8º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA
Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007
METODOLOGIA DE ANÁLISE DE CICLO DE VIDA
NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Nascimento, M. A.; Torres, E. A.; Machado, S. L.
Universidade Federal da Bahia/Escola Politécnica/TECLIM/CIENAM/LEN Rua Aristides Novis, 2 Federação – Salvador - Bahia-Brasil 40210-630
nascimento.mauricioandrade@gmail.com
RESUMO
Segundo projeções, o consumo de energia mundial crescerá 57% até 2025. Países emergentes a exemplo do Brasil, China e Índia, serão os maiores responsáveis por esta evolução devido ao crescimento econômico estar diretamente ligado ao aumento da demanda por energia.
Como para qualquer atividade humana se pressupõe a necessidade de um ambiente adequadamente construído para a sua operação, a indústria da construção civil está conectada de maneira direta ao desenvolvimento social. E, as implicações desta atividade independentemente de sua localização ou do fim para qual determinada construção é realizada resulta em algum tipo de impacto ambiental.
Numerosos são os sinais de mudanças no meio ambiente global, atribuídas principalmente às emissões de gases
efeito estufa com destaque para o CO2, que tem relação com a produção e com a utilização de energia.
Consideráveis quantidades de energia são gastas nos processos de manufatura e transporte dos materiais de construção. Portanto, a conservação da energia torna-se ainda mais importante no contexto da redução das emissões atmosféricas e da redução nos custos dos materiais.
Este trabalho apresenta propostas metodológicas de análise de ciclo de vida na indústria de construção civil, contemplando aspectos pertinentes à redução no consumo de energia e das emissões atmosféricas.
PALAVRAS-CHAVE:
INTRODUÇÃO
Como em uma relação de interdependência, o crescimento tecnológico e o aumento do potencial econômico culminam por, numa proporção direta, elevar a demanda por energia.
Segundo o International Energy Outlook [1] em suas projeções, o consumo de energia no mundo crescerá cerca de
57% no período entre 2002 à 2025. O consumo de energia mundial passará dos 412 quadrilhões de Btu1 em 2002,
para os 553 quadrilhões de Btu em 2015, e alcançando os 645 quadrilhões de Btu em 2025.
As economias emergentes, na qual se inclui o Brasil, serão as responsáveis pela maior parte desta evolução no consumo. Ainda de acordo com as projeções do IEO, o crescimento da demanda por energia no grupo das economias emergentes se dará nos setores de uso final, com um crescimento projetado para o setor residencial de 3,1% ao ano, e 3,6% ao ano para o setor comercial e de transporte. Estas taxas de crescimento estão relacionadas com o rápido crescimento econômico e populacional esperados para os países emergentes.
De acordo com a publicação da Environics International [2] a energia fez parte das questões mais debatidas no
World Summit for Sustainable Development em Johannesburg, o que é corroborado pela UNDP & Energy for
Sustainable Development [3], considerando a energia como questão principal para o desenvolvimento sustentável.
Dentre os principais setores consumidores de energia no mundo considerando o seu uso final, está o setor da indústria, da qual faz parte respondendo por significante parcela deste consumo, o sub-setor construção civil.
Indústria da construção
A indústria da construção civil tem relação direta com o desenvolvimento social visto que para qualquer atividade humana se pressupõe a necessidade de um ambiente adequadamente construído para a sua operação.
As implicações da realização de uma determinada construção, independentemente do fim para qual esta é destinada, e de sua localização geográfica, normalmente resultam em impactos ambientais. Estes podem ser maiores ou menores dependendo de uma série de fatores, dentre os quais estão à disponibilidade de recursos naturais e adequada utilização dos mesmos.
Cresce na maioria dos países a preocupação com as políticas voltadas para a busca do desenvolvimento sustentável. Mas o que de fato significa o termo meio ambiente sustentável?
De acordo com o United Nations World Commission on Environment and Development 2[4], desenvolvimento
sustentável é aquele no qual se consegue atingir as necessidades atuais sem comprometer a habilidade das futuras gerações de atingirem as suas próprias necessidades.
Isto indica que o desenvolvimento deve ser pautado na capacidade de absorção dele mesmo pelo planeta em longo prazo, e do relacionamento igualitário entre as pessoas e suas interações econômicas, o meio ambiente e o social. Através desta consideração, a decisão pelo desenvolvimento de um determinado local e consequentemente, a de se construir algo, deve necessariamente levar em conta a sustentabilidade.
