°C em relação aos demais. No período seco a diferença térmica foi de 3°C em relação ao protótipo de Fibrocimento e 2°C quando comparado aos demais. Com relação às medições externas feitas por termopares verificou-se que os resultados são positivos, tanto na superfície superior quanto na superfície inferior do painel. Ou seja, observa-se- que o telhado verde contribui com a amenização microclimática do ambiente externo e consequentemente com a eficiência do painel. Com estes resultados, conclui-se que o telhado verde é uma tecnologia sustentável que contribui com a amenização microclimática interna e externa do ambiente.
8 ABSTRACT
ARANHA, Kaline Cunha. Sustainable Technologies: the importance of green roofs to
soothe microclimate. 2016. Masters Dissertation. Post Graduate Program on
Development and Environment.
Among the different environmental problems that affect urban centres, we face the increase on temperature and the decrease on relative humidity on cities. The formation of heat islands and the thermal discomfort are changes observed in the urban thermal area of the cities climatic system, with serious problems to the general population. In this context, this work has as its main aim to verify the thermal performance of the green roof in analogy to other three toppings commonly used in civil construction (ceramic tile, cement tile and exposed slab). It was verified the thermal behaviour of the photovoltaic panels with the green roofs – hybrid roof. The research also had as a challenge to construct all the prototypes for microclimate monitoring. The microclimate monitoring happened in two different periods: dry and rainy season. To record the air temperature data, thermal hidrometers were used for inside measurements, and thermocouples to external measurement in photovoltaic panels. During the rainy season, the difference of up to 2° C was registered comparing the green roof to the cement tile prototype, and to the others the difference was 1°C. In the dry season the heat difference was 3° C related to the cement tile prototype, and 2° C when compared to the other toppings. In relation to external measurements done with the Thermocouples, the results are positive both on the superior or on the inferior surface of the Panel. That is, it was observed that the green roof contributes to soothe microclimate on the external environment, and consequently to the efficiency of the Panel. With these results, it is concluded that the green roof is a sustainable technology that helps soothing microclimate, on the internal and on the external environment.
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Lista de Figuras
Figura 1- Construção de um jardim em teto plano com substrato. ... 11
Figura 2 - Construção em um telhado ajardinado inclinado com substrato em uma única camada. ... 11
Figura 3 - Telhado Verde Extensivo (IGRA). ... 15
Figura 4 – TV Extensivo. ... 15
Figura 5 – Telhado Verde Semi-intensivo ... 15
Figura 6 – TV Semi-intensivo. ... 15
Figura 7– Telhado Verde Intensivo. ... 15
Figura 8 – Camadas do Telhado verde extensivo. ... 16
Figura 9 – Revestimento Vivo Modular 17L. ... 17
Figura 10 – Revestimento Vivo FLAT 17L. ... 17
Figura 11 – Cenários de coberturas com painel solar. ... 19
Figura 12 – Sistema na Langenfeld com 600m². ... 19
Figura 13 – Sistema em Naila, com 5.500m². ... 19
Figura 14 – Telhados Verdes com Painel Solar desenvolvidos na Espanha. ... 20
Figura 15 – Modelo de simulação para investigação do desempenho energético ... 21
Figura 16 - Tipos de coberturas: (1) – Telha metálica; (2) – Telha cerâmica e (3) Telhado vegetado. ... 25
Figura 17 – Ilustra os cenários: atual, um ano e dez anos após a Lei de instalação dos telhados verdes. ... 29
Figura 18 – Localização da área em estudo. ... 33
Figura 19 - Vista Área de João Pessoa na década de 90... 34
Figura 20- Vista área de João Pessoa (recentemente) . ... 35
Figura 21 – Praia de Tambaú antes do Hotel Tambaú. ... 35
Figura 22 – Vista do bairro de Tambaú – Processo de urbanização... 36
Figura 23 – Datalogger – HOBO. ... 37
Figura 24 – Posição do HOBO no protótipo.. ... 37
Figura 25 - Sensor na parte superior do painel fotovoltaico... 38
Figura 26 – Sensor na parte inferior do painel fotovoltaico ... 38
Figura 27 – Planta baixa do protótipo, com porta de acesso lateral em madeira. ... 40
Figura 28 – Portas com orifício e EVA nas laterais para vedação. ... 41
10
Figura 30- Edificando as paredes ... 41
Figura 31 – Laje dos protótipos. ... 42
Figura 32 – Mureta, o beiral e o sistema de irrigação.. ... 42
Figura 33 – Impermeabilização e pintura. ... 42
Figura 34 – Protótipos com as portas ... 42
Figura 35 – Sistema de captação das águas pluviais ... 42
Figura 36 – Células fotovoltaicas.. ... 44
Figura 37 – Ordenando as células. ... 44
Figura 38 - Soldagem das células. ... 44
Figura 39 – Soldagem do lado negativo e positivo. ... 44
Figura 40 – Soldagem.. ... 44
Figura 41 – Ligação em série. ... 44
Figura 42 – Organização das fotocélulas no vidro. ... 45
Figura 43 – Aplicação do EVA. ... 45
Figura 44 – Colocando a moldura (Perfil).. ... 45
Figura 45 – Medição com o multímetro ... 45
Figura 46 - Painel Fotovoltaico. ... 45
Figura 47 – Desenho da placa 50x50cm.. ... 46
Figura 48 – Layout do m² ... 46
Figura 49 – Madeira cortada ... 47
Figura 50 – Montagem do molde. ... 47
Figura 52 – Pintura do molde ... 47
Figura 51 – Secagem do molde. ... 47
Figura 52 – Argila selecionada. ... 48
Figura 53 – Argila preparada. ... 48
Figura 54 – Argila no molde... 48
Figura 55 – Distribuindo a argila no molde. ... 48
Figura 56 – Argila no molde... 48
Figura 57 – Mistura do gesso com água. ... 49
Figura 58 – Moldagem da placa ... 49
Figura 59 – Processo de cura. ... 49
Figura 60 – Desmoldagem. ... 49
Figura 61 – Desmoldagem da parte inferior. ... 49
11
Figura 63 – Pesagem do Silicato. ... 50
Figura 64 – Pesagem Metacaulim. ... 50
Figura 65 – Mistura do Geopolimero. ... 50
Figura 66 – Desmoldagem da placa. ... 50
Figura 67 – Placa desmoldada. ... 51
Figura 68 – Fissuras ... 51
Figura 69 – Material no Vibrador. ... 51
Figura 70 – Placa Gesso. ... 51
Figura 71 – Placa no Forno ... 52
Figura 72 – Placa de gesso e geopolimero. ... 52
Figura 73 – Fibra de sisal. ... 52
Figura 74 – Hidrofugante. ... 52
Figura 75– Manta Durafoil ... 53
Figura 76 – Placa de geopolimero. ... 53
Figura 77 – Disposição da placa geopomilero. ... 54
Figura 78 – Placas na laje. ... 54
Figura 79 – Manta de tecido ... 54
Figura 80 – Manta, terra e a argila expandida. ... 54
Figura 81 – Tapetes de grama esmeralda. ... 54
Figura 1 - Terra vegetal 30l. ... 54
Figura 2 - Altura do substrato.. ... 55
Figura 3 – Telhado verde – Protótipo I... 55
Figura 4 – Telha de fibrocimento – Protótipo II ... 55
Figura 86 – Telha cerâmica – Protótipo III ... 56
Figura 5 – Laje exposta – Protótipo IV ... 56
Figura 6 – Altura do suporte de apoio ao painel no ponto máximo ... 76
Figura 89 – Altura do suporte ao painel no ponto mínimo. ... 76
Figura 7 – Largura do apoio ao painel. ... 77
Figura 8 – Base de apoio ao painel.. ... 77
