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UFRJ
ALTA QUALIDADE AMBIENTAL APLICADA AO PROJETO DE RE-HABILITAÇÃO
RESIDENCIAL URBANA EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO: A ECOHOUSE URCA
Rose Alexandra Lichtenberg
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa
de Pós-graduação em Arquitetura, Faculdade de
Arquitetura e Urbanismo, da Universidade Federal
do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de Mestre em
Ciências em Arquitetura, área de concentração em
Conforto Ambiental e Eficiência Energética.
Orientador: Prof. Dra.Claudia Barroso-Krause
Rio de Janeiro
Março de 2006
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Lichtenberg, Rose Alexandra.
Alta Qualidade Ambiental aplicada a projeto de re-habilitação
residencial urbana em clima tropical úmido: a Ecohouse Urca/
Rose Alexandra Lichtenberg. Rio de Janeiro: UFRJ/ FAU/
Proarq, 2006.
xi, 258f.: il.; 31 cm.
Orientador: Cláudia Barroso-Krause
Dissertação (mestrado) – UFRJ/ PROARQ/ Programa de Pós-
graduação em Arquitetura, 2006.
Referências Bibliográficas:
1. Sustentabilidade. 2. Alta Qualidade Ambiental de Edificações
3. Conservação e reuso da água. I. Barroso-Krause, Cláudia. II.
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Faculdade de
Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-graduação em
Arquitetura. III. Título.
iv
Dedico este trabalho a meus pais, Irinéia e John,
que desde pequena me ensinaram a importância
da sustentabilidade ambiental.
E a meus filhos, Bernardo e Thomas, que sempre
compartilharam comigo os ideais desta pesquisa.
v
AGRADECIMENTOS
Algumas pessoas, empresas e instituições foram fundamentais para a efetivação
desta dissertação de mestrado. Gostaria de registrar meu agradecimento a todos que
contribuíram para o êxito deste trabalho, e em especial a:
• empresas patrocinadoras de equipamentos para o projeto Ecohouse Urca: Mizumo,
3P technick e BellaCalha, Luxaflex, Brennand, Elster, Guardian, Glassec, Transen,
Elgin, Philips.
• empresas que apoiaram o projeto Ecohouse Urca: Vidromatone, Texsa, Deca,
Aveta, Nouveaux Marmoraria
• a arquiteta e amiga Maria Fernanda da Silveira, parceria e auxílio fundamental na
elaboração e planejamento do projeto
• aos colegas Éder Martins, construtor, e Helô Alhadeff, paisagista, que tanto
colaboraram na fase de obras
• A minhas tia Moema Sá Carvalho e prima Patrícia Birman, pela acolhida
hospitaleira durante a fase de obras
• Ao Prof Dr Antonio Roberto Barbosa, da PUC-RJ, pelo auxilio no estudo do
problema da qualidade das águas pluviais
• Ao engenheiro Miguel Fernández y Fernández pela elucidação de várias
problemáticas de saneamento básico que não se encontram em livros
• Ao Laboratório de Recursos Hídricos e Meio Ambiente da Escola Politécnica da
UFRJ – Prof Dr Eduardo Pacheco Jordão e Dra Cristina Treitler – pela colaboração
na execução das análises físico-químicas da água do esgoto reciclado
• Ao jornalista André Trigueiro, pelo entusiasmo e colaboração na divulgação do
Projeto Ecohouse
À professora Cláudia Barroso-Krause, quero expressar meu reconhecimento pelo
profundo compromisso intelectual e a confiança que sempre demonstrou pelo meu trabalho,
moldando-o aos requisitos da academia.
vi
“The future is not someplace we are going to, but one we are creating. The paths
to it are not found, but made, and the activity of making them changes both the
maker and the destination.”
John Schaar, Professor Emeritus of Political Philosophy at the University of
California at Santa Cruz
“Sustainability is to associate progress with an improvement in human well
being – with the help of technology – and NOT an improvement in technology at
the expense of well being.”
Fritjof Capra, Ph.D., physicist and systems theorist, founding director of the
Center for Ecoliteracy in Berkeley, California.
vii
RESUMO
ALTA QUALIDADE AMBIENTAL APLICADA AO PROJETO DE RE-HABILITAÇÃO
RESIDENCIAL URBANA EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO: A ECOHOUSE URCA
Rose Alexandra Lichtenberg
Orientador: Prof. Dra.Claudia Barroso-Krause
Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em
Arquitetura, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, da Universidade Federal do Rio de
Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em
Ciências em Arquitetura.
Para fazer face aos atuais desafios globais de sustentabilidade do planeta, como
mudanças climáticas, escassez de água e pobreza, é necessário e urgente incentivar projetos
relacionados a estes desafios, e cuja essência esteja inserida na estratégia global, mas que
possam ser implantados localmente. Pensando nisto e na contribuição que cada indivíduo
pode dar a estes objetivos é que foi criado o Projeto Ecohouse, em 2002, com o intuito de
avaliar a eficácia de estratégias de conforto higrotérmico, lumínico e de racionalização do uso
da água aplicadas a edificações residenciais urbanas em clima quente úmido.
O projeto visou a adequação de uma residência existente com ênfase na otimização de
sua demanda de energia elétrica e de água potável, bem como a correção de eventuais
problemas de conforto ambiental de uma residência convencional. Seu início se deu através
da reforma de uma edificação no Bairro da Urca, zona litorânea do Rio de Janeiro. O projeto
Ecohouse URCA recebeu menção honrosa do Premio Procel de Conservação de Energia
2002-2003 na categoria Edificações, assim como uma Moção de Congratulações e Louvor da
Assembléia Legislativa do Rio de Janeiro, em 31 março de 2004.
A pesquisa procurou analisar as teorias e práticas envolvidas. Apresenta suas
principais características, envolvendo o uso de técnicas diversas como o “telhado verde”, a
fachada verde, beirais, esquadrias especiais, persianas internas e externas, ventilação cruzada,
reuso de água da chuva e de esgoto domiciliar tratado – e propõe uma avaliação dos
resultados.
Palavras-chave: sustentabilidade, conforto, reuso, eficiência energética e do uso da
água, habitação
Rio de Janeiro
Março 2006
viii
ABSTRACT
HIGH ENVIRONMENTAL QUALITY APPLIED TO URBAN RESIDENTIAL
REHABILITATION PROJECT IN TROPICAL HUMID CLIMATE: ECOHOUSE URCA
Rose Alexandra Lichtenberg
Prof. Dr.Claudia Barroso-Krause, chair
Abstract of the Masters Dissertation submitted to the “Programa de Pós-graduação em
Arquitetura, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, da Universidade Federal do Rio de
Janeiro – UFRJ , as part of the necessary requirements to obtain the title MsC in Architecture.
It is both necessary and urgent to encourage projects that have global strategic
potential, so that they can be locally implemented in order to face current global sustainability
challenges such as climate change, water scarcity and poverty. The Ecohouse project was
created in 2002 with that in mind, together with the individual contribution each citizen can
and should make to these objectives. It seeks to demonstrate the performance of thermal and
lighting comfort techniques, as well as water conservation and reuse applied to urban
residential homes in hot humid climates.
This dissertation focuses on sustainability issues in the urban building sector. The
rehabilitation project of a conventional existing house had the goal of making it energy and
water-efficient, as well as correcting it’s thermal comfort issues. The job started with the
remodeling of a house in Urca neighborhood, on the Rio de Janeiro coast. The Ecohouse Urca
project was awarded a citation at the 2002-2003 Procel Prize in Energy Conservation in the
Buildings Category, as well as a Congratulations and Praise Motion from the “Assembléia
Legislativa” of Rio de Janeiro, on March 31st2004.
The research analysed the theories and practices involved. It presents its main
features, involving the use of several techniques such as the green roof, the green façade,
overhangs, special glazing, internal and external louvers, cross ventilation, rainwater and
domestic sewer treated water reuse – and offers an evaluation of the results.
Key-words: sustainability, comfort, reuse, energy and water efficiency, residence
Rio de Janeiro
March 2006
ix
SUMÁRIO
RESUMO...............................................................................................................................VII
ABSTRACT ........................................................................................................................ VIII
LISTA DE TABELAS..........................................................................................................XII
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................1
1.1 OBJETIVOS DA PESQUISA E QUESTÃO PRINCIPAL .................................................2
1.2 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DOS CAPÍTULOS................................................3
2. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL – AGENDA 21, CAPITALISMO
NATURAL ................................................................................................................................5
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E AGENDA 21 LOCAL BRASILEIRA ........9
2.2 CIDADES SUSTENTÁVEIS ............................................................................................14
2.3 OS AGENTES DA CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL....................................................20
2.4 AVALIAÇÃO E/ OU CERTIFICAÇÃO DE EDIFICAÇÕES..........................................22
2.4.1 A Abordagem HQE (Haute Qualite Environnementale).................................................27
2.4.2 APO – Avaliação Pós-Ocupação (APO) .........................................................................34
3. ANÁLISE DE ALGUNS ASPECTOS DA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL -
EFICIENCIA ENERGÉTICA, CONFORTO HIGROTÉRMICO, VENTILAÇÃO......36
3.1 A ENERGIA NO MUNDO...............................................................................................37
3.2 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL ...............................................................................40
3.3 OS CAMINHOS PARA A CONSERVAÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA.....................42
3.3.1 Aquecimento solar de água.............................................................................................47
3.2 CONFORTO AMBIENTAL E ARQUITETURA SUSTENTÁVEL................................51
3.3 CONFORTO TÉRMICO....................................................................................................53
3.3.1 Variáveis do conforto térmico.........................................................................................54
3.3.2 Índices de Conforto Térmico...........................................................................................59
3.3.3 Diagramas utilizados no estudo climático local ..............................................................60
x
3.3.4 Variáveis arquitetônicas ..................................................................................................62
3.3.4.1 Implantação/ Orientação/ Morfologia ..........................................................................65
3.3.4.2 Ventilação Natural........................................................................................................67
3.3.4.3 Envelope.......................................................................................................................68
3.3.4.4 Telhados Verdes ...........................................................................................................71
3.3.4.5 Janelas..........................................................................................................................79
4. RACIONALIZAÇÃO DO USO DA ÁGUA E DO SISTEMA DE SANEAMENTO
URBANO.................................................................................................................................85
4.1 O DESPERDÍCIO DA ÁGUA NAS EDIFICAÇÕES.......................................................92
4.2 ESTUDO DO PERFIL DE CONSUMO RESIDENCIAL DE ÁGUA..............................94
4.3 TECNOLOGIAS ECONOMIZADORAS DE ÁGUA.......................................................98
4.4 REUSO DA ÁGUA..........................................................................................................102
4.4.1 Coleta e Reuso da água de chuva ..................................................................................103
4.4.2 Qualidade da água pluvial .............................................................................................110
4.4.3 Dimensionamento da cisterna........................................................................................112
4.5 O PROBLEMA DAS ENCHENTES EM ÁREAS URBANAS......................................112
4.6 RECICLAGEM E REUTILIZAÇÃO DO ESGOTO.......................................................114
4.6.1 O Processo de tratamento de esgotos ............................................................................119
4.6.2 Fluxo do Tratamento de Esgotos...................................................................................120
4.6.3 Tecnologias de tratamento descentralizado de esgotos.................................................122
4.6.3.1 Tratamento Condominial de Esgotos .........................................................................128
4.6.3.2 Tratamento de Águas Cinzas......................................................................................132
5. A ECOHOUSE URCA.....................................................................................................134
5.1 AGENDA 21 LOCAL DO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO ..................................134
5.1.1 Descrição da Zona Sul ..................................................................................................135
5.2 LOCALIZAÇÃO E ENTORNO IMEDIATO – O BAIRRO DA URCA .......................139
5.3 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL NO BAIRRO DA URCA............................141
5.3 DESCRIÇÃO DO PROJETO ECOHOUSE URCA ........................................................143
5.4 ESTIMATIVA DE CONSUMO DE ÁGUA E O RESULTADO DAS TECNOLOGIAS
ECONOMIZADORAS NA ECOHOUSE URCA .................................................................
152
5.4.1 Descritivo da Ecohouse Urca e consumo estimado dos principais pontos....................154
5.5 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE ÁGUA PLUVIAL......................................................155
xi
5.5.1 Dimensionamento da cisterna........................................................................................159
5.6 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE RECICLAGEM E REUSO DO ESGOTO ................165
5.7 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO DA ECOHOUSE URCA....................171
5.8 ARREFECIMENTO PASSIVO – DESCRIÇÃO DAS TÉCNICAS UTILIZADAS......173
5.8.1 Fachadas verdes.............................................................................................................183
5.8.2 Telhados verdes.............................................................................................................185
5.8.3 Ventilação cruzada ........................................................................................................188
5.8.4 Beirais, persianas e esquadrias especiais.......................................................................192
5.8.4.1. Medição da temperatura interna no peitoril vidro duplo x vidro simples .................193
5.8.4.2 Medição da temperatura na superfície interna do vidro duplo x vidro simples .........196
5.8.4.3 Medição da temperatura interna x temperatura externa utilizando vidro duplo.........199
5.8.4.4 Medição das temperaturas internas com e sem persiana interna................................202
5.8.5 Análise do Conforto Ambiental pelos Usuários............................................................204
5.9. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA – DESCRIÇÃO DAS TÉCNICAS UTILIZADAS........205
5.9.1 Iluminação Natural ........................................................................................................208
5.9.2 Aquecimento Solar de Água..........................................................................................209
5.9.3 Redução do consumo de energia elétrica e de gás.........................................................212
5.10 AVALIAÇÃO HQE DA ECOHOUSE URCA..............................................................215
5.10.1 Análise da implantação................................................................................................217
5.10.2 Detalhamento de atendimento aos alvos prioritários...................................................218
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................................222
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................229
xii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Linhas estratégicas estruturadoras da Agenda 21 Brasileira, segundo as diferentes
dimensões da sustentabilidade..........................................................................................12
Tabela 2: Iniciativas relacionadas ao desenvolvimento de metodologias de avaliação de
edifícios ............................................................................................................................24
Tabela 3– Benefícios econômicos da implantação da visão HQE ...........................................29
Tabela 4: Os 14 alvos da abordagem AQAE (HQE)................................................................30
Tabela 5: Evolução da OIE no Brasil.......................................................................................41
Tabela 6: Medidas Prioritárias economizadoras de energia .....................................................44
Tabela 7: Resultados das ações do Procel no período de 1994/ 2003 ......................................46
Tabela 8: Inventário dos ciclos de vida dos diferentes tipos de aquecimento de água.............48
Tabela 9: TRM e temperatura do ar para sensação térmica de 21,11ºC...................................56
Tabela 10: Temperaturas máximas diárias das coberturas – Verde e Referencia – durante o
período de observação de 660 dias...................................................................................77
Tabela 11: Performance de vidros especiais Guardian.............................................................84
Tabela 12: Valores médios de perda diária de água em função de vazamento de torneiras ....93
Tabela 13: Perda de água em função de vazamento em vasos sanitários.................................93
Tabela 14: Resultados de pesquisa de consumo de água realizada pelo IPT ...........................98
Tabela 15:Avaliação de tecnologias de produtos - torneiras..................................................100
Tabela 16: Tabela comparativa dos critérios de projeto de ETEs tradicionais e de STEDS..131
Tabela 17 : Consumo Médio de Água por Atividade Doméstica ...........................................152
Tabela 18: Estimativa de gastos através da vazão de utilização, em litros/min.....................153
Tabela 19: Levantamento estimado de gastos/volume de água através do tempo de utilização,
em litros..........................................................................................................................154
Tabela 20: Economia comparativa nos principais pontos de consumo..................................156
Tabela 21: Precipitações pluviométricas no bairro da Urca...................................................160
Tabela 22: Demanda mensal média de água reciclada na Ecohouse Urca.............................160
Tabela 23: Cálculo do volume do reservatório de águas pluviais Ecohouse Urca.................161
Tabela 24: Cálculo das precipitações mensais aplicando probabilidades confiáveis.............162
Tabela 25: Volume do reservatório com 95% de probabilidade de ocorrência......................163
Tabela 26: Volume do reservatório com 75% de probabilidade de ocorrência......................163
xiii
Tabela 27: Ecohouse Urca - Consumo medido de água pluvial ano 2005.............................164
Tabela 28: Economia total de água na Ecohouse Urca ..........................................................166
Tabela 29: Vazão do hidrômetro do ladrão da caixa de acumulação da ETE........................170
Tabela 30: Exames físico químicos da água reciclada do Esgoto..........................................170
Tabela 31: Consumo de água do sistema de irrigação Ecohouse Urca .................................172
Tabela 32: Estratégias Bioclimáticas - (%) ............................................................................175
Tabela 33: velocidade e direção dos ventos ...........................................................................189
Tabela 34: Temperaturas no peitoril das janelas – vidro duplo x vidro simples....................195
Tabela 35: temperatura na superfície interna do vidro simples x vidro duplo, e temp externa
........................................................................................................................................198
Tabela 36: Diferença da Temperatura Externa e Interna com o uso de vidro duplo..............200
Tabela 37:Diferença de temperatura ambiente com persiana e sem persiana interna............204
Tabela 38: Análise do Conforto Ambiental pelos Usuários...................................................205
Tabela 39: Análise do ciclo de vida de lâmpada incandescente x fluorescente compacta.....207
Tabela 40: Dimensionamento da área de coletores solares utilizando o software F-chart.....211
Tabela 41: Consumo medido de gás da Ecohouse Urca - 2005 .............................................214
Tabela 42: Consumo medido de energia elétrica Ecohouse Urca ..........................................214
Tabela 43: Análise do atendimento aos alvos AQAE prioritários da Ecohouse Urca ............218
xiv
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: ¨Triple Bottom Line¨ mais o elemento de Governança..............................................6
Figura 2: Atividades de cada fase do processo AQAE (HQE)................................................32
Figura 3: Esquema da APO .....................................................................................................35
Figura 4: Imagem de satélite – blackout 1996..........................................................................40
Figura 5: Berço-maca da Unidade da rede Sarah no Rio de Janeiro........................................52
Figura 6: Tolerância na variação de temperatura com .............................................................55
Figura 7: Mudança na sensação agradável (pleasant) de velocidade do ar com a temperatura56
Figura 8: Carta Bioclimática com TRY de Curitiba.................................................................61
Figura 9: Gráfico ilustrativo do efeito da ilha de calor.............................................................63
Figura 10: Imagem de satélite da cidade de New York............................................................63
Figura 11: vento urbano............................................................................................................65
Figura 12: Influencia do perfil urbano na velocidade do vento................................................68
Figura 13: Brise soleil móvel em estrutura metálica e tecido, Biblioteca Municipal de
Christchurch, NZ ..............................................................................................................70
Figura 14: Brise do Instituto do Mundo Árabe, fechado e aberto............................................71
Figura 15: Residências típicas norueguesas. Folksmuseum, Oslo, Noruega............................71
Figura 16: Telhado verde em residência em Griffenhagen, Alemanha....................................71
Figura 17: Telhado verde em residência em Pedra Azul, ES ...................................................72
Figura 18: Telhado verde da Prefeitura de Chicago, EUA.......................................................75
Figura 19: Planta baixa do telhado verde da prefeitura de Chicago (parte não ajardinada ao
centro)...............................................................................................................................75
Figura 20: telhado verde e telhado de referencia em pesquisa em Ottawa, Ca. .......................76
Figura 21: Ação do vidro especial no controle da insolação...................................................80
Figura 22: Comportamento da radiação solar nos vidros.........................................................81
Figura 23: Ilustração dos principais comprimentos de onda e freqüências no espectro
eletromagnético ................................................................................................................81
Figura 24: Ciclo Hidrológico....................................................................................................89
Figura 25: Uso residencial de água por atividade ....................................................................96
Figura 26: Funcionamento da Bacia Sanitária de Ação Sifônica...........................................101
Figura 27: Calha SmartFlo .....................................................................................................104
Figura 28: Corte da calha SmartFllo ......................................................................................104
Figura 29: Diversor de águas pluviais....................................................................................105
xv
Figura 30: Leaf -eater .............................................................................................................105
Figura 31: Sistema de água potável da Sustainable House, Sydney ......................................107
Figura 32: Fluxograma básico para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de água
pluvial. (Fonte:ANA et al, 2005)....................................................................................109
Figura 33: Municípios com ocorrência de inundação ou enchentes em 1998 e 1999............113
Figura 34: Esgoto lançado diretamente em riacho – favela do Rio de Janeiro ......................115
Figura 35: Tratamento do esgoto sanitário no Brasil - 2000..................................................117
Figura 36: Fluxograma típico de uma ETE completa.............................................................122
Figura 37: diagrama e fotografia do sistema Living Machines
TM
, instalado na fábrica de
chocolates Mars..............................................................................................................125
Figura 38: Corte transversal do tanque de tratamento de esgotos ..........................................126
Figura 39: Tampa no deck do tanque de tratamento de esgotos, por onde são adicionados os
resíduos orgânicos da cozinha – não há odor!................................................................
126
Figura 40: Corte longitudinal do tanque de tratamento de esgotos........................................126
Figura 41: tanques de tratamento de esgoto do Centro de Reabilitação Sarah – RJ ..............128
Figura 42: Sala de controle do sistema de esgoto reciclado...................................................128
Figura 43: Mapa da densidade bruta da população (fonte: IPP) ............................................136
Figura 44: Evolução da variação relativa da população da Zona Sul....................................138
Figura 45: Fotos aéreas do bairro da Urca..............................................................................141
Figura 46: Rua Candido Gaffré, Av São Sebastião e residências na Av São Sebastião, em dia
de chuva forte .................................................................................................................142
Figura 47: Mapa da Urca (fonte: Mapoteca IPP) ...................................................................143
Figura 48: Vista da Ecohouse do alto do Morro da Urca.......................................................143
Figura 49: localização Ecohouse vista de NO........................................................................143
Figura 50: localização Ecohouse vista de N...........................................................................143
Figura 51 : Perspectiva com corte, projeto de reforma...........................................................144
Figura 52: Perspectiva eletrônica lateral ................................................................................144
Figura 53: Fachada NO antes da reforma...............................................................................145
Figura 54:Fachada NO depois da reforma..............................................................................145
Figura 55: Telhado antigo ......................................................................................................146
Figura 56: Novas lajes verdes................................................................................................146
Figura 57: antiga fachada da cozinha .....................................................................................146
Figura 58: nova fachada da lavanderia...................................................................................146
xvi
Figura 59: janelas antigas em madeira ...................................................................................147
Figura 60: novas janelas em PVC ..........................................................................................147
Figura 61: vista antiga da parte posterior SE do bloco da frente............................................147
Figura 62:Vista nova da parte posterior SE do bloco da frente..............................................147
Figura 63: parte da fachada antiga vista de NO......................................................................147
Figura 64: parte da fachada nova vista de NO........................................................................147
Figura 65: lavanderia antiga ...................................................................................................148
Figura 66: área livre para melhor ventilação da parte de serviço...........................................148
Figura 67: vista antiga da fachada NO do bloco de trás.........................................................148
Figura 68: vista nova da fachada NO do bloco de trás...........................................................148
Figura 69: antigo pátio interno ...............................................................................................148
Figura 70: novo pátio interno, mostrando janela da nova cozinha.........................................148
Figura 71: antigo pátio interno 2 ............................................................................................149
Figura 72: novo pátio interno 2 ..............................................................................................149
Figura 73: vista antiga da suíte master ...................................................................................149
Figura 74: Vista nova da suíte master ....................................................................................149
Figura 75: antiga sala de estar ................................................................................................149
Figura 76: nova suíte 2 ...........................................................................................................149
Figura 77: antiga sala de estar ................................................................................................150
Figura 78: nova suíte 1 ...........................................................................................................150
Figura 79: antigos degraus utilizados para disfarçar pedra ....................................................150
Figura 80: escada antiga realocada.........................................................................................150
Figura 81: escada no antigo lugar...........................................................................................150
Figura 82: retirada a escada em caracol ao fundo e mantido o buraco na laje para iluminação e
ventilação do quarto de empregada ................................................................................
