Soheyl Sazedj , António José Morais e Said Jalali 1: Engenharia Civil
Universidade de Évora
Polo da Mitra, 7002-554 Évora, Portugal e-mail: sazedj@uevora.pt, web: http://www.uevora.pt
Investigador do CIAUD (Centro de Investigação em Arquitectura, Urbanismo e Design) Faculdade de Arquitectura, Universidade Técnica de Lisboa
Rua Sá Nogueira – Polo Universitário – 1349-055 Lisboa, Portugal e-mail: sazedj@fa.utl.pt, web: http://www.fa.utl.pt 2: Departamento de Tecnologias e Gestão de Construção
Faculdade de Arquitectura Universidade Técnica de Lisboa
Rua Sá Nogueira – Polo Universitário – 1349-055 Lisboa, Portugal e-mail: ajmorais@fa.utl.pt, web: http://www.fa.utl.pt
3: Escola de Engenharia Universidade do Minho
Campus de Azurém, 4800-058 Guimarães, Portugal e-mail: said@civil.uminho.pt, web: http://www.eng.uminho.pt
Palavras-Chave:alvenaria, emissões, energia incorporada.
Resumo. Os materiais de construções incorporam na sua produção consumos diferenciados de
energia e produzem emissões distintas de dióxido de carbono. Estas diferenças resultam da própria natureza dos materiais e do diverso tratamento da matéria-prima e igualmente das técnicas aplicadas na produção e na construção. Frequentemente, numa avaliação ambiental, questiona-se que tipo de solução construtiva se torna mais benevolente para o ambiente. O presente estudo refere-se à comparação ambiental de um edifício modelo, que pelas dimensões e configuração estrutural pode ser considerado um edifício tipo que cumpre com os requisitos habituais na construção habitacional portuguesa. Este edifício será materializado na solução construtiva convencional, betão armado com paredes de blocos cerâmicos e lajes maciças de betão armado, e para a comparação adota-se uma solução em alvenaria estrutural de blocos cerâmicos, em duas versões paralelas. Na primeira versão com lajes maciças de betão armado e na segunda versão com lajes aligeiradas em abobadilhas cerâmicas. O edifício modelo apresenta nas duas soluções construtivas condições no plano estrutural e no conforto ambiental, conforme com as recomendações da ISO 14040, de modo a permitir e garantir a comparação entre as duas soluções. A comparação ambiental limita-se à quantificação dos parâmetros ambientais mais importantes, i.e., a energia incorporada e o dióxido de carbono CO2 equivalente emitido. Os
resultados deste estudo mostram que especialmente a solução construtiva em alvenaria cerâmica na versão 2 tem uma redução de 39 % na emissão de dióxido carbono e de diminuição de 41 % no consumo de energia, em comparação com a construção convencional. Estas diferenças são devidas à redução drástica do uso de betão armado na solução construtiva de alvenaria estrutural.
1. INTRODUÇÃO
Pretende-se comparar o desempenho ambiental de dois processos construtivos de um edifício considerado tipo, um com a estrutura em betão armado e blocos cerâmicos, que considere-se uma construção convencional, e outro em alvenaria estrutural em duas versões diferentes; a primeira versão tem lajes maciças de betão armado e a segunda versão tem lajes aligeiradas em abobadilhas cerâmicas. O edifício modelo proposto corresponde às dimensões médias usuais nos edifícios habitacionais. Uma vez que se trata também de construção em alvenaria estrutural, é necessário o estabelecimento dos limites, em especial a altura e a relação entre planta e altura, que permitem a utilização de construção em alvenaria estrutural. O edifício modelo em betão armado, i.e. construção convencional, pelo contrário, não tem limites condicionantes no que diz respeito à relação altura – base, como acontece no caso da alvenaria estrutural [1].
Entretanto, estudam-se os problemas de estabilidade seguindo as indicações do Eurocódigo 6 que regulamenta as estruturas de alvenaria e desenha-se um modelo paramétrico que abrange todos os problemas de estabilidade. As dimensões e os vãos do modelo devem corresponder às dimensões médias usuais. Neste sentido, para o modelo paramétrico estimam-se quatro vãos diferentes, de 2 m, 4 m, 6 m e 7 m. Estes vãos referem-se às paredes estruturais e excluem-se as paredes divisórias não estruturais. Portanto não se apresentam divisões como quartos, cozinhas ou instalações sanitárias.