Figura 9 – Painel fotovoltaico instalado. ... 77
Figura 10 – Vista lateral do painel... 77
Figura 11 – Sombreamento do painel na grama. ... 77
Figura 12 – Vista do Painel. ... 77
12
13
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Modelo de Cidades Celestiais proposto por Spirn (1984). ... 07
Tabela 2 – Vantagens e desvantagens do telhado verde Intensivo e Extensivo ... 12
Tabela 3 – Tipos de Telhado Verde: extensivo, semi-intensivo e intensivo. ... 14
Tabela 4 – Benefícios do uso dos Telhados e Paredes Verdes ... 22
Tabela 5 – Temperaturas máximas em Junho – Protótipo I e Protótipo II. ... 57
Tabela 6 – Temperaturas máximas em Junho – Protótipo I e Protótipo III... 58
Tabela 7– Temperaturas máximas em Junho – Protótipo I e Protótipo IV. ... 59
Tabela 8 – Temperaturas máximas em Julho – Protótipo I e Protótipo II. ... 60
Tabela 9 – Temperaturas máximas em Julho – Protótipo I e Protótipo III. ... 60
Tabela 10 – Temperaturas máximas em Julho – Protótipo I e Protótipo IV ... 61
Tabela 11- Temperaturas máximas em Agosto – Protótipo I e Protótipo II... 62
Tabela 12- Temperaturas máximas em Agosto – Protótipo I e Protótipo III. ... 63
Tabela 13 – Temperaturas máximas em Agosto – Protótipo I e Protótipo IV. ... 64
Tabela 14 – Temperaturas máximas em Dezembro – Protótipo I e Protótipo II. ... 66
Tabela 15 – Temperaturas máximas em Dezembro – Protótipo I e Protótipo III ... 67
Tabela 16- Temperaturas máximas em Dezembro – Protótipo I e Protótipo IV. ... 68
Tabela 17- Temperaturas máximas em Janeiro – Protótipo I e Protótipo II... 69
Tabela 18 – Temperaturas máximas em Janeiro – Protótipo I e Protótipo III... 70
Tabela 19 – Temperaturas máximas em Janeiro – Protótipo I e Protótipo IV. ... 71
Tabela 20 – Cálculo Amplitude Térmica período Chuvoso. ... 73
Tabela 21 – Cálculo da Amplitude Térmica período Seco. ... 75
Tabela 22 - Medições com Termopar/ Telhado Verde – Mês de Outubro. ... 77
Tabela 23 - Medições com Termopar/ Laje Exposta – Mês de Outubro. ... 79
Tabela 24 - Medições com Termopar Laje Exposta/ Telhado verde parte Superior – Mês de Outubro. ... 79
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Lista de Gráficos
Gráfico 1 – Comportamento Térmico do Protótipo I e II – Junho. ... 57
Gráfico 2 - Comportamento Térmico do Protótipo I e III – Junho. ... 58
Gráfico 3 - Comportamento Térmico do Protótipo I e IV – Junho. ... 59
Gráfico 4 - Comportamento Térmico do Protótipo I e II – Julho ... 60
Gráfico 5 - Comportamento Térmico do Protótipo I e III – Julho. ... 61
Gráfico 6 - Comportamento Térmico do Protótipo I e IV – Julho. ... 62
Gráfico 7 - Comportamento Térmico do Protótipo I e II – Agosto. ... 63
Gráfico 8 - Comportamento Térmico do Protótipo I e III – Agosto. ... 64
Gráfico 9 - Comportamento Térmico do Protótipo I e IV – Agosto. ... 65
Gráfico 10 - Comportamento Térmico do Protótipo I e II – Dezembro. ... 67
Gráfico 11 - Comportamento Térmico do Protótipo I e III – Dezembro. ... 68
Gráfico 12 - Comportamento Térmico do Protótipo I e IV – Dezembro. ... 69
Gráfico 13 - Comportamento Térmico do Protótipo I e II – Dezembro. ... 70
Gráfico 14 - Comportamento Térmico do Protótipo I e III – Janeiro. ... 71
Gráfico 15 - Comportamento Térmico do Protótipo I e IV – Janeiro. ... 72
Gráfico 16 – Balanço Térmico no período chuvoso. ... 73
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Sumário
1. INTRODUÇÃO ...01
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...04
2.1 Cidades Sustentáveis: reaprendendo a conviver com a natureza ...04
2.3. TELHADOS VERDES ...10
2.3.1 Tipologias de telhados verdes...12
2.3.2 Telhado Híbrido – Painel Fotovoltaico e Vegetação...18
2.3.3 Benefícios qualitativos e quantitativos...22
2.4 Políticas Públicas Ambientais: projetos de Lei e políticas públicas do Telhado verde...27
3. METODOLOGIA ...33
3.1 Caracterização da Área de Estudo...33
3.2 Procedimentos Metodológicos...36
3.3 Fase Experimental...39
3.3.1 Construção dos Protótipos...39
3.3.2 Fabricação dos Painéis Fotovoltaicos...43
3.3.3 Processo de produção da placa de 50x50cm...46
3.3.4 Placa de Geopolimero ...49
3.3.5 Placa de gesso com a camada de geopolimero ...51
3.3.6 Processo de montagem das coberturas dos protótipos...52
4. MONITORAMENTO MICROCLIMÁTICO DOS PROTÓTIPOS - PERÍODO CHUVOSO ...57
4.1 Avaliação da temperatura do ar entre os Protótipos I, II, III e IV no Período Chuvoso ..57
5. MONITORAMENTO MICROCLIMÁTICO DOS PROTÓTIPOS - PERÍODO SECO66 5.1 Avaliação da temperatura do ar entre os Protótipos I, II, III e IV no Período Seco ...66
6. AVALIAÇÃO DO BALANÇO TÉRMICO NOS PERÍODOS: SECO E CHUVOSO ...73
7. MONITORAMENTO MICROCLIMÁTICO COM PAINEL FOTOVOLTAICO ...76
7.1 Medições com termopar – Período Seco ...76
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ...81
1 1. INTRODUÇÃO
As questões ambientais estão em evidência, pois se verifica crescente a degradação ambiental que afeta a qualidade de vida de todas as pessoas em diversas partes do planeta. Sendo assim, a sociedade busca soluções para amenizar, remediar e até mesmo suspender os impactos negativos oriundos de um modelo de sociedade desenvolvimentista.
A partir da década de 70 vários encontros internacionais organizados pela ONU passaram a debater as questões ambientais no âmbito das Nações Unidas e propor alternativas para conciliar o desenvolvimento das sociedades com a conservação dos recursos naturais. Dentre tais linhas de reflexão e pensamento, está a teoria conceitual do desenvolvimento sustentável. Que foi sendo construída ao longo dos anos, através de estudos e problemas ambientais, principalmente dos impactos negativos como mudanças climáticas, extinção de espécies animais e vegetais, desmatamentos e demais agressões que fizeram por refletir a conduta humana frente ao uso dos recursos naturais (DIAS, 2009).
Os estudos e eventos ambientais mundiais relevantes que contribuíram e ainda contribuem para reflexão e construção do desenvolvimento pautado no tripé da sustentabilidade – social econômico e ambiental-, são resumidos por
Dias (2009) na seguinte ordem cronológica: Primavera Silenciosa (1962); A Tragédia dos Bens Comuns (1968); Os Limites do Crescimento (1968); Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento Humano (1972); Estratégia de Conservação Mundial (1980); Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (1983); Conferência Mundial da Indústria sobre a Gestão do Meio Ambiente (1984); Cuidando do Planeta (1991); Conferência das Nações Unidas para Meio Ambiente e Desenvolvimento – Rio 92 (1992) e acrescento a Rio + 20 realizada em 2012 no Rio de Janeiro.
2 2(AMADO, 2011).
Estes eventos citados têm o intuito de discutir em várias áreas do conhecimento, as questões relacionadas com o meio ambiente e buscar soluções, pois, nós, seres humanos, necessitamos de um ambiente saudável e equilibrado. De acordo com Herzog, (2013) precisa-se de um novo paradigma
que tenha como princípio a biofilia - é o sentimento que os seres humanos têm
de conexão com a vida, com os outros seres vivos – que é intrínseco aos humanos.