150
Figura 83: novo Box do chuveiro suíte 1, visto da janela para o páteo..................................151
Figura 84: novo Box do chuveiro suíte 1 ...............................................................................151
Figura 85: tijolos maciços das paredes demolidas..................................................................151
Figura 86: ...utilizados para construir as novas paredes.........................................................151
Figura 87: vergalhões retirados da laje demolida...................................................................151
Figura 88:... utilizados para armação das sapatas dos pilares novos de ferro ........................151
Figura 89: madeiramento retirado do antigo telhado..............................................................152
Figura 90: ...utilizado para fazer mesa e bancos, pergolados e acabamento de corrimãos ....152
xvii
Figura 91: Tubo de PVC colocado sobre o ralo abacaxi........................................................156
Figura 92: Tubo PVC cheio de argila expandida: visita ao ralo abacaxi ...............................156
Figura 93: Filtro 3P em corte..................................................................................................157
Figura 94: freio d´água, mangueira com bóia e sifão-ladrão..................................................157
Figura 95: cisterna de águas pluviais de 4m3, com o filtro 3P...............................................157
Figura 96: hidrômetro na tubulação de recalque de água pluvial...........................................157
Figura 97: Coloração marrom escuro da água de chuva ........................................................158
Figura 98: Filtro auxiliar instalado na entrada da caixa dágua reciclada ...............................158
Figura 99: coloração da água na cisterna 24hs após adição do sulfato de alumínio ..............158
Figura 100: coloração da água 40hs após adição do sulfato de alumínio com a cisterna cheia
(ocorrência de chuva neste período)...............................................................................158
Figura 101: material floculado ...............................................................................................158
Figura 102: coloração da água de chuva nos pontos de consumo após tratamento com sulfato
de alumínio .....................................................................................................................158
Figura 103: Fluxograma de águas pluviais da Ecohouse Urca...............................................159
Figura 104: Sistema Family MF1600.....................................................................................167
Figura 105: Sistema Family Ecohouse Urca ..........................................................................167
Figura 106: Fluxograma do funcionamento do sistema de coleta e reciclagem do Esgoto....168
Figura 107: Sistemas separados de água da Ecohouse Urca ..................................................169
Figura 108: Setorização do sistema de irrigação Ecohouse Urca, em planta baixa ...............172
Figura 109- Diagrama de Givoni para a cidade do Rio de Janeiro.........................................174
Figura 110: Rosa dos Ventos elaborada com dados da estação climática da Praça XV, situada
a 31 m de altura. .............................................................................................................
176
Figura 111: Mapa da Urca com indicação da Ecohouse e os ventos predominantes.............176
Figura 112: Temperaturas na cidade do Rio de Janeiro (1961-1990)...............................177
Figura 113:Temperaturas máximas e mínimas entre 1931 e 1990.........................................177
Figura 114:Precipitação pluviométrica (1961-1990)..............................................................178
Figura 115: Fachada Frontal - NO..........................................................................................179
Figura 116: Fachada NO exposta ao sol 18 Fev – 13:43hs ....................................................179
Figura 117: Aberturas da fachada NO protegidas da insolação direta pelos beirais em 18 Fev –
12:43hs ...........................................................................................................................179
Figura 118: Janelas fachada NO 18Fev 12:46hs ....................................................................180
Figura 119: Janelas fachada NO 18Fev 13:51hs ....................................................................180
xviii
Figura 120: Janela fachada NO, escritório, com proteção solar externa em tecido Soltis 86.
18Fev 14:54hs, já totalmente exposta à radiação solar direta e ao ofuscamento resultante
........................................................................................................................................180
Figura 121: Janela lateral da cozinha - SO.............................................................................181
Figura 122: Janela lateral da cozinha fachada SO, protegida pelo bloco da sala de estar 2...181
Figura 123: Janela fachada fundos estar 2 e complemento superior da parede em tijolos de
vidro................................................................................................................................181
Figura 124: Janelas laterais sala estar 2 - SO .........................................................................182
Figura 125: janelas laterais protegidas por árvore da residência vizinha...............................182
Figura 126: Fachada da cozinha - SE.....................................................................................182
Figura 127: Fachada SE da cozinha .......................................................................................182
Figura 128: detalhe esquemático da fachada verde................................................................183
Figura 129: Fotografia lateral da fachada verde NO na altura da janela da sala de estar 2....183
Figura 130: trepadeira subindo pela fachada frontal ..............................................................184
Figura 131: detalhe da trepadeira subindo pela fachada frontal.............................................184
Figura 132: detalhe esquemático da especificação da impermeabilização das lajes verdes ..185
Figura 133: Teste de estanqueidade da laje verde do bloco da frente ....................................186
Figura 134: fotografias das lajes verdes da Ecohouse Urca ...................................................188
Figura 135: biruta indicando a direção do vento NE (pela manhã) – posição 1.....................189
Figura 136: termo anemômetro digital indicando a velocidade do vento ..............................189
Figura 137: biruta indicando a direção do vento S (á tarde), na posição 2 ............................189
Figura 138: planta baixa indicando os pontos de medição dos ventos contidos na tabela acima
........................................................................................................................................
190
Figura 139: Lay-out interno do 2º pav. antes da reforma.......................................................190
Figura 140: Lay-out interno do 2º pav. após a reforma..........................................................191
Figura 141: ambiente interno da sala de jantar e estar 2, com as janelas laterais ao fundo (face
SO), e os ventiladores de teto.........................................................................................191
Figura 142: localização dos dataloggers Elpro.......................................................................193
Figura 143: Datalogger HOBO pendurado no beiral, medindo temp externa ao vidro duplo196
Figura 144: Datalogger HOBO #4 com sensor fixado à superfície interna do vidro simples 196
Figura 145: Datalogger HOBO #5 pendurado do lado externo, e sensor fixado à superfície
interna do vidro duplo ....................................................................................................196
Figura 146: Diagrama solar fachada NO................................................................................197
xix
Figura 147: datalogger HOBO n.05 no lado externo .............................................................199
Figura 148: datalogger HOBO n.05 no lado externo, sombreado pela planta........................199
Figura 149: datalogger HOBO n.04 no lado interno ..............................................................199
Figura 150: datalogger HOBO n.04 no lado interno, sobre a mesa de trabalho.....................199
Figura 151: dataloggers Hobo medindo temp interna apoiados sobre cadeiras .....................202
Figura 152: datalogger Hobo#4, medindo temp interna perto do vidro sem persiana, protegido
da insolação direta ..........................................................................................................202
Figura 153: Datalogger Hobo #5, medindo temp. ao lado vidro com persiana, e temp externa
........................................................................................................................................202
Figura 154: sensor externo de temperatura, ligado ao datalogger Hobo #5...........................202
Figura 155: Metade da esquadria protegida por persiana interna, com sensor externo
pendurado no beiral do lado de fora...............................................................................
203
Figura 156: coletor solar fotovoltaico c/ bateria p alimentar spots com Leds........................207
Figura 157: spot para jardim com três Leds ...........................................................................207
Figura 158: janelas da fachada SE ajudam na iluminação .....................................................209
Figura 159: Sistema #1 de aquecimento solar........................................................................210
Figura 160: sistema #2 de aquecimento solar.........................................................................210
Figura 161: Esquema do sistema de aquecimento solar de água por termosifão, sistema
fechado ...........................................................................................................................212
Figura 162: Acesso/ trânsito/ mobilidade no bairro da Urca..................................................217
xx
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Investimentos e economias gerados pela abordagem HQE (em bilhões de francos
por ano) Fonte: Arene, 2001.............................................................................................28
Gráfico 2: Oportunidades de intervenção nas fases de programação e projeto........................36
Gráfico 3: Consumo mundial de energia em 2001, por fontes.................................................38
Gráfico 4: Composição setorial do consumo de eletricidade em 2004 ....................................41
Gráfico 5: Consumo de energia elétrica no ciclo de vida dos sistemas de aquecimento de água
analisados .........................................................................................................................49
Gráfico 6: Vazão de runoff em área livre x área construída.....................................................73
Gráfico 7: Runoff acumulado...................................................................................................74
Gráfico 8: Runoff x Capacidade de retenção de água em diferentes profundidades de solo ...74
Gráfico 9: Fluxo de calor médio diário através de telhados – Verde e de Referencia. ...........76
Gráfico 10: Chuva e Runoff medidos na edificação em Ottawa (Abril 2002- Setembro 2002)
..........................................................................................................................................77
Gráfico 11: Flutuações máximas de temperatura em telhado convencional e em telhado verde
..........................................................................................................................................78
Gráfico 12: Distribuição Mundial de Água ..............................................................................86
Gráfico 13: Distribuição dos Recursos Hídricos, da Superfície e da população – em % do total
do Brasil............................................................................................................................86
Gráfico 14: Retiradas e consumo por tipo de uso no Brasil (Fonte: ANA)..............................87
Gráfico 15: Demandas de Recursos Hídricos por região e uso final no Brasil ........................87
Gráfico 16: Diferença de temperatura no ambiente interno – vidro simples x vidro duplo...194
Gráfico 17: temperaturas nas superfícies internas do vidro duplo x vidro simples................197
Gráfico 18: Efeito do vidro duplo na temperatura interna do escritório ................................201
Gráfico 19: temperaturas interna com e sem persiana, e temp externa ..................................203
i
1. INTRODUÇÃO
“Existe um consenso de que a URGENCIA é um fato, e de que a urgência e
o movimento criados na RIO-92 esmoreceram. Aonde e como estão sendo
criadas propostas e ações para reverter isto?” Jonathan Lash – Presidente,
World Resources Institute, Congresso Sustentável 2005, Rio de Janeiro.
Três anos após a Conferência de Joahannesburgo, treze anos decorridos desde a Rio-
92, trinta e três anos desde a Conferência de Estocolmo sobre o Ambiente Humano, o
despertar da comunidade internacional para os riscos do desenvolvimento não sustentável está
lento e atrasado. Muitas pessoas, especialmente nos países em desenvolvimento, ainda não
tem acesso a recursos, tecnologias limpas, educação. Ao mesmo tempo, o nível de consumo
de recursos destas mesmas pessoas e os meios de produção se mantêm insustentáveis. Para
superar os desafios globais como mudanças climáticas, escassez de água e pobreza, é
necessário promover projetos de importância estratégica global e dar suporte a eles, para que
sejam implementados localmente. Exemplos de boas práticas precisam ser continuamente
repassados para audiências maiores.
Fica claro que os problemas atuais do desenvolvimento, e necessariamente do
ambiente, são muitos deles também globais:
• Os progressos econômicos e sociais notáveis associados à globalização foram
conseguidos em parte do mundo, e nomeadamente na Ásia, e coexistem com situações
de pobreza e de exclusão social, sobretudo em partes da Ásia, América Latina e
África;
• Um acelerado processo de urbanização se realiza em paralelo com a crescente ameaça
das alterações climáticas, escassez de água doce e de adequado saneamento ambiental,
com as inerentes conseqüências na saúde e na segurança alimentar; perda de bio
diversidade generalizada, desmatamento acentuado, intensificação dos processos de
desertificação e erosão dos solos aráveis; crescente poluição e degradação dos mares e
oceanos, e destruição dos seus recursos; aumento das situações de risco, acidentes e
2
catástrofes naturais, presença crescente de substâncias perigosas no ambiente e
dificuldade em controlar as fontes de poluição e ausência de padrões de produção e
consumos sustentáveis.
Há em todo o documento da Agenda 21
1
uma crítica ao atual modelo de
desenvolvimento econômico, considerado injusto socialmente e perdulário do ponto de vista
ambiental. Em contraponto a este modelo injusto e predador, é proposta a alternativa da nova
sociedade, justa e ecologicamente responsável, produtora e produto do desenvolvimento
sustentável. A via política para a mudança é a democracia participativa com foco na ação
local e na gestão compartilhada de recursos. Em termos das iniciativas, porém, a Agenda não
deixa dúvida: os governos têm a prerrogativa e a responsabilidade de deslanchar e de facilitar
processos de implementação da Agenda 21 em todas as escalas. Talvez seja essa uma das
principais razões para que após a etapa de planejamento, esteja sendo tão difícil passar à fase
de implementação de ações, acarretando esta urgência demonstrada pelos números
apresentados no Congresso Sustentável 2005, realizado no Rio de Janeiro.
1.1 OBJETIVOS DA PESQUISA E QUESTÃO PRINCIPAL
Dentro deste contexto, este trabalho propõe pesquisar a hipótese de descentralização
de oferta de serviços e infra-estrutura para residência unifamiliar, estudando as relações da
arquitetura com seu entorno sob a ótica do desenvolvimento sustentável introduzida pela
Agenda 21, reduzindo as escalas a nível local: transporte, geração de energia, saneamento.
Tem como principal objetivo avaliar a eficácia de estratégias sustentáveis de conforto
higrotérmico, lumínico, de racionalização do uso da água e saneamento descentralizado
aplicadas em edificação residencial – dentro dos parâmetros de desenvolvimento urbano
sustentável.
A questão principal se concentra em como proporcionar aos usuários de edificações
residenciais em clima quente úmido as melhores condições de conforto, minimizando o gasto
1
Agenda 21 é o documento elaborado em consenso entre governos e instituições da sociedade civil de 179
países e aprovado em 1992, durante a ECO-92 – ele traduz em propostas de ações o conceito de
desenvolvimento sustentável
3
de energia e de água potável, assim como o impacto sobre o meio ambiente natural local e
global. Em relação ao projeto de edificações em si, é essencial a utilização da visão sistêmica.
Ela consolida as várias disciplinas envolvidas no projeto e revisa as recomendações como um
todo. Reconhece que as recomendações de cada área têm um impacto em outros aspectos do
projeto da edificação. Este enfoque permite que haja otimização tanto do desempenho da
edificação quanto de seu custo.
A tentativa é de procurar minimizar as condições locais de degradação ambiental a
partir do esforço individual – agir localmente – colocando em prática alguns dos conceitos
levantados na Agenda 21 sobre Sustentabilidade das Cidades.
1.2 APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO DOS CAPÍTULOS
Uma abordagem sobre a Agenda 21 Global e Agenda 21 Brasileira é feita no capítulo
2, para apresentar o contexto dos principais pontos abordados e a urgência da mudança de
paradigmas. É feita também uma apresentação dos principais sistemas de avaliação ambiental
de edificações existentes atualmente no mundo, com um enfoque específico na abordagem
francesa HQE.
No terceiro capítulo, é feita uma revisão bibliográfica dos aspectos mais relevantes
da arquitetura sustentável e seus principais elementos balizadores – eficiência energética,
conforto higrotérmico, lumínico, e as variáveis arquitetônicas de impacto.
A relação da sustentabilidade, o uso racional da água e o saneamento urbano são
discutidos no capítulo quatro nos seus aspectos relativos à habitação urbana.
O quinto capítulo descreve a filosofia envolvida no Projeto Ecohouse,
transformando-o em um suporte de várias técnicas do conceito de habitação sustentável.
Descreve os aspectos da Agenda 21 Local para o Rio de Janeiro e a Zona Sul. Apresenta os
principais aspectos bioclimáticos e de sustentabilidade da avaliação ambiental da Ecohouse
Urca, com a descrição dos sistemas utilizados referentes ao conforto higrotermico e luminico,
eficiência energética, racionalização do uso da água e do esgoto, incluindo todas as
referencias à situação anterior à reforma. São apresentadas neste capítulo as medições
4
referentes a:
• temperatura e umidade relativa em diversas situações distintas;
• nível de iluminação levando-se em conta o uso de algumas técnicas, e o
conseqüente trade-off quanto ao conforto térmico;
• eficiência energética alcançada;
• racionalização atingida no uso da água.
A metodologia e a descrição dos equipamentos utilizados nas medições estão
descritos no Anexo V.
5
2. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL – AGENDA 21, CAPITALISMO
NATURAL
Com a obra “O Nosso Futuro Comum” (BRUNDTLAND, 1987), de 1987, também
conhecido por “Relatório Brundtland”, devido ao nome da sua autora Gro Harlem
Brundtland, ex - Primeira Ministra da Noruega e Ex- Diretora -Geral da Organização Mundial
de Saúde, é que começam a despontar com evidência os conceitos de Desenvolvimento
Sustentável. Sua origem, porém, está na Conferência de Estocolmo sobre o Ambiente
Humano, realizada em 1972 sob o lema “Na Terra nada nos pertence. Pedimos emprestado
aos nossos filhos”.
O “Relatório Brundtland”, elaborado sob a égide das Nações Unidas na Comissão
Mundial para o Ambiente e o Desenvolvimento se baseou em três princípios fundamentais:
1. Solidariedade inter - geracional;
2. Noção de recursos naturais limitados e necessidade da sua gestão racional;
3. Respeito pela capacidade de regeneração do ambiente;
definindo Desenvolvimento Sustentável como “o desenvolvimento que satisfaz as
necessidades presentes sem comprometer a capacidade de as gerações futuras satisfazerem as
suas próprias necessidades”.
O Desenvolvimento Sustentável foi colocado em definitivo na agenda política
mundial pela Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente e o Desenvolvimento
(CNUAD), realizada no Rio de Janeiro em 1992, também conhecida como RIO 92 ou ECO
92, onde foi reafirmado o conceito lançado pelo Relatório Brundtland.
A implementação do Desenvolvimento Sustentável se baseava inicialmente em duas
dimensões fundamentais: o desenvolvimento econômico e a proteção do ambiente. Após a
Conferência Social de Copenhagen, realizada em 1995, foi integrada a vertente social como
terceiro pilar.
Atualmente deve-se acrescentar ainda a vertente institucional, relativa às formas de
governança das instituições e dos sistemas legislativos (flexibilidade, transparência e
6
democracia) – nos seus diversos níveis – e para o quadro da participação dos grupos de
interesses (sindicatos e associações empresariais) e da sociedade civil (organizações não
governamentais, ONGs), considerados como parceiros essenciais na promoção do
Desenvolvimento Sustentável.
Figura 1: ¨Triple Bottom Line¨ mais o elemento de Governança
A ECO 92, em 1992 no Rio de Janeiro, produziu dois importantes documentos:
• A Declaração do Rio sobre o Ambiente e Desenvolvimento;
• Uma Agenda para o Século XXI, conhecida por Agenda 21, a qual no seu
artigo 28º, reconhece o especial protagonismo dos governos e autoridades
locais na concretização do Desenvolvimento Sustentável e propõe a
preparação e implementação das Agendas 21 Local pelas cidades e
municípios, como instrumento operacional, fortemente participativo,
refletindo o conceito e os princípios da sustentabilidade e da Agenda 21 a
nível local.
É sublinhada a importância da sociedade civil no processo da Agenda 21 Local. Isto
implica em uma significativa participação dos cidadãos e suas organizações na sua definição e
implementação, envolvendo fortes investimentos em educação e sensibilização ambiental e o
estabelecimento de parcerias operativas entre os diversos agentes, que possam resultar numa
política global e integrada para a sustentabilidade.
É então que surge a frase “Agir localmente, pensando globalmente”, que resume de
forma muito eficaz a interligação, cada vez mais nítida, entre os problemas e as ações à escala
local e global, quando se trata de Ambiente e Desenvolvimento Sustentável.
7
É extremamente importante destacar como a revolução industrial fez com que a
produtividade per-capita aumentasse tremendamente, em uma época em que a baixa
produtividade era um fator limitador na exploração de um mundo natural de recursos
aparentemente infinitos. Atualmente enfrentamos um tipo diferente de ESCASSEZ:
abundancia de pessoas com maquinas ultra-eficientes, porém com capital natural em declínio.
A tese do Capitalismo Natural, de LOVINS, A. (1999), diz respeito aos recursos
naturais da Terra e aos sistemas ecológicos que fornecem serviços vitais de suporte à vida, à
sociedade e a todas as coisas vivas. Estes serviços são de um imenso valor econômico; alguns
são literalmente impagáveis, uma vez que não têm nenhum substituto conhecido. Apesar disto
práticas negociais atuais não contabilizam os valores destes ativos – que só aumentam com
sua escassez. Como resultado disto, o capital natural está sendo degradado e liquidado pelo
uso esbanjador e perdulário de recursos como energia, materiais, água, fibras e o próprio solo.
A próxima revolução industrial, como as anteriores, será uma resposta aos novos padrões de
escassez e, ainda segundo LOVINS (1999), envolverá quatro mudanças principais na maneira
de se fazer negócios -- incluindo aí o planejamento urbano das cidades -- que se reforçam
mutuamente:
• aumento radical da produtividade dos recursos naturais: através de mudanças
fundamentais em produção e tecnologia, empresas visionárias estão desenvolvendo
maneiras de fazer os recursos naturais - energia, minerais, água, florestas – renderem
cinco, dez, até 100 vezes mais do que o fazem atualmente. A economia resultante em
custos operacionais, investimento de capital, e tempo, pode ajudar os capitalistas
naturais a implementarem os outros três princípios;
• mudança para modelos de produção e materiais inspirados na natureza
(biomimetismo): o capitalismo natural procura não apenas reduzir o desperdício, mas
eliminá-lo completamente. Em sistemas de produção de ciclo fechado, modelados na
natureza, todo e qualquer produto é ou inócuamente retornado ao ecossistema como
um nutriente, como adubo, ou torna-se um input para outro processo de fabricação.
Processos industriais que emulam a química benéfica da natureza reduzem a
dependência de inputs não-renováveis possibilitando uma produção extremamente
mais eficiente.
• mudança para um modelo de negócios de fluxo contínuo: tanto o biomimetismo
como a alta produtividade dos recursos são recompensados pelo terceiro elemento do
8
capitalismo natural - a mudança do modelo de negócios, da venda de mercadorias ao
leasing de um fluxo contínuo de serviços que vão ao encontro das necessidades dos
clientes. Por exemplo, vender iluminação ao invés de vender lâmpadas; a Schindler
faz o leasing de serviços de transporte vertical, em vez de vender elevadores; a
Carrier está começando a fazer leasing de serviços relacionados ao conforto, em vez
de vender aparelhos de ar condicionado. Essa mudança alinha os interesses de
produtores e consumidores, premiando a todos pelo fato de estarem fazendo mais e
melhor, com custo menor e com maior produtividade de recursos. Combinando os
três primeiros princípios do capitalismo natural, a Interface faz o leasing de serviços
de cobertura de pisos, em lugar de vender carpetes. A empresa substitui somente um
quinto do revestimento de determinado ambiente de cada vez. Com isso, mantém a
forração com permanente aparência de nova. Além do mais, a Interface lançou um
produto que permite revestir pisos com baixo impacto ambiental e menores custos de
produção. O resultado é que a Interface conseguiu, com esse modelo de serviço e
com a eliminação do desperdício, dobrar a receita em quatro anos. Também quase
dobrou o número de empregados e triplicou o lucro operacional;
• reinvestimento no capital natural: o quarto passo é que os capitalistas prudentes
deverão reinvestir os lucros na restauração, na manutenção e na expansão do capital
natural. O objetivo é incrementar a produção de recursos biológicos e serviços de
ecossistemas. Esse é o ponto mais fácil de seguir, porque a Natureza se encarrega da
produção. Tudo o que temos de fazer é sair do caminho e deixar que a vida floresça.
Essa também é uma poderosa estratégia de negócios.
Espera-se que mais e mais empresas pautem em sistemas naturais os processos de
produção e de suprimento. Conforme aumentem os reinvestimentos em capital natural, poucas
indústrias se arriscarão a sofrer com a principal restrição que os negócios poderão sentir no
século XXI: a natureza começar a falhar na entrega de serviços de ecossistema, e ainda mais
grave, a destruição em massa causada por desastres naturais como os ocorridos no ano de
2005, como a onda de furacões que atingiu a área do Caribe e costa Sul dos Estados Unidos, e
a seca prolongada na região Norte do Brasil.
A ausência de políticas públicas para enfrentar os crescentes problemas de infra-
estrutura leva seus responsáveis locais a adotarem soluções urgentes, mas de alcance menor,
9
paliativas e provisórias, freqüentemente mediante obras que só aceleram, pela precariedade, a
decadência da cidade. O aporte de capital emergencial necessário para socorrer a população
após estes desastres deve começar a ser investido em planejamento e implementação das
ações descritas na Agenda 21, pois os efeitos da destruição da natureza são sentidos a longo
prazo e são irreversíveis.