A planta dos modelos a estudar é apresentada na Figura 1 com uma área de construção de 167,6 m2:
O requisito fundamental para este estudo é a recolha de dados actualizados dos gastos energéticos e de emissão de dióxido de carbono na produção de materiais de construção considerados neste trabalho.
Neste modelo encontram-se quartos com dimensões usuais, com janelas e portas. Existe também uma escada com patamar apoiado na parede exterior. Esta configuração com escada corresponde ao cenário pior. Pelo Eurocódigo 6, as alturas livres, pé-direitos, diferentes no pano da parede exterior podem causar excentricidades excessivas das forças internas verticais. Portanto, esta configuração da escada prejudica a estabilidade, limita a altura e obriga a utilizar materiais mais resistentes na construção em alvenaria estrutural. Consequentemente determina o recurso a soluções mais poderosas, ou seja, a blocos cerâmicos mais resistentes, o que significa mais peso e mais emissões e mais energia incorporada. O objectivo é criar um cenário mais desfavorável para a alvenaria estrutural, para poder obter resultados mais esclarecedores no que respeita ao potencial diferenciador da alvenaria estrutural.
Os outros parâmetros importantes intervenientes são a baixa resistência em relação à tracção na zona das juntas e o perigo de ocorrência de encurvadura da parede, que resulta da altura e da baixa aderência entre bloco e argamassa.
O edifício modelo vai ser analisado com duas soluções construtivas, uma em alvenaria estrutural sem armadura e outra em construção convencional, o que significa uma estrutura reticulada em betão armado e paredes exteriores e interiores em alvenaria, como é usual construir em Portugal. Para salientar as diferenças entre o grau de utilização de betão armado, no modelo em alvenaria estrutural, estudam-se duas versões diferentes, uma com lajes maciças em betão armado e outra com lajes aligeiradas em abobadilha cerâmica.
2. O EDIFÍCIO MODELO EM ALVENARIA ESTRUTURAL
A avaliação da estabilidade permite detectar e verificar os problemas de forma e geometria, e potenciar o desenvolvimento de soluções mais específicas e adequadas. Por este motivo, realizaram-se várias combinações de geometria, funções e altura para poder obter um sistema de construção com os tipos adequados de blocos cerâmicos.
Trata-se de uma estrutura sem reforço com armaduras. Sendo assim, a análise tem em consideração os problemas de tracção entre os blocos por motivo de excentricidade das forças verticais, a ductilidade, a resistência à compressão e a dinâmica das forças sísmicas. Este estudo tem importância para a quantificação dos materiais, uma vez que a análise ambiental depende da quantidade e tipo do material.
Neste contexto, no modelo escolhido, todos estes parâmetros foram considerados e a regulamentação em termos de estabilidade revela que o edifício pode ser construído com 3 pisos cumprindo os preceitos do EC6 e do EC8, este último regulamenta a estabilidade sísmica. Verifica-se também que o uso de blocos cerâmicos mais resistentes, como blocos de clínquer, nas paredes divisórias no interior e blocos térmicos, com a resistência mínima normalizada no exterior, aumenta a estabilidade exigida pelo EC6.