No Brasil, a indústria da construção responde por cerca de 14% [5] da economia e por uma parcela significante no
consumo de matérias primas naturais, atingindo patamares de consumo que oscilam entre 15% à 50% do total de
recursos naturais consumidos na sociedade. [6] Além de grande consumidora de recursos e de ser também a principal
geradora de resíduos, contribui com o impacto ao meio ambiente através das emissões atmosféricas.
Os resíduos produzidos nas atividades de extração de matérias-primas; produção de materiais; transporte; construção; manutenção e demolição têm valores atribuídos variáveis, contudo, de acordo com a Caixa Econômica
Federal [5] pode-se admitir como parâmetro comparativo algo em torno de 400 e 500 kg/hab ano, valor próximo à
massa de lixo urbano per capita, que pode ser considerada segundo Pinto [7] , algo em torno de 230 a 730 kg/hab ano
para a realidade brasileira.
Grande parte destes resíduos é disposta de maneira irregular e ilícita, completamente desprovida de controle ou regulação, o que projeta de maneira crescente o agravamento dos custos e problemas urbanos.
Devido a esta razão, o setor de construção é ainda considerado atrasado do ponto de vista tecnológico e da
proteção ambiental quando comparado a outros setores como a indústria de bens de consumo. Segundo Furtado [8],
mesmo sendo um dos setores de maior influência nas atividades sociais e econômicas de um país, a construção civil, é também uma das principais fontes de deterioração ambiental, fato que reforça a necessidade de direcionar as atenções para o setor, de forma a torná-lo sustentável do ponto de vista ambiental e econômico.
Conforme é descrito em Kiperstok et al [9] “...A proposta de adotar a prevenção da poluição como princípio,
implica considerar todos os aspectos que podem reduzir o impacto ao meio ambiente....”.
Para tanto, os alicerces do setor de construção deverão estar apoiados em princípios como: a prevenção da poluição; a redução dos resíduos gerados; a melhoria da eficiência na utilização dos recursos naturais e no
1 Btu ( Unidade Térmica Britânica)
planejamento integrado entre construção e ambiente. Estes princípios remetem imediatamente a consideração no setor da construção da utilização da produção limpa e da análise do ciclo de vida dos empreendimentos.
Ë factível também a observação de que os profissionais da construção3 são as pessoas mais relevantes e que
realmente podem influenciar no processo construtivo real. Consequentemente, as atitudes e percepções destes profissionais terão significante influência no objetivo de atingir o desenvolvimento sustentável para este setor.
K.K.Wong [10] realizou uma pesquisa sobre a percepção dos estudantes universitários a respeito da suas visões
sobre as questões envolvendo o desenvolvimento sustentável e o consumismo racional. Uma outra pesquisa
relacionada com este tópico foi realizada por S.M. Lo at al. [11] considerando a participação de duas das maiores
cidades chinesas: Hong Kong e Shenyang. O objetivo desta pesquisa foi detectar a percepção dos diferentes profissionais da construção que incluem arquitetos, engenheiros de construção, engenheiros hidráulicos e engenheiros eletricistas, sobre o meio ambiente, sustentabilidade dos recursos naturais e consumo racional.
As diferenças entre as cidades com relação às condições ambientais, desenvolvimento cultural, políticas governamentais entre outras, tiveram influência nos resultados obtidos na pesquisa. Foram entrevistados cerca de 50 profissionais em Hong Kong e 254 em Shenyang pertencentes a diferentes ramos da engenharia e com no mínimo 3 anos de experiência.
Um destaque interessante deve ser dado ao fato de que ao mesmo tempo em que os resultados apresentados
indicaram uma preocupação com a exaustão dos combustíveis fósseis4, não apresentaram grande preocupação com a
questão do consumo de energia e nem com o design de edifícios mais eficientes do ponto de vista energético. Isto denota um grau de informação global a respeito da preservação dos recursos energéticos e certa desinformação com relação aos fatos causadores da exaustão dos mesmos.
Pôde-se concluir através desta pesquisa que um profissional da engenharia em Hong Kong certamente terá uma diferente concepção de projeto de construção, do que um profissional de Shenyang, podendo causar assim um desencontro na busca pelo desenvolvimento sustentável global.