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E AGENDA 21 LOCAL BRASILEIRA
Na prática, o maior desafio da Agenda 21 brasileira é internalizar, nas políticas
públicas do país e em suas prioridades regionais e locais, os valores e princípios do
desenvolvimento sustentável, como meta a ser atingida no mais breve tempo possível. Para
tanto, é necessário um compromisso coletivo, envolvendo os mais diferentes atores, inclusive
os meios de comunicação, para a produção de grandes impactos que contagiem a todos. A
chave de seu sucesso depende da capacidade coletiva de mobilizar, integrar e dar prioridade a
algumas ações seletivas de caráter estratégico, que concentrem esforços e desencadeiem
grandes mudanças.
Criada por decreto, no âmbito da Câmara de Políticas dos Recursos Naturais da
Presidência da República em 26 de fevereiro de 1997, a CPDS - Comissão de Política de
Desenvolvimento Sustentável e da Agenda 21 Brasileira - tem por finalidade propor políticas
e estratégias de desenvolvimento sustentável e coordenar a elaboração e implementação da
Agenda 21 Brasileira.
Em 03 de fevereiro de 2004, o presidente Luíz Inácio Lula da Silva assinou decreto
ampliando a CPDS, de 10 para 34 membros, dando-lhe maior representatividade e capacidade
de coordenação do processo da Agenda 21 e procurando envolver o conjunto do governo
federal nesse processo.
A Agenda 21 Brasileira é composta até o presente momento de dois documentos
distintos:
• Agenda 21 Brasileira – Ações Prioritárias (MMA, 2004), que estabelece os
caminhos preferenciais da construção da sustentabilidade brasileira,
• Agenda 21 Brasileira - Resultado da Consulta Nacional. (MMA, 2004)
10
No primeiro, a Comissão de Políticas de Desenvolvimento Sustentável e da Agenda
21 Nacional - CPDS – enumera os desafios emergenciais a serem enfrentados pela sociedade
brasileira rumo a um novo desenvolvimento. Estão organizados em 21 ações prioritárias,
como: a economia da poupança na sociedade do conhecimento, a inclusão social por uma
sociedade solidária, a estratégia para a sustentabilidade urbana e rural, os recursos naturais
estratégicos - água, biodiversidade e florestas, e a governança e ética para a promoção da
sustentabilidade.
O documento Agenda 21 Brasileira – Resultado da Consulta Nacional, elaborado
também pela CPDS é resultado das discussões realizadas em todo o território nacional sobre
a construção da Agenda 21 Brasileira. Para a consulta nacional foi desencadeado um amplo
debate em torno da construção da Agenda 21. A representatividade e o compromisso social
dos participantes resultaram em propostas que visam mudanças em todos os níveis: das
questões das minorias, da pobreza e da exclusão, até as necessárias adequações tecnológicas
nos diversos setores da economia e o melhor aproveitamento da vocação ambiental de cada
bioma.
Com o processo de consulta nacional, compreendendo as fases da consulta temática,
em 1999, da consulta aos estados da federação, ocorrida em 2000, e dos encontros regionais
realizados em 2001, foram relacionados, nominalmente, seis mil atores sociais representantes
de diferentes instituições. Como cada reunião foi precedida de encontros de sensibilização,
principalmente na fase estadual, quando os parceiros regionais, num período de quatro meses
para cada estado, realizaram reuniões pelo interior, estima-se que 40 mil pessoas, nesses
quatro anos, foram envolvidas no processo.
A metodologia de trabalho aprovada pela CPDS selecionou as áreas temáticas e
determinou a forma de consulta e construção do documento Agenda 21 Brasileira. A escolha
dos temas centrais foi feita de forma a compreender a complexidade do país e suas regiões
dentro do conceito da sustentabilidade ampliada. São eles: gestão dos recursos naturais,
agricultura sustentável, cidades sustentáveis, infra-estrutura e integração regional, redução
das desigualdades sociais e ciência e tecnologia para o desenvolvimento sustentável. As áreas
temáticas tiveram como princípio para sua definição não só a análise das potencialidades,
como é o caso da gestão dos recursos naturais, grande diferencial do Brasil no panorama
11
internacional, mas, também, fragilidades reconhecidas historicamente no processo de
desenvolvimento, ou seja, as desigualdades sociais.
A análise dos seis documentos de subsídios revela uma paridade estrutural em suas
formas. Todos, em maior ou menor grau, são propositivos e consideram relevante (de forma
mais ou menos explícita) o princípio da subsidariedade, ou seja, descentralizar, desconcentrar,
operar em parcerias, desonerar o poder público de funções produtivas, sempre que esteja
assegurada a capacidade reguladora do Estado. Ainda assim, o papel do Estado como ente
maior na promoção do desenvolvimento sustentável é uma evidência incontestável em todo o
processo.
Sobre lacunas verificadas nos seis documentos, cabe assinalar que as referências a
temas que repercutem nos debates internacionais são ínfimas. É o caso das mudanças
climáticas, da nova geopolítica resultante da ordem internacional globalizada e unipolar.
Outros pontos igualmente relevantes, como a competitividade da economia brasileira no
cenário internacional ou o papel que se espera do país na economia mundial, foram relegados
a um plano indireto.
Para a definição de uma metodologia que pudesse dar nova formatação às
proposições apresentadas após os encontros regionais em 2001, sob estrutura de um quadro,
analisou-se a literatura acerca da elaboração de agendas, tendo como marco referencial o
documento da Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - a
Agenda 21 e os documentos para a elaboração da agenda nacional. Essa análise constatou que
as contribuições apresentadas, em sua essência, podem ser alinhavadas em cinco dimensões
da sustentabilidade - a geoambiental, a social, a econômica, a político-institucional e a da
informação e do conhecimento. A tabela abaixo apresenta em forma de matriz-síntese, o
conjunto de linhas estratégicas identificadas para cada dimensão da agenda.
Uma constatação marcante foi a preponderância de propostas centradas na dimensão
político- institucional, especialmente na ênfase de se delegar iniciativas às instituições
públicas - como foi o caso do tema cidades sustentáveis. Se por um lado essa tendência reflete
o desejo de mudança na ação estatal, por outro, credita a responsabilidade de execução e
implementação da Agenda prioritariamente ao poder público.
12
A Agenda 21 passou de ação a programa no Plano Plurianual de Governo, PPA
2004-2007, uma vez que seu escopo envolve problemas estruturais amplos, que demandam
maior consenso, e soluções integradas, de médio e longo prazos, e só poderão ser tratadas a
partir de responsabilidades efetivas e compartilhadas entre governo e sociedade. O Programa
Agenda 21 no PPA 2004-2007 está estruturado em três ações: implementar a Agenda 21
Brasileira, promover a elaboração e implementação de Agendas 21 Locais e formação
continuada em Agenda 21.
Tabela 1: Linhas estratégicas estruturadoras da Agenda 21 Brasileira, segundo as diferentes dimensões
da sustentabilidade
Fonte: resultado da consulta nacional AG21
DIMENSõES LINHAS ESTRATÉGICAS
GEOAMBIENTAL
1. Uso
sustentável,
conservação e
proteção dos
recursos naturais
2. Ordenamento
territorial.
3. Manejo
adequado dos
resíduos,
efluentes, das
substâncias
tóxicas e
radioativas.
4. Manejo
sustentável da
biotecnologia.
SOCIAL
5. Medidas de
redução das
desigualdades e
de combate à
pobreza.
6. Proteção e
promoção das
condições de
saúde humana e
seguridade social.
7. Promoção da
educação e
cultura, para a
sustentabilidade.
8. Proteção e
promoção dos
grupos
estratégicos da
sociedade.
ECONÔMICA
9. Transformação
produtiva e
mudança dos
padrões de
consumo.
10. Inserção
econômica
competitiva.
11. Geração de
emprego e renda
reforma agrária e
urbana.
12. Dinâmica
demográfica e
sustentabilidade.
POLITICO/
INSTITUCIONAL
13. Integração
entre
desenvolvimento
e meio ambiente
na tomada de
decisões.
14.
Descentralização
para o
desenvolvimento
sustentável.
15.
Democratização
das decisões e
fortalecimento do
papel dos
parceiros do
desenvolvimento
sustentável.
16. Cooperação,
coordenação e
fortalecimento da
ação institucional.
17.
Instrument
os
de
regulação.
DA
INFORMAÇÃO
E DO
CONHECIMENTO
18.
Desenvolvimento
tecnológico e
cooperação,
difusão e
transferência de
tecnologia
19. Geração,
absorção,
adaptação e
inovação do
conhecimento.
20. Informação
para a tomada de
decisão.
21. Promoção da
capacitação e
conscientização
para a
sustentabilidade.
13
As políticas de desenvolvimento sustentável nem sempre são jogos de soma positiva.
Ao contrário, durante a consulta nacional com freqüência surgiram conflitos e tensões
políticas e sociais, contrapondo os objetivos restritos do crescimento econômico às exigências
mais amplas da sustentabilidade. Nesses casos, para que o processo de implementação se
viabilize em torno das estratégias e ações propostas, torna-se necessário que haja maior
nitidez nas negociações de médio e longo prazo, para aliviar as pressões de curto prazo onde
predomine o cálculo econômico imediato. É o princípio da progressividade atuando em favor
do desenvolvimento sustentável.
Experiências históricas de exploração predatória dos diferentes biomas ilustram os
desafios da sustentabilidade, dentro do atual padrão de acumulação e de crescimento
econômico do país. Da mesma forma, o processo produtivo, gerador de impactos negativos, é
o mesmo que produz os benefícios do crescimento do emprego, da renda e da arrecadação
tributária, trazendo à tona os inúmeros conflitos de interesses entre diferentes atores sociais, e
entre instituições públicas e organizações privadas – dentro da visão do modelo de negócios
predominante atualmente (ver pág 7 – modelo de negócios de fluxo contínuo).
A ausência de negociação no processo de planejamento leva os conflitos entre
objetivos a soluções casuísticas, que refletem, em última instância, a pressão de grupos de
interesse. Historicamente, as políticas, programas e projetos de desenvolvimento
socioambiental têm demonstrado menor poder de barganha.
Para que as propostas estratégicas da Agenda 21 Brasileira possam ser executadas
com maior eficácia e velocidade será indispensável que:
• o nível de consciência ambiental e de educação para a sustentabilidade avançe;
• o conjunto do empresariado se posicione de forma proativa quanto às suas
responsabilidades sociais e ambientais;
• a sociedade seja mais participativa e que tome maior número de iniciativas
próprias em favor da sustentabilidade;
• a estrutura do sistema político nacional apresente maior grau de abertura para as
políticas de redução das desigualdades e de eliminação da pobreza absoluta;
14
• o sistema de planejamento governamental disponha de recursos humanos
qualificados, com capacidade gerencial, distribuídos de modo adequado nas
diversas instituições públicas responsáveis;
• as fontes possíveis de recursos financeiros sejam identificadas em favor de
programas inovadores estruturantes e de alta visibilidade.
Ao contrário do que ocorreu no passado, quando o termo desenvolvimento
praticamente se confundia com o crescimento econômico, hoje a mesma palavra designa um
conjunto de variáveis, novas e interdependentes, que transcendem a economia em seu sentido
estrito. As dimensões social, ambiental, político-institucional, científico-tecnológica e cultural
impregnam o paradigma de tal sorte que fica difícil até mesmo distingui-las ou precisar entre
elas a mais relevante. Esse é o sentido mais profundo da dimensão holística no novo
paradigma de desenvolvimento sustentável.
2.2 CIDADES SUSTENTÁVEIS
Esse tema incorpora os principais objetivos da Agenda 21 Global e da Agenda
Habitat
2
, particularmente os que se referem à promoção do desenvolvimento sustentável dos
assentamentos humanos.
A problemática social e a problemática ambiental urbana são indissociáveis. A
sustentabilidade das cidades tem que ser situada na conjuntura e dentro das opções de
desenvolvimento nacional. A sua viabilidade depende da capacidade das estratégias de
promoção da sustentabilidade integrarem os planos, projetos e ações governamentais de
desenvolvimento urbano, entendendo que as políticas federais têm um papel indutor
fundamental na promoção do desenvolvimento sustentável como um todo.
A chamada sustentabilidade das cidades depende do cumprimento de uma agenda
específica - a chamada Agenda Marrom. A Agenda Marrom preocupa-se, sobretudo, com a
melhoria da qualidade sanitário-ambiental das populações urbanas. No Brasil, essa pauta tem
2
Agenda Habitat: os compromissos internacionais assumidos pelos países participantes durante a Segunda
Conferência das Nações Unidas para os Assentamentos Humanos - Habitat II, realizada na cidade de Istambul,
Turquia, em 1996.
15
especial significado e o principal indicador de progresso que podemos utilizar será a
universalização dos serviços de saneamento ambiental nas cidades brasileiras.
O objetivo maior da Agenda 21 Local é servir de subsídio à elaboração e
implementação de políticas públicas, orientadas para o desenvolvimento sustentável. Os
processos em andamento mostram que a Agenda 21, além de ser um instrumento de promoção
do desenvolvimento sustentável, é também um poderoso instrumento de gestão democrática
das cidades e validação social das propostas do Estatuto da Cidade (regulamentação dos
artigos 182 e 183 da Constituição Federal) e seus Planos Diretores (os pressupostos atuais de
"reconstruir" as cidades com estratégias ecológicas e visão do entorno, tem sido colocada
tanto pelos ambientalistas -- com as idéias de capacidade de suporte, pegada ecológica,
equilíbrio energético, conforto ambiental, entre outras -- quanto pelos urbanistas, que entre as
conferências Habitat I e II mudaram seu enfoque sobre as cidades e sua contribuição para o
fortalecimento das organizações sociais).
No setor da construção civil, as interpretações da Agenda 21 mais relevantes são:
• a Agenda Habitat II, assinada na Conferência das Nações Unidas realizada em
Istambul, em 1996;
• a CIB
3
Agenda 21 on Sustainable Construction (de 1999), que contempla, entre
outros, medidas para redução de impactos através de alterações na forma como os
edifícios são projetados, construídos e gerenciados ao longo do tempo;
• a CIB/UNEP Agenda 21 for Sustainable Construction in Developing Countries (de
2002).
Segundo a Agenda 21 Brasileira, a principal tarefa que se coloca aos gestores do
território e especificamente do espaço urbano, é a de reorganizar o sistema de gestão,
horizontalizando as instâncias de decisão. Resumidamente sugere-se, entre outras coisas, o
incentivo ao surgimento e reforço de cidades médias, ou de assentamentos menores
devidamente articulados em rede no contexto da dinâmica funcional de pólos maiores,
representados pela grande cidade. A preferência a projetos integrados, de menor custo e
3
CIB: "Conseil International du Bâtiment" – atual International Council for Research and Innovation in
Building and Construction
16
impacto sócio ambiental. A dimensão ambiental deve ser incorporada às políticas setoriais
urbanas (habitação, abastecimento, saneamento, ordenação do espaço urbano, entre outras),
utilizando critérios e indicadores sócio ambientais de melhoria da qualidade de vida,
necessariamente atrelados a processos de validação social local.
Pesquisa realizada pelo Ministério do Meio Ambiente, em 1999, revelou que número
expressivo de comunidades e governos locais desconhecia os compromissos assumidos pelo
Brasil nos fóruns internacionais pertinentes à implementação do desenvolvimento sustentável
no país. A falta de informações sobre conceitos básicos e metodologias de planejamento para
esse tipo de desenvolvimento aparecia, de modo evidente, como forte obstáculo à preparação
das Agendas 21 Locais. Esse resultado motivou o MMA a elaborar a primeira edição do
Construindo a Agenda 21 Local (MMA, 1999).
A primeira questão a responder é o que se quer sustentar, manter, fazer durar. É a
cidade em que temos vivido? Uma cidade onde os recursos naturais são cada vez mais
dizimados e onde a exclusão social e sua face mais gritante, a violência urbana, são
crescentes? Não sendo esta a cidade que se quer sustentável, há que se qualificar a
sustentabilidade de que se fala. Enquanto o discurso hegemônico apresenta a questão
ambiental e a sustentabilidade como um consenso, um interesse comum a todos, cabe aqui
apontar o viés ideológico presente nesta concepção. A rigor, o acesso aos recursos naturais,
assim como os impactos gerados por sua destruição, não são homogeneamente distribuídos
entre os diversos grupos da sociedade, sendo mais uma face a refletir a desigualdade social e a
desigualdade de poder que os diversos grupos detêm.
O documento “Cidades Sustentáveis – Subsídio à Elaboração da Agenda 21
Brasileira” (LIMA BEZERRA, M.C. e FERNANDEZ, M., 2000), indica quatro estratégias de
sustentabilidade urbana identificadas como prioritárias para o desenvolvimento sustentável
das cidades brasileiras:
• Aperfeiçoar a regulamentação do uso e da ocupação do solo urbano e promover o
ordenamento do território, contribuindo para a melhoria das condições de vida da
população, considerando a promoção da equidade, a eficiência e a qualidade
ambiental;
17
• Promover o desenvolvimento institucional e o fortalecimento da capacidade de
planejamento e de gestão democrática da cidade, incorporando no processo a
dimensão ambiental urbana e assegurando a efetiva participação da sociedade;
• Promover mudanças nos padrões de produção e de consumo da cidade, reduzindo
custos e desperdícios e fomentando o desenvolvimento de tecnologias urbanas
sustentáveis;
• Desenvolver e estimular a aplicação de instrumentos econômicos no gerenciamento
dos recursos naturais, visando à sustentabilidade urbana.
Dentro do contexto de cidades sustentáveis, apenas uma transformação radical nos
padrões de consumo e nos processos de produção poderá produzir os efeitos necessários. Na
União Européia, o setor da construção civil responde por 11% do PIB, no Brasil esta parcela
está acima de 14% (LAMBERTS e WESTPHAL, 2000) do PIB. Assim como o impacto
econômico, o impacto ambiental deste setor é muito expressivo: os números variam de país a
país, mas em linhas gerais, a industria da construção civil e seus produtos consomem
aproximadamente 40% da energia e dos recursos naturais, e geram 40% dos resíduos
produzidos por todo o conjunto de atividades humanas. Cerca de 6% do CO2 gerado no Brasil
é oriundo da descarbonatação do calcário durante a produção do cimento (JOHN, V.M.;
ZORDAN, S.E., 2000). A operação de edifícios consome cerca de 18% do consumo total de
energia do Brasil (cerca de 50% da energia elétrica) e esta participação está crescendo
(LAMBERTS, R.; WESTPHAL, F
, 2000).
Assim, este setor é também um importante gerador de poluição, e fica patente que
não há desenvolvimento sustentável sem construção sustentável. Consequentemente, qualquer
sociedade que procure atingir um desenvolvimento mais sustentável precisa necessariamente
passar pelo estabelecimento de políticas ambientais específicas para a construção civil.
Em 1999, o CIB publicou pioneiramente a Agenda 21 on Sustainable Construction,
recentemente traduzida para o português pelo Departamento de Engenharia de Construção
Civil da Escola Politécnica da USP. Este relatório detalha os conceitos, aspectos e desafios
apresentados pelo chamado desenvolvimento sustentável para a construção civil. O papel da
construção sustentável foi precisamente posicionado e, neste panorama, foram apontados
alguns desafios para a indústria da construção. No entanto, a maior parte das contribuições
18
para esta publicação veio de países desenvolvidos de forma que muitos dos aspectos, desafios
e soluções delineados eram próprios apenas para países desenvolvidos. De certa forma, a
visão do primeiro mundo domina a discussão de desenvolvimento sustentável a nível
internacional.
No entanto, as peculiaridades ambientais, econômicas e sócio-culturais dos países em
desenvolvimento delineiam uma outra abordagem para implementação de estratégias de
desenvolvimento e, conseqüentemente, de construção sustentável, hipótese defendida por
JOHN et al (2001). Assim, em 2002 foi publicada a Agenda 21 for Sustainable Construction
in Developing Countries (Ag21 PD), como contribuição à UNCED de Johannesburg (Rio
+10).
O ponto-chave que diferencia a abordagem da Ag21 PD em relação à primeira
Agenda 21 do CIB é a ênfase na necessidade de integração da agenda verde e da agenda
marrom nos países em desenvolvimento, apontada anteriormente na Agenda 21, na Agenda
Habitat II e numa série de outros trabalhos.
A agenda verde concentra-se no problema de equilibrar o consumo possível aos
recursos disponíveis. Procura reduzir o impacto ambiental da produção do ambiente
construído, consumo e geração de resíduos, com ênfase na proteção e bem-estar de
ecossistemas e reservas de recursos naturais que proporcionam condições de vida às gerações
futuras, nas escalas local, regional e global, e num horizonte de tempo de longo prazo. Já a
agenda marrom enfoca os problemas de pobreza, subdesenvolvimento e riscos à saúde,
derivados de poluição do ar e da água, do acúmulo local de resíduos, de condições sanitárias
deficientes, de superpopulação, e de provisão deficiente de água e serviços urbanos, com
ênfase nos aspectos de saúde e bem-estar humano, em escala local e num horizonte de tempo
imediato (MCGRANAHAN, G.; SATTERTHWAITE, D., 2000).
Para abranger a ampla diversidade dos países em desenvolvimento, a Ag21 PD
resultou inevitavelmente genérica. Dentro do grupo de países em desenvolvimento, o caso do
Brasil é peculiar: devido a uma das maiores desigualdades de distribuição de renda em todo o
19
mundo, em que os 20% mais ricos recebem 30 vezes mais que os 20% mais pobres
4
, tem-se
Áfricas e Europas convivendo lado a lado em um só país. Neste sentido, nem a abordagem
dada na Agenda do CIB de 1999, nem a da Ag 21 CIB/UNEP, é totalmente aderente à
realidade brasileira. Mas estas duas agendas são documentos de referência e protocolos
valiosos para a ligação entre as agendas globais e a agenda setorial, que devem ser analisados
juntamente com percepções nacionais específicas.
ANDRADE (2005), em sua dissertação de mestrado, verificou que o confronto entre
as agendas verde e marrom já não acontece nos países desenvolvidos, devido, principalmente,
aos momentos diferenciados em seus processos de industrialização, uma vez que suas cidades
trataram seus problemas urbanos locais com intensas práticas e teorias urbanísticas ao longo
do século XX, ainda que desenvolvidos com base em um modelo poluidor no âmbito global.
Por meio de avaliações de impactos, como o da pegada ecológica, foi constatado que a forma
como vêm sendo desenvolvidas as aglomerações urbanas acarretará na instabilidade do
planeta. Portanto, tais países estão preocupados em resolver os impactos causados ao meio
ambiente na escala global no viés da Agenda Verde - uma vez que devastaram suas florestas -
como a preservação de florestas e biodiversidade, além de tentar evitar as mudanças
climáticas.
Diferentemente, nos países em desenvolvimento que estão vivendo seu processo de
industrialização e urbanização acelerada, as cidades necessitam ponderar seus problemas
ambientais urbanos locais no âmbito da Agenda Marrom: poluição do ar, da água e do solo,
coleta e reciclagem do lixo e ordenamento territorial.
ANDRADE (2005) defende a idéia de que os princípios de sustentabilidade
ambiental - proteção ecológica (biodiversidade), adensamento urbano, revitalização urbana,
implantação de centros de bairro e desenvolvimento da economia local, implementação de
transporte sustentável e moradias economicamente viáveis, comunidades com sentido de
vizinhança, tratamento de esgoto alternativo, drenagem natural, gestão integrada da água,
energias alternativas e finalmente as políticas baseadas nos 3R’s (reduzir, reusar e reciclar) –
4
Dados do World Bank, disponíveis em
http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/DATASTATISTICS/0,,contentMDK:20523710~hlPK:1365
919~menuPK:64133159~pagePK:64133150~piPK:64133175~theSitePK:239419,00.html
20
se aplicam no ambiente urbano, como um todo, independente da escala. As estratégias
elaboradas por Andrade, descritas em sua dissertação de mestrado, remetem às ações
propostas no resultado da consulta nacional da Agenda 21 Brasileira.