Dentre os ecossistemas mais afetados pela degradação ambiental podem-se verificar os sistemas antrópicos – as cidades – que expressam tanto o
ápice do desenvolvimento, bem como, o extremo dos problemas socioambientais. Nas cidades estão em evidencia os principais problemas ambientais, bem como, pode sair delas a solução sustentável.
Sendo assim, visando equacionar tal questão surgiu a ideia dos telhados verdes em áreas urbanizadas. Na cidade de Basileia, na Suíça, por exemplo, os telhados verdes estão presentes em mais de um milhão de m², ou seja, média de 2.000 edificações. Isto se deve a campanhas governamentais e à Lei que obriga a toda nova construção, ou reforma, a implantação dos telhados verdes que tem como objetivo reduzir o consumo de energia com a amenização climática e aumentar a biodiversidade urbana (SECRETARIA EXECUTIVA REDE NOSSA SÃO PAULO, 2012).
Dessa forma, observa-se que a questão ambiental é bastante complexa,
pois envolve diversos setores da sociedade e áreas do conhecimento que buscam soluções sustentáveis para a crise ambiental e energética. Então, diante deste contexto surge a ideia deste trabalho de pesquisa, que priorizou duas temáticas que contribuem para a promoção de cidades sustentáveis: a amenização climática através do uso de telhados verdes e o uso da matriz energética renovável pelos painéis fotovoltaicos.
3 evapotranspiração das plantas. O estudo também apresenta os seguintes objetivos específicos:
Construir protótipos com diferentes coberturas;
Produzir placas de gesso e geopolimero;
Confeccionar o painel fotovoltaico;
Verificar o comportamento da temperatura do ar dos diferentes protótipos através de medições internas com Thermohigrometros;
Cálculo da Amplitude Térmica;
Aferir a temperatura do ar na superfície dos painéis fotovoltaicos utilizando termopares;
4 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Cidades Sustentáveis: reaprendendo a conviver com a natureza
A maioria da população mundial é urbana, ou seja, vivem em cidades que consomem mais 2/3 da energia produzida e são responsáveis por aproximadamente 70% das emissões globais de dióxido de carbono (CO²). A tendência é o aumento destes números, já que a expectativa é de crescimento da população e consequentemente maior urbanização e consumo. Sendo assim, Massambani (2012) enfatiza a necessidade do desenvolvimento de atividades sustentáveis frente à nova era de mudanças climáticas baseadas no paradigma do desenvolvimento urbano sustentável.
De acordo com Herzog (2013) as cidades passaram por um processo civilizatório que vai desde a Revolução do Neolítico até o atual Século XXI. Esta realidade de aglomerados urbanos foi sendo construída ao longo dos anos, passando por vários momentos, com grandes mudanças significativas.
Destaque para o século XX, onde a transformação deve-se ao advento do
aço na fabricação de máquinas que contribuiu para a verticalização das cidades e o aumento do fluxo de veículos. O crescimento intenso das cidades gerou as metrópoles, com suas externalidades, que trazem grandes impactos no modelo de vida das pessoas e consequências para os diversos sistemas ambientais. Dessa forma, vários problemas surgem e chega o momento de mudanças, do desenvolvimento de propostas de planejamento para as cidades, onde os aspectos ambientais não devem ser subestimados, pois isto interfere diretamente na qualidade de vida urbana (HERZOG, 2013).
Dentre os pensadores que influenciaram estas modificações ao longo da história da evolução e crescimento das cidades pode-se verificar: Ebenezer
Howard com o conceito de Cidades-Jardins do amanhã; Patrick Geddes que
5 Moderno que orientaram a reconstrução de complexos residenciais verticais dentro de parques (HERZOG, 2013).
Na segunda metade do século XX, a partir de 1950, as transformações nas paisagens, cidades e na vida das pessoas foram mais intensas devido à retomada do crescimento econômico baseado no alto consumo, na produção industrial intensa e no domínio de novas técnicas e materiais construtivos. Neste período, a priorização do meio de transportes sobre rodas, movido a combustível fóssil; a construção de estradas; a Revolução Química devida o uso de pesticidas e fertilizantes sintéticos; a demolição de extensas áreas com o objetivo de modernizar as cidades, dentre outros exemplos, contribuíram e formam a concepção funcionalista de bairros e cidades que dependem quase que exclusivamente do transporte automotivo e dos asfaltos e concreto que dominaram a paisagem urbana (HERZOG, 2013).
No entanto, o século XXI é destinado a grandes mudanças, e também a concepção de um novo paradigma pautado na sustentabilidade ambiental. A partir desta nova concepção, atitudes dos indivíduos agora devem contribuir para que o presente seja mais agradável e não comprometa as futuras gerações. Dentro destas perspectivas, Herzog (2013) pontua alguns conceitos importantes para direcionar as ações de forma sistêmica e holística, que possam contribuir para a concretização deste novo paradigma. Segundo a autora, faz-se
necessário o conhecimento da Ecologia, especificamente da Ecologia Urbana e conceito de Resiliência Urbana. Dessa forma, faz-se necessário a busca do
equilíbrio entre Conservação dos recursos naturais X Desenvolvimento na busca do novo paradigma que promovam as cidades sustentáveis ou ecológicas.
6 limites da capacidade de suporte de cada localidade; espacial – equidade nas relações inter-regionais, gestão compartilhada e a cultural que respeita a
diversidade cultural e envolve a preservação da identidade local.
Sendo assim, o conceito de cidade sustentável passa a englobar vários itens das sustentabilidades supracitadas, Para a efetuação e concretização deste novo modelo de sociedade surge o aparato legal, ou seja, a Lei 10.257/2001 que versa sobre o Estatuto da Cidade e regulamenta a política de desenvolvimento urbano. A Lei também garante o: “direito a terra urbana, à moradia, ao saneamento ambiental, à infra-estrutura urbana, ao transporte e aos
serviços públicos ao trabalho e ao lazer, para as presentes e futuras gerações” (BRASIL, 2001).
Mitchell Joachim não utiliza o termo cidade sustentável, pois acha que este último termo é genérico e tem uma acepção frágil, assim vê a cidade futurista como evolução da inteligência e crescimento através da parceria
-ecológica. A cidade do futuro de ser autossuficiente em transporte, na geração de energia, na produção de alimentos e tratamento dos resíduos gerados, e para cada detalhe da cidade Eco utopia citados, pode levar de 15 a 150 anos para sua implementação. (AMBIENTE BRASIL, 2015).
Na concepção de Spirn (1985) em seu livro Jardim de granito: a natureza no desenho da cidade, a cidade apresenta dois modelos: a infernal e a celestial. A primeira não é sustentável em nenhum aspecto e visualiza os problemas de forma fragmentada e imediatista, sem visão sistêmica. Tais cidades seriam, e extremamente quentes sem arborização, com custo de vida alto e bem poluídas, dentre outras características que não contribuem para uma cidade sustentável. Já na concepção da cidade celestial, a natureza está presente, os meios de transporte serviriam para deslocamentos, os espaços urbanos seriam multifuncionais com diversidade vegetal e animal, a cultura e a identidade local preservada, espaços urbanos multifuncionais, a tecnologia seria um dos instrumentos de planejamento e administração que compilaria para a concepção destas cidades celestiais.
7 transdisciplinar. A tabela 1, concepção de Spirn (1984), apresenta de forma resumida o que devemos fazer para chegarmos às cidades celestiais.
Tabela 1– Modelo de Cidades Celestiais proposto por Spirn.
Atividades Como realizar? Para evitar, mitigar e
melhorar Planejar e projetar
ecossistemas urbanos sustentáveis e resilientes
Sistema de Informação Geográfica (SIG); Ecologia
da Paisagem.