PRODUÇÃO LIMPA E ANÁLISE DO CICLO DE VIDA (ACV) NO SETOR DE CONSTRUÇÃO
Somente com a antecipação, através da avaliação de um determinado processo produtivo é que se permite um melhor resultado na busca pela prevenção contra os impactos ambientais inerentes a este processo, bem como será possível à obtenção do desenvolvimento sustentável.
A utilização dos princípios da produção limpa visa antecipar e prevenir as possíveis fontes geradoras de problemas ambientais, associando benefícios a sua aplicação. A melhoria tecnológica, ganhos financeiros decorrentes de processos mais eficientes, melhoria da imagem das empresas do ponto de vista da contribuição para a melhoria da qualidade, são benefícios atribuídos à aplicação da produção limpa que resultam no aumento da competitividade num mercado cada vez mais globalizado.
A prática da análise do ciclo de vida das construções não só traz a possibilidade real de quantificar os encargos ambientais atrelados a estas, como também permite a visualização de medidas de redução destes impactos.
A análise do ciclo de vida pode ser definida como o processo onde são quantificados e valorados os materiais e energia circulante em um determinado sistema, considerando-se numa primeira fase para análise do ciclo da construção, o levantamento dos fluxos do produto ou serviço das seguintes etapas: extração; produção; transporte; e construção, e posteriormente a consideração das etapas de demolição e disposição. Numa segunda fase, os impactos globais e/ou regionais são calculados baseados no consumo energético, geração de resíduos e outras categorias de impacto5.[12]
De acordo com a ISO, ISO 14401 [13], uma ACVgeralmente consiste de4 fases: objetivo e definição do escopo do
trabalho, levantamentos do ciclo, análise de impacto e interpretação dos resultados.
O objetivo e escopo definem o propósito, grau de levantamentos e o limite do estudo. O levantamento envolve coleta de dados e cálculos para quantificar os fluxos de entrada e saída de material e energia. A análise dos impactos avalia o potencial de impacto ambiental do levantamento dos fluxos considerados na construção. Por fim, a interpretação dos resultados permite alcançar conclusões e recomendações para melhoria do sistema.
Durante o ciclo de vida de uma construção são consumidos vários recursos naturais, nos quais estão inclusos a água, terra, recursos minerais e recursos energéticos. Aliado a este consumo, diversos tipos de poluentes são liberados de volta ao meio ambiente.
Os resultados reais destas entradas e saídas são o aquecimento global, acidificação das chuvas, poluição do ar, entre outros acontecimentos que implicam em danos para a saúde humana, danos para a biodiversidade, afetando a produção primária e a disponibilidade de recursos.
3 Arquitetos, engenheiros de construção, engenheiros estruturais, empresários, empreiteiros etc.
4 Na China um dos principais combustíveis fósseis é o carvão mineral.
De maneira geral, o setor de construção é considerado responsável por algo entre 30% a 40% da demanda total de energia numa sociedade e por aproximadamente 44% do total de materiais utilizados pela mesma, além de participar com quase 1/3 da emissão total de CO2 na atmosfera. [14, 15]
A manufatura de materiais de construção contribui para a produção de gases efeito estufa a exemplo do CO2,
considerado por muitos o principal deles. Há uma grande preocupação atual na redução de emissão destes gases com o intuito de controlar os impactos ambientais decorrentes.
Diversos levantamentos já realizados mundialmente inferem impactos ambientais a diferentes tipos de materiais de construção. Como uma considerável quantidade de energia é utilizada nos processos de manufatura e transporte de materiais utilizados na construção, e a conservação da energia esta diretamente relacionada à redução das emissões atmosféricas, entre outros impactos, ao meio ambiente, a observação de alguns estudos relacionados denotam a importância dos dados e sua participação na análise do ciclo de vida das construções.
Estudos relacionados com a análise de ciclo de vida na indústria da construção civil
Buchanam and Honey [16], desenvolveram estudos na Nova Zelândia envolvendo a energia requerida para
produção e processamento de diferentes materiais de construção e sua correlação com a emissão de CO2 e os
impactos ambientais decorrentes. Como conclusão desta pesquisa admite-se que uma mudança baseada na redução na utilização de aço, concreto e alumínio nas construções para uma maior utilização de madeira contribuiria
significativamente no decréscimo na emissão de CO2 para a atmosfera.