A escolha dos blocos cerâmicos tem em consideração os dados recentes de sustentabilidade ambiental obtidos num levantamento aos produtos disponibilizadas pelas diversas fábricas e instituições de ensaio. Os blocos devem também cumprir os requisitos da regulamentação para edifícios, de modo a assegurar a qualidade e do bem-estar da habitação. Os regulamentos tidos em consideração são:
Para o conforto ambiental e segurança contra incêndio
- Decreto-Lei n.º 80/2006 de 4 de Abril, o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE)
- Decreto-Lei 96/2008 de 9 de Junho e o Decreto-Lei n.º 129/2002 de 11 de Maio, que aprovou o Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE)
- Decreto-Lei 146/2006 de 31 de Julho e o Decreto-Lei n.º 9/2007 de 17 de Janeiro que aprovou o Regulamento Geral de Ruído (RGR)
Para a avaliação da estabilidade
Eurocódigo 2, parte 1-1, Projecto de estruturas de betão Eurocódigo 6, parte 1-1, Design of Masonry structures
Eurocódigo 8, parte 1-1, Disposições para projectos de estruturas sismo-resistentes Para uma visualização melhor de edifício modelo para estudar segue uma caracterização: Características gerais de edifício
Edifício com paredes exteriores e interiores de alvenaria estrutural. Número de pisos: 3, altura máxima de edifício 9.50 m
Cobertura plana
Uso: Habitação ou escritórios
Localização: Lisboa, Zona Sísmica e Eólica A Características da cobertura e lajes
Versão 1: laje maciça de betão armado com 20 cm de altura
Versão 2: abobadilhas cerâmicas 40x16x25 cm, laje de 20 cm de altura, peso específico: 8,2kN/m3 Características gerais das paredes
Paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos,
Paredes exteriores de tijolo térmico, e paredes interiores de clínquer. Espessura: parede exterior 290 mm, tijolo térmico
parede interior 115 mm, tijolo clínquer
Resistência a compressão de blocos de 290 mm: fb = 10 N/mm2
Resistência a compressão de blocos de 115 mm: fb = 45 N/mm2
Peso específico de blocos de 290 mm: ρ = 18 kN/m3 Peso específico de blocos de 115 mm: ρ = 13 kN/m3 Argamassa: M7,5 (fm = 7,5 N/mm2)
Com o dimensionamento da estrutura definiram-se os blocos cerâmicos a utilizar nas paredes exteriores e divisórias, por forma a permitir a análise ambiental.
3. O EDIFÍCIO MODELO EM CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL
O dimensionamento da estrutura em betão armado segue as linhas gerais da análise anterior. As paredes exteriores serão construídas de modo a poderem cumprir o regulamento RCCTE, já mencionado, ou seja, com blocos cerâmicos térmicos para evitar gastos adicionais de isolamento e para manter o edifício de betão armado igual ao de alvenaria estrutural em termos económicos. Estes blocos têm baixa resistência, dado que não existe necessidade de garantir resistência estrutural, possuindo assim unicamente uma massa volúmica de 860 kg/m3. As lajes são maciças de betão armado, conforme com a construção habitual, e têm sempre a mesma espessura para manter a mesma qualidade estrutural e acústica, permitindo assim uma comparação mais adequada. Em princípio e resumindo, as diferenças ocorrem nos pilares, que com as vigas constituem uma estrutura reticulada de betão armado.
Na construção em betão armado, ao contrário do que acontece na alvenaria estrutural, as paredes divisórias não têm uma função estrutural e por isso podem ter menos resistência. Neste caso, a estrutura reticulada é em betão armado e são utilizados blocos cerâmicos com menos resistência à compressão porque são mais económicos.
Na análise estrutural do edifício modelo em betão armado, os Regulamentos de Segurança e Acções e o de Estruturas de Betão Armado e Pré-esforçado, bem como o EC2 e o EC8, são considerados.
A simulação de cálculo automático confirma as dimensões e verifica que as dimensões das vigas, lajes e dos pilares estão dentro do estado limite, bem como, o modelo em alvenaria estrutural.
4. OS DADOS AMBIENTAIS
A análise ambiental será baseada na verificação de energia incorporada e na quantidade de dióxido de carbono emitido na fabricação e transporte dos materiais de construção, para ambos os modelos, o de alvenaria estrutural e o em construção convencional. Uma avaliação da vida útil da obra e dos recursos humanos envolvidos também serão necessários para se poder fazer uma comparação global. Tendo em atenção que a utilização de energia e emissão de CO2 são os
parâmetros mais relevantes na avaliação ambiental, optou-se por considerar somente estes dois parâmetros na análise comparativa das duas soluções estudadas.
Os dados usados para os blocos cerâmicos foram recolhidos das especificações divulgadas pela empresa Preceram [2], uma fábrica de grande dimensão, que utiliza tecnologia avançada na produção, e dos documentos, “INVENTORY OF CARBON AND ENERGY” (ICE) [3] da Universidade de Bath (UB) de 2008, e da publicação do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV), “DADOS DE REFERÊNCIA PARA BENCHMARKING”[4] de 2004.