Enchentes, deslizamentos, ilhas de
calor; Infraestrutura verde
urbana monofuncionais em áreas Transformando as áreas multifuncionais; “Desimpermeabilização”
das superfícies mineralizadas; Ecologia
Urbana.
Redução dos GEE; Prevenção de
enchentes e deslizamentos; amenização das ilhas de calor; Redução do consumo energético; Produção de alimentos;
melhoria da saúde física, mental e espiritual; aumento e
melhoria da biodiversidade urbana;
Energia Geração de energia
através de fontes renováveis; Energia Solar;
Energia Eólica
Black-outs ou apagões;
Energia hidrelétrica– represamento de rios, derrubada de florestas,
impactos sociais e culturais; Alagamento
da vegetação acaba liberando gás metano;
Alteração da Ecologia regional e local;
Saneamento Tratamento dos esgotos
com técnicas naturais; Biossaneamento feito por
biodigestores que geram gás e adubo orgânico.
Grandes estações de tratamento de esgotos emitem GEE; Descarte
em alto-mar;
Agricultura Urbana Produção urbana com
técnicas biológicas; Ciclo produção-consumo
-ciclagem de matéria orgânica; Uso de sementes crioulas; Políticas Públicas de incentivo ao cultivo de
Produção distante dos centros urbanos;
Monoculturas extensivas; Uso de agrotóxicos; Segurança
Alimentar; Redução do uso de energia e das
8 alimentos; Telhados
Verdes; Agorecologia; Plantio em mandala.
quando a produção e periurbana; Reduz o transporte; Adaptar as cidades às mudanças climáticas; redução das
ilhas de calor; Menor necessidade de climatização artificial;
Saúde Ecossistema urbano
equilibrado; Infraestrutura verde; Meios de
transportes que contribuem para cidadãos
mais saudáveis; Oportunidades de espaços
para a socialização, caminhadas e pedaladas;
Despoluição do ar e das águas; Ameniza o
estresse; Menores níveis de ruídos com a mudança dos meios de transportes; Reconexão
com a natureza; Diminui as doenças
físicas e psíquicas.
Águas Urbanas Serviços ecossistêmicos;
Manejo de águas superficiais; Conservação
dos mananciais de água; Diminuir a Pegada Hídrica.
Custos elevados para o tratamento da água;
Contaminação das águas;
Biodiversidade Urbana Ecossistemas urbanos que abriguem as pessoas e
outros seres que compõem a biodiversidade; Infraestrutura verde.
Desmatamento; Uso de agrotóxico; mudanças
climáticas; Pesca e caça predatória; Acidificação dos oceanos; Expansão da
urbanização; Eliminação dos habitats
da vida silvestre;
Clima Urbano Mobilidade limpa;
Infraestrutura verde; Proteção e conservação
da biodiversidade; Bioengenharia; Canteiros
pluviais; Tetos e Paredes verdes; Pavimentos
porosos
Oscilações no tempo local; Emissões de GEE; Redução das ilhas de calor; Elevação
do nível do mar; Enchentes e Secas extremas; Corredores e
ruas verdes; Canteiros Pluviais; Jardins de
chuva;
Fonte: Spirn (1984).
De acordo com a tabela 1 observa-se que as áreas verdes urbanas
9 para a biodiversidade, fatores climáticos, saúde e demais benefícios. Porém, o processo de urbanização altera o equilíbrio natural do ambiente com construções que causam impactos negativos ao homem e à natureza, sendo necessário reaprender a conviver com a natureza. Dentre as formas de aumentar os espaços verdes urbanos têm-se os telhados verdes que preenchem
os espaços ociosos das coberturas e alia conforto térmico, qualidade de vida, eficiência energética, novos habitats de flora e fauna e equilíbrio do micro ambiente. De acordo com o International Green Roof Association (IGRA):
nenhum outro estilo arquitetônico fornece uma ampla gama de efeitos positivos para edifícios, habitantes e o meio ambiente. Assim, os Telhados Verdes cumprem com uma das condições essenciais do desenvolvimento sustentável, a reconciliação entre economia e ecologia (tradução autor).
Em Construindo Cidades Sustentáveis: Síntese do C40 “Sao Paulo Climate Summit 2011” é compartilhada práticas que estimulam e contribuem
para um futuro mais sustentável que são desenvolvidas em várias cidades do
mundo. Dentre os exemplos, têm-se a cidade de Houston no Texas que:
desenvolve um programa bastante robusto para reduzir a emissão de gases de efeito estufa e para a solução dos problemas ambientais e
energéticos. Para isso, criou o programa “Cool Houston” –
desenvolvido pelo HARC - Houston Advanced Research Center, um
programa para “resfriar a cidade” que prevê a instalação de coberturas
de telhados frios, telhados verdes, pavimentos drenantes e coloridos para aumentar a infiltração da água da chuva e diminuir a emissividade solar, bem como expande área arborizada na cidade. (CONSTRUINDO
CIDADES SUSTENTÁVEIS, 2012, p. 9).
Outro exemplo foi o projeto criado pela prefeitura da cidade de Santiago, Clima Adaptación Santiago, cujo objetivo principal é:
analisar os impactos da mudança climática. Considera que o manejo adequado das áreas com a vegetação urbana, pode minimizar os efeitos adversos previstos pelas mudanças climáticas e propor medidas de mitigação e adaptação às mudanças climáticas para a região de Santiago (MASSAMBANI, 2012, p. 13).
Os telhados verdes são uma das peças chaves para solucionar também o problema do campo térmico urbano do Sistema Clima Urbano definido por Monteiro (2011).
10 Entende-se por telhados verdes, um jardim suspenso sobre edificações e
composto por camadas, dentre elas mantas, substrato e vegetação no qual estes elementos construtivos podem ser diferentes dependendo do tipo de telhado. Porém, a maioria possui as seguintes camadas de baixo para cima: membrana impermeável, de isolamento, camada de proteção, camada de drenagem, filtro e substrato (JOHNSTON et al., 2004).
De acordo com Minke (2004), as estruturas de composição do telhado verde estão ligadas a sua classificação e características. Por exemplo, para um telhado plano é necessário uma camada de drenagem para canalizar o excesso de água, e seu o substrato é formado por duas camadas: a superior - que dá
suporte à vegetação e o solo com seus nutrientes, e a camada inferior – que serve de drenagem e para armazená-la também, sendo estas duas camadas
separadas por um filtro que impede o arraste de partículas do solo (figura 1). Em telhados inclinados a partir de 5% a separação não é necessária, na maioria dos casos, é mais vantajoso adicionar na camada de suporte da vegetação material poroso (argila expandida, xistos, pedra-pomes), que produz o efeito de
11
Figura 17- Construção de um jardim em teto plano com substrato.
Fonte: (MINKE, 2004)
Figura 18- Construção em um telhado ajardinado inclinado com substrato em uma única
camada.
Fonte: (MINKE, 2004).
2.3.1 Tipologias do Telhado Verde
Os telhados verdes podem ser classificados como: intensivos, extensivos, telhados planos, de inclinação moderada e de inclinação acentuada que serão detalhados adiante. Em função do objetivo que se quer atingir são utilizados vários parâmetros para sua melhor funcionalidade: camadas do solo, peso estrutural, inclinação, tipos de vegetação, manutenção, tipos de uso, entre outros.
12 estéticas e ecológicas, exige pouca manutenção e o peso do sistema suportando sob a laje é menor.
A tabela 2 apresenta as vantagens e desvantagens citadas por Johnston e Newton (2004) no que se refere aos telhados verdes intensivos e extensivos.
Tabela 2 - Vantagens e desvantagens do telhado verde Intensivo e Extensivo
Intensivo Extensivo
Descrição Solo profundo, sistema
de irrigação e condições mais favoráveis para as plantas.
Solo raso, pouca ou nenhuma irrigação e condição de estresse para as plantas.