Na mesma linha de estudo no Japão, Suzki et al. [17]eOka et al. [18], pesquisaram respectivamente a construção de
casas e de edifícios, levantando e atribuindo a utilização da energia para confecção dos materiais e montagem dos mesmos, e os seus impactos ambientais embutidos.
Já na Índia, país com grande dificuldade energética, Debnath et al. [19]desenvolveu um estudo comparativo de
energia requerida para diferentes tipos de construção residencial. Na sua pesquisa, três tipos de construção foram
discutidos: simples; duplos e multi-pavimentos. O consumo de energia por m2 de área construída foi estimado entre
3 e 5 GJ/ m2 e como conclusão principal do seu trabalho obteve-se resultados indicativos que blocos; cimento e aço
constituem os três principais contribuintes no custo energético da construção.
Um estudo também realizado na Índia por B.V. Venkatarama Reddy et al. [20] que segue a ideologia prática de
Debnath, contemplou o consumo energético na produção de diferentes tipos de materiais básicos utilizados na construção, tratando também da energia gasta no transporte e da comparação entre algumas soluções de construção.
Na consideração dos autores, a energia nas construções foi classificada em: energia para manutenção e serviço da edificação durante sua vida útil e a energia embutida na construção da edificação utilizando diversos materiais.
A energia embutida na construção por sua vez foi categorizada pelos autores da seguinte forma: energia consumida na produção dos materiais básicos de construção; energia necessária para o transporte dos materiais; energia requerida para a montagem dos diversos materiais de construção para a formação da edificação.
Os resultados obtidos de consumo energético para os materiais básicos podem ser observados na tabela 1[20].
Tabela 1 Energia nos materiais básicos de construção.
Tipo de material Energia térmica (MJ/kg)
Cimento 5,85 Cal 5,63
LP cimento (cimento com cal) 2,33
Aço 42,00 Alumínio 236,80
Vidro 25,80
O cimento calcinado (LP) mostra-se como uma alternativa bastante efetiva ao cimento portland do ponto de vista energético, principalmente para usos secundários como em alvenarias, argamassas de revestimento, contra-piso e etc. O alumínio, o aço e o vidro são os dois maiores vilões do consumo energético sendo que o alumínio chega a consumir quase que seis vezes mais energia do que o aço. É cada vez mais comum a utilização do alumínio nas construções por questões estéticas ou devido a sua leveza em relação ao aço, contudo deve-se ter bastante cuidado nas considerações de sua utilização devido ao seu alto valor de energia embutida.
Com relação à utilização de blocos nas alvenarias e seu respectivo encargo energético, têm-se como resultado que: não há consumo de energia térmica para os blocos de pedra visto que os mesmos são extraídos manualmente; Blocos de argila queimada possuem o maior índice de energia embutida; blocos em solo cimento apresentam o menor índice de energia embutida considerando o percentual de cimento de 6% na sua composição.
Outro dado de relevância foi obtido através da consideração energética no transporte dos materiais. O transporte dos materiais utilizados na construção tem importante parcela de contribuição nas emissões atmosféricas e na energia embutida no processo de construção. Portanto, as distâncias de transporte, bem como os meios, devem ser consideradas na análise e seleção dos materiais a serem utilizados na edificação. Os dados obtidos nesta pesquisa demonstram exatamente esta condição colocada.
No que tange a energia requerida para montagem dos diversos materiais que irão formar a construção, novamente o cimento aparece como importante fator de consumo de energia e consequentemente de aumento da energia embutida numa construção. O cimento esta presente nas argamassas de levante das alvenarias, nos contra-pisos, revestimentos, e nas bases para colocação de materiais de acabamento. No trabalho realizado por B.V. Venkatarama
Reddy et al.[20] foram comparadas diferentes composições de argamassa, onde pôde-se observar entre outras coisas
que a argamassa de cimento consome mais energia do que os outros tipos de argamassa e a argamassa LP (cal + cimento) possui o menor índice de energia embutida. O comparativo de diferentes composições de alvenarias (paredes) também foi considerado nesta pesquisa apresentando resultados de energia embutida através da variação dos tipos de bloco utilizados.