Além destes dados referidos, também se recorreu aos dados obtidos nas seguintes publicações espanholas, “GUÍA DE L’EDIFICACIÓN SOSTENIBLE” [5] e ECOLOGIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO [6] com dados ecológicos gerais e actualizados dos materiais de construção, que se podem considerar como referencial, uma vez que estes dados são levantados a nível Europeu. As instituições e autores referidos em cima apresentam os dados de acordo com o tipo de energia utilizada na produção, nomeadamente de energia eléctrica e térmica, e em função da dimensão da fábrica, pequena, média e grande dimensão. Em geral a estatística e os resultados obtidos baseiam-se mais na utilização da energia térmica, uma vez que a energia eléctrica tem só um contributo de cerca de 20%. Os valores utilizados neste contexto são valores mistos e consideraram-se as médias para se aumentar a probabilidade de uma comparação justa dos dados.
Tabela 1. Comparação de consumo de energia e emissão de CO2 na fábrica do bloco cerâmico
UB CTCV PRECERAM IC UM Energia Incorporada (MJ/kg) 3,0 1,37 1,02 4,5 2,99 Emissões de CO2 (kgCO2/kg) 0,22 0,112 0,100 - 0,19
Na Tabela 1 nota-se que os dados do CTCV são significativamente mais baixos. A razão encontra-se no período de análiencontra-se dos dados. As outras instituições analisaram os dados das fábricas durante um período de vários anos, começando em 1995. Entretanto estes dados, que são valores médios, reflectem também os anos em que a indústria ainda não tinha tomado medidas para reduzir a energia e a poluição na produção. Ao contrário, o levantamento do CTCV refere-se apenas ao ano 2004, com os dados mais recentes da indústria, que já vêm aplicando as novas tecnologias de fabricação que introduzem medidas de redução da energia e da poluição. Os valores das fábricas portuguesas incorporam já o avanço tecnológico. Pelo protocolo de Quioto, os países industriais acordaram uma redução de 25 a 40% das emissões até 2020. Portanto, uma vez que esta investigação quer analisar os futuros possíveis desenvolvimentos, inclina-se pelos valores que a fábrica indica, pois já incorpora os avanços tecnológicos alcançados.
Para os dados referentes ao betão e cimento utilizam-se as mesmas fontes, com excepção dos dados para Portugal. Aqui serve o documento da Empresa CIMPOR, maior produtor de cimento em Portugal que revela no seu último relatório anual “RELATÓRIO DE SUSTENTABILIDADE ’08” [7] os valores relacionados com a produção de cimento em 2008.
Tabela 2. Comparação de consumo de energia e emissão de CO2 na fábrica do cimento
UB CIMPOR IC UM Energia incorporada (MJ/kg) 4,6 3,591 7,02 4,00 Emissão de CO2 (kgCO2/kg) 0,83 0,676 - -
Na Tabela 2 os dados da CIMPOR são mais relevantes para Portugal, uma vez que representam o consumo energético e a poluição real de ano 2008 e não representam, como nas outras fontes, valores médios de vários anos e se refiram a dados de outros países.
Considera-se que o cimento constitua cerca de 14 % do betão, a água (com razão água/cimento = 0,5) representa entre 6 e 7 % e os restantes 80% correspondem aos agregados. Pode-se concluir que, proporcionalmente, a emissão de CO2 na central de betão é de
0,10 kgCO2/kg, com 0,095 para o cimento (14 %) e 0,005 (80 %) para os agregados, considerando
que a contribuição da água é desprezável.
A emissão de CO2 na produção de agregados é resultante da trituração dos agregados utilizando
energia térmica e a mistura na central de betão é realizada com energia elétrica. Confirma-se que no documento ICE o valor da emissão de CO2 na produção de agregados é igual, uma vez que o
processo quer seja em Portugal ou Inglaterra é igual, e não há grande desenvolvimento tecnológico neste processo, visto que a poluição neste processo, para além do pó, é baixa. Da mesma forma, pode-se determinar os valores para o consumo de energia envolvido na produção de betão. O valor atribuído para o betão é de 0,81 MJ/kg, com 0,504 para o cimento e 0,307 para os agregados. Estes valores aparecem no levantamento (S) da tabela seguinte.