Vantagens Permite maior
diversidade de plantas e habitat;
Boas propriedades de isolamento;
Atraente visivelmente; Utilização diversificada
do telhado, por
exemplo, para o cultivo de alimentos;
Leve – o teto
geralmente não requer fortalecimento;
Adequado para grandes áreas;
Adequado para
telhados com 0 a 30 de inclinação;
Baixa manutenção; Muitas vezes, sem
necessidade de
irrigação e sistema de drenagem;
Relativamente, pouco conhecimento técnico;
A vegetação se
desenvolve
espontaneamente; Custo baixo;
Desvantagens Maior carga de peso no
telhado;
13
Necessidade de
irrigação e sistemas de
drenagem (maior
necessidade de
energia, água, materiais e ect..);
Custo mais elevados; Sistema mais complexo; Conhecimentos
específicos;
Geralmente sem acesso para recreação;
No inverno é pouco “atraente”;
Fonte: (NEWTON, 2004).
Johnston e Newton (p. 52, 2004) acrescentam sobre as coberturas extensivas:
Devido às suas exigências relativamente baixas de peso, o método extensivo é adequado para grandes coberturas e pode ser usado com segurança em estruturas já existentes – um ponto chave para muitas áreas urbanas, onde há pouco espaço para novos desenvolvimentos.
Outra classificação para os telhados verdes pode ser encontrada na International Green Roof Association que apresenta os seguintes tipos de telhados verdes: Extensivo, Semi-intensivo e Intensivo cujas características
gerais são: a) extensivo - capacidade de suporte e custos baixos, camada de
substrato pouco profunda; b) Semi-intesivo – é o estágio intermediários entre os
demais, tem custos, peso estrutural e manutenção maior; c) Intensivo – não existe limitações pode conter árvores, arbustos, lagoas, parques e consequentemente exige maiores custos e manutenção. Na tabela 3 encontram
-se os demais critérios para esta classificação.
Tabela 3 – Tipos de Telhado Verde: extensivo, semi-intensivo e intensivo.
Tipos Telhado Verde
Extensivo SemiTelhado Verde -Intensivo
Telhado verde Intensivo
14
Irrigação Não Periodicamente Regularmente
Comunidade de
plantas Musgos, ervas e Gramíneas Grama, ervas e arbustos Gramas, arbustos e árvores.
Altura do sistema 60 – 200 mm 120 – 250 mm 150 – 400 mm
Peso 60 – 150 kg/m² 120 – 200 kg/m² 180 – 300 kg/m²
Custos Baixo Moderado Alto
Uso Camada de
proteção ecológica
Telhado verde
projetado Parque - jardim
Fonte: International Green Roof Association (adaptado pela autora).
As figuras 3, 4, 5, 6, e 7 apresentam exemplos de vários tipos de telhados verdes no mundo. As suas características podem ser observadas nas figuras abaixo:
Figura 19 - Telhado Verde Extensivo (IGRA). Figura 20 – TV Extensivo.
15
Figura 21 – Telhado Verde Semi-intensivo. Figura 22 – TV Semi-intensivo.
Fonte: International Green Roof Association Fonte: International Green Roof Association
Figura 23– Telhado Verde Intensivo. Fonte: International Green Roof.
Os telhados verdes extensivos, de acordo com Green Roofs Technology, são formados por componentes que em conjunto executam as seguintes funções: impermeabilização, drenagem, retenção de águas pluviais e o apoio ao crescimento do vegetal. Dessa maneira, formam-se as camadas necessárias
16
Figura 24 – Camadas do Telhado verde extensivo. Fonte: Green Roofs Technology, 2015 -(adaptada pela autora).
Os telhados verdes extensivos são mais comuns devido a sua praticidade e custo baixo, porém os custos alteram de acordo com a tecnologia desenvolvida pelas empresas. No Instituto Cidade Jardim o m² de módulos para o telhado verde extensivo e intensivo varia de R$ 74,90 a R$ 125,60, além disso, ainda é necessário o substrato, vegetação e a impermeabilização (INSTITUTO CIDADE JARDIM, 2015). As Figuras 09 e 10 apresentam os sistemas desenvolvidos pelo Instituto.
Figura 25 – Revestimento Vivo Modular 17L. Figura 26– Revestimento VivoFLAT 17L. 6. Vegetação
5. Substrato
4. Camada de filtro 3. Camada de Drenagem 2. Camada de Proteção e armazenamento
1. Cobertura impermeabilizada
17
Fonte: Studio Cidade Jardim.
Segundo Minke (2004), no que diz respeito ao ângulo de inclinação os telhados são classificados como: telhados planos, telhados de leve inclinação, telhados de forte inclinação e telhados íngremes. Os telhados planos podem ter
a inclinação de até 5%, fornecem proteção contra influências climáticas adversas e estende o tempo de vida do teto. A vegetação fica mais exposta à umidade, é necessária drenagem especial, e seu peso adicional é entre 100 a 300 kg/m². Segundo o autor os custos de manutenção são altos, e são necessários os seguintes componentes: impermeabilização, camada de proteção, camada de drenagem, camada de filtração, substrato e vegetação. Os telhados de leve inclinação estão entre 5 a 36%, e são chamados de ligeira inclinação, não precisam de camada de drenagem, e o seu substrato ao mesmo tempo em que armazena a água também desvia o excesso por ser íngreme. Para facilitar esse processo acrescenta-se material poroso (argila expandida, pedra-pomes, xistos).
Esse tipo de telhado traz outros aspectos positivos como a redução do peso do substrato, aumenta o isolamento térmico e facilita a respiração das raízes. Os telhados de forte inclinação têm declive entre 36% a 84% que equivale a 20° a 40°, e devido a sua inclinação devem estar afixados, seguros, para que não deslizem. Por fim, os telhados íngremes, possuem uma inclinação maior que 84%.
As classificações dos telhados verdes devem ser norteadoras para a escolha das coberturas e algumas considerações técnicas devem ser estudadas e definidas na fase inicial do projeto de construção dos telhados. Segundo Jonston e Newton (2004) tais considerações técnicas devem ser levadas em consideração na construção dos telhados verdes: a capacidade de suporte de carga da estrutura; a concepção de sistemas de impermeabilização e irrigação e os métodos de obtenção do solo.
2.3.2 Telhado Híbrido – Painel Fotovoltaico e Vegetação
18 telhados verdes diminuem as temperaturas do painel fotovoltaico aumentando a sua eficiência, através do processo de evapotranspiração das plantas, deixando o ambiente em torno dos painéis menos quente. Os painéis fornecem sombra às plantas durante uma parte do dia e isto diminui a necessidade de irrigação. A Green Roof Techonology (2015) enfatiza outro beneficio do moderno sistema de telhado verde com painel fotovoltaico: os telhados verdes também ajudam a reduzir os poluentes do ar e a poeira nos painéis, isto significa melhor desempenho e menor manutenção.
Nas coberturas com telhado verde e painel solar percebe-se o aumento
na retenção das águas pluviais; a evapotranspiração das plantas ameniza a temperatura próxima aos painéis, aumenta à umidade e diminui a temperatura ao redor do sistema, além da eficiência energética que esta combinação proporciona. Na Figura 11 verificam-se dois cenários: telhado verde com painel
fotovoltaico e o telhado com painel fotovoltaico.
19 A Optigrun (2015), empresa que trabalha com telhados verdes e painéis fotovoltaicos, dá exemplos de utilização deste sistema em uma área de 600 m² e de 5.500 m² na Alemanha (Figuras 12 e 13).
Figura 28 – Sistema na Langenfeld com 600m². Figura 29 – Sistema em Naila, com 5.500m². Fonte: Optigrun (2015). Fonte: Optigrun (2015).