Partindo para uma análise mais voltada a concepção do projeto de estrutura, o design de uma edificação muitas vezes acaba por influenciar na sua composição conduzindo, ou mesmo determinando, a solução de projeto estrutural adequada para o empreendimento. Portanto, um conhecimento energético dos elementos que compõem um projeto estrutural é fundamental para a escolha correta do design e da opção voltada para uma solução sustentável.
As soluções estruturais para pisos e lajes de cobertura foram discutidas no trabalho de B.V. Venkatarama Reddy
et al. [20].. Como resultados encontrados neste trabalho merecem destaque a observação que lajes de piso e cobertura
em concreto armado consomem a maior quantidade de energia, enquanto que a laje de cobertura em placas de ferro-concreto apresenta o menor consumo energético.
É importante a observação que os resultados obtidos nesta pesquisa, mesmo servindo como referências, refletem a realidade das construções na Índia onde foi desenvolvido o estudo.
A energia total embutida na construção representa portanto, na visão dos autores, o somatório da energia consumida na produção dos materiais básicos de construção, energia no transporte dos materiais e energia requerida para a montagem dos diversos materiais na construção para a formação da edificação.
Sendo assim, através deste resultado, pode–se atribuir um valor índice de energia consumida por metro quadrado de área plana construída, valor este que servirá como comparativo quando da escolha dos materiais e dos sistemas construtivos a serem utilizados de forma a obter um menor consumo energético e consequentemente redução de impacto ambiental. Como conclusão da comparação entre as edificações estudadas neste trabalho pôde-se observar que a edificação multi-pavimento consome a maior quantidade de energia (cerca de 21 toneladas de carvão mineral
para cada 100m2), enquanto que a edificação que utiliza a combinação dos blocos em solo-cimento com malha
estruturada em concreto armado para as lajes, e outros materiais alternativos, é extremamente mais eficiente do ponto de vista energético, consumindo 62% menos energia do que no edifício multi-pavimentos.
A análise de ciclo de vida de uma edificação, portanto possibilita o conhecimento da energia embutida e dos impactos ambientais decorrentes da sua construção. Vale ressaltar que, quanto mais abrangente está análise possa ser realizada, maiores serão os resultados na identificação e nas possibilidades de atuação na redução de impactos.
Outros estudos relacionados com a ACV foram realizados por Cole [21, 22], nos quais foi dada ênfase ao ciclo de
vida da energia em edifícios de escritório, e a energia e emissões de gases de efeito estufa, associados com a construção de sistemas alternativos de estrutura.
Alguns estudos realizados focaram na determinação do consumo de energia primária embutida nos materiais independentemente de sua aplicação, outros investigaram o relacionamento entre a energia embutida nos materiais de construção e a energia operacional de montagem a exemplo das pesquisas realizadas sobre a performance térmica da
energia embutida em sistemas de vedação (paredes) em climas frios por P. PIERQUET et al. [23], da análise global de
ciclo de vida em uma residência em Michigan por S. BLANCHARD et al. [24], e do estudo energético durante o ciclo
de vida de moradias de solteiro por K. ADALBERTH, [25].
Pesquisas mais recentes tem considerado toda a abordagem do ciclo de vida das construções a exemplo de K.
ADALBERTH [25] em seu trabalho sobre novos edifícios residenciais.
Softwares como AthenaTM database [26] e Envest [27] entre outros, são exemplos desta desafiadora cruzada na
análise de ACV. As dificuldades e limitações da ACV em edificações têm sido consideradas na literatura a exemplo
do trabalho de Chris Scheuer et al, [12] onde é discutida a performance ambiental de uma nova edificação universitária
e do seu modelo de design; do questionamento proposto por Erlandsson M. et al, [14] a respeito da metodologia
genérica de avaliação do ciclo de vida utilizada e das reais necessidades de desenvolvimento; e das ferramentas
propostas por Malmborg F. et al, [28] para levantamento dos impactos ambientais no ambiente de construção. Nestas
contudo, somente os impactos associados aos materiais e a operação podem ser mais facilmente atribuídos. Enquanto
que segundo Zhuguo Li, [29] outros importantes fatores de impacto como ambiente interno, infra-estrutura e
Metodologia de análise do ciclo de vida (ACV) de um empreendimento de construção
A análise do ciclo de vida de uma construção deve ser norteada pelos seguintes objetivos: levantamento dos materiais de construção instalados e/ou substituídos na construção e das características operacionais do empreendimento; modelagem dos encargos ambientais associados aos materiais utilizados na construção e ao manuseio dos mesmos; modelagem dos encargos associados à operação dos processos construtivos; distribuição associada dos diversos encargos ambientais gerados em diferentes categorias de impacto.