Tabela 3. Comparação de consumo de energia e emissão de CO2 no fabrico de Betão
UB S IC UM
Energia incorporada (MJ/kg) 0,95 0,81 1,008 1,00 Emissão de CO2 (kgCO2/kg) 0,13 0,10 - 0,065
A recolha de dados relativos à produção de aço, nomeadamente os varões utilizados no betão armado, e a análise e justificação dos dados relativamente à energia incorporada e à emissão de CO2, torna-se muito difícil e complexa. Em primeiro lugar, porque a indústria do aço é, entre as
indústrias em geral, um dos maiores produtores de CO2 no mundo. A indústria do aço consciente
do problema assume esta responsabilidade e na Europa há vários projectos de desenvolvimento de tecnologia visando a redução de emissão de CO2 no processo de fabrco, bem como estudos
relativos à armazenagem de CO2 e à sua utilização na produção da electricidade. O mais
conhecido projecto é o ULCOS (Ultra Light CO2 Steel Manufacturing). ULCOS é um consórcio
envolvendo a indústria e respectivas associações empresariais e a União Europeia. O projecto está entrou em 2009 na sua segunda fase (ULCOS II) e tem por objectivo principal reduzir as emissões de CO2 para metade. De igual modo tem ocorrido um desenvolvimento significativo na
redução da poluição nos últimos 15 anos, com o recurso à utilização do forno eléctrico. Neste momento a indústria está ainda longe da meta definida e pretendida e as respectivas associações não revelam os dados actuais das emissões que hoje em dia se verificam no processo de fabrico. Em segundo lugar, o problema está na complexidade do fabrico do aço e nos diferentes métodos utilizados na produção. Além deste facto alguns dados encontrados referem-se ao aço cru e outros ao aço trabalhado, pronto para a utilização na construção. Mais ainda deve-se ter em atenção se trata de um aço virgem ou aço reciclado.
Decidiu-se por estabelecer valores médios, uma vez que é praticamente impossível dispor dos valores rigorosos, porque cada encomenda de varões pode vir de uma fonte diferente e quase nunca é possível definir a energia incorporada do aço fornecido, e as emissões de CO2 com rigor.
Os dados fornecidos de relevância são mais uma vez do documento ICE de Universidade de Bath. Os documentos “Energy Management” (SI) [8], e “Insights from Steel – Benchmarks and the Environment” (TK) [9], embora que não são completos mas confirmam os dados mencionados.
Tabela 4. Comparação de consumo de energia e emissão de CO2 na fábrica de aço
UB SI TK UM
virgem reciclado média cru virgem virgem Energia incorporada (MJ/kg) 29,20 8,8 17,4 18,4 - 10 Emissão de CO2 (kgCO2/kg) 2,77 0,45 1,40 1,36 2,0 0,557
Considerando os dados da Tabela 4 e os factos acima mencionados, os valores médios dos varões no documento ICE da UB reflectem mais realisticamente a realidade e são mais adequados para esta análise. Sendo assim, o valor médio, considerando 59% de aço reciclado (normal para a produção de varões na Europa, no resto de mundo este valor pode variar entre 35,5 e 39 %) [3], para o consumo de energia considerado será de 17,40 MJ/kg, e a poluição criada de CO2 será de 1,40 kgCO2/kg.
De acordo com as tabelas 1-4 obtém-se os seguintes dados para a quantificação da energia incorporada e da emissão do dióxido carbono para as duas opções construtivas estudadas. Emissão de dióxido carbono
Unidades cerâmicas 0,100 kg CO2 / kg
Betão 0,100 kg CO2 / kg
Aço 1,400 kg CO2 / kg
Argamassa de resistência de 5 a 10 MPa 0,213 kg CO2 / kg
Energia incorporada
Unidades cerâmicas 1,02 MJ/ kg
Betão 0,81 MJ/ kg
Aço 17,40 MJ / kg Argamassa de resistência de 5 a 10 MPa 1,40 MJ / kg
Estes dados referem-se à fabricação dos materiais de construção à saída da fábrica. Portanto deve-se considerar também as emissões e a energia incorporada no transporte dos materiais da fábrica até a obra, bem como a energia consumida na sua aplicação em obra aquando da construção.
Para a emissão de CO2 no transporte dos materiais de construção devem-se considerar os
factores descritos de seguida.
O documento “CODE FOR SUSTAINABLE HOMES” [10] fornece os dados para a quantificação de emissão de CO2 no transporte. A maioria deste tipo de transporte é realizada em modo rodoviário
quer a nível nacional quer no seio da União Europeia. Os regulamentos nacionais que se aplicam em termos de tipo e medidas de camiões que podem transportar os materiais de construção estão baseados nas directivas e regulamentos de União Europeia. A guia “International Road Transport Guide” do ano de 2006 mostra as normas gerais e de acordo com estas directivas calcula-se o transporte com camiões articulados com mais do que seis eixos para o limite de transporte de 37 toneladas em Portugal e de 36 toneladas máximas em Espanha.