De acordo com Chemisana (2014) et al, em sua pesquisa na Universidade de Lleida na Espanha, intitulada: Photovoltaic-green roofs: An experimental evaluation of system performance, a sinergia dos painéis fotovoltaicos (PV) e
telhados verdes (TV) é positiva tanto na amenização da temperatura na
superfície do painel quanto no desempenho energético comparando com a
cobertura de cascalho. A eficiência do PV diminui com o aumento da
temperatura, a partir dos 25°C que é a referência para este tipo de material, e as
células passam a ser danificadas mais rapidamente. Em seu estudo, os
monitoramentos dos dados de desempenho energético e térmico realizaram-se
em junho e julho de 2013. O telhado de cascalho representa o sistema
referência das coberturas na Europa (prova branca) e os outros dois sistemas
com vegetação o PV- Sedum e PV – Gazania, Figura (14). As duas espécies de vegetação (Sedum e Gazania) são autóctone e a que obteve melhor resultado
no estudo foi a Sedum mantendo a temperatura do solo 5,95% mais fria;
aumentou a potência de saída na geração de energia em 2,24% e melhorou a
irradiação incidente no módulo fotovoltaico em relação as demais coberturas
20
Figura 30 – Telhados Verdes com Painel Solar desenvolvidos na Espanha. Fonte: Chemisana e Lamnatou (2014) (adaptada pela autora).
Na pesquisa de Hui e Chan (2011), os autores apresentam resultados
importantes quanto à simulação de eficiência energética (com software
EnergyPlus) e térmica. No estudo de caso hipotético em uma edificação em
Hong Kong, o edifício de escritórios tem 12 andares e área total de 46.320m² é o
modelo base da simulação em analogia aos demais cenários apresentado na
figura (15), telhado verde (2); telhado com painel (3) e telhado verde com painel
(4). O telhado com o PV-telhado verde gera 8,3% mais eletricidade do que o
telhado PV. Assim enfatiza:
Os resultados experimentais mostraram uma influência positiva para essa integração: as temperaturas da superfície do telhado e do solo verdes são reduzidos a partir do sombreamento e maior potência do painel PV é alcançado a partir do resfriamento (HUI; CHAN, 2011, p.1).
Quanto à temperatura da superfície do solo, esta pode variar devido ao
sombreamento dos painéis fotovoltaicos observando-se diferença de 4°C a 5°C
e acredita-se que este efeito de sombra é importante para o crescimento
saudável e bem-estar da vegetação principalmente durante o verão (HUI; CHAN,
2011).
Wind velocity and ambient t e m p e r a t u r e
s e n s o r s
P V - g r a v e l ( r e f . c a s e ) P V
-g a z a n i P V
-s e d u
21
Figura 31 – Modelo de simulação para investigação do desempenho energético. Fonte: Hui; Chan, 2011- adaptado pela autora.
São poucas as pesquisas sobre os telhados híbridos e/ou sistema integrado – telhado verde e painel fotovoltaico –, porém é importante avanços nos estudos sobre estas tecnologias para regiões de clima tropical como a cidade de João Pessoa\PB.
2.3.3 Benefícios qualitativos e quantitativos do telhado verde
Os telhados verdes oferecem múltiplos benefícios sociais, ambientais e econômicos e podem ser usados como ferramenta de adaptação às mudanças climáticas.
Sharman (2014) apresenta diversos benefícios descritos na tabela 4 adaptada para o uso dos telhados e paredes verdes em áreas urbanas:
Tabela 4 – Benefícios do uso dos Telhados e Paredes Verdes.
Qualidade do Ar Os telhados e paredes verdes ajudam
a remover poluentes nocivos do ar, mantendo o ar da cidade mais saudável. Eles também podem melhorar a qualidade do ar dentro do edifício.
Beleza Os telhados e paredes verdes são
lindos. Eles podem transformar uma parede monótona ou telhado de
BARE ROOF GREEN ROOF PV ON ROOF INTEGRATED
22
betume em um recuso
impressionante.
Biodiversidade Os telhados e paredes verdes são
espaços que proporcionam abrigo e comida para insetos, repteis e pássaros. Esta biodiversidade é vital para o ambiente urbano.
Saúde A necessidade humana de viver
proximo a plantas é chamada de “biophilia”. Existem inúmeros estudos que comprovam os benefícios físicos e mentais dos seres humanos que tem a experiências de crescer e estar próximos às plantas.
Isolamento Os telhados e paredes verdes isolam
a os edifícios reduzindo a
dependência do aquecimento e do arrefecimento e o consumo de energia.
Ruído Os telhados e paredes verdes isolam
o edifício de ruídos externos, criando um ambiente interior mais silencioso, ambiente interno mais pacífico.
Espaço Com telhados e paredes verdes,
anteriormente o espaço utilizado pode ser transformado em um espaço valioso para recreação, cultivo de alimentos, jardins ect.
Vida do Telhado Os telhados verdes têm contribuído
para aumentar a vida útil de um telhado em até 40 anos. O telhado verde limita a exposição dos telhados ao sol. Ele mantém a temperatura do telhado uniforme e minimiza a expansão e a contração das mudanças de temperatura.
Painéis Solares Os telhados verdes melhoram a
eficiência dos painéis solares, mantendo a temperatura circundante a um nível ótimo eficiência para o painel solar.
Efeitos Urbanos das Ilhas de Calor O calor do sol é absorvido pelas superfícies e irradiado para o meio ambiente, levando a temperaturas mais altas nas cidades. Os telhados e paredes verdes diminuem esse efeito das ilhas de calor, tornando as cidades um lugar mais confortável para se viver.
23 de escoamento das águas pluviais em comparação aos tetos lisos.
Fonte: Sharman 2014, adaptada.
Dentre os benefícios do telhado verde descritos na tabela (4) será apresentando pesquisas realizadas por outros autores que têm como objetivo comprova-los e ampliar o debate das principais temáticas do telhado verde
como: isolamento termo acústico (MASCARÓ, 2002; BRENNEISEN, 2004; LAMBERTS, 2010); qualidade do ar (MASCARÓ, 2002; ARAÚJO, 2007); paisagismo (GENGO ET AL, 2013); e o retardamento no escoamento das águas pluviais (SANTOS ET AL 2013; OLIVEIRA, 2009; BALDASSAR, 2013).
Nas grandes cidades o ruído geralmente atinge níveis desconfortáveis, e uma das formas de amenizar esta situação, é através do desempenho acústico que a vegetação proporciona. Esse desempenho acústico pode ser compreendido através de cinco maneiras: pela absorção do som, pelo desvio, pela reflexão, pela refração e por ocultamento. Em todos os casos, as plantas amenizam o ruído (MASCARÓ, 2002). Este processo de isolamento termo acústico nas edificações com telhados verdes acontecem também devido à redução das frequências sonoras dentro de edifícios (BRENNEISEN, 2004).
Os benefícios ambientais da vegetação nos espaços urbanos são inúmeros, dentre eles o controle da poluição atmosférica. A vegetação tem capacidade de absorver e remover gases poluentes da atmosfera através da respiração. Contudo, nos grandes centros urbanos a geração de contaminantes tem superado o processo de resiliência da vegetação, ou seja, supera a capacidade dos processos naturais de removê-los e/ou amenizá-los. A
vegetação também atua no microclima urbano sob vários aspectos, como: ameniza a temperatura na estação quente e influencia a umidade relativa, e consequentemente, interferem no regime de chuvas (MASCARÓ, 2002).
24 Lamberts (2010) no estudo da classificação térmica da casa eficiente, de acordo com a NBR 15220-3, comparou três tipos de coberturas: telha metálica,
telha cerâmica e telhado vegetado (Figura 16). Dentre as variáveis analisadas tem-se o atraso térmico, atraso térmico (ϕ) definido como o tempo perpassado entre a variação térmica em um meio e sua manifestação na superfície oposta
de um componente. De acordo com a NBR 15220-3 recomenda-se menor ou
igual a 3,3h. No estudo de Lamberts (2010) os resultados de cada cobertura são:
telha metálica com 3,8h; telha cerâmica 4,9h e telhado vegetado com 10,9h.