O primeiro passo num ACV consiste no levantamento dos diversos materiais que serão utilizados no empreendimento baseados nas especificações de projeto, e das suas características técnicas e de funcionamento pós-construção. Por exemplo, uma estrutura em concreto armado pode ter um encargo ambiental embutido maior ou menor do que uma estrutura em aço. Da mesma forma as paredes externas em cortina de vidro se, por um lado, podem trazer uma economia com relação à questão de utilização de energia elétrica para iluminação na fase de funcionamento, por outro lado podem implicar numa maior necessidade de climatização artificial devido a insolação. Ë possível por este pequeno exemplo notar o quanto é importante, e quanto pode ser complexa uma análise de ACV.
Cada material, a sua respectiva quantidade e a forma como este será utilizado na construção resultará numa contribuição ao encargo ambiental embutido total do empreendimento. É comum na literatura à utilização do termo encargo embutido, ou encargo energético associado a um determinado material ou processo. A figura 1 ilustra um
inventário de materiais típico de um ACV. [12]
Figura 1 Exemplo de inventário dos materiais
No exemplo acima, a areia utilizada representa o maior consumo em quantidade (peso) e mesmo tendo uma das menores quantidades de energia embutida (0,6) acaba tendo grande representatividade no encargo embutido total. Em contrapartida, o alumínio tem parcela considerável de contribuição no encargo total mesmo tendo uma pequena representatividade na quantidade, devido ao seu alto valor energético embutido.
Materiais como cimento, areia, brita e água, mesmo tendo uma energia embutida relativamente inferior a outros materiais na construção, acabam por influenciar bastante na energia embutida total. Já o aço, material bastante utilizado nas construções brasileiras também contribui significativamente ao encargo embutido total do empreendimento devido a quantidade de utilização e ao fato de ter um encargo energético atribuído entre os maiores nos materiais da construção.
Ë importante ressaltar que o encargo embutido nos materiais está diretamente relacionado com o energético utilizado na sua fabricação (combustível, energia elétrica de fonte variada) e com o combustível utilizado nas diversas fases de transporte destes materiais. Avaliando o exemplo no processo de construção de uma parede revestida com argamassa, nota-se que nas diversas etapas do processo há consumo de energia e algum tipo de impacto ambiental associado. Portanto numa análise de ACV a consideração final refere-se sempre a uma associação do impacto total ambiental causado pela atividade de construção, gerado durante todas as suas etapas de ciclo de vida.
Após o levantamento e quantificação dos encargos embutidos é necessária a classificação destes em categorias de impacto para possibilitar um melhor entendimento e agilidade nas decisões a serem tomadas a partir dos resultados da análise.
Um estudo de caso que representa este modelo de análise foi realizado sobre a construção de um novo prédio com
7.300 m2 distribuídos em seis pavimentos, na universidade de Michigan - USA por Chris Scheuer et al, [12]. Este
estudo questionou o fato de estudos anteriores de ciclo de vida de edificações terem sido baseados somente na
levantamentos dos componentes construtivos. Neste estudo, uma completa análise de ACV foi conduzida na construção de um moderno edifício no Campus universitário, produzindo também um comparativo entre os resultados obtidos através da abordagem de ciclo de vida deste trabalho, e as abordagens pautadas em análises parciais e/ou abordagens pautadas em dados generalizados. Como aspectos positivos de melhoria desta pesquisa em relação a trabalhos anteriores, podem-se citar: a compreensão específica dos levantamentos dos materiais baseados nos projetos executivos, históricos dos contratos de construção, entrevistas de campo e vistorias técnicas; modelagem
operacional customizada de forma a propiciar ao executor6 maleabilidade e controle; inclusão de encargos
relacionados a serviços de água, produção de água potável e tratamento de água; modelagem específica para produção de vapor e eletricidade.
Estimativas na literatura realizadas por Cole et al, [30, 21]; e ATHENA, [26], atribuem aos encargos energéticos na
construção a variação percentual de 1,2 à 10% de energia embutida. Algo em torno de 90 à 750 MJ/m2 para o estudo
realizado na universidade de Michigan.