2.3 OS AGENTES DA CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL
A adoção de práticas mais sustentáveis ao longo do ciclo de vida de edifícios é, antes
de tudo, uma questão de cultura e educação dos agentes envolvidos, incluindo usuários finais,
para que a consideração da sustentabilidade - e de seus benefícios – torne-se um dos objetivos
do empreendimento. Os clientes controlam a localização do empreendimento e o que será
construído. Clientes e empreendedores sensibilizados por preocupações ambientais são a peça
mais importante em termos de direcionamento físico do desenvolvimento e alteração urbana,
e de conservação de biodiversidade e ecologia local; e podem ser uma influência positiva na
proteção, mitigação e melhoria de biodiversidade em sítios com algum valor ecológico. Mais
ainda: clientes e empreendedores criam a demanda e definem as características dos novos
empreendimentos, o desempenho esperado e quanto estão dispostos a investir neles. As
maiores barreiras para se fazer mais pela sustentabilidade dos edifícios são provavelmente de
ordem comercial: se o cliente não incluir sustentabilidade como prioridade, as possibilidades
de ação pró-ativa de projetistas e construtores quanto a sustentabilidade tornam-se limitadas e
pouco prováveis. As margens de lucro são limitadas na construção civil, e existe um receio
generalizado do mercado de envolver-se em ações que possam reduzi-las ainda mais.
Estimativas sobre a quantidade de tempo que as pessoas gastam dentro do ambiente
“construído” (incluindo veículos, ou seja, o transporte), varia entre 80% a 90% do total. Além
das questões de uso de recursos e poluição que envolvem o setor da construção civil, o fato de
assegurar que o ambiente construído seja saudável e agradável para seus ocupantes está
começando a ser percebido como uma questão crucial de produtividade.
Se os padrões atuais não mudarem, a expansão do ambiente construído irá destruir ou
perturbar habitats naturais e a vida selvagem em mais de 70% da superfície terrestre do
planeta até 2032, impulsionados principalmente pelo aumento da população, atividade
econômica e urbanização (UNEP/ Earthscan, 2002).
21
A demanda por abrigo em países menos desenvolvidos é tão premente que só pode
ser alcançada por “habitações informais” – ou favelas – construídas pelos próprios usuários,
quase sempre ilegais e sem a infra estrutura básica. A cidade do Rio de Janeiro ganhou 119
favelas entre 1991 e 2000, um crescimento de 30,2% (IBGE, 2002).
Comparado a outros produtos industriais, edificações e infra-estrutura são um caso
incomum porque eles apresentam longa durabilidade. Estruturas sendo construídas hoje em
países em desenvolvimento terão uma vida útil média de 80 anos. Em muitos países
encontramos edifícios, pontes e outras estruturas que têm centenas de anos. Isto significa que,
por exemplo, o projeto de um edifício de escritórios ou um viaduto terá uma repercussão de
longo prazo tanto no desempenho desta edificação quanto nos impactos ambientais causados
por ela. Portando, para se conseguir um balanço positivo quanto a estes aspectos – edificações
de alto desempenho e baixo impacto ambiental – é vital que os princípios da sustantabilidade
sejam incorporados nos primeiros estágios de qualquer projeto.
Os projetistas influenciam a sustentabilidade do empreendimento ao tomar decisões
quanto à forma e a implantação do edifício, influenciando o grau em que o sítio original será
afetado ou que novos habitats possam ser criados. As decisões arquitetônicas têm ainda
grande impacto econômico e social, pela qualidade dos espaços criados e seu efeito na saúde,
conforto, satisfação e produtividade dos usuários. Os projetistas brasileiros ainda não estão
atentos aos aspectos ambientais da construção, ou às possibilidades de prover boa qualidade
do ambiente interno com baixo emprego de capital natural e financeiro. Como os clientes, os
projetistas tendem a pensar e atuar com base em empreendimentos individuais, isto é: em um
determinado projeto, em que aspectos ambientais se mostrem importantes, eles tentam
considerá-los adequadamente, desde que não haja implicações comerciais onerosas nem
objeções do cliente.
Os construtores são os agentes mais visíveis no processo e, conseqüentemente,
aqueles normalmente culpados por prejuízo ou destruição ambiental. Na realidade, porém,
salvo se forem também os empreendedores, os construtores cumprem obrigações contratuais
definidas previamente por clientes e projetistas. Assim, quando o contrato de construção é
feito, já é normalmente tarde demais para se fazer alterações significativas do processo que
possam torná-lo mais sustentável. Por outro lado, como os construtores efetivamente
22
constroem o projeto, eles têm (diferentemente dos processos de planejamento, projeto e
gestão da operação do edifício) o poder de influenciar a maneira como o processo de
construção afeta não só o sitio original, mas a comunidade local, em termos ambientais,
econômicos e sociais. Adicionalmente, a etapa de construção encerra parte considerável do
impacto social e econômico de todo o ciclo do empreendimento. A implementação de
políticas para sustentabilidade e de instrumentos de informação tem, portanto, no grupo de
construtores um dos maiores potenciais de benefício dentre os agentes envolvidos em todo o
ciclo, que provavelmente só encontra paralelo entre os projetistas.
Finalmente, o desempenho do edifício em uso resulta da combinação do desempenho
potencial, esperado a partir das decisões de projeto e construção tomadas por todos os atores
envolvidos, em conjunto, no início do projeto, e de padrões de comportamento dos usuários,
que podem diferir – positiva ou negativamente – das expectativas assumidas nos defaults de
projeto. O longo período de uso potencializa a interferência dos usuários e gestores do
edifício, mas em um momento em que há pouco o que se fazer para obter melhoria
significativa; na verdade, normalmente espera-se mais que o usuário e o planejamento da
gestão contribuam para a manutenção do desempenho esperado em projeto do que possam
realmente vir a melhorá-lo.
2.4 AVALIAÇÃO E/ OU CERTIFICAÇÃO DE EDIFICAÇÕES
Uma edificação sustentável incorpora técnicas de projeto e de construção que
reduzam ou eliminem o impacto negativo da edificação no meio ambiente e em seus
ocupantes. Como saber se este objetivo foi alcançado, e em que medida?
Para tanto foram criados sistemas de avaliação do desempenho de edificações e
sistemas de certificação de edificações. Os sistemas de certificação de edificações
possibilitam que além de facilitar a medição dos resultados positivos ou negativos para o meio
ambiente, saúde dos ocupantes e cálculo do retorno financeiro ( o que fazem os sistemas de
avaliação de edificações), os projetos certificados possam ser utilizados como “benchmark”
da indústria, sejam reconhecidos como líderes, estimulem o crescimento deste mercado,
consigam estabelecer um valor de mercado com um selo nacional reconhecido (como os selos
do Procel e do Inmetro para produtos), e divulguem as melhores práticas.
23
A certificação de edificações distingue projetos que demonstram um
comprometimento com a sustentabilidade através da adoção de altos padrões de desempenho.
Em países europeus e na América do Norte, já se faz uso de certificação (etiquetagem) das
edificações, possibilitando aos usuários optarem por:
• edificações energeticamente eficientes (mais econômicas), que portanto contribuem
para a conservação de energia e conseqüentemente para com o meio ambiente.
• uso de estratégias sustentáveis para o desenvolvimento do uso do solo;
• racionalização do uso da água;
• uso dos 3 Rs para a seleção de materiais: redução, reuso e reciclagem – nesta ordem;
• melhoria do conforto ambiental interno
Por meio de um mecanismo simples e de fácil interpretação (a etiqueta), a população
passa a interagir com o tema, na medida em que pode facilmente optar por edificações de
maior rendimento e naturalmente vai pondo à margem do mercado as empresas que não se
adequarem à nova realidade, esse mesmo mecanismo permite às empresas demonstrarem seu
diferencial umas frente às outras, o que passa a ser aproveitado como oportunidade de
marketing.
O impacto ambiental da construção civil ocorre em toda a cadeia produtiva, desde a
concepção dos edifícios até a sua demolição (conceito berço ao túmulo ou “craddle-to-
grave”). O projeto (concepção) da edificação permite planejar não apenas a forma final do
produto edifício, definindo uma série de aspectos da edificação que influenciam na qualidade
e produtividade do processo construtivo. É a partir de definições como formas geométricas da
edificação, a sua localização no terreno, as soluções estruturais, a especificação dos materiais,
componentes e tecnologias e o padrão de acabamento e detalhamento que são estabelecidas a
otimização ou não da execução e o efeito no seu entorno. Segundo ANDI e MINATO (2003),
embora a etapa de projeto seja responsável por menos de 1% do custo do ciclo de vida de um
empreendimento (ou menos de 10% dos custos de construção), o projeto é a etapa que exerce
maior influência nesses custos. Além disso, a possibilidade de intervenção nas fases de estudo
de viabilidade e de projeto é muito maior que nas outras etapas do empreendimento. Desta
maneira, avalia-se que o investimento em projeto é essencial na medida em que as
características de execução, uso, operação e manutenção são totalmente condicionadas pela
qualidade do projeto e podem representar ganhos significativos de rentabilidade.
24
Atualmente existem diversas metodologias para avaliação de edifícios. Aqui
apresentamos apresenta algumas, de destaque no cenário mundial.
Tabela 2: Iniciativas relacionadas ao desenvolvimento de metodologias de avaliação de edifícios
Fonte: Silva (2003)
Segundo SILVA (2003), não é possível copiar, traduzir ou simplesmente aplicar um
método estrangeiro no contexto brasileiro ou de qualquer outro país, por maior que tenha sido
o sucesso obtido em seu país de origem porque:
• o que estes métodos avaliam é insuficiente: todos eles detêm-se na avaliação
ambiental, e os itens ambientais avaliados não necessariamente refletem a agenda
25
brasileira. O Brasil exibe um conjunto de graves problemas sociais, traduzidos por
indicadores alarmantes de desigualdade e de pobreza (IBGE, 2002; Instituto ETHOS,
2002). O setor de construção brasileiro emprega milhões de trabalhadores. Este uso
intensivo de mão-de-obra e a participação significativa no PIB posicionam o setor
como um motor potencial na criação e distribuição de valor, com repercussão direta no
alívio de pobreza, desenvolvimento humano e inclusão social; provisão de condições
dignas e seguras de trabalho e de capacitação e treinamento técnico-ambiental
continuado e formal; e prosperidade e fortalecimento de comunidades localmente.
Para ser aderente a esta condição de país em desenvolvimento, os objetivos
ambientais, sociais e econômicos da construção sustentável devem ser integrados na
composição das avaliações de edifícios.
• a forma como estes métodos avaliam é inapropriada para o Brasil, porque:
para prover resultados aderentes ao contexto de avaliação é necessário
definir localmente um critério de ponderação; e
não há dados nacionais de LCA
5
, e é inconsistente avaliar impactos de
materiais brasileiros com base em dados estrangeiros.
• o quanto deve ser atingido em cada método é definido pela sinergia de fatores como
tecnologias e produtos disponíveis em cada mercado, práticas construtivas, normas
vigentes, que, juntos, delineiam níveis de referência e metas que mudam de um
contexto a outro.
SILVA (2003) defende a idéia de que a qualidade de um método de avaliação de
edifícios é determinada por quatro princípios essenciais:
• Para ser tecnicamente consistente, um método de avaliação deve ser adaptado a dados
nacionais relevantes;
• Para ser viável praticamente, um método de avaliação deve ser adaptado ao mercado,
práticas de construção e tradições locais;
5
Life-Cycle Analysis (Análise do Ciclo de Vida): processo para avaliar as implicações ambientais de um
produto, processo ou atividade, através da identificação e quantificação dos usos de energia e matéria e das
emissões ambientais; avaliar o impacto ambiental desses usos de energia e matéria e das emissões; e identificar e
avaliar oportunidades de realizar melhorias ambientais. A avaliação inclui todo o ciclo de vida do produto,
processo ou atividade, abrangendo a extração e o processamento de matérias-primas; manufatura, transporte e
distribuição; uso, reuso, manutenção; reciclagem e disposição final (definição elaborada pela SETAC - Society
for Environmental Toxicology and Chemistry
- em 1991)
26
• Para ser absorvido e difundir-se rapidamente, um método de avaliação deve ser
desenvolvido em parceria com as principais partes interessadas: investidores,
empreendedores/ construtores, projetistas;
• Para ser apropriado ao contexto nacional, os itens avaliados no método devem ser
ponderados para refletir prioridades e interesses nacionais.
Apesar de as LCAs energéticas terem possiblitado uma visão mais abrangente da
performance desde os anos 70, elas não conseguiram ser inseridas no discurso ambiental
corrente à época. Pesquisas efetuadas por KOHLER (1987) e outros europeus no final dos
anos 80 anunciaram o começo de um entendimento muito mais rigoroso e abrangente dos
impactos do ciclo-de-vida nas edificações.
A noção da LCA está atualmente aceita entre a comunidade de pesquisa ambiental
como a única base legítima sobre a qual se podem comparar materiais, componentes,
elementos, serviços e edifícios inteiros – diversos entre si. Várias ferramentas de análise como
o EcoQUantum (Holanda), EcoEffect (Suécia), ENVEST (UK) a ATHENA (Canadá) aderem
aos rigores da LCA.
Métodos de análise significativos que usam LCA
6
lidam em geral com muitos dados
e podem envolver enormes despesas para coletar os dados e mantê-los atualizados,
principalmente em uma época de mudanças consideráveis nos processos de fabricação de
materiais. Algumas destas ferramentas tentam simplificar isto para uso prático dentro do
processo de projeto, mas isto pode fazer com que estas ferramentas se tornem muito
inflexíveis para incluir elementos novos de design.
SILVA et al (2003) argumentam que os sistemas de avaliação existentes contemplam
apenas os impactos ambientais dos edifícios. A questão central em países em
desenvolvimento é saltar da avaliação ambiental para a avaliação da sustentabilidade dos
edifícios e contemplar também os aspectos sociais e econômicos relacionados à produção,
operação e modificação do ambiente construído.
6
Existe uma iniciativa do Governo Federal no sentido de divulgar e estimular a metodologia de LCA (ou ACV –
Analise do Ciclo de Vida), dentro do Ministério da Ciência e Tecnologia, através da criação de uma comunidade
ACV na Internet, que pode ser consultada no endereço: http://acv.ibict.br/
27
Tomando a definição de HOLMBERG et al (1991), indicadores de sustentabilidade
(ambiental) são medidas que relacionam a distância entre o estado atual (do ambiente) e o seu
estado sustentável. Para se falar em indicadores de sustentabilidade, este patamar sustentável
deve, portanto, ser conhecido ou razoavelmente estimado. Relacionar medidas de desempenho
de edifícios a indicadores mais amplos de progresso em direção à sustentabilidade permanece
como um dos principais desafios a serem enfrentados, mas seguramente mais simples do que
definir precisamente o estado sustentável, é obter dados para gerar indicadores de
desempenho em relação a metas de sustentabilidade, ainda que persistam as dificuldades de
acesso a dados acurados e contínuos, necessários à formulação e manutenção dos indicadores.
2.4.1 A Abordagem HQE (Haute Qualite Environnementale)
A alta qualidade ambiental das edificações é um conceito que apareceu no começo
dos anos 90 na França e que mais tarde desenvolveu-se muito. Em 1997 foi criada a
Associação HQE destinada a promover o gerenciamento da qualidade ambiental das
edificações. O seu trabalho resulta no que atualmente conhecemos como Abordagem HQE,
que engloba um grande número de preocupações ambientais sobre a forma de 14 alvos,
ficando a cargo do gestor da obra/ empreendedor a decisão de quais devem ser priorizados,
conforme o projeto em questão.
Não se trata de uma regulamentação nem de um certificado, mas de uma abordagem
voluntária de gerenciamento da qualidade ambiental das operações de construção ou de
reforma de edificações. Em 2002, com a finalidade de garantir a qualidade dos inúmeros
empreendimentos ditos HQE, surgiu o projeto de certificação. A primeira versão experimental
foi publicada em dezembro de 2002, sendo trabalhada entre 2003 e 2004. A versão definitiva
da “Demarche HQE” (abordagem HQE) foi publicada em fevereiro de 2005, ocorrendo a
primeira certificação em março de 2005. Até o momento, novembro de 2005, doze
empreendimentos já foram certificados, sendo 5 já entregues.
Esta abordagem foca em critérios para a redução do consumo de recursos naturais e
da emissão de poluição, e também na melhoria das condições de conforto ambiental e da
saúde das edificações. Endereça especialmente as fases de projeto e construção, tanto de
edifícios novos quanto de reformas de edifícios antigos (ADEME, 2004).
28
Segundo a ARENE
7
, estão plotados no gráfico abaixo os investimentos e ganhos
com a adoção da abordagem HQE para a região de Paris em um cenário que se estende até
2018.
Gráfico 1: Investimentos e economias gerados pela abordagem HQE (em bilhões de francos por ano)
Fonte: Arene, 2001
Estão relacionadas na tabela 3 abaixo alguns dos benefícios econômicos da adoção
da abordagem HQE. Os benefícios econômicos associados com a construção sustentável não
são vantajosos apenas para os proprietários das edificações e seus ocupantes. Outros parceiros
nos processos de construção e gerenciamento do edifício também ganham, principalmente
arquitetos, engenheiros, empreiteiros, bancos e seguradoras.
De acordo com a filosofia HQE Addenda, em uma tradução livre da Prof Dra
Claudia Barroso-Krause, “A Alta Qualidade Ambiental não pode ser proposta como um
simples acréscimo de restrições, o que se configuraria como uma abordagem reducionista,
possibilitando o risco do Processo construtivo apenas justapor sistemas e dispositivos a um
resultado arquitetônico. O objetivo deve ser oposto, ou seja, ajudar o Processo construtivo a
integrar um novo “valor ambiental” no processo global de Concepção, sem que se perca a
qualidade arquitetônica do projeto. Trata-se portanto de relacionar os critérios ambientais com
os parâmetros de concepção sensíveis a estes critérios, ajustando-os em cada projeto.”
7
ARENE: “Agencia Regional para o Meio-Ambiente e Novas Energias” da região de Paris, foi criada em 1994. Sua missão é
melhorar a qualidade de vida dos habitantes da região de Paris (população de 12 milhões de habitantes), fazendo com que se
torne mais fácil para os atores relevantes da área econômica, social e cultural, a incorporação de tópicos ambientais, de
energias renováveis e de eficiência energética nos programas regionais de desenvolvimento sustentável que eles estão
desenvolvendo no momento.
29
Tabela 3
– Benefícios econômicos da implantação da visão HQE
Fonte: ARENE, 2004
BENEFÍCIOS ECONOMICOS
QUALIDADE DE
CONSTRUÇÕES
SUSTENTÁVIES
(famílias HQE)
Benefícios Diretos
Para o bem público
Eco-construção
(escolha de produtos e materiais,
canteiro de obras gerando menos
problemas)
• Menor risco de defeitos ocultos
• Menos perdas no canteiro e
menos tempo parado
• Custos reduzidos de
desconstrução
• Menos impacto dos
canteiros de obras (
resíduos, barulho, runoff)
• Uso otimizado de
recursos
Eco-gerenciamento
(energia, água, resíduos da operação
do edifico, trabalho de manutenção e
consertos, etc)
• Custos mais baixos (manutenção,
energia, água, etc), a economia pode
ser dividida entre o proprietário e o
locatário.
• Menor necessidade de reformas
graças à manutenção constante.
• Melhoria na taxa de ocupação do
prédio, maior facilidade em alugar
os espaços.
• Possibilidade de negociação de
certificados de CO2.
• Risco reduzido de perdas físicas
(incêndios, etc)
• Contribuição menor p o
efeito estufa (queda nas
emissões de CO2)
• Redução no consumo de
recursos naturais (água,
energia, etc)
• Redução das descargas
no meio-ambiente (em
termos de águas servidas,
resíduos, etc).
Conforto e Saúde
(acústica, térmica, condições de
saneamento, qualidade do ar interno)
• Melhoria na produtividade dos
funcionários, menos faltas (para
instalações comerciais e
industriais).
• Menos despesas relacionadas á
saúde.
• Menor probabilidade de
processos legais (evitando a
“síndrome do edifício doente)
• Menores valores gastos
com saúde (tanto publica
quanto privada), reduzindo o
risco saúde.
Considerações gerais
• Aumento no valor do imóvel e
nos preços de revenda
• Melhor imagem, marketing /
estimulo promocional.
• Desenvolvimento de
novas atividades
econômicas e criação de
empregos.
A AQAE se estrutura em 14 alvos (conjuntos de preocupações), que se agrupam em
4 famílias, como exposto na tabela abaixo.
30
Tabela 4: Os 14 alvos da abordagem AQAE (HQE)
Fonte: CSTB, 2005
AMBIENTE EXTERNO
ALVOS DA ABORDAGEM HQE
ECO-CONSTRUÇÃO
- projetar depósitos de dejetos adaptados aos modos de coleta atuais e
prováveis no futuro
- gestão diferenciada dos dejetos das atividades (adaptado ao modo de
coleta)
ALVO 7
MANUTENÇÃO
-
ot
i
m
i
zaç
ã
o
d
as
necess
id
a
d
es
d
e
manutenç
ã
o
- colocar em prática métodos eficazes de gestão técnica
- garantir a perenidade das performances ambientais e sanitárias de
uma operação
- fazer uma ligação entre os conceituadores e os usuários a fim de tornar as
respectivas tarefas mais coerentes
ECO-GESTÃO
ALVO 6
GESTÃO DOS DEJETOS DAS ATIVIDADES
ALVO3
CANTEIRO DE OBRAS COM POUCOS INCOMODOS
-
ges
tã
o
dif
erenc
i
a
d
a
d
o
en
t
u
lh
o
d
a
o
b
ra
- redução da geração de entulho
- redução de incômodos e da poluição
- controle de gastos de água e energia
ALVO4
GESTÃO DE ENERGIA
ALVO 1
RELAÇÃO HARMONIOSA DA EDIFICAÇÃO COM O ENTORNO IMEDIATO
-estealvoserefereàsvantagensedesvantagensdascaracterísticasdolocal
e do projeto dentro da organização arquitetônica e funcional do projeto;
- utilização das oportunidades oferecidas pela vizinhança e pelo local;
- gestão das vantagens e desvantagens do terreno para criar uma qualidade
de vida agradável;
- redução dos riscos de incômodos entre a construção, sua vizinhança e o
local.
ALVO 2
ESCOLHA INTEGRADA DOS PROCESSOS CONTRUTIVOS
- adaptabilidade e durabilidade da construç
ã
o
- escolha dos métodos construtivos
- escolha dos materiais de construção
- adaptabilidade e durabilidade da construção
- ênfase na redução da demanda das necessidades
- redução dos impactos associados ao uso da energia
- ênfase na eficácia dos equipamentos de energia utilizados
- utilização de geração própria em detrimento da geração a combustão
ALVO 5
GESTÃO DE ÁGUA
-
gest
ã
o
d
a
á
gua
pot
á
ve
l
- utilização de água não potável
- saneamento das águas usadas
- gestão das águas pluviais
31
SAÚDE
AMBIENTE INTERNO
ALVO 8
CONFORTO HIGROTÉRMICO
- manuten
ç
ão das condi
ç
ões de conforto hi
g
ro-térmico
- homogeneidade das ambiências hidro-termicas
- zoneamento
CONFORTO
ALVO 9
CONFORTO AC
Ú
STICO
- correção acústica
- redução dos impactos dos equipamentos
- adoção de dispositivos arquitetônicos e espaciais que favoreçam um bom
conforto acustico
ALVO 11
CONFORTO OLFATIVO
- redução das fontes de odores desagradáveis
- ventilação permanente e eficiente para evacuação destes odores
ALVO 10
CONFORTO VISUAL
- relações visuais satisfatórias com o exterior
- otimização da iluminação natural
- iluminação artificial complementar à iluminação natural
ALVO 12
CONDIÇÕES SANITÁRIAS
- cria
ç
ão de condi
ç
ões de hi
g
iene
- facilitação da limpeza e evacuação dos dejetos
- facilitação dos cuidados com a saúde
- criação de conveniências para pessoas deficientes
ALVO 13
QUALIDADE DO AR
- redução dos riscos de poluição pelos materiais de construção, os
equipamentos
- gestão dos riscos de ar novo poluído
- ventilação para a qualidade do ar
ALVO 14
QUALIDADE DA ÁGUA
- prote
çã
o da rede de distribui
çã
o coletiva de
ág
ua pot
á
vel
- manutenção da qualidade da água potável dentro da edificação
- melhoria eventual da qualidade da água potável
- gestão de riscos ligados à rede de água não potável
O fluxograma da figura abaixo mostra como proceder desde a fase de planejamento
até a fase de realização, com a inter-relação das diversas atividades relacionadas ao
empreendimento.