Figura 32 - Tipos de coberturas: (1) – Telha metálica; (2) – Telha cerâmica e (3) Telhado
vegetado. Fonte: Lamberts.
Quanto aos benefícios estéticos e paisagísticos, os telhados verdes seria a alternativa ao cenário dos grandes centros urbanos, com arranha-céus e
25 paisagismo:
a arborização urbana, jardins verticais, calçadas verdes, telhados verdes, jardins filtrantes são técnicas que além de melhorar o visual do ambiente, são facilitadoras para melhorar a qualidade ambiental e podem ser usadas por gestores ambientais afim de melhorar a qualidade do meio ambiente. O paisagismo contribui para a diminuição do calor, elevação da umidade, diminuição da erosão, melhor drenagem da água, preservação ambiental e atração da avifauna.
Além destes benefícios já comentados, estudos comprovam que o
sistema de telhado verde é representativo no amortecimento do escoamento
superficial. Santos et al (2013), realizou um estudo comparativo entre dois tipos
de coberturas com telhado verde - com grama (Cynodium dactylum – grama-de
burro) e o telhado verde com cacto (Melocactus macrodiscus- coroa-de-frade),
além destes para parâmetro, experimento tem o telhado controle com telha
cerâmica cujo objetivo é verificar a capacidade de retenção do escoamento
superficial. Os experimentos de precipitação controlada apresentam resultados
positivos para as coberturas com telhado verde em detrimento do telhado
controle. O telhado verde com grama tem capacidade de retenção maior do que
com vegetação cactácea.
No estudo também foram ressaltados alguns fatores que influenciam o
retardamento e a retenção das águas pluviais: o tipo de vegetação e a
profundidade do substrato. Na pesquisa de Oliveira (2009), o experimento foi
realizado no telhado da Escola onde foi dividida a cobertura em duas partes
simétricas, uma com telhado verde e outra com telha de fibrocimento.
Comprovando, mais uma vez, que o telhado verde é eficiente na retenção e no
retardo das águas pluviais que neste caso foram simulados por sistemas de
irrigação e teve como resultados que: “Enquanto o pico de runoff na testemunha ocorre aos 5 minutos do início da simulação, o do telhado verde ocorre aos 13
minutos do início, ou seja, ocorreu um retardo no pico de 8 minutos, se
comparado ao telhado testemunha” (OLIVEIRA, 2009, p. 66).
Baldessar (2013) verificou em seu estudo a contribuição dos telhados
verdes na redução da vazão das águas pluviais através da analogia entre três
coberturas distintas – telhado verde; telhas de barro e laje impermeabilizada. Os dados foram coletados entre novembro de 2011 a fevereiro de 2012 e
26
utilizou-se o software Greenroof. Assim, os benefícios foram positivos para a
cobertura com telhado verde que permitiu escoar 30,7% das águas pluviais,
enquanto o de telhado de cerâmica apresentou 77,3%, no eu se refere ao
escoamento superficial. Todos os estudos apresentados ressaltam os benefícios
do telhado verde no retardamento das águas pluviais, isto é, bastante positivo
frente às problemáticas de enchentes em meio urbano devido à
impermeabilização dos solos.
As coberturas ecológicas, aqui abordadas principalmente pelos telhados
verdes, são tecnologias que devem compor o planejamento urbanístico na busca
pelas cidades sustentáveis. E estas ações devem ser incentivadas, através de
Políticas Públicas indutoras de fomento à preservação ambiental que contribui
para incutir uma mudança governamental do comportamento social, estimulada
através da concessão de subsídios fiscais e creditícios, dentre outros para a
promoção da sustentabilidade ambiental. (AMADO, 2011).
2.4 Políticas Públicas Ambientais: projetos de Lei e políticas públicas do telhado verde.
A definição de Política Publica está correlacionada a “todas as ações de governo que podem ser divididas em atividades diretas de produção de serviços pelo próprio Estado e em atividades de regulação que influenciam as realidades econômicas, social, ambiental, espacial e cultural” (LUCCHESE, 2004). A Política Pública Ambiental pode ser compreendida como “conjunto de objetivos, diretrizes e instrumentos de ação que o poder público dispõe para produzir efeitos desejáveis sobre o meio ambiente” (BARBIERI, 2006).
27 Contudo, as políticas ambientais no Brasil, muitas vezes, entram em contradição com as políticas modernizantes do país que se desenvolveu a todo o custo. Tais políticas desenvolvimentistas tiveram o seu ápice a partir da década de 70 onde às políticas modernizantes e de integração nacional com caráter desenvolvimentista e ênfase em projetos de infraestrutura, como os programas Brasil em Ação (1996-1999) e Avança Brasil deixaram marcas e
transformaram definitivamente o espaço geográfico brasileiro. (CUNHA, 2008). Por outro lado na Alemanha desde os anos 60 desenvolvem-se Políticas
Ambientais que levam em consideração técnicas de construção do telhado verde para a amenização dos problemas ambientais urbanos, e seu expressivo crescimento foi estimulado por Políticas Ambientais que subsidiavam cada metro quadrado de cobertura verde a ser construída (PECK, 1999). Países como a Áustria, Suíça, EUA, Noruega, Hungria, Suécia, Reino Unido, Itália entre outros, veem adotando esta técnica em suas construções, e em sua maioria têm incentivos fiscais ou cumprem regulamentos legais. A título de exemplo verifica
-se na Califórnia (EUA) que o novo prédio da Rede Social FACEBOOK -será em telhado verde, estendendo-se a uma área de 40 mil m² que irá comportar pistas
de caminhada, ciclovia, e cafeteria, ou seja, tornando o telhado verde uma área de convivência e de lazer para seus colaboradores e assim não só beneficiando o ambiente, mas contribuindo direta e indiretamente para a qualidade de vida (ARAÚJO, 2013).
28 US$ 100.000 por ano para seis anos. Em Toronto há a Lei de Telhados Verdes que apresenta como necessário a cobertura verde para novas construções acima de 200 sq/m. Em Vancouver há uma Lei sobre telhados verdes que obriga todos os edifícios residenciais e comerciais com mais de 5000 m2 terem este tipo de cobertura, além de isentar as taxas de licença, se estiver previsto o telhado verde na construção.
Kaid Benfield (2012) cita que Toronto tornou-se a primeira cidade da
América do Norte que exigiu a instalação de telhados verdes nos novos empreendimentos desde residenciais a industriais. Com esta Lei os resultados são representativos, pois são mais de 113.300 m2 planejados para
29
Figura 33 – Ilustra os cenários: atual, um ano e dez anos após a Lei de instalação dos telhados verdes em Toronto.
Fonte: KaidBenfield, 2012.
30 Em São Paulo tanto a capital como demais municípios têm criado projetos de lei que incentivam à utilização dos telhados verdes. Em Niterói (RJ), o projeto de Lei 090/2013 dispõe sobre a instalação de telhados verdes em projetos de edificações residenciais ou não, que tiverem mais de três andares agrupados verticalmente e incentivos fiscais e financeiros aos que adotarem o telhado verde (GONÇALO, 2013).
Em Jundiaí (SP) o Prefeito da cidade promulgou a lei aprovada pela câmera que altera o Código de Obras e Edificações para que as edificações verticais, residencial e comercial, tenham telhado verde. Em 2009 foi aprovado em primeira votação um projeto que prevê a criação do Programa Telhado Verde em São Paulo em todos os prédios com mais de três andares, porém encontra
-se parado, não voltou a -ser apreciado pelos parlamentares. O prédio da Prefeitura, Edifício Matarazzo e algumas multinacionais na Avenida Brigadeiro Faria Lima, são exemplos de áreas ajardinadas em seus telhados (ZANCHETTA; CHEBURGARELLI, 2012).