Cole et al, [21]em seu estudo, considera que a influência dos encargos atribuídos ao transporte dos funcionários da
construção durante o processo de construção é relevante e significativo, podendo elevar a consideração dos encargos energéticos durante esta etapa para 6,5 à 10%.
Ainda sobre a etapa de construção, um estudo realizado na cidade de Salvador-Ba no Brasil por Gardênia et al, [31]
aborda a geração de resíduo pelo setor de construção indicando meios de gestão para o problema, contribuindo assim para a redução dos encargos ambientais.
A fase operacional contempla a climatização do edifício (aquecimento ou refrigeração), ventilação, iluminação e operação de equipamentos, suprimento de água, aquecimento de água e tratamento de efluentes. Na literatura
existem ferramentas para executar a estimativa energética para esta fase, uma delas o eQuest [32].
A fase de desmontagem normalmente implica em geração de resíduos sólidos que podem ser parcialmente
aproveitados7. O que não é aproveitado normalmente causa impacto ambiental e custo para a sociedade. Mais do
que a importância na consideração de gestão dos resíduos de construção, é a necessidade de minimização na geração destes.
A análise de ciclo de vida aparece novamente como ferramenta facilitadora neste aspecto, visto que auxilia no planejamento de utilização dos materiais e dos processos inerentes a construção.
O trabalho realizado por Chris Scheuer et al [12] em Michigan também revelou que a distribuição do consumo
energético e dos impactos ambientais concentrava-se na fase operacional do edifício, ou seja, no pós-construção. Em todas as mensurações realizadas exceto na geração de resíduos, a fase de operação foi responsável por cerca de 83%
dos encargos ambientais levantados. Este dado é corroborado pelo trabalho de Zhuguo Li [29].
Isto reforça que o design de projeto neste caso deve ser o principal foco de otimização fazendo com que se consiga obter mudanças significativas na distribuição dos encargos durante todo o ciclo de vida de forma a atingir um maior equilíbrio entre as fases, bem como redução dos encargos.
Melhorias no design do entorno8 do edifício poderiam contribuir para a redução direta dos encargos na fase de
utilização. A introdução de conceitos no design que incorporem, por exemplo, uma melhoria na eficiência de utilização energética ao longo da vida útil da edificação contribuiria em muito na redução dos resultados de encargo embutido total. A análise de ciclo de vida permite justamente este tipo de observação, possibilitando assim intervenções nas diversas fases do ciclo visando a redução dos impactos associados à construção.
ANÁLISE DO CICLO DE VIDA (ACV): UMA NOVA ABORDAGEM
A maioria dos exemplos existentes de consideração do ciclo de vida das construções apresenta problemas ou limitações. Muitos se limitam à análise do inventário realizado baseando-se nas entradas e saídas: a exemplo do
consumo energético e emissão de CO2, ou, à caracterização de fatores de encargo ambientais como acidificação e
aquecimento global, não caracterizando um levantamento de impacto integrado.
Uma recente trabalho sobre levantamento de impacto ambiental associado ao ciclo de vida de edificações de
autoria de Zhuguo Li [29] propôs a divisão da avaliação do impacto em duas categorias: encargos ambientais locais e
encargos embutidos à construção. Os encargos locais podem ser atribuídos e considerados dentro da região onde a
construção é realizada9 enquanto os encargos embutidos referem-se neste caso aos impactos decorrentes por
expansão das infra-estruturas necessárias para funcionamento da construção, a exemplo de estradas e vias de acesso; estacionamentos e etc.
6 Engenheiro mecânico responsável pela comissão de construção.
7 Dispostos no solo como aterros necessários e/ou reciclados.
8 Considera-se como entorno, o envelope da edificação que compreende a casca externa do empreendimento.
Esta pesquisa critica levantamentos anteriores de ACV destacando o fato de que na maior parte deles, o dano ou
impacto ambiental imposto é obtido de uma maneira global ao meio ambiente, porém, a parcela de impacto local10
relacionada à edificação não é determinada. Outro ponto de destaque neste trabalho é que as discussões sobre redução dos impactos associados às construções focam principalmente no prolongamento do tempo de vida da edificação (durabilidade), na utilização de materiais reciclados, e escolha por sistemas de baixo consumo energético e com baixo índice de poluição. Portanto, deixando de lado a importante consideração sobre os impactos associados à localização e forma estrutural da edificação.