32
Figura 2: Atividades de cada fase do processo AQAE (HQE)
Fonte: HQE Addenda
É importante notar que qualquer avaliação ambiental de edificações não substitue as
exigências das normas legais locais em vigor, as quais os atores envolvidos devem conhecer,
33
inclusive por serem os elementos que caracterizam o quadro base de muitas das exigências
destes programas.
A hierarquização dos requisitos ambientais – os 14 alvos - no processo do projeto
precisa contemplar as expectativas justificadas do conjunto de atores afetados pela obra em
questão: os representantes dos cidadãos interessados, o programa (através de seus requisitos
técnico-funcionais), o meio ambiente.
O desempenho final é medido de acordo com o número de alvos atingidos:
ALTA
MÉDIA
BASE
Mínimo de
3 alvos
Mínimo de
4 alvos
Os outros alvos, são 7 alvos
no máximo
Assim, avaliar o desempenho de um produto implica definir qualitativa e/ou
quantitativamente quais as condições que devem ser satisfeitas por ele quando submetido às
condições normais de uso e quais os métodos para avaliar se as condições estabelecidas foram
atendidas.
A necessidade de se desenvolver uma normalização sobre desempenho térmico e
energético de edificações que seja adequada à realidade brasileira começou a ser discutida em
1990. Em 1991 realizou-se o I Encontro Nacional de Normalização Ligada ao Uso Racional
de Energia e ao Conforto Ambiental em Edificações, Florianópolis, com o intuito de se
definirem diretrizes básicas para o desenvolvimento da normalização brasileira e sua
compatibilização com as normas argentinas e uruguaias. Apenas em janeiro de 1997, foi
firmado um convenio com a FINEP
8
, para o desenvolvimento do Projeto Normalização em
Conforto Ambiental, sob coordenação geral de Roberto Lamberts, da UFSC (BONIN, 2003).
Na ABNT, o trabalho foi desenvolvido com o apoio do Comitê Brasileiro de
Construção Civil (COBRACON) (CB-02) através do Subcomitê (SC-35) Conforto e Energia
em Edificações. No CB-02 foram criadas três Comissões de Estudo (CE), a saber:
desempenho acústico de edificações, iluminação natural nas edificações e desempenho
8
FINEP: Financiadora de Estudos e Projetos
34
térmico de edificações. Em 1998, a apreciação dos textos foi feita pelos associados da ABNT,
os quais foram votados e aprovados.
No caso do desempenho térmico de edificações, estas normas contém métodos de
cálculo dos fenômenos físicos de transferência de calor. É necessário que seja disponibilizado
ao arquiteto/ engenheiro as propriedades relativas a cada material de construção, para que seja
feita uma avaliação do mesmo. E também devem ser criadas as normas especificando o
desempenho mínimo para cada condição de uso. A partir daí poderemos aplicar metodologias
de avaliação ambiental de edificações bem mais precisas.
É portanto urgente a elaboração de uma estrutura de normas brasileiras para
avaliação do desempenho ambiental de edifícios (incluindo os 4 vetores do desenvolvimento
sustentável), abrangendo não somente edificações habitacionais, mas também outras classes
de edifícios, como as escolares, industriais, comerciais, etc.
2.4.2 APO – Avaliação Pós-Ocupação (APO)
Uma APO diz respeito a uma série de métodos e técnicas que diagnosticam fatores
positivos e negativos do ambiente construído no decorrer do uso, a partir da análise de fatores
socioeconômicos, de infra- estrutura e superestrutura urbanas dos sistemas construtivos,
conforto ambiental, conservação de energia, fatores estéticos, funcionais e comportamentais,
levando em consideração o ponto de vista dos próprios avaliadores, projetistas e clientes, e
também dos usuários. Mais do que isso, a APO se distingue das avaliações de desempenho
“clássicas” formuladas nos laboratórios dos institutos de pesquisa, pois considera fundamental
também aferir o atendimento das necessidades ou o nível de satisfação dos usuários, sem
minimizar a importância da avaliação de desempenho físico ou “clássica”, conforme
configurado na fig abaixo.
Nesse sentido, a APO tem grande validade “ecológica”, pois faz análises,
diagnósticos e recomendações a partir dos objetos de uso, in loco, na escala e tempo reais.
35
Figura 3: Esquema da APO
No caso dos fatores positivos, estes devem ser cadastrados e recomendados para
futuros projetos semelhantes; no caso dos fatores negativos encontrados, são definidas
recomendações que: - minimizem ou até mesmo possibilitem a correção dos problemas
detectados no próprio ambiente construído submetido à avaliação, por meio do
estabelecimento de programas de manutenção física e da conscientização dos
usuários/moradores da necessidade de alterações comportamentais, tendo em vista a
conservação do patrimônio público (praças, escolas, etc.), semipúblico (áreas condominiais)
ou privado (a própria unidade habitacional); e - utilizem os resultados dessas avaliações
sistemáticas e interdisciplinares, embasadas em pesquisas aplicadas a estudos de caso, para
realimentar o ciclo do processo de produção e uso de ambientes de futuros projetos com a
formulação de diretrizes, contribuições para normas existentes e outros.
36
3. ANÁLISE DE ALGUNS ASPECTOS DA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL -
EFICIENCIA ENERGÉTICA, CONFORTO HIGROTÉRMICO, VENTILAÇÃO
De acordo com GELLER et al.(1997), os edifícios comerciais e residenciais ainda
são responsáveis por grande parte do consumo de energia em nosso país, e mais
especificamente a energia elétrica, que é a mais utilizada pelo setor residencial, objeto de
estudo deste trabalho, com cerca de 22% do consumo total do Brasil (ver gráfico 4). O setor
residencial apresenta um peso significativo no consumo nacional e com potencial de ter maior
ou menor eficiência energética e conforto, desde que seja pensado de forma adequada a partir
do início da fase do projeto arquitetônico. Por tudo isso, o projeto arquitetônico representa um
componente importantíssimo quanto às alternativas passivas e/ou ativas de intervenção,
visando eficiência e conforto, principalmente dentro da perspectiva de que as mais
significativas interferências são aquelas oriundas da fase inicial do projeto: ante-projeto, com
40-50% de potencial de economia e de baixo custo inicial, como mostrado em US-DOE
(2002).
Gráfico 2: Oportunidades de intervenção nas fases de programação e projeto
Fonte: US-DOE, 2002
Além disso, a cultura do habitat está intimamente associada ao contexto econômico e
cultural, contexto esse que ainda se encontra, segundo MASCARÓ (1991a) , calcado na
segurança de que os recursos materiais e tecnológicos à disposição do homem são
inesgotáveis ou ilimitados. Da concepção à construção desse habitat encontram-se vícios,
alimentados por essa aparente abundância, resultando em desperdício e mau uso das fontes
37
energéticas, de água e dos outros recursos naturais, com responsabilidades mutuamente
divididas pelo contratante e pelo profissional de projeto arquitetônico. Além, é claro, da
enorme quantidade de resíduos gerados sem necessidade.
Reitera-se a importância da Bioclimatologia aplicada à Arquitetura como interação
geradora de edificações mais eficientes e confortáveis, nas quais, segundo PIETROBON
(1999), as hipóteses de projeto para atingirem objetivos visando a apropriação ao clima,
devem ser operacionalizados de tal forma que possam ser qualificados, ainda na fase de
projeto, de forma efetiva, através da racionalidade do consumo energético, com a obtenção de
conforto térmico para os usuários da edificação.
3.1 A ENERGIA NO MUNDO
Os combustíveis fósseis – petróleo, carvão mineral e gás natural - mesmo não sendo
fontes renováveis, são responsáveis por quase 85% de toda energia consumida no planeta
(gráfico abaixo). No entanto, dois fatores contribuíram para que as buscas por fontes
alternativas de energia fossem reintensificadas. Segundo TUNDISI (1991), primeiro, e
principalmente, as duas crises sucessivas do petróleo, em 1973 e 1978, e segundo, a agressão
ao meio ambiente causada por vazamentos de oleodutos e explorações que exigem
construções de grande porte e, conseqüentemente, interferem com os ecossistemas nos locais
de implantação e prospecção. Entre as fontes alternativas aos combustíveis fósseis para gerar
eletricidade estão a energia nuclear, a energia gerada por hidroelétricas, a energia solar,
eólica, biomassa, etc. A energia gerada por hidroelétricas é, ainda segundo TUNDISI
(1991),
apenas a quinta em ordem de importância no contexto mundial. Apesar da sua geração não
apresentar resíduos ou poluição significativos, a construção de novas usinas tem sido
combatida por ambientalistas por causarem graves impactos no meio ambiente, terem um alto
custo de implantação. As demais fontes alternativas também apresentam problemas, segundo
SCARLATO e PONTIN (1998), como: acidentes em usinas nucleares e difícil destinação aos
resíduos radioativos; pouca eficiência e alto custo de equipamentos de captação de energia
solar para geração de eletricidade, além de requerer imensas áreas; deficiências tecnológicas e
inconstância dos ventos, como ocorre na energia eólica. As demais, como da biomassa, ainda
são incipientes. O gráfico abaixo apresenta o consumo mundial de energia em 2001, por
fontes. Há muito espaço ainda para o crescimento da utilização de energias renováveis, mas
38
os governos precisam entender a urgência de investimentos e pesquisas continuadas nesta
área.
Neste início de 2006 está sendo anunciada, com grande alarde, a auto-suficiência
brasileira na produção de Petróleo, cuja contribuição na OIE
9
é de 39,1% (ver tabela 6). Tanto
os Estados Unidos, com a reserva de petróleo do Alaska, quanto o Brasil, com a reserva da
Amazônia-Urucu, ameaçam destruir reservas naturais e de bio diversidade importantes a
nível global no desespero por prospectar mais e garantir o suprimento de petróleo e de gás
natural, que devem ser transportados para os consumidores através de redes gigantescas (que
além de caríssimas na sua construção e manutenção, são também vulneráveis a todo tipo de
falhas, sabotagens e ataques terroristas) de distribuição. Há que se questionar o modelo
centralizado de geração de energia assim como a concentração de utilização das fontes não-
renováveis.
CONSUMO MUNDIAL DE ENERGIA por fonte (percentual do
consumo total) 2001
Gás Natural
23,82%
Petróleo
33,72%
Hidroelérica
2,20%
Marés, Ondas e Oceano
0,00%
Bio
g
as e Biomassa
líquida
0,16%
Biomassa sólida
9,16%
Nuclear
6,87%
Carvão e Produtos
de carvão 2001
23,09%
Eólica
0,03%
Geo-térmica
0%
Solar
0,55%
Gráfico 3: Consumo mundial de energia em 2001, por fontes
Fonte: IEA (International Energy Association)
As atuais preocupações sobre a segurança energética não são sobre falta de energia,
mas sim sobre uma infra-estrutura de fornecimento altamente centralizada e vulnerável com
preços voláteis e imprevisíveis. Na industria de energia elétrica, uma solução para esta
vulnerabilidade é a geração distribuída (GD). Ao mesmo tempo, o mercado financeiro está
9
OIE: Oferta Interna de Energia
39
sendo atraído por várias tecnologias de energia como promissoras oportunidades de
investimento. Estas tecnologias incluem tanto opções de GD como células de combustível,
micro-turbinas e pequenas estações hidroelétricas (PCH
10
) quanto opções de armazenamento
e backup elétrico como estocagem inercial (baterias mecânicas ou “flywheels”),
ultracapacitores e supercondutores. A clara necessidade por fontes de energia mais limpas e
mais confiáveis está criando um interesse crescente no mercado de GD.
A figura 4 mostra uma imagem de satélite, em 10 de agosto de 1996,....mostrando as
luzes acesas na América do Norte. Mas como entre 98% e 99% das faltas de luz nos Estados
Unidos são causadas pela rede......35 segundos mais tarde, depois de uma linha de transmissão
no Oregon ter enganchado no galho de uma árvore, trapalhadas operacionais e má
comunicação deixam 4 milhões de pessoas em nove Estados do Oeste e parte do Canadá no
escuro. (o fornecimento local evita isto – e até 95+% dos problemas na rede estão no sistema
de distribuição
11
).
No Brasil, em 2001, houve o problema da falta de energia (o chamado “apagão”), por
conta de que mais de 90% da energia produzida era de origem hidrelétrica, que depende de
água em níveis adequados em seus reservatórios para gerar energia. A ausência de chuvas, das
maiores das ultimas décadas, prejudicou a oferta de energia. Foi imposta a toda a população
uma redução de consumo da ordem de 20%, e freada qualquer iniciativa de expansão da
economia.
10
PCH: Pequenas centrais hidroelétricas - este sistema é o mesmo utilizado nas grandes hidroelétricas, a
diferença é que são sistemas pequenos , de baixa potência, de 5 a 100KW, e que podem ser instalados em
locais próximos a regiões ribeirinhas, aproveitando o fluxo natural de um rio ou riacho, sem acometer um
grave desequilíbrio para a fauna e flora do lugar.
11
Em agosto de 2003 todo o sudeste do Canadá e o meio-oeste e nordeste dos Estados Unidos ficaram sem
eletricidade por 4 a 7 dias (dependendo da localidade), aonde aproximadamente 50 milhões de pessoas ficaram
sem luz, em pleno verão. Estima-se que o total das perdas financeiras nos Estados Unidos tenha sido entre US$ 4
bilhões e US$10 bilhões. No Canadá, o PIB caiu 0,7% em agosto, houve uma perda de 18,9 milhões de horas de
trabalho. As causas apontadas: “o problema foi iniciado no estado de Ohio, devido a deficiências específicas em
práticas, equipamentos e decisões humanas por parte de várias organizações. Deficiências em políticas
corporativas, falta de aderência a regras do setor, e gerenciamento inadequado de força reativa e voltagem
causaram o blackout”. O relatório final sobre este blackout, apontando as causas e recomendações, somente foi
liberado em abril de 2004 – 8 meses após o incidente, tamanha a dificuldade, complexidade e gigantismo desta
rede.
40
Figura 4: Imagem de satélite – blackout 1996
Fonte : EPRI
(Electric Power Research Institute)
Em pesquisas que já vem desenvolvendo desde o início dos anos 80, LOVINS,
A.(2003) aponta que o futuro da energia está em:
• Uso final super-eficiente: de modo que grandes economias custem menos que
pouca ou nenhuma economia;
• Fontes de energia renováveis cada vez mais diversificadas, dispersas e que custam
menos, e façam com que defeitos de larga escala sejam impossíveis de ocorrer por
design;
• Uma mudança do principal condutor de energia de eletricidade para hidrogênio –
limpo, armazenável, eficiente, e a chave para se livrar da dependência do petróleo;
• Estruturas de políticas e processos de mercado que achem e integrem a mistura
mais barata de todas as opções, estimulem inovação e cresçam no consenso.
3.2 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL
Segundo o MME no BEN 2005, entre 1970 e 1990 a economia brasileira cresceu a
uma taxa anual média de 4,12%, atingindo 8,6% nos anos setenta, período que corresponde ao
chamado “milagre econômico”; 8,6% nos anos oitenta e 2,4% nos anos noventa. Nesse
período, o crescimento da oferta interna de energia manteve-se no mesmo patamar, 4,3%. A
participação de energias não-renováveis cresceu 14,5% enquanto que a de energias renováveis
diminuiu 14,5% no período de 1979 a 2004, como pode ser verificado na tabela abaixo. O gás
41
natural é a fonte de energia que vem tendo significativo desenvolvimento nos últimos anos. A
descoberta de novas reservas nacionais, elevando o seu volume para 498 bilhões de m3 em
2004 e a perspectiva de importação de gás natural da Bolívia e do Peru permitem ampliar
ainda mais sua utilização, o que vai representar melhorias em termos de eficiência energética
e de qualidade do meio ambiente, uma vez que o gás natural é o mais limpo dos combustíveis
fósseis.
Tabela 5: Evolução da OIE no Brasil
EVOLUÇÃO DA OFERTA INTERNA DE ENERGIA UNIDADE: %
IDENTIFICAÇÃO 1970 1980 1990 2000 2001 2002 2003 2004
ENERGIA NÃO RENOVÁVEL 41,6 54,4 50,9 59,0 60,7 58,8 56,3 56,1
PETRÓLEO E DERIVADOS 37,7 48,3 40,7 45,5 45,4 43,0 40,1 39,1
GÁS NATURAL 0,3 1,0 3,1 5,4 6,5 7,4 7,7 8,9
CARVÃO MINERAL E DERIVADOS 3,6 5,1 6,8 7,1 6,9 6,5 6,7 6,7
URÂNIO (U3O8) E DERIVADOS 0,0 0,0 0,4 0,9 2,0 1,9 1,8 1,5
ENERGIA RENOVÁVEL 58,4 45,6 49,1 41,0 39,3 41,2 43,7 43,9
HIDRÁULICA E ELETRICIDADE (*) 5,1 9,6 14,1 15,7 13,6 14,0 14,6 14,4
LENHA E CARVÃO VEGETAL 47,6 27,1 20,1 12,1 11,6 11,9 12,9 13,2
DERIVADOS DA CANA-DE-AÇÚCAR 5,4 8,0 13,4 10,9 11,8 12,8 13,4 13,5
OUTRAS RENOVÁVEIS 0,30,91,52,32,42,52,82,7
TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
Fonte: MME, BEN2005
No Balanço Energético Nacional, a menos de eventuais ajustes estatísticos, a soma
do consumo final de energia, das perdas na distribuição e armazenagem e das perdas nos
processos de transformação, recebe a denominação de Oferta Interna de Energia – OIE,
também, costumeiramente denominada de matriz energética ou de demanda total de energia.
A tabela acima apresenta a evolução destas duas variáveis, no período 1970 a 2004,
consideradas as mais representativas de um balanço energético.
Composição Setorial do Consumo de
Eletricidade
2004
SETOR
ENERG
É
TICO
3,56%
RESIDENCIAL
21,85%
COMERCIAL
13,93%
P
Ú
BLICO
8,37%
INDUSTRIAL
47,85%
AGROPECU
Á
RIO
4,14%
TRANSPORTES
0,29%
Gráfico 4: Composição setorial do consumo de eletricidade em 2004
Fonte: MME, BEN2005
42
A partir dos anos 80 novas alternativas energéticas foram sendo tentadas, como
álcool, gás natural, termo-eletricidade e também a importação de energia, concomitantemente
com a intenção de aumentar a eficiência dos equipamentos no uso da eletricidade, pois
economizar e racionalizar o uso da energia custa muito menos que fornecê-la (GELLER, H.,
1991)
A tabela acima mostra que o setor residencial consome 22% do total da eletricidade
do país, ou seja, cerca de um quarto do consumo total de eletricidade do país. Os grandes
consumidores individuais desse setor são o aquecimento de água, a refrigeração e a
iluminação.
3.3 OS CAMINHOS PARA A CONSERVAÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
A conservação da energia elétrica leva à exploração racional dos recursos naturais.
Isso significa que, conservar energia elétrica ou combater seu desperdício é a fonte de
produção mais barata e mais limpa que existe, pois não agride o meio ambiente. Desta forma,
a energia conservada, por exemplo, na iluminação eficiente ou no motor bem dimensionado,
pode ser utilizada para iluminar uma escola ou atender um hospital, sem ser jogada fora.
É importante compreender o conceito de conservação de energia elétrica. Conservar energia
elétrica quer dizer melhorar a maneira de utilizar a energia, sem abrir mão do conforto e das
vantagens que ela proporciona. Significa diminuir o consumo, reduzindo custos, e
aumentando a eficiência e a qualidade dos serviços.
A adoção de novas tecnologias e práticas conservadoras de energia é primordial para
a redução do consumo de energia e para a manutenção do crescimento econômico. Assim que
tecnologias e práticas eficientes aumentam sua participação de mercado e tornam-se
convencionais, novas tecnologias precisam ser encontradas. Felizmente, as inovações surgem
mais rapidamente do que o mercado consegue assimilá-las. Estudo realizado pelo ACEEE
12
(SACHS, H., 2004) nos Estados Unidos, mostra que a comparação entre estas descobertas,
com o tempo, oferece o discernimento necessário para manter a saúde da industria da
eficiência. Os objetivos principais do estudo são: identificar novos projetos de pesquisas que
possam impulsionar tecnologias emergentes prioritárias; identificar potenciais tecnologias e
12
ACEEE: American Council for an Energy-Efficient Economy
43
práticas para atividades que modifiquem mercados; e adquirir novos “insights” no processo
de desenvolvimento e comercialização das tecnologias comparando as expectativas de 1998
com as realidades de 2004.
Algumas das medidas que resultam em maior economia também requerem as
maiores mudanças na maneira atual de operação. Calor e energia combinados nas escalas
comercial e residencial, utilizando tecnologias emergentes como células de combustível e
motores Stirling, poderiam economizar bem mais do que o 1% projetado para energia de
edifícios em 2020, mas iriam requerer mudanças substanciais na maneira como a maioria das
empresas fornecedoras de energia fazem negócios e mesmo se auto-definem, assim como
reduções de custo substanciais. Medidas para garantir a integridade dos dutos são outro
exemplo da necessidade da mudança do modelo de negócios. Atingir resultados reais requer
que a indústria e os consumidores reconheçam a importância da distribuição de energia dentro
da edificação (para conforto e qualidade do ar). E finalmente, retrocomissionamento
13
e
práticas de projeto avançadas tem grande importância e potencial, assim como treinamento,
incentivos e outros serviços de recursos humanos.
Este estudo do ACEEE cobriu as áreas comercial e residencial, incluindo tanto as
tecnologias economizadoras de energia (como um novo ar-condicionado) quanto as práticas
(como procedimentos aperfeiçoados para instalação de ar-condicionado). E apresentou uma
nova tendência. Enquanto o primeiro estudo deste tipo realizado em 1993 apresentava uma
quantidade relativamente pequena de tecnologias, mas que prometiam enormes potencias de
economia, o estudo atual encontrou economias mais largamente distribuídas mas que são, na
média, menores. Outra agradável surpresa do estudo foi que algumas tecnologias que ainda
não estavam disponíveis no mercado em 1998, como as lâmpadas Super T-8 e o controle de
ventilação por nível de CO2, neste estudo já haviam prosperado e não mais se qualificam
como tecnologias emergentes. A tabela abaixo sumariza as medidas prioritárias identificadas
neste relatório, e os próximos passos recomendados.
A realização de estudos deste tipo é vital para a melhora continua da eficiência
13
retrocomissionamento, ou comissionamento de edifícios existentes, é um processo sistemático aplicado a estas
edificações a fim de identificar e implementar melhorias operacionais e de manutenção e para garantir a sua
performance continuada ao longo do tempo.
44
energética do setor da construção civil.
Tabela 6
: Medidas Prioritárias economizadoras de energia
Fonte: SACHS, H., 2004
MEDIDA NOME PRÓXIMOS PASSOS
PR3
Construção comercial
Certificação LEED
14
30%>
• Disseminação dos estudos de caso de sucesso
• Estrutura de pagamento revisada para eng
mecânicos
• Educação de clientes
• Melhor software
A1
Energia de standby de 1 W
• Programa ENERGY STAR p fontes de energia
• Possível incentivo p fabricantes p utilizarem
melhores fontes de energia
• Padrão mandatório para fontes de energia
PR1
Diagnóstico automatizado de
edificações
• Pesquisa adicional
• Trabalho nos protocolos padrão para alarme e
transmissão de id
• Estudos de caso baseados em valor agregado em
demonstrações reais
PR4 Retrocomissionamento
• Definir melhor as abordagens e quais as
aplicações adequadas para as diferentes abordagens
• Benchmarking
• Marketing com promoções, treinamento e
incentivos
H12
Vedação de dutos com base em
aerosol
• Aumentar a percepção dos consumidores sobre os
problemas e a economia
• Instaladores de AC tendo serviços com valor
agregado
• Treinamento e certificação
• Testes de campo em locais com porões e
pequenos espaços
H11
Montagem de dutos à prova de
vazamento
• Aumentar a percepção dos consumidores para os
problemas e as economias
• Incentivos das fornecedoras de energia
• Códigos e padrões baseados em performance
• Certificação da integridade do sistema de dutos
Testes de campo em locais com porões e espaços
reduzidos
14
LEED: Leadeship in Energy and Environmental Design, iniciativa do US Green Building Council para
certificação ambiental de edificações nos Estados Unidos.