A Lei 18.112/2015 recém-sancionada em Recife dispõe sobre a melhoria
da qualidade ambiental das edificações com a obrigatoriedade dos telhados verdes e a construção de reservatórios para acumular ou retardar o escoamento das águas pluviais – beneficio este também dos telhados verdes. A lei obriga os projetos de edificações habitacionais com mais de quatro pavimentos e os não habitacionais com mais de 400m² de área de coberta; prever a instalação de telhados verdes (PORTAL DE LINCENCIAMENTO URBANÍSTICO, 2015)
Em João Pessoa, o Projeto de Lei Complementar (PLC) concede descontos no Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) para todos que adotarem medidas sustentáveis e de preservação do meio ambiente. O desconto pode chegar até 20% do pagamento anual do IPTU e concedido aos:
imóveis residenciais, incluindo os prédios e condomínios, que adotem medidas de preservação ambiental com a utilização de tecnologias sustentáveis, como: sistemas de aquecimento hidráulico e elétrico solar, de captação e reuso da água da chuva, construções com material sustentável, utilização de energia passiva, utilização de energia eólica, instalação de telhado verde e separação de resíduos sólidos (SECOM-CMJP, 2015).
Em 2013, também em João Pessoa, lançou-se o projeto de lei que
31 propostas em 2015. No Projeto, dispunha-se sobre a concessão de desconto
parcial no Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) para todos que adotassem medidas sustentáveis em contribuição ao meio ambiente. As pessoas que aderissem tais práticas devem apresentar à Secretaria de Receita do Município os documentos assinados por especialistas da área para que seja comprovado (ASCOM, 2013).
De acordo com o antigo projeto, a redução do IPTU poderia ser concedida de forma cumulativa até o limite máximo de 50% do valor do IPTU devido para cada imóvel, dentre as ações propostas tinha a do telhado verde (ASCOM, 2013):
I – Pelo menos 20% (vinte por cento) da área interna total do imóvel sujeitas ao aproveitamento de iluminação natural: isenção parcial de até 5% (cinco por cento) do valor do IPTU devido;
II – Construção do imóvel realizada observando ao menos 50% (cinquenta por cento) do material empregado de origem comprovadamente sustentável, ou ainda proveniente de trabalho de reciclagem, cuja certificação seja realizada por órgão governamental ou entidade idônea: isenção parcial de até 10% (dez por cento) do valor do IPTU devido;
III – Utilização de métodos ecológicos de aquecimento e resfriamento da água, tais como painéis solares térmicos: isenção de até 10% (dez por cento) do valor do IPTU devido;
IV – Produção de energia pelo próprio imóvel, de modo que ao menos 30% (trinta por cento) do consumo sejam fornecido por intermédio desta fonte: isenção parcial de até 10% (dez por cento) do valor do IPTU devido;
V – Sistema de coleta e reaproveitamento da água da chuva para uso no próprio imóvel, no qual pelo menos 30% (trinta por cento) do consumo do imóvel originem-se deste meio: isenção parcial de até 10% (dez por cento) do valor do
32 VI – Instalação e adaptação do imóvel para a coleta de lixo seletiva regular, isenção parcial de até 5% (cinco por cento) do valor do IPTU devido;
VII – Instalação no imóvel de equipamentos que privilegiem o transporte de baixo impacto ambiental, tais como bicicletários, tomadas para carros elétricos e outros equipamentos que possuam o mesmo propósito: isenção parcial de até 5% (cinco por cento) do valor do IPTU devido;
VIII – Manutenção de uma área verde mínima de 30% (trinta por cento) da área total do imóvel, utilizando de artifícios como o telhado verde e outros, de modo a permitir a sua permeabilização para absorver a água da chuva: isenção parcial de 10% (dez por cento) do valor do IPTU devido.
E a Lei 10.047 da Paraíba, de 09 de julho de 2013, dispõe sobre a obrigatoriedade da instalação do Telhado Verde em projetos de condomínios edificados, residenciais ou não, com três ou mais unidades agrupadas verticalmente. A Lei contempla a definição de telhado verde, sua estrutura, benefícios e classificação e encontra-se em vigor, porém poucas pessoas têm
ciência desta Lei. Então, para produzir efeitos desejáveis, as Políticas Públicas Ambientais (PPA), dispõem de instrumentos que podem ser explícitos ou implícitos com o objetivo de eliminar ou minimizar os problemas ambientais (DIÁRIO OFICIAL, 2013).
Infelizmente, a fiscalização e implementação da Lei Estadual 10.047, encontra-se apenas na teoria. As edificações na Paraíba não tem contemplado o
33 3. Metodologia
3.1 Caracterização da Área de Estudo
A pesquisa realizou-se em João Pessoa-PB, capital do Estado da
Paraíba, localizado na região do Nordeste Brasileiro (Figura 18). De acordo com o último senso do IBGE (2010), João Pessoa, tem 723.515 habitantes, área total com 211,48km² e a densidade demográfica de 3.421,3 (hab/km²). O clima da região de acordo com a classificação de Köppen é tropical úmido (AESA-PB).
Figura 34 -Localização da área de estudo
Fonte: (MENESES, 2008).
João Pessoa é a terceira cidade mais antiga do país, fundada em 5 de agosto de 1585 com o nome de Nossa Senhora das Neves, porém passou por várias outras denominações: em 29 de outubro de 1585 recebeu o nome deFilipéia de Nossa Senhora das Neve; em 26 de dezembro de 1634 de Frederikstadt (Frederica); em 01 de fevereiro de 1654 Parahyba e por fim, em 01 de fevereiro de 1654 denomina-se João Pessoa (MELLO, 1987; RODRIGUEZ,
1991 apud PBAGORA-HISTORIADORES, 2014).
34 (PBAGORA, 2014).
A cidade nasceu às margens do Rio Sanhauá e até o inicio da década de 90, as atividades comerciais concentravam-se no centro da cidade, pois a lagoa
do Parque Solon de Lucena, não permitia o crescimento da cidade em direção ao litoral. Em 1913, realizou-se o saneamento da bacia da lagoa, que permitiu a
expansão da cidade em direção ao leste e ao sul. Este avanço em na direção leste acontece atrelado ao processo de urbanização que se estende até os dias atuais (PBAGORA, 2014).
O processo de urbanização de João Pessoa iniciou-se no final do século
XIX. Porém, só na década de 40 do século seguinte, acontece à ocupação das faixas litorâneas, devido à construção da Avenida Epitácio Pessoa que interliga o centro à praia. A década de 60 foi importante no processo de urbanização para a cidade de João Pessoa porque órgãos federais realizaram intervenções públicas. Nesta mesma década, a produção agrícola da Paraíba foi perdendo força e dando lugar a urbanização (GONÇALVES, ET AL, 1999).
Verifica-se nas Figuras (19, 20,21 e 22) que a cidade de João Pessoa
passou por grandes modificações e encontra-se em grande expansão urbana.
Figura 35 - Vista área de João Pessoa na década de 90.
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Figura 36 – Vista Área de João Pessoa (recentemente). Fonte: Pontos Turísticos.
Figura 37 - Praia de Tambaú antes do Hotel Tambaú.
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Figura 38 – Vista do bairro de Tambaú – Processo de urbanização. Fonte: G1 Paraíba – foto: Felipe Gesteira/Secom-JP.
Constatando o que as imagens apresentam, no estudo de Rafael et al (2009), verificou-se esta intensa alteração no uso e ocupação da cobertura da
terra, aos longo dos períodos de 1990, 2001 e 2006. Para tanto, utilizou-se de
imagens do satélite Landsat5, sensor TM. Dentre os resultados, destaca-se que
entre os anos de 1990 e 2001 taxa de crescimento urbano foi de 1,85%.
O processo de urbanização mal planejado ou que despreza os ambientais naturais, gera vários problemas sociais e ambientais. De acordo com Santos (2011) o sistema clima urbano sofre com este processo porque as áreas verdes são substituídas por construções de concreto e também devido à impermeabilização dos solos. A cidade de João Pessoa tem passado por estas transformações no seu espaço geográfico e vem sendo reduzida a cobertura verde.
3.2 Procedimentos Metodológicos