A pesquisa realizada por Zhuguo Li examinou os fatores resultantes dos encargos locais onde uma edificação seria construída e sugeriu uma metodologia para acessá-los, além de ter considerado o impacto embutido relacionado com a construção ou expansão das infra-estruturas necessárias para o funcionamento do empreendimento.
113.9 133.0 113.9 32.1 30.2 32.0 0 50 100 150 200 (E + 0 6 Y en ) 386.76 309.99 386.76 42.52 48.21 48.02 0 100 200 300 400 500
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Custo social total - Infra-estrutura Custo social total Edificio “ A”
In d ica d or d e e nc ar go amb ien ta l (c us to s oci al ) (E + 0 6 Y en ) In d ica d or d e e nc ar go amb ien ta l (c us to s oci al )
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Custo social total - Infra-estrutura Custo social total Edificio “ A”
Figura a Figura b
Figura 2 (a, b) Encargo ambiental global (custo social) e encargo ambiental local (custo social) do edifício A.
A figura 2 (a, b) [29] ilustram os resultados finais da avaliação dos custos sociais referentes aos impactos causados
pela construção do empreendimento em análise que no caso se refere a construção de um shopping center. É interessante destacar que neste trabalho foram consideradas 3 hipóteses de características de funcionamento e construção para o empreendimento: Caso 1 (estrutura em aço, uso de energia 100% elétrica, um estacionamento em cima do edifício, necessidade de maior infra-estrutura de acesso ao prédio); Caso 2 (estrutura em concreto armado, parte da energia fotovoltáica, estacionamento no pav. Térreo, mesma infra-estrutura de acesso do caso 1); Caso 3 (estrutura em aço, 100% de energia elétrica, estacionamento em cima do edifício, menor infra-estrutura de acesso devido a mudança na localização do prédio).
Como pode ser observada na figura 3 [29] onde são considerados os resultados em escala global das entradas de
energia e emissões atmosféricas geradas no curso do ciclo de vida do edifício “A”, a energia consumida e as emissões atmosféricas na etapa de serviço são muito mais altas que nas outras duas etapas. Por está análise o “caso 2” teria um menor índice de impacto embutido em todas as considerações, contudo, a observação dos outros resultados produzidos no trabalho também deve ser considerada para as conclusões finais de análise.
28.30 49.68 28.30 45.69 68.29 45.69 80.92 139.01 80.92 35.99 58.46 35.99 221.98 142.58 221.98 204.62 147.60 204.62 314.87 214.47 314.87 424.49 252.79 424.49 0.62 0.72 0.62 2.68 3.48 2.68 0.90 1.53 0.90 1.04 1.20 1.04 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 1 Caso 2 Caso 3 C aso 1 Ca so 2 C aso 3 C aso 1 C aso 2 Caso 3 CO (kg/ano.m2 )2 SOx (g/ano.m)2 NOx(g/ano.m)2 Ene rgia (E+1MJ/ano.m2)
Substancia de encargo ambiental Estágio de dem olic ao e disposicao dos resíduos
Estagio de servico Estagio de c onstrucao Tot al de en ca rgo am bi en ta lp or an o/ m 2 de pi so do edi fí cio í í
Total de entrada de energia e sa da de poluentes durante o ciclo de vida do edif cio A
Figura 3 Entrada de energia e saída dos poluentes em escala global no ciclo de vida do edifício A
CONCLUSÃO
A escolha correta dos materiais, do sistema estrutural, do design, e da adoção de sistemas de funcionamento objetivando um menor consumo energético e de água durante a vida útil da construção, são aspectos favorecidos pela utilização da ACV e que influenciam diretamente na sustentabilidade do empreendimento. A necessidade da informação no campo profissional por parte dos envolvidos no processo construtivo de conceitos que valorizem as interações entre os processos naturais e as necessidades humanas se torna evidente. Biólogos, cientistas e ecologistas parecem habitar um mundo completamente diferente dos profissionais da construção. Enquanto os primeiros estudam, propõe hipóteses e coletam evidências, os outros aplicam, inovam e criam através do design. Contudo, as evidências mundiais e a globalização parecem conduzir os dois diferentes caminhos a um alinhamento único onde construir possa ter um significado realmente positivo em benefício da preservação do meio ambiente.
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