45
O Condè Nast Building, por exemplo, no Times Square, em Manhattan, está
equipado desde 2000 com duas células de combustível (energizadas por gás natural e portanto
produzem um mínimo de emissões) que fornecem 400 KW de energia, para suplementar o
fornecimento básico da rede. Durante uma falta de energia, o sistema pode operar
independente da rede pública, para garantir o funcionamento dos componentes mecânicos
básicos. Outra grande preocupação da era digital é manter certos equipamentos energizados
100% do tempo para garantir integridade de dados. Além da eletricidade, as células de
combustível geram energia térmica à taxa de quase 1 milhão de Btus por hora, o que alimenta
o aquecimento periférico do edifício (SWISHER, J, 2005)
Segundo o PROCEL
15
, as edificações são responsáveis por cerca de 48% do
consumo de energia elétrica no Brasil, considerando-se os setores residencial e comercial.
Grande parte dessa energia é consumida na geração do conforto ambiental aos usuários. As
estatísticas mostram que o potencial de conservação em prédios já construídos pode ser de até
30%, chegando a 50% em prédios novos (disponível em
http://www.eletrobras.gov.br/procel/site/areadeatuacao/residencias_apresentacao.asp).
A maioria das edificações desperdiça relevantes oportunidades de poupar energia e
custos, por não considerar, desde o projeto arquitetônico, passando pela construção, até à
utilização final, os importantes avanços ocorridos nas áreas de arquitetura bioclimática,
materiais, equipamentos e tecnologia construtiva vinculados à eficiência energética.
As atividades previstas no Plano de Ação para do Desenvolvimento da Eficiênica
Energética em Edificações do PROCEL permeiam seis vertentes básicas na área de Eficiência
Energética em Edificações, buscando o desenvolvimento de:
• requisitos básicos para arquitetura bioclimática;
• indicadores de eficiência energética em edificações;
• certificação de materiais e equipamentos;
• procedimentos para regulamentação/legislação;
• mecanismos para aporte de recursos financeiros e remoção de barreiras para
15
PROCEL: Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, criado em dezembro de 1985 pelos
Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e Comércio, e gerido por uma Secretaria Executiva subordinada
à Eletrobrás. Em 18 de julho de 1991, o PROCEL foi transformado em Programa de Governo, tendo suas
abrangência e responsabilidade ampliadas.
46
implementação de projetos;
• projetos educacionais e projetos de interesse social.
O PROCEL estabelece metas de conservação de energia que são consideradas no
planejamento do setor elétrico, dimensionando as necessidades de expansão da oferta de
energia e de transmissão. Dentre elas, destacam-se:
• Redução nas perdas técnicas das concessionárias;
• Racionalização do uso da energia elétrica;
• Aumento da eficiência energética em aparelhos elétricos.
Se for mantida a estrutura atual de uso da energia, projeta-se uma necessidade de
suprimento, em 2015, em torno de 780 TWh/ano. Diminuindo-se os desperdícios, estima-se
uma redução anual de até 130TWh - produção aproximada de duas usinas de Itaipu.
Uma das metas do PROCEL tem sido a redução das perdas técnicas na transmissão e
distribuição das concessionárias para um valor próximo aos 10%. Os resultados das ações do
Procel encontram-se na tabela abaixo:
Tabela 7: Resultados das ações do Procel no período de 1994/ 2003
Resultados 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Investimentos
aprovados (R$
milhões)*
10 16 20 41 50 40 26 30 30 29
Energia econ/ geraç
adicional (GWh/ano)
344 572 1970 1758 1909 1852 2300 2500 1270 1300
Redução de demanda
na ponta (MW)
70 103 293 976 532 418 640 690 309 270
Usina Equiv. (MW)
80 135 430 415 440 420 552 600 305 312
Invest evitado (R$
milhões)
160 270 860 830 880 840 2019 2818 1486 1914
* Não incluindo os custos com pessoal da Eletrobrás/Procel e incluindo os recursos da RGR.
** Obtidas a partir da energia economizada e geração adicional, considerando um fator de capacidade típico de
56% para usinas hidrelétricas e considerando 15% de perdas médias na Transmissão e Distribuição para a
parcela de conservação de energia.
Fonte: Procel (disponível em http://www.eletrobras.gov.br/procel/site/oprograma/resultados.asp)
Torna-se inevitável, atualmente, pensar a arquitetura de maneira diferente,
47
analisando boa parte das atividades humanas do ponto de vista do impacto ambiental causado
e sua sustentabilidade dentro da área de projeto. Essa nova realidade exigirá dos arquitetos,
engenheiros e construtores uma maior consciência quanto aos recursos globais de energia,
tanto de água, materiais, uso, manutenção quanto de demolição de edificações. Em países do
primeiro mundo já foram desenvolvidos manuais de orientação para arquitetos, engenheiros,
construtores e fabricantes de materiais, para a escolha de soluções de baixo impacto, tanto
ambiental quanto energético. O Brasil, como não seria diferente, deverá integrar-se a essa
nova realidade, por conscientização ou por necessidade. É imperativo que adotemos, o quanto
antes, um sistema de avaliação ambiental de edificações para que não só a eficiência
energética, como também a sustentabilidade ambiental como um todo se tornem uma
realidade na área da construção civil brasileira.
3.3.1 Aquecimento solar de água
Um grande agravante para o consumo de energia pelos sistemas de aquecimento de
água é o uso extensivo de chuveiros elétricos no Brasil. No universo brasileiro, o chuveiro
elétrico provoca um expressivo impacto econômico, pois sobrecarrega a rede de transmissão
de energia elétrica nos horários de pico, isto é, entre 6 e 8 horas e 18 e 21 horas. Além disso, a
vazão obtida em um aquecedor a gás ou aquecedor solar é maior e resulta em um banho mais
confortável para o usuário.
Segundo Prado; Gonçalves (1998) o aquecimento de água realizado por chuveiros
elétricos é responsável por aproximadamente 46,7% da demanda de energia, durante 18 e 19
horas, no Brasil.
TABORIANSKI e PRADO (2004), da USP, em trabalho avaliando o consumo de
energia no ciclo de vida dos sistemas de aquecimento de água residencial, pelo método de
LCA (Life Cycle Analysis), obtiveram os resultados expostos na tabela abaixo quanto à
energia elétrica no ciclo de vida de cada um dos sistemas analisados:
48
Tabela 8
: Inventário dos ciclos de vida dos diferentes tipos de aquecimento de água
Com os resultados dessa tabela é possível verificar que, para os aquecedores a gás, o
estágio que mais consumiu energia foi o processo de transformação, enquanto que para o
chuveiro elétrico e aquecedor solar foi o estágio de uso. Esse fato se deve ao alto consumo de
energia elétrica necessária ao funcionamento do chuveiro elétrico e da resistência (auxiliar) do
reservatório de água quente do sistema solar.
Deve-se levar em consideração, também, que o sistema por aquecedor solar é um
sistema de acumulação que, normalmente, requer mais energia para seu funcionamento. Por
outro lado, o aquecedor a gás, não utiliza energia elétrica no estágio de uso pois no modelo
utilizado neste trabalho não se considerou o uso de timers ou ignição eletrônica.
Por meio do gráfico abaixo é possível ver que o chuveiro elétrico é o sistema que
gasta mais energia durante seu ciclo de vida, seguido pelo aquecedor solar e aquecedores a
gás.
49
Gráfico 5: Consumo de energia elétrica no ciclo de vida dos sistemas de aquecimento de água
analisados
Fonte: TABORIANSKI e PRADO (2004)
É importante observar, porém, que o sistema de apoio ao sistema de aquecimento
solar de água pode ser a gás (de passagem), reduzindo a zero o consumo de energia elétrica
para funcionamento do sistema solar (para caso de sistema por termosifão).
O Sr. Omar Campos Ferreira (Assessor de Gestão em C&T. da SCT MG), em artigo
publicado na revista SolBrasil (RODRIGUES, D. et al), da ABRAVA
16
, sugere que já que o
investimento inicial na instalação solar é maior do que o correspondente em outras
modalidades de aquecimento, inibindo a iniciativa do usuário em substituir o chuveiro elétrico
pelo aquecimento solar, a solução aparente seria combinar-se a capacidade de investimento
das empresas de eletricidade com a disposição de pagar do usuário. Propõe-se que a
concessionária assuma o investimento, cobrando do usuário a amortização, a juros
equivalentes aos do investimento em capacidade de geração, considerada a vida útil da
instalação solar.
De acordo com a DASOL
17
, a geração de energia descentralizada e em pequena
escala pode contribuir consideravelmente para a proteção do clima global e, ao mesmo tempo,
ter um importante papel na melhoria da qualidade de vida. Neste sentido, os aquecedores
solares de água (ASA) são particularmente promissores: a tecnologia é uma das mais simples
16
ABRAVA: Associação Brasileira de Ar Condicionado, Refrigeração e Ventilação
50
e baratas fontes de energia renovável, com uma relação custo-benefício bastante favorável
para a redução de emissões de gases-estufa. Com apoio via mecanismos de comercialização
de carbono, a tecnologia de ASA pode tornar-se um componente importante dos esforços de
mitigação das mudanças climáticas. O aquecimento de água em geral representa uma alta
porcentagem do consumo de energia, tanto nos lares quanto em vários setores do comércio e
da indústria, chegando em alguns casos a 30% ou mais. Quando sistemas de ASA são
aplicados na suplementação ou na substituição de aquecedores de água convencionais, evitam
a queima de grande parte do combustível que seria usado nestes sistemas. Apesar da
intensidade de carbono variar nos diferentes combustíveis usados para aquecimento de água,
esta é de modo geral alta. Conseqüentemente, as emissões de gases estufa e outros poluentes
são reduzidas pela tecnologia dos ASA, o que melhora a qualidade do ar das cidades e, até, a
qualidade do ar interno às edificações. Baseado neste fato, O DASOL está desenvolvendo, em
parceria com Instituto Vitae Civilis, com a ONG norte americana Green Markets International
e com a fundação norte americana Blue Moon Fund um projeto de promoção de aquecedores
solares no mercado brasileiro para o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo do Protocolo de
Kyoto.
Ainda segundo a DASOL, atualmente os sistemas de aquecimento solar no Brasil
beneficiam mais de 500 mil residências, economizando energia elétrica equivalente ao
consumo de uma cidade de 1,1 milhões de famílias. Estima-se que mais de dois milhões de
pessoas já se beneficiam com a tecnologia do aquecedor solar, sendo aquecidos cerca de 200
milhões de litros de água para banho diariamente.
Essa tecnologia é aplicada, principalmente, em residências, hotéis, motéis, hospitais,
vestiários e restaurantes industriais; sendo também cada vez mais empregada no aquecimento
de piscinas. Em Belo Horizonte já são mais de 950 edifícios que contam com este benefício e,
em Porto Seguro 130 hotéis e pousadas. Aumenta também sua aplicação em conjuntos
habitacionais e casas populares, como nos projetos Ilha do Mel, Projeto Cingapura, Projeto
Sapucaias em Contagem, Conjuntos Habitacionais SIR e Maria Eugênia (COHAB) em
Governador Valadares.
17
DASOL: Departamento Nacional de Aquecimento Solar da ABRAVA, disponível em:
http://www.dasolabrava.org.br/carbonosolar/index.htm
51
3.2 CONFORTO AMBIENTAL E ARQUITETURA SUSTENTÁVEL
O enorme desenvolvimento tecnológico de materiais e equipamentos que possibilitou
aos arquitetos ficaram livres para importar modelos, formas e materiais, criar à vontade,
levou a um afastamento da arquitetura vernacular e a uma deterioração do conforto ambiental
das edificações, ao mesmo tempo em que fomentou o uso excessivo de todo e qualquer
recurso disponível.
Segundo ROMERO et al. (2001), técnicas passivas foram sendo descartadas dos
conceitos arquitetônicos, negando os bons exemplos passados. Simultaneamente, meios
artificiais de controle do ambiente, as técnicas ativas, pedem por avanços e atualizações,
devido às pressões de mercado e ao estigma de “Edifício Inteligente”. O “Edifício Inteligente”
ou seja, o edifício que possui um Sistema Integrado de Automação Predial, veio como uma
resposta à crescente sofisticação dos equipamentos de controle, climatização e iluminação
artificial de grandes edificações, para otimizar sua operação e manutenção e sua eficiência
energética. Mas representa apenas um paliativo para os problemas criados por este tipo de
intervenção arquitetônica.
O conceito de Arquitetura Sustentável (ou “Green Building”), segundo o RMI, é o
que possibilita empreendedores, arquitetos, projetistas, gerenciadores e outros profissionais
envolvidos na área da construção civil a integrarem tópicos de eficiência de recursos, além de
respeito ambiental e cultural aos projetos, criando edificações e comunidades que são mais
lucrativas de construir (ou reformar), mais baratas para operar, mais saudáveis e confortáveis
de ocupar, e mais produtivas para quem nelas trabalha. Para tanto é necessário que uma
equipe multidisciplinar analise pontos como o terreno, as redondezas e a implantação,
eficiência energética e de uso da água, eficiência de materiais de construção, projetos
mecânicos e de iluminação.
De acordo com REED (1998), atualmente projetistas e tomadores de decisão na
maior parte das vezes definem os problemas de uma maneira muito estreita, sem identificar
suas causas e conexões. O pensamento sistêmico, o oposto da abordagem da des-integração,
em geral apresenta soluções duradouras e bastante simples com múltiplos benefícios, o que
nos habilita a transcender batalhas ideológicas e unir todos os grupos em defesa de objetivos
52
comuns. A compreensão da dinâmica dos sistemas é essencial para a abordagem do
pensamento sistêmico – que não apenas aponta o caminho para resolver problemas
específicos, mas também revela interconexões entre problemas, que freqüentemente permitem
que uma solução seja alavancada para criar muitas mais. O que falta é uma visão do todo, o
“whole system”, o pensamento sistêmico. Naturalmente, este é um processo mais difícil no
começo. Requer engenhosidade, intuição e trabalho em equipe. Tudo deve ser considerado
simultaneamente, e depois desmontado para revelar interações mutuamente benéficas. Por
esta razão a revisão bibliográfica deste trabalho é bastante extensa, uma vez que os elementos
básicos de um projeto sistêmico – eficiência energética, racionalização do uso da água,
saneamento básico, conforto ambiental, uso eficiente dos materiais – devem ser bem
conhecidos para sua otimização dentro do mesmo.
Um excelente exemplo deste tipo de abordagem são os hospitais da Rede Sarah,
projetados pelo arquiteto João Filgueiras Lima, o “Lelé” (SÉRIE ARQUITETOS
BRASILEIROS, 1999). Sua metodologia inicia um projeto reunindo equipe multidisciplinar,
que conta com desde projetistas de elétrica e paisagistas até psicólogos especializados em
hospitais. Pôde ser observado que os doentes necessitavam tomar uma certa quantidade de
banho de sol todos os dias, que isto aceleraria sua recuperação. Foi então desenvolvido o
primeiro desenho do projeto: a cama-maca. O resto do projeto foi todo concebido a partir
deste equipamento. Tamanho de corredores, elevadores, rampas, enfermarias, etc., tudo para
que o doente internado pudesse transitar pelo hospital deitado em sua cama-maca. Ver foto
abaixo do berço-maca da unidade da Rede Sarah no Rio de Janeiro.
Figura 5: Berço-maca da Unidade da rede Sarah no Rio de Janeiro
Foto: Alexandra Lichtenberg
53
De acordo com MASCARÓ, L. (1991b), a separação contumaz entre implantação e
arquitetura, recursos naturais e projetos de formação mental típica do período da energia fácil,
está hoje restrita e obriga a se confrontar com as exigências dos princípios da Arquitetura
Bioclimática, poupadoras de energia. Há toda uma gama de conhecimentos arrolados no
tocante à utilização das variáveis climáticas no ato de projetar, visando a um maior conforto e
à maior eficiência energética, inclusive normatização. Existem atualmente vários softwares
desenvolvidos especialmente para simulação e análise de ambientes e edificações, do ponto de
vista do conforto térmico, lumínico e acústico, vários deles desenvolvidos em universidades
brasileiras. CORBELLA e YANNAS (2003) descrevem brevemente vários deles, como o
Analysis, Meteonorm, Weather Tool, Ecotect, Luz do Sol, Energy-10, Adeline, Radiance,
Oida, etc.
Respeitar a natureza não significa rejeitar o desenvolvimento, e sim adaptá-lo ao
meio ambiente. Um projeto bem adaptado às condições locais, além de causar bem-estar às
pessoas, reduz as necessidades de energia e aumenta a durabilidade da construção.
3.3 CONFORTO TÉRMICO
Várias são as formas de definir conforto térmico. A escolha de um ou outro tipo de
índice de conforto deve estar relacionada com as condições ambientais, com a atividade
desenvolvida pelo individuo, pela maior ou menor importância de um ou de outro aspecto de
conforto. Há condições termo-higrométricas que podem, mesmo que apenas por algum tempo,
ser consideradas como de conforto em termos de sensação, e provocar distúrbios fisiológicos
ao fim desse tempo. É o caso, por exemplo, de indivíduos expostos a condições de baixo teor
de umidade e que, não percebendo que estão transpirando porque o suor é evaporado
rapidamente, não tomam liquido em quantidade suficiente e desidratam.
Em seus estudos realizados em câmaras climatizadas na Dinamarca, FANGER
(1970) define conforto térmico como sendo, "uma condição da mente que expressa satisfação
com o ambiente térmico". Essa tornou-se uma definição clássica desde então, estando
inclusive incluída em normas e manuais de conforto térmico como a ASHRAE 55-1992
(1992). Com uma visão crítica com relação ao caráter psicológico dessa definição,
"...condição da mente...", ROHLES (1980), adverte que na maioria dos estudos de conforto
54
térmico analisam-se conjuntamente a temperatura do corpo, "condição do corpo", e as
sensações relatadas pelas pessoas, "condição da mente". Com essa advertência, o autor
argumenta que os estudos convencionais não levam em conta apenas a condição da mente,
mas também a condição do corpo de uma maneira bem mais acentuada.
Para o projeto de norma 02:135.07-001 Desempenho Térmico de Edificações – Parte
1: Definições, símbolos e unidades (ABNT, 2003a), conforto térmico é a “ satisfação
psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do ambiente”. Assim considera-
se que o conforto térmico somente é atingido quando a pessoa:
• Encontra-se em situação de neutralidade térmica
• Tem a temperatura de sua pele e a taxa de transpiração dentro de limites aceitáveis,
função de características fisiológicas particulares e,
• Não está sujeita a nenhum tipo de desconforto térmico localizado, tais como
corrente de ar indesejável, contato com pisos aquecidos ou resfriados, radiação
térmica assimétrica e diferenças de temperatura do ar.
3.3.1 Variáveis do conforto térmico
Seis variáveis principais determinam a quantidade de calor ou frio que uma pessoa
sente
18
:
1. Fatores ambientais:
• Temperatura do ar
• Velocidade do ar
• Umidade do ar
• Temperatura radiante média
2. Fatores pessoais:
• Atividade física
• Vestimenta
Outros fatores são:
• Metabolismo (biotipo:idade, peso, sexo, etc)
18
Outros fatores que influenciam o conforto térmico são: metabolismo, temperatura do ar, aclimatação na
mudança de um local para outro, idade e sexo, tipo físico, condições de saúde
55
• Temperatura do ar: a temperatura do ar não é conseqüência da ação direta dos
raios do sol, pois o ar é transparente a todos os comprimentos de ondas
eletromagnéticas. O processo ocorre indiretamente - a radiação solar atinge o
solo onde é absorvida em parte e transformada em calor. Portanto, a temperatura
do solo aumenta e, por convecção, aquece o ar. A temperatura do ar será
conseqüência, portanto, de um balanço energético onde intervém:
9 A radiação solar incidente e o coeficiente de absorção da
superfície receptora;
9 A condutividade e a capacidade térmica do solo que determinam
a transmissão de calor por condução;
9 As perdas por evaporação, convecção e radiação.
Descrevendo detalhadamente os fatores principais , temos que:
• Umidade relativa do ar (UR): a umidade é caracterizada pela quantidade de
vapor d’água contido no ar. Este vapor se forma pela evaporação da água, processo
que supõe a mudança do estado líquido ao gasoso, sem modificação da sua
temperatura.
Figura 6: Tolerância na variação de temperatura com
a mudança da umidade relativa
Fonte: Peyush Agarwal, Thermal Confort
A umidade tem pouco efeito na sensação
de conforto térmico na temperatura de
conforto ou perto dela, a não ser que a
umidade esteja muito alta ou muito baixa -
pois é ela que determina a possibilidade a
taxa possível de evaporação. A umidade da
pele evapora muito mais rápidamente em
uma atmosfera seca do que úmida. A altas
temperaturas, a evaporação da pele é o
canal mais importante de dissipação de
calor. O ar saturado a 100% impede o
resfriamento evaporativo.
• Velocidade do ar: traduz fisicamente o ar em movimento. No caso de regiões
marítimas, durante o dia, o ar próximo ao solo se aquecerá, subirá e permitirá o
movimento do ar fresco do mar para a terra. Durante a noite, a terra resfria mais
facilmente e a água que armazenou o calor durante o dia, aquece o ar próximo
56
permitindo a sua subida e a substituição pelo ar fresco vindo da terra.
O movimento do ar pode produzir efeitos térmicos diferentes a diferentes
temperaturas do ar, de duas maneiras:
9 aumenta a perda de calor por convecção, contanto que a temperatura do
ar em movimento seja menor do que a temperatura da pele. Se não existir
esta condição, na realidade o ar esquentará a pele.
9 acelera a evaporação, produzindo um resfriamento fisiológico. Seu
efeito é insignificante em UR abaixo de 30%, quando existe uma
evaporação contínua mesmo em ar parado, e em umidades acima de 85%,
quando mesmo o movimento do ar não consegue ajudá-lo a adicionar
vapor ao ar já saturado.
Figura 7: Mudança na sensação agradável (pleasant) de
velocidade do ar com a temperatura
Fonte: Peyush Agarwal, Thermal Confort
Limites de movimento
do ar agradáveis
causam evaporação da
pele, mais
significativamente em
UR médias (40% -
50%)
• Temperatura radiante média: ao lado da temperatura do ar, a radiação é que tem
o maior efeito na sensação térmica. A radiação atingindo a superfície do corpo ativa
os mesmos órgãos sensoriais que o calor do ar. Atingindo uma superfície
intermediária, como a vestimenta, o calor radiante é convertido em radiação
eletromagnética de ondas longas causando calor sensível (movimento molecular),
que é então conduzido através do material para a pele.
Tabela 9: TRM e temperatura do ar para sensação térmica de 21,11ºC
Fonte: Peyush Agarwal, Thermal Confort
• A tabela 10 acima representa as combinações das temperaturas de bulbo seco
57
e radiante média que resultarão em uma sensação térmica de 21,11ºC. A temperatura
radiante média (TRM) é a média das leituras térmicas de radiação de todos os
materiais do entorno, incluindo paredes, pisos, outros corpos humanos, etc. É o tipo
de radiação que vem de uma pedra aquecida. Pode haver uma diferença entre a TRM
e a temperatura do ar.
• Atividade metabólica (MET
19
): em linhas gerais, o corpo humano gera mais
calor quando em movimento do que quando em repouso. Um princípio muito
importante envolvido aqui é o da taxa de metabolismo. O corpo humano produz
calor constantemente, mas a uma taxa variada. O metabolismo é o termo que
descreve os processos biológicos do corpo que levam à produção de calor. As
tabelas contendo os valores MET para cada atividade especifica podem ser
encontradas em varias publicações especializadas. Porém, a utilização de valores de
taxas metabólicas através destas tabelas pode levar a grandes erros de precisão, pois
como as mesmas são estimadas levando-se em consideração apenas o tipo de
atividade desempenhada, não consideram a pessoa que a está desempenhando, se
homem ou mulher, baixa ou alta, jovem ou idosa, gorda ou magra, qual o esforço
que está dispendendo para realizar a atividade, se adaptada ou não para o
desempenho, qual seu condicionamento físico e metabolismo basal, quais seus
hábitos de alimentação ou quais suas tensões ou nível de stress emocional. Desta
forma, a utilização das tabelas torna-se um artifício bastante simplista, podendo
induzir a erros na avaliação do conforto ambiental desejado. Estudo realizado por
MAGALHÃESs et al (1999) analisando a taxa metabólica basal em estudantes
universitárias do Rio de Janeiro, mostrou um desvio (para cima) em média de 12,5%
em relação à proposta pela FAO/WHO/ONU
20
em 1985 – e que este desvio é notado
principalmente em populações vivendo nos trópicos.