O fabrico de betão pode ocorrer em estaleiro, ou seja, por utilização de betão pronto. No último caso a distância não pode ultrapassar 50 km para garantir um preço económico e evitar problemas técnicos com o início da presa do betão. Em princípio, em Portugal encontra-se sempre uma central de betão a uma distância razoável, a menos de 50 km e uma vez que se trata de uma obra da pequena/média dimensão, justifica-se recorrer ao betão pronto. Para betão pronto utilizam-se
normalmente camiões betoneiras móveis de 12 toneladas de capacidade, que são camiões com capacidade inferior a 33 toneladas. Assim, utilizam-se camiões com capacidades inferiores e superior a 33 toneladas.
Conforme o documento mencionado acima, a emissão de CO2 no transporte com camiões de
capacidade inferior a 33 toneladas é de 0,747 kgCO2/km e nos camiões de capacidade superior é
de 0,929 kgCO2/km.
Na quantificação da energia incorporada pelo transporte é de notar que a relação do consumo da energia no transporte em relação à produção do material transportado, expresso em percentagem, seria igual nas duas soluções construtivas.
O transporte é realizado principalmente pela via rodoviária, dadas as distâncias serem pequenas, e o consumo energético por camiões é de 0,000402 MJ/(kg.km); um valor pequeno, para as distâncias comuns até 100 km, em comparação com os dados de energia incorporada, mas com suficiente importância para ser considerado neste estudo.
5. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
Para as duas soluções construtivas, o edifício modelo está dimensionado para uma aplicação mínima dos materiais de construção, garantindo-se no entanto a verificação dos regulamentos mencionados anteriormente. A comparação das quantidades de materiais de construção utilizados para as duas estruturas pode mostrar a tendência e a direcção deste estudo, uma vez que as quantificações seguintes são todas dependentes dessas quantidades.
Tabela 5. Comparação da Massa em kg, Construção Convencional (CC) – Alvenaria Estrutural (AE) Versão 1 Material CC AE Diferença (CC-AE) Diferença (%) Tijolo (exterior) 99.849 219.866 -120.037 -120 Tijolo (interior) 23.793 45.211 -21.418 -90 Betão 457.691 284.836 +172.855 +38 Aço, armadura 26.838 19.712 +7.126 +27 Argamassa 25.844 27.282 -1.438 -6 TOTAL 634.015 596.907 +37.108 +6 Nota: CC: Construção Convencional; AE: Alvenaria Estrutural; P: Produção
Versão 1: Laje maciça; Versão 2: Laje abobadilha
Tabela 6. Comparação da massa em kg, Construção Convencional (CC) – Alvenaria Estrutural (AE) Versão 2 Material CC AE Diferença (CC-AE) Diferença (%) Tijolo (exterior) 99.849 219.866 -120.037 -120 Tijolo (interior) 23.793 45.211 -21.418 -90 Abobadilha 0 48.871 -48.871 - Betão 457.691 145.350 +312.341 +68 Aço, armadura 26.838 6.762 +20.076 +75 Argamassa 25.844 27.282 -1.438 -5,6 TOTAL 634.015 493.342 +140.673 +22
Tabela 7. Comparação de emissões de CO2 (kg CO2) e as percentagens de emissões por material CO2 emitido CC AE Versão 1 AE Versão 2 P % P % P % Betão 45.769 45,2 28.484 32,2 14.535 23,7 Blocos cerâmicos 12.364 12,2 26.508 30 31.395 51,3 Argamassa 5.505 5,5 5.811 6,6 5.811 9,5 Aço, armadura 37.573 37,1 27.597 31,2 9.467 15,5 Total a saída de fabrica 101.211 100,00 88.399 100 61.208 100 Transporte 5.577 5,2 5950 6,3 4.044 6,2
TOTAL 106.788 94.349 65.251
As tabelas 7 e 8 mostram que no caso de construção convencional os materiais principais são o betão e o aço, com 45 e 37 %, na emissão de CO2, e com 37 % e 47 % na energia incorporada.