• Vestimenta (CLO
21
): o individuo pode exercer um controle considerável sobre
19
MET: O metabolismo, que varia de acordocom a atividade desempenhada é expresso em unidade "met". 1
met, que corresponde a 58,2 W/m²
20
FAO/WHO/ONU: Food and Agriculture Organization/ World Health Organization/ Organização das Nações
Unidas
21
CLO: unidade de medida do isolamento intrínseco da pele para a superfície externa das roupas, não
incluindo a resistência fornecida pela camada de ar ao redor do corpo.
58
a maioria das formas de trocas de calor entre a superfície do seu corpo e o ambiente
através da escolha de suas roupas. A unidade clo foi inventada para simplificar o
manuseio desta cobertura de isolamento. 1clo = 6,5 W/m2 ºC sobre toda a superfície
do corpo. Em condições de ar parado, quando o individuo estiver em atividade
sedentária, a variação de 1clo seria compensada por aproximadamente 7ºC de
mudança de temperatura. Em condições de vento forte, ou se o individuo estiver
trabalhando pesado, o efeito seria mais pronunciado. As tabelas contendo os valores
CLO para cada tipo de vestimenta especifica podem ser encontradas em varias
publicações especializadas. Devido à enorme gama de tecidos existentes no mercado
atualmente, a utilização das tabelas nem sempre conseguem caracterizar com
precisão o que está sendo realmente utilizado pelas pessoas, levando isso a utilização
de valores incorretos.
Dentro do item variáveis pessoais, XAVIER (1999) inclui o que chamou de
“parâmetros subjetivos ligados ao conforto térmico”, que são os ligados ao estado psicológico
das pessoas, ou sejam, as:
• Sensações térmicas (Como você estás se sentindo neste momento?) e as
• Preferências térmicas (Como você gostaria de estar se sentindo agora?)
Sobre as sensações térmicas, XAVIER (1999) afirma serem obtidas de escalas
sensoriais, descritivas ou de percepção, indicando basicamente o resultado da condição da
mente na percepção do conforto térmico. Das preferências térmicas, resultado da condição do
corpo na percepção da sensação térmica, da observação de escalas de preferências que
espelham o estado fisiológico das pessoas com relação ao ambiente térmico no momento de
seus relatos. Ao citar a escala sensorial existente na ISO 10551, que varia de +3, +2, +1, 0, -1,
-2, -3 ou Muito Quente, Quente, Levemente Quente, Neutro, Levemente Frio, Frio e Muito
Frio respectivamente, cabe-nos lembrar dos Índices PMV e PPD - “Predicted Mean Value e
Percentage of Dissatisfied People “ – ou Voto Médio Estimado e Percentual de Pessoas
Insatisfeitas, metodologia criada por FANGER (1970), que detalharemos a seguir.
A satisfação com o ambiente térmico é também resultado do nível de atividade física
em função desta estar ligada à taxa de produção de energia do corpo humano. É portanto
imprescindível prever, na fase de projeto da edificação, o nível de atividade que será
59
desenvolvida, visto que a mesma pode crescer em até 20 vezes, alterando completamente a
sensação térmica do ambiente.
3.3.2 Índices de Conforto Térmico
Os estudos de FANGER (1970) geraram um modelo analítico para a determinação
das condições de conforto térmico, conhecido como modelo do PMV/PPD mencionado
acima, que leva em consideração as seis variáveis citadas no subitem anterior.
XAVIER (2000) em sua tese de doutorado questiona o modelo PMV/PPD
22
, porque
para distintas situações geográficas de edificações e populações analisadas, tem mostrado
pouca convergência entre os resultados por ele apresentados e as sensações de conforto
térmico relatadas pelas pessoas. Considera que esta metodologia pode levar a predições de
sensações térmicas não correspondentes à realidade, uma vez que não considera algumas
características individuais das pessoas analisadas ao correlacionar os processos físicos de
transferência de calor com um processo subjetivo das pessoas, que são suas sensações. As
variáveis incluídas no estudo de XAVIER (2000) foram referenciadas como relativas ao estilo
de vida, no que diz respeito a hábitos de atividades físicas, hábitos alimentares e nível de
estresse verificado pelas pessoas, além de idade, sexo e composição corporal, considerados
tão ou mais importantes do que os próprios mecanismos de troca de calor. Tal fato já foi
apontado também por outros pesquisadores, como AULICIEMS (1973), HUMPHREYS e
NICOL (1996), ARAÚJO (1996) e XAVIER E LAMBERTS (1999).
VERGARA, L.G. (2001) em sua dissertação de mestrado analisando as condições de
conforto térmico em trabalhadores da UTI (Unidade de Tratamento Intensivo) do Hospital
Universitário de Florianópolis, demonstrou que praticamente não houve correlação entre o
PMV calculado e as sensações térmicas relatadas pelos trabalhadores durante as medições, ou
seja, somente 3,54% das variações de sensações térmicas dos trabalhadores da UTI são
explicadas pelo modelo do PMV.
22
O modelo PMV/PPD baseia-se o princípio físico do balanço térmico entre o homem e o ambiente,
correlacionando as sensações térmicas das pessoas à carga térmica atuando sobre o corpo, a qual é definida
como sendo a diferença entre a produção interna de calor pelo corpo, através da taxa metabólica, e os
mecanismos de transferência de calor do corpo para o ambiente.
60
Por outro lado, a impossibilidade de se expressar a resposta humana ao ambiente
térmico em função de um simples fator ambiental, e na certeza de que cada um age
influenciado por diversos fatores, vários Índices Térmicos surgiram. Entre eles, GIVONI
(1976) cita o E.T. – “Effective Temperature Index”, proposto pela ASHRAE; o R.T. –
“Resultant Temperature”, proposto pelo francês Missenard; o P4S.R. – “Predicted Four Hours
Sweat Rate”, proposto pelo Centro de Pesquisa da Marinha Real da Inglaterra durante a II
Grande Guerra; o H.S.I. – “Heat Stress Index”, proposto pelos pesquisadores Belding e Hatch,
da Universidade de Pittsburg; e finalmente o I.T.S. – “Index Thermal Stress”.
3.3.3 Diagramas utilizados no estudo climático local
Ao ser abordada a temática da zona de conforto, procura-se traçar estratégias
bioclimáticas normativas através da aplicação da Bioclimatologia à Arquitetura calcadas em
estudos de cartas bioclimáticas que permitam identificar, a partir de uma análise climática
local, parâmetros para desenvolvimento de projetos arquitetônicos. GIVONI (1976) afirma
que, além de o clima em dada região ser determinado pela variação e inter-relação de diversos
elementos, os principais fatores climáticos a serem considerados para se dotar uma edificação
e seus ocupantes de conforto térmico são: radiação solar, radiação de onda longa emitida da
Terra para a atmosfera, temperatura do ar, velocidade do ar, umidade relativa e precipitação
(chuva, neve, etc), considerando-se que a manutenção do equilíbrio térmico entre o corpo
humano e seu ambiente é um dos principais requisitos para a saúde, o bem estar
(produtividade) e o conforto.
Na década de 60, os irmãos Olgyay fizeram uso da Bioclimatologia na Arquitetura
levando em consideração os princípios do conforto térmico humano. Givoni desenvolveu um
diagrama bioclimático que propunha estratégias de adaptação da Arquitetura ao clima
(LAMBERTS et al, 1997). Entre esses dois sistemas há duas diferenças básicas: a) o sistema
de Olgyay é desenhado entre dois eixos, sendo o vertical das temperaturas e o horizontal das
umidades relativas, enquanto que o de Givoni é traçado sobre uma carta psicométrica
convencional; e b) o sistema de Givoni se baseia em temperaturas internas do edifício obtidas
por projeção, enquanto que o de Olgyay só se aplica para a condições externas. Ambos os
sistemas apresentam alternativas para dilatar a zona de conforto através da adoção de
estratégias arquitetônicas para alterar a sensação do clima interno em estudo (BARBOSA,
1997). De acordo com GIVONI (1992) o clima interno em edifícios não condicionados reage
61
mais à variação do clima externo e a experiência de uso dos habitantes dos mesmos. Pessoas
que moram em edifícios sem condicionamento e naturalmente ventilados aceitam usualmente
uma grande variação de temperatura e velocidade do ar como situação normal. Assim Givoni
concebeu uma carta bioclimática adequada para países em desenvolvimento, expandindo os
limites máximos de conforto expressos em sua carta anterior. Foi adaptada uma carta
bioclimática a partir da sugerida por GIVONI (1992), para a Norma Brasileira de
Desempenho Térmico em Edificações, Parte 3: Zoneamento Bioclimático Brasileiro e
Diretrizes para Habitações Unifamiliares de Interesse Social (RORIZ et al, 1999).
Após analisadas diversas cartas bioclimáticas por BOGO et al.(1994) e adotado-se a
proposta por GIVONI (1976) para paises em desenvolvimento, na seqüência, o
NPC/LABEEE/ ECV/UFSC desenvolveu um programa computacional denominado
ANALYSIS BIO (UFSC, Labee), para utilização das recomendações e estratégias
bioclimáticas, visando adequar a arquitetura do clima local, relacionando variáveis como a
temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo úmido, umidade relativa e especifica,
entalpia, ponto de orvalho, volume especifico e pressão de vapor.
Figura 8: Carta Bioclimática com TRY de Curitiba
Fonte: Dados climáticos para projeto e avaliação energética de edificações para 14 cidades brasileiras- UFSC
62
3.3.4 Variáveis arquitetônicas
A evolução do desempenho dos ambientes edificados nos últimos vinte anos não
acompanhou a verdadeira revolução de outras áreas da produção humana Muitas casas,
escritórios, escolas e outros prédios aonde as pessoas passam 90% de seu tempo, não tem um
desempenho melhor do que aqueles construídos pela geração passada. De fato, a noção de que
uma edificação deva ter um alto desempenho é nova para muitos, apesar de a maior parte do
ambiente construído a nível global ter um custo real que pode ser mensurado a nível de
poluição ambiental, dólares, e da qualidade de vida da população.
A industria da construção civil produziu inovações fantásticas em certos produtos
específicos, tecnologias, materiais, ferramentas de projeto e métodos construtivos. É fácil citar
sistemas de aquecimento/ refrigeração super eficientes, controles de iluminação, painéis
fotovoltaicos que substituem as telhas, vasos sanitários de vazão reduzida, sistemas de
automação predial. Infelizmente, porém, a maior parte das edificações recentes não integra
estes progressos para obter um todo que seja maior do que a soma de suas partes. As
edificações deveriam ser melhores para nós, para o meio ambiente, e para a economia. E elas
serão melhores – existe o conhecimento e as ferramentas para tal – se os legisladores, os
programas federais, e os lideres da industria fizerem um esforço acordado para coordenar
programas e recursos na abordagem sistêmica da “Alta Qualidade Ambiental das
Edificações”.
Na realidade verifica-se que o primeiro passo para atingir a alta qualidade ambiental
é entender como a edificação interage com o meio ambiente ao seu redor, sobretudo no
aspecto térmico.
Milhões de pessoas que habitam em regiões metropolitanas estão sujeitas ao efeito
das ilhas de calor, que faz com que as temperaturas nas cidades cheguem a ser de 1° a 6º C
mais quentes do que em áreas rurais vizinhas. Esta elevação de temperatura pode causar
impactos nestas comunidades pelo aumento da demanda de energia de pico, custos de ar-
condicionado, perda de produtividade, níveis de poluição do ar e doenças causadas pelo calor.
Este fenômeno se forma à medida que as cidades substituem a cobertura natural dos terrenos
por áreas pavimentadas, edifícios, e infra-estrutura (GRAY e FINSTER, 2000). Estas
63
modificações contribuem para a elevação da temperatura urbana de várias maneiras:
• a retirada de árvores e vegetação minimiza os efeitos de resfriamento natural que a
sombra e a evaporação da água do solo e das folhas proporcionam
(evapotranspiração);
• edifícios altos e ruas estreitas aquecem o ar preso entre eles e reduzem o fluxo de ar;
• calor e poluição produzidos por veículos, fabricas e ar condicionados aquecem seus
arredores, aumentando o efeito da ilha de calor.
Figura 9: Gráfico ilustrativo do efeito da ilha de calor.
Fonte: http://www.epa.gov/heatisland/about/index.html
Além destes fatores, a intensidade da ilha de calor depende do clima e do tempo na
área em estudo, inclusive da topografia e proximidade a corpos de água. A figura abaixo
mostra uma imagem térmica feita pelo satélite Lansat da NASA, da cidade de Nova York, em
14 de agosto de 2002, às 10:30hs. As localidades com as maiores temperaturas são vistas em
vermelho, e as em azul são as áreas com temperaturas mais amenas.
Figura 10: Imagem de satélite da cidade de New York.
Fonte: (http://www.physorg.com/news10374.html)
64
OLGYAY (1998) afirma que são muitas as características em um projeto de
arquitetura que afetam a edificação, pelo que indica quatro formas de interação da construção
com o seu meio ambiente:
• A efetiva exposição solar – dos elementos envidraçados ou opacos do envelope
(paredes e cobertura)
• O efetivo ganho de calor solar do edifício
• A taxa de ganho ou perda condutiva e convectiva de calor para o ar ambiente, e
• O potencial para ventilação natural e resfriamento passivo do edifício.
Afirma ainda que as principais características que afetam alguma ou todas dessas
interações do edifício com o meio ambiente são parte das estratégias solares passivas:
• Forma do edifício,
• Orientação e condições de sombreamento das janelas
• Orientação e cor das paredes
• Tamanho e localização das aberturas sob aspecto de ventilação
• Efeito da condição de ventilação da edificação na sua temperatura interna.
• Especificação dos materiais do envelope
Os resultados destas intervenções devem ser complementados, quando necessário,
com estratégias e tecnologias ativas – equipamentos para atingir os níveis adequados de
desempenho.
Como neste trabalho o foco está na arquitetura do clima tropical quente úmido, a
atenção será voltada a intervenções pertinentes a este tipo de clima. No verão existem
temperaturas altas aliadas a umidade relativa também muito alta. O primeiro ponto a ser dar
atenção para o arrefecimento passivo é MINIMIZAR a quantidade de calor transmitido para
dentro da edificação, assim como aquele que é gerado dentro dela. Após isto, caso
arrefecimento adicional seja necessário, deve-se estudar que tipo e qual a eficiência de
equipamento de condicionamento mecânico do ar a ser especificado.
O calor flui de espaços com temperaturas mais altas para os com temperatura mais
baixa, até atingir o equilíbrio. Induzido por diferenças de temperatura, a troca de calor ocorre
por condução, convecção e radiação. Condução é o movimento do calor dentro de uma
65
substância. Por exemplo, o metal é um excelente condutor de calor, fazendo com que
elementos da edificação feitos de metal, como portas, janelas, paredes, tetos e pisos sejam
áreas especialmente difíceis para controlar a transferência de calor. Convecção é a
movimentação do calor através de um fluido: prismas de elevador, cavidades de paredes não-
isoladas, e outros espaços verticais aonde o ar está em movimento e suscetível a transferência
de calor por convecção. Radiação é a movimentação do calor através de ondas
eletromagnéticas: objetos a temperaturas acima de zero absoluto irradiam calor. A única
maneira de alterar o fluxo de calor radiativo é com a inserção de um objeto que desvie ou
absorva o calor entre os objetos emissor e receptor.
As estratégias de projeto podem incluir vários tipos de isolamento térmico, variação
de formas, cores internas e externas, resfriamento evaporativo, ventilação natural e forçada,
especificação de envidraçamentos e janelas, tipos de coberturas e telhados, de fundações,
tipos de portas, paisagismo interno e externo, etc. É importante ressaltar que cada tipo de
clima requer estratégias diferentes e específicas.
3.3.4.1 Implantação/ Orientação/ Morfologia
No que se refere à disposição das edificações nos lotes urbanos, elas devem estar
dispostas de modo a permitir que a ventilação atinja todos os edifícios e possibilite a
ventilação cruzada nos seus interiores. Isto significa que o partido arquitetônico deve prever
construções alongadas no sentido perpendicular ao vento dominante, conforme a figura
abaixo.
Figura 11: vento urbano
66
Segundo POPOV, L.A. (2002) morfologia, do ponto de vista da percepção humana e
da teoria da arquitetura, pode ser descrita em termos de formato, forma, sólidos e vazios,
massa e espaço, e o layout de espaço e estruturas edificadas – e como isto afeta a relação da
edificação com o entorno e também as instalações mecânicas da construção.
Para Normam Foster, grande investigador da técnica associada à alta tecnologia e ao
uso da computação, a forma será o resultado de diversos condicionantes bioclimáticos,
buscando sempre alcançar o máximo aproveitamento da luz natural e a eficiência energética
(DI TRAPPANO E BASTOS, 2005). Para Ken Yeang, seus projetos não surgem
simplesmente de uma concepção solitária, mas a partir de uma total compreensão da ecologia
e de sistemas sustentáveis, que são os motivos geradores de suas formas (RICHARDS, I.,
2001).
Em sua dissertação de mestrado, BARROSO-KRAUSE (1989) identifica que na
região estudada da Baixada da Penha, no Rio de Janeiro, apesar de contar com ventos de
valores iniciais bastante altos, esta vantagem é praticamente anulada face à rugosidade de um
entorno extremamente mal elaborado. O estudo cuidadoso da implantação e envelope das
edificações em estudo, mostraram que os projetos produzidos mantiveram sempre
temperaturas medias de ocupação acima de 29ºC. Neste estudo comprovou também, que as
coberturas de menor inércia térmica apresentaram desempenho superior.
Quanto à radiação solar direta, devem-se proteger as aberturas nos períodos mais
quentes do dia. As mesmas janelas que fornecem uma bela vista, iluminação natural e
ventilação podem estar adicionando muito calor ao ambiente interno, e conseqüentemente
aumentando os gastos com condicionamento de ar. Para que uma janela seja eficiente do
ponto de vista energético, será necessário analisar a orientação das mesmas. As janelas serão
discutidas com mais detalhe no item 3.3.4.5 – por hora o importante é saber da necessidade da
determinação da posição do Sol para o local em questão, na época do ano em que se deseja
barrar seus raios diretos.
Não se pode esquecer porém que o uso da radiação solar no ambiente interno
(luz/calor) é apropriada em certos casos:
• ajuda o crescimento das plantas;
67
• iluminação natural, que oferece mais conforto e produtividade, dando dinamismo
ao espaço interno através de sua variação ao longo do dia;
• oferece um elo emocional e visual com o ambiente externo;
• propriedade germicida em relação a fungos;
Para fazer um controle eficiente da radiação solar é necessário saber a latitude do
local, que é o dado que vai fornecer as trajetórias aparentes do sol a qualquer hora de qualquer
dia de qualquer ano (azimute e altura solar). As áreas de sombra e de sol podem ser estudadas
com a ajuda de gráficos de trajetórias solares e um transferidor solar, que representam a
projeção, sobre um plano, das trajetórias aparentes sobre a abóbada celeste, para vários dias
do ano. Atualmente existem vários softwares para se estudar a insolação nas edificações,
como o Luz do Sol, Visual DOE, o ECOTEC e o The Sun Tool.
3.3.4.2 Ventilação Natural
A ventilação natural é recomendada como estratégia bioclimática e de baixo custo
energético para o trópico quente e úmido, para proporcionar o conforto térmico nos edifícios,
segundo LAMBERTS et al (1998), MASCARÓ, L. (1991) e OLGYAY(1998). Devido à alta
umidade noturna e à baixa amplitude térmica, características deste clima, GUYTON (1998) e
RIVERO, R. (1985) afirmam que a ventilação natural sobre a pele do individuo passa a ser a
melhor opção para acelerar a evaporação e facilitar as perdas por convecção e com isto
garantir o equilíbrio térmico.
Segundo FROTA E SCHIFFER (2003), como a variação de temperatura noturna não
é tão significativa neste clima a ponto de causar sensação de frio, mas o suficiente para
provocar alivio térmico, a ventilação noturna é bastante desejável. Devem-se prever então
aberturas suficientemente grandes para permitir a ventilação nas horas do dia em que a
temperatura externa está mais baixa do que a interna. Do mesmo modo, deve-se proteger as
aberturas da radiação solar direta, mas não fazer destas proteções obstáculos aos ventos.
Segundo BROWN e DEKAY (2001), a velocidade com que o ar atravessa um
cômodo, levando consigo o calor, é uma função das áreas de entrada e saída do ar, da
velocidade do vento, e da direção do vento relativamente às aberturas. A quantidade de calor
68
removida pela corrente de ar depende da diferença entre as temperaturas interna e externa da
edificação. Ao passar pela edificação, a corrente de ar causa zonas de pressão mais alta do
lado de barlavento
23
, e zonas de pressão mais baixa do lado de sotavento
24
do edifício. De
acordo com MELARAGNO (1982), a ventilação cruzada mais eficiente ocorre quando as
aberturas de entrada do ar estão na zona de barlavento, e as de saída do ar na zona de
sotavento. A taxa de fluxo de ar depende da diferença de pressão entre a entrada e a saída de
ar.
A figura abaixo mostra o efeito do terreno no perfil da velocidade do vento.
Figura 12: Influencia do perfil urbano na velocidade do vento
Fonte: BRONW e DEKAY (2001)
3.3.4.3 Envelope
O envelope de uma edificação pode ser definido como a interface construtiva com o
exterior. Regula os três tipos de trocas de calor para auxiliar no controle da temperatura
interna da mesma, ao responder às variáveis externas (temperatura do ar, albedo, radiação
direta, etc), e variáveis internas (carga térmica dos ocupantes, iluminação, equipamentos, etc).
Estratégias de especificação deste envelope podem fazer com que os ocupantes controlem
estas trocas de calor, permitindo que mais ou menos calor flua de e para o ambiente externo
conforme as condições de conforto assim o exijam. A definição do envelope (paredes, janelas,
23
Barlavento: lado de onde vem o vento, ou lado exposto ao vento.
24
Sotavento: lado contrário de onde vem o vento, ou lado protegido do vento.
69
portas, telhados, forros e pisos) será um fator determinante na quantidade de energia que a
edificação irá gastar na sua operação. Os impactos ambientais de ciclo de vida e custos
energéticos associados com a produção e transporte dos diferentes tipos de materiais do
envelope também variam muito e devem ser cuidadosamente considerados.
No clima tropical quente úmido, as construções (especialmente as com uso noturno,
como as residenciais) não devem ter uma inércia muito grande, pois isto dificulta a retirada do
calor interno armazenado durante o dia pelo envelope, prejudicando o resfriamento da
edificação quando a temperatura externa noturna está mais baixa que a interna. As
recomendações usuais prevêem uma inércia de média a leve, porém prestando atenção para
que as vedações sejam estanques e também que contenham algum material isolante, para
impedir que grande parte do calor da radiação solar recebido pelas vedações atravesse a
edificação e gere calor interno em demasia. O mesmo se aplica à cobertura, que pode ter
espaços de ar ventilados, que tem como característica retirar o calor que atravessa as telhas e
que, deste modo, não penetrará nos ambientes.,
A grande causa de desconforto térmico no verão neste clima são as altas taxas de
umidade e temperaturas externas elevadas. Em geral, sem uma amplitude térmica mínima ou
um aproveitamento correto dos ventos disponíveis, é praticamente impossível conseguir-se
naturalmente uma situação de conforto na edificação.
A EPA (Environmental Protection Agency) dos Estados Unidos, estima que a
demanda anual de energia para ar condicionado seja de quase 1/6 da energia total gerada. A
especificação cuidadosa de materiais de construção e seus respectivos albedos pode ter um
efeito significativo no ganho de calor de superfícies, assim como nas temperaturas do ar
ambiente, que por sua vez podem reduzir a demanda por ar-condicionado. Novos estudos
indicam que superfícies reflexivas, especialmente as utilizadas em coberturas, podem ajudar a
reduzir a demanda por resfriamento de 10 a 15%. Isto pode resultar em economia de energia
de até 50%. Vários tipos de membranas reflexivas de cobertura foram testadas no programa
ENERGY STAR
25
para estimular a eficiência energética. Elas são geralmente de cor clara.
Hashem Akbari, do Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) testou e avaliou a
25
Programa Energy Star: programa criado e mantido pelo governo americano para ajudar empresas e indivíduos
a proteger o meio ambiente através de melhor eficiência energética, etiquetando equipamentos e serviços.
70
performance de membranas reflexivas de cobertura, em uma loja de aproximadamente
10.000m2 em Austin, Texas. A energia utilizada para o ar condicionado foi medida antes e
depois da instalação da membrana reflexiva. No teste, a instalação reduziu a temperatura
média da superfície da cobertura de 76ºC para 52ºC, uma diferença de 24ºC. O relatório final
indica que o uso total da energia para ar condicionado foi reduzida em 11% e a demanda no
horário de pico caiu em 14% (AKBARI, H et al, 1998).
A especificação do envelope pode requerer alguns entre os vários tipos de proteção
solar, que incluem pérgulas, toldos, cobogós, venezianas, vegetação, marquises, etc. As
proteções móveis são mais caras, porém podem oferecer proteção variável de acordo com o
período do dia e do ano, conforme figuras abaixo.
Figura 13: Brise soleil móvel em estrutura metálica e tecido, Biblioteca Municipal de Christchurch, NZ
Foto: Alexandra Lichtenberg
Além das vantagens como sistema de resfriamento passivo, a proteção solar é um dos
recursos de conforto térmico que interferem no volume externo da arquitetura. Assim, ao
especificar um brise, o arquiteto estará tomando partido também de decisões plásticas.
A proteção solar também influenciará a qualidade e a quantidade de luz natural que
passa ao interior da edificação. Jean Nouvel concebeu, no Instituto do Mundo Árabe um tipo
de brise que controla automaticamente a intensidade de luz solar no interior. Em forma de
diafragmas e movidos por sensores de luz, estes brises compõem um interessante efeito de
“tapeçaria” na fachada do edifício, em referencia conceitual ao mundo árabe, conforme
mostram as figuras abaixo (REVISTA PROJETO, 1989).
71
Figura 14: Brise do Instituto do Mundo Árabe, fechado e aberto
O formato e o tipo de construção influenciam muito em quanto do clima e das cargas
térmicas internas são traduzidas em exigências de aquecimento ou refrigeração.
3.3.4.4 Telhados Verdes
Segundo BARROSO-KRAUSE (1998), as lajes com cobertura vegetal - ou naturadas
- permitem associar benefícios térmicos a ambientais, na medida que transformam superfícies
impermeáveis em interativas com o entorno, reduzindo desde a temperatura de superfície das
próprias coberturas às do meio circundante. Como complemento, de acordo com BROWN e
DeKAY (2001), e sem ocupação adicional do tecido urbano, ajudam na construção de um
microclima mais favorável, pelo efeito de fotossíntese e evapotranspiração, estando na direção
das novas diretivas municipais, no tocante a retenção das águas pluviais urbanas.
Figura 15: Residências típicas norueguesas.
Folksmuseum, Oslo, Noruega
Foto: Alexandra Lichtenberg
Figura 16: Telhado verde em residência em
Griffenhagen, Alemanha
Fonte: Gernot Minke
72
Figura 17: Telhado verde em residência em Pedra Azul, ES
O uso de telhados verdes vem de longa data, provavelmente dos lendários Jardins
Suspensos da Babilônia, sendo extensivamente empregados por muitos séculos nos países
nórdicos e no Alaska para evitar que o frio penetrasse na edificação durante o inverno, e o
calor retido no interior pudesse escapar.
No período de 1998 a 2002, a Alemanha conseguiu implantar 1 milhão de metros
quadrados de telhados verdes. Isto foi possível graças às leis e a um sistema de planejamento
que dá a cada estado a liberdade de planejar suas próprias leis; o governo federal apenas dá as
diretrizes destinadas a manter a consistência dos programas entre os todos os Estados. O
Decreto Federal de Proteção à Natureza, o Código de Obras Federal e os Códigos Estaduais
de Proteção à Natureza incorporam regulamentações quanto a intervenções e intrusões. Isto
quer dizer que o responsável por uma intervenção ou uma intrusão no ambiente natural deve
evitar causar qualquer dano desnecessário ao paisagismo e à natureza locais, e deve
compensações por qualquer dano inevitável através de medidas de atenuação e substituição. A
instalação de telhados verdes é uma destas medidas. Na cidade de Stuttgart, em áreas urbanas
de renovação prioritária, 30% do valor dos materiais e da construção de telhados verdes é
paga pelo governo, e 20% dos custos de manutenção também. Além do apoio financeiro, o
governo fornece consultoria técnica gratuita (STENDER, 2002).
Telhados verdes representam uma abordagem única e fora do comum para aumentar
o desempenho energético de edificações através de sombreamento, isolamento térmico,
evapotranspiração e massa térmica. Os beneficios diretos mensuráveis são menores
temperaturas na superfície da cobertura e redução da troca de calor através da mesma, o que
reduz o uso de ar-condicionado em horários de pico e a demanda por energia. Estas
73
propriedades de economia de energia são diferentes no inverno e no verão em climas frios. No
verão, um telhado verde forma uma camada protetora sobre a camada de impermeabilização,
protegendo a mesma da radiação direta de raios ultra-violeta. As plantas no telhado verde
evitam que a superfície da cobertura absorva a energia da radiação solar. Isto tem um impacto
imediato na temperatura interna do ar nos ambientes abaixo da cobertura verde, reduzindo a
demanda por condicionamento de ar. A evapotranspiração ajuda a reduzir a temperatura do ar
no nível da cobertura, o que tem um impacto significativo na atenuação do efeito de ilha de
calor.
O efeito dos telhados verdes no combate às enchentes ficha melhor explicitado na
análise do gráfico abaixo, que mostra o runoff
26
de uma área antes de ser construída, e o
runoff da mesma área após a construção. O volume do runoff após a área estar construída é
mais do que o dobro do que quando a área estava virgem, ainda notando-se que o pico do
volume na área construída se dá após uma hora de chuva, enquanto que na área livre se dá
apenas após quase duas horas (JARRET, 2005).
Gráfico 6: Vazão de runoff em área livre x área construída
O gráfico abaixo mostra a diminuição do fluxo da água de chuva nos prédios do
grupo de pesquisas em Lajes Verdes da Universidade da Filadélfia (Penn State), monitorado
no período de 31 de maio a 1 de junho de 2003.
26
Runoff: O volume de água de chuva que pode ser aproveitado não é o mesmo que o precipitado. Usa-se um
coeficiente de escoamento superficial chamado de coeficiente de runoff, que é o quociente entre a água que
escoa superficialmente (runoff) pelo total da água precipitada. Esta perda de água de chuva é devida à limpeza
do telhado, perda por evaporação, perdas na autolimpeza e outras.
74
Gráfico 7: Runoff acumulado
Fonte: Penn State Green Roof Research Group
O gráfico abaixo mostra o runoff x as capacidades de retenção de água em telhados
verdes extensivos com profundidades de 1 polegada, 2,5 polegadas e 4 polegadas. A primeira
barra representa o solo com cobertura de vegetação de 1 polegada sobre uma camada de
drenagem de 2 polegadas. Este telhado verde consegue reter uma média de 58% da
precipitação anual. A segunda barra representa o solo com cobertura vegetal de 2,5 polegada,
que consegue reter uma média de 67% da precipitação anual. A terceira representa uma
camada de solo com cobertura vegetal de 4 polegadas, que retém uma média de 71% da
precipitação anual (DÜRR, A, 1995).
Gráfico 8: Runoff x Capacidade de retenção de água em diferentes profundidades de solo
Fonte: ( A. Dürr, 1995)
O telhado do edifício de 12 andares da Prefeitura de Chicago foi reformado para
receber um jardim de 2.200m
2
, deixando os restantes 1.680m
2
do telhado apenas com a
impermeabilização asfáltica para poder fazer o estudo comparativo. O objetivo principal desta
reforma, que foi completada em 2001, foi demonstrar que os telhados verdes ajudam a reduzir
a temperatura do ar na cidade. Durante a elaboração do projeto, foram feitas simulações de
75
consumo de energia para prever os benefícios ambientais da instalação de uma laje verde no
prédio da Prefeitura, e em todos os outros prédios da cidade, que juntos somam
aproximadamente 30% da área da superfície da cidade. A simulação estimou que a Prefeitura
pode economizar U$ 4.000,00 em custos de energia, com a redução da demanda por ar
condicionado e aquecimento. A modelagem também estimou que a cidade inteira poderia
reduzir sua demanda de energia em até 720 MW, economizando U$100.000.000,00, se todos
os edifícios da cidade fossem cobertos por lajes verdes. A demanda reduzida de energia
poderia também resultar em um redução de emissões da ordem de 460 ton de NOx e 570 ton
de SO2 por ano (LABERGE, K., 2003). Os resultados finais da pesquisa ainda não foram
divulgados para o público.
Figura 18: Telhado verde da Prefeitura de Chicago, EUA
Figura 19: Planta baixa do telhado verde da prefeitura de Chicago (parte não ajardinada ao centro)
Segundo pesquisa feita em Ottawa pelo National Research Council do Canadá, e
publicado pelo Federal Energy Management Program (TANNER, S., 2004), do DOE-USA, as
76
medições do fluxo de calor mostram que a demanda média diária de energia para o telhado
verde foi significativamente menor do que para o telhado de referencia na primavera e no
verão, conforme gráfico abaixo.
Figura 20: telhado verde e telhado de referencia em pesquisa em Ottawa, Ca.
Fonte: National Research Council of Canada
Durante os 660 dias de monitoramento, a temperatura do telhado verde estudado
excedeu os 30ºC apenas em 18 dias, ou 3% do tempo. A temperatura do ar ambiente excedeu
os 30ºC em 63 dias, ou 10% do tempo. A temperatura do telhado de referencia (laje
impermeabilizada com manta asfáltica coberta com pedriscos cinza-claro) foi
significativamente mais alta durante o mesmo período, subindo para mais de 50°C em mais de
219 dias, ou 33% do tempo, conforme mostrado na tabela abaixo.
Gráfico 9: Fluxo de calor médio diário através de telhados – Verde e de Referencia.
Fonte: National Research Council of Canada
77
Runoff-G e Runoff-R representam o runoff medido nas seções da cobertura com e sem o jardim,
respectivamente.
Gráfico 10: Chuva e Runoff medidos na edificação em Ottawa (Abril 2002- Setembro 2002)
Fonte: National Research Council of Canada
Pode-se notar analisando o gráfico 10 que a quantidade de água de chuva que
“sobra” após a sua passagem pela laje verde é bastante pequeno se comparado à laje comum.
Tabela 10: Temperaturas máximas diárias das coberturas – Verde e Referencia – durante o
período de observação de 660 dias.
Fonte: National Research Council of Canada
Nesta pesquisa de campo, os dados mostram que o telhado verde reduziu
significativamente o fluxo de calor através da cobertura. Também reduziu a demanda média
de energia para condicionamento de ar em 75% no período de verão.
DÜRR, A. (1995) mostra, em seu livro, as variações de temperatura em dois tipos de
telhados. Nos gráficos abaixo, no da esquerda, a seta mostra a flutuação máxima de
temperatura de até 60ºC, em uma cobertura plana típica, em um único dia, e de até 100ºC
durante o ano. O gráfico da direita mostra uma flutuação de temperatura significativamente
78
menor em uma laje verde. A camada verde protetora modera os extremos de temperatura e
protege a membrana impermeabilizante do telhado do envelhecimento acelerado provocado
pela radiação UV.
Gráfico 11: Flutuações máximas de temperatura em telhado convencional e em telhado verde
(Fonte: A. Dürr, 1995)
Resumindo, os telhados verdes oferecem uma gama de benefícios:
• Sombreamento da cobertura e resfriamento da temperatura do ar ambiente no verão
• Proteção da cobertura do vento e evitar trocas de calor no inverno
• Absorver, filtrar, reter e armazenar precipitações
• Reduzir a temperatura e o runoff
• Minimizar o impacto de superfícies impermeáveis nas bacias hidrográficas
• Extender a vida útil das membranas da cobertura
• Aumentar a área verde do local e o habitat para animais
• Melhorar a estética das cidades
• Melhorar a qualidade do ar
• Seqüestrar dióxido de carbono
• Reduzir o barulho do tráfego através da absorção do ruído pela camada de solo
• Mitigar enchentes em certas regiões
• Reduzir o runoff e a necessidade de expansão da infra-estrutura de captação de
águas pluviais da cidade
Como desvantagens citam-se:
• custo inicial mais alto por conta do material adicional necessário e a estrutura
79
mais reforçada para suportar a carga extra
• mais gastos com manutenção por conta do cuidado com as plantas
• maior dificuldade em detectar vazamentos, caso haja algum problema com a
impermeabilização
• O sistema de impermeabilização precisa estar protegido das raízes das plantas
• Não funcionam bem em telhados com muita inclinação (máximo 45°).
3.3.4.5 Janelas
As janelas e aberturas em geral vêm despertando, nos últimos anos grande
preocupação quanto à sua influencia no consumo geral de energia da edificação. Estes
elementos podem influenciar diretamente tanto no desempenho como no dimensionamento de
sistemas de iluminação e condicionamento de ar.
Relacionado ao desempenho térmico, ARASTEH, D. et al (1996) mencionam que as
janelas podem atuar como filtros de energia entre o espaço interno e o externo, exercendo um
papel decisivo no consumo de energia, sendo elementos fundamentais para um bom projeto
arquitetônico. A instalação e utilização apropriada dos componentes das aberturas podem
reduzir o consumo da edificação; por outro lado o uso incorreto das mesmas pode causar
desastrosos efeitos sobre o uso da energia e o conforto ambiental. As janelas são responsáveis
pelo aumento indesejado das perdas e ganhos de calor entre a edificação e o ambiente externo,
e isto tem estimulado as pesquisas em nível internacional visando melhorar os sistemas de
aberturas.
Existem vários fatores específicos de cada local e edificação que irão influenciar os
ganhos solares através das janelas. As estimativas e simulações baseadas em ganhos solares
em dias claros devem levá-las em consideração:
• latitude do local
• altitude e azimute solar para cada hora do dia e ano
• visibilidade atmosférica
• sombreamento (e/ou refletância) de objetos externos
• tamanho, orientação e inclinação da janela
• propriedades do envidraçamento: espessura, refletância e absorção
80
• absorção do ambiente interno
No verão, a radiação solar direta atinge pessoas e superfícies internas, criando
superaquecimento e desconforto. Janelas com Coeficiente de Ganho Solar (CGS
27
ou SHGC
em inglês) baixo irão reduzir a radiação solar penetrando através do vidro, e o desconforto
associado, mas ainda fornecendo iluminação natural suficiente além da vista. A figura abaixo
mostra o quanto de desconforto pode ser causado no interior de um cômodo devido à ação da
radiação solar direta e a ação do vidro aquecido.
S
Figura 21: Ação do vidro especial no controle da insolação
(Source: Lawrence Berkeley National Laboratory - Lyons and Arasteh).
Com relação à qualidade da radiação solar transmitida para o ambiente interno, sabe-
se que, da radiação solar total incidente no vidro, uma parcela é absorvida, outra refletida e a
restante, maior, transmitida diretamente ao ambiente interno, conforme figura abaixo. As
proporções correspondentes às energias absorvida, refletida e transmitida variam de acordo
com o comprimento da onda incidente, além de estarem também relacionadas com a
espessura, o índice de refração do vidro e o ângulo de incidência da radiação incidente. Pode-
se dizer, portanto, que cada tipo de vidro possui, para cada uma das faixas do espectro solar,
diferentes transmitâncias. Um vidro ideal seria, dentro do conceito da eficiência energética e
de acordo com os efeitos físicos e biológicos relativos a cada faixa do espectro solar, aquele
que tivesse uma alta transmissão da radiação visível e baixa transmissão do ultravioleta e
infravermelho.
27
CGS: fração da radiação solar incidente que é admitida através da janela, sendo expresso em um número entre
0 e 1
81
Figura 22: Comportamento da radiação solar nos vidros
Fonte: Saint Gobain
Figura 23: Ilustração dos principais comprimentos de onda e freqüências no espectro
eletromagnético
Fonte: Fenestration Solar Gain Analysis – Florida Solar Energy Center
O vidro se caracteriza por seu comportamento específico em relação à radiação solar,
ou de onda curta: transmitida pelos vidros, ela penetra nos ambientes e é absorvida pelas
superfícies internas, provocando elevação de sua temperatura e a conseqüente emissão de
radiação de onda longa, para a qual o vidro é opaco. Esse resultado, conhecido como efeito
estufa, implica diretamente significativo acúmulo de densidade de energia térmica no interior
das edificações.
Além das informações sobre a transmissão espectral dos materiais transparentes à
82
radiação solar, é fundamental conhecer seu comportamento em relação à radiação de onda
longa. O infravermelho longínquo varia de 5 000 a 106 nm (Ansi/IES, 1986), porém a região
correspondente ao infravermelho ambiente vai de 7 000 a 13 000 nm. Essa é, portanto, a área
de interesse para o estudo do desempenho térmico das edificações. Sabe-se que o vidro é
opaco à radiação de onda longa.
Nos Estados Unidos, a performance térmica de janelas é ratificada pela “National
Fenestration Rating Council” (NFRC). Os índices a serem considerados são:
U-factor: medida da taxa de fluxo de calor através da janela (é
o inverso do R-value – resistência ao fluxo de calor - , que é a
medida do valor de isolamento térmico da janela). Quanto
menor o U-factor, maior a resistencia da janela ao fluxo de
calor – perda de calor interno do ambiente.
AL (Air leackage) – Vazamentos de ar: ganho e perda de calor
ocorrem através de infiltrações através de fissuras na janela. É
expresso em m3 de ar/m2 de janela. Quanto menor o L, menos ar
irá passar através das fissuras. Não é um fator tão importante
quanto o U-factor ou o SHGC.
SHGC (solar gain heat coefficient) – Coeficiente de ganho de
calor solar: é a fração da radiação solar incidente que é admitida
através da janela, sendo expresso em um número entre 0 e 1.
Quanto menor o SHGC de uma janela, menos calor solar ela
transmite. È a propriedade mais importante em climas quentes,
devendo ficar abaixo de 0,40 segundo a NFRC
1
.
83
Visible Transmittance (VT) – Transmissão de luz: é uma
propriedade ótica que indica a quantidade de luz visível
transmitida. Segundo as normas do NFRC inclui a moldura da
janela também, que não transmite luz alguma. É um valor que
varia entre 0 e 1, mas a maioria dos valores estão entre 0,3 e 0,8.
Quanto maior o VT, mais luz é transmitida. Um VT alto é
desejável para maximizar o uso da luz natural.
Na tabela 12 abaixo, do fabricante Guardian de vidros especiais para controle solar,
presente no Brasil, encontramos os indicadores descritos acima para auxilio na especificação
dos mesmos.
No parecer da autora, estas indicações de performance com testes realizados
direcionados ao mercado de controle solar em climas temperados não podem ser utilizados
para clima tropical quente úmido. Isto será melhor descrito no Capitulo 5, sub-ítem 5.8.4. Fica
claro que para o clima tropical quente úmido, aonde a incidência de altas temperaturas e
umidade relativa do ar predominam, o desempenho de vidros especiais ainda deixa a desejar
quanto ao alcance do conforto térmico desejável, sem o efetivo sombreamento dos mesmos,
ou sem a interferência de equipamentos de condicionamento de ar.
A grande dificuldade está em se conseguir especificar o tipo correto de vidro e
esquadria, de acordo com o clima local. A falta de pesquisas e dados sobre materiais de
construção no Brasil faz com que arquitetos e engenheiros utilizem tabelas de dados
estrangeiros, que levam a avaliações incorretas das possíveis performances de tais elementos.
84
Tabela 11: Performance de vidros especiais Guardian
NOTES:
• Os valores de performance são nominais e sujeitos a variações devido a tolerancias operacionais.
• Os dados de performance da Guardian são calculados de acordo com o programa de análise Windows 5.2 do LBNL
utilizando uma massa de ar de 1.5. O revestimento é na superfície #2 (que faceia o ambiente interno) a não ser que esteja
especificado diferente.
• Os revestimentos do Guardian Sun-Guard e de alguns Low-E podem ser laminados e também estão disponíveis em outras
espessuras de vidro além de 6mm, o que pode resultar em valores diferentes de performance dos mostrados acima. Alguma
mudança na cor pode ser notada depois da laminação.
• Os produtos Sun-Guard não são projetados para serem utilizados na superfície #1 (que faceia o ambiente externo).
• Uma leve alteração na reflexão da luz visivel pode ser notada após tratamento com calor.
• As cores de vidro mostradas são apenas para referencia e não representam a cor real do vidro.
• A Guardian recomenda eliminação de arestas para todos os revestimentos Low-E.
85
4. RACIONALIZAÇÃO DO USO DA ÁGUA E DO SISTEMA DE SANEAMENTO
URBANO
Ainda neste século, a água doce será o recurso natural mais disputado no mundo.
O consumo mundial de água cresceu mais de 6 vezes entre 1990 e 1995 – mais do que o
dobro da taxa de crescimento da população, e continua a crescer rapidamente com a elevação
do consumo dos setores agrícola, industrial e residencial (WMO, 1997).
Para restabelecer o equilíbrio entre oferta e demanda de água e garantir a
sustentabilidade do desenvolvimento econômico e social, é necessário que métodos e sistemas
alternativos modernos sejam convenientemente desenvolvidos, difundidos e aplicados em
função de características de sistemas e centros de produção específicos. Nesse sentido, reúso,
reciclagem, gestão da demanda, eliminação de perdas e minimização da geração de efluentes
se constituem, em associação às práticas conservacionistas (racionalização do uso), nas
palavras-chave mais importantes em termos de gestão de recursos hídricos e de redução da
poluição.
A escassez de água tem sido intensificada nos países em desenvolvimento, e a
saúde humana gravemente afetada pela aceleração da contaminação de recursos de água
potável, especialmente em áreas de intensa urbanização. Eutrofização
28
, metais pesados,
acidificação, poluentes orgânicos, e outros efluentes tóxicos degradam os corpos hídricos de
áreas densamente povoadas do planeta. A poluição é ainda mais séria quando esta afeta os
recursos hídricos subterrâneos, onde a contaminação é lentamente diluída e as práticas de
despoluição são extremamente onerosas.
Analisando o gráfico abaixo, percebe-se que 97,50% da disponibilidade mundial
da água está nos oceanos (água salgada), ou seja, água imprópria para o consumo humano, a
não ser que seja realizado um processo de dessanilização, o que requer um investimento muito
28
A eutrofização é o crescimento excessivo das plantas aquáticas, tanto planctônicas quanto aderidas, a níveis
tais que sejam considerados como causadores de interferências com os usos desejáveis do corpo d’água; o
principal fator de estímulo é um nível excessivo de nutrientes
no corpo d’água, principalmente nitrogênio e
fósforo.
86
alto. Logo em seguida, 2,493% encontra-se em regiões polares ou subterrâneas (aqüíferos), de
difícil aproveitamento. Somente 0,007% da água disponível é própria para o consumo
humano, e está em rios, lagos e pântanos (água doce). Este 0,007% de água doce está dividido
conforme figura abaixo, sendo que apenas 8% é destinado ao uso individual (clubes,
residências, hospitais, escritórios, outros). A tendência para os próximos anos é um aumento
ainda maior no seu consumo, devido à demanda e ao crescimento populacional acentuado e
desordenado, principalmente nos grandes centros urbanos. Por isso, Programas de Uso
Racional da Água são realizados por todo o mundo, através de leis, orientações e
conscientização da população, e principalmente, tecnologia de ponta aplicada a aparelhos
hidráulicos sanitários.
Gráfico 12: Distribuição
Mundial de Água
Fonte: World Resources Institute,
ONU
Gráfico 13: Distribuição dos Recursos Hídricos, da Superfície e da
população – em % do total do Brasil
Fonte: Manual do consumo sustentável da água – MMA- SrH Brasília 2002
No gráfico 13 acima observa-se um grande desequilíbrio entre oferta e demanda no
Brasil. A região Sudeste, que possui maior população, tem o problema do abastecimento da
água acentuado