No caso da versão 2 de alvenaria estrutural os materiais principais são os blocos cerâmicos e o betão, com 51 e 24 % na emissão de CO2, e com 54 % e 20 % na energia incorporada. Portanto,
na versão 2 da alvenaria estrutural, o maior emissor e consumidor de energia, i.e. o aço, não tem uma contribuição significativa. Nesta versão a utilização do aço é significativamente reduzida. A laje aligeirada utiliza muito menos varões de aço. Ao contrário, na versão 1, com lajes maciças, a utilização de varões de aço é muito elevada. Pois, na versão 1 do edifício modelo, embora propicie uma melhoria, devida à ausência dos pilares, em comparação com a construção convencional, as contribuições nas emissões de CO2 e no consume de energia continuam a ser elevadas. Assim, a
versão 2 de alvenaria estrutural, devido à grande redução da quantidade de aço, torna-se ambientalmente mais favorável, como se pode verificar nos valores totais.
Tabela 8. Comparação de energia incorporada (MJ), percentagem do consumo de energia por material e pelo consumo total da fabricação dos materiais
Energia incorporada CC AE Versão 1 AE Versão 2
P % P % P % Betão 370.730 37,1 230.717 28,32 117.734 19,83 Blocos cerâmicos 126.114 12,6 270.379 19,05 320.227 53,93 Argamassa 36.182 3,6 38.195 3,84 38.195 6,43 Aço, armadura 466.981 46,7 342.989 48.79 117.659 19,81 Total na saída da fabrica 1.000.007 100 882.279 100 593.815 100 Transporte 27.989 2,7 23.851 2,32 16.168 2,65 TOTAL 1.027.996 906.131 609.982
Nota: CC: Construção Convencional; AE: Alvenaria Estrutural; P: Produção Versão 1: Laje maciça; Versão 2: Laje abobadilha
A solução construtiva em alvenaria cerâmica, na versão 2, tem uma redução de 39 % na emissão de dióxido carbono e de 41 % no consumo de energia, quando comparada com a construção convencional.
A Tabela 9 apresenta os valores por m2 de construção para as três opções estudadas.
Tabela 9. Comparação de energia incorporada e emissão de CO2 por m2 de construção
CC AE Versão 1 AE Versão 2 Energia incorporada (MJ/m2) 2044 1801 1213 Emissão de CO2 (kgCO2/m2) 212 188 130
Salienta-se que estas diferenças são devidas à redução drástica de betão armado na solução construtiva de alvenaria. Num estudo seguinte analisar-se-á o mesmo edifício modelo, mas na solução convencional com lajes aligeiradas de abobadilhas prefabricadas em betão.
REFERÊNCIAS
[1] S. Sazedj, Análise de Sustentabilidade de Alvenaria Estrutural, tese de doutoramento, Faculdade de Arquitectura, Universidade Técnica de Lisboa, (2012)
[2] Grupo Preceram, Pombal, (2010)
[3] G. Hammond e C. Jones, Inventory of Carbon and Energy (ICE), Department of Mechanical Engineering, University of Bath (UB), Bath, (2008)
[4] Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV), Reference Data for Benchmarking, Coimbra, (2004)
[5] F. Rovira, L. Josep e M. Casado, Institut Cerdà (IC), Guía de l’edificación sostentible, Barcelona, (1999)
[6] S. Jalali, F. E. Marcelo e J.A. Nelson, Ecologia dos Materiais de Construção, B. Berge, 1999, traduzido e adaptado para português, Universidade Minho (UM), Guimarães, 2007 [7] CIMPOR, Cimentos de Portugal, SGPS, SA., Relatório de Sustentabilidade ’08, Lisboa,
(2008)
[8] Stahlinstitut VDEh und Wirtschaftsvereinigung Stahl im Stahl-Zentrum, Energy
Managemente,
http://www.stahl-online.de/Deutsch/Linke_Navigation/Technik_Forschung/Energie_und_Umwelttechnik/Ene rgiewirtschaft.php?highmain=2&highsub=3&highsubsub=1, Düsseldorf, 2010, (última consulta Maio 2011)
[9] HJ. Weddige, Thyssen Krupp Steel, Insights from steel – Benchmarks and the
environmente, Essen, (2009)
[10] Department for Communities and Local Government, UK, Code for Sustainable Homes, Technical Guide, Version 2, London, (Maio 2009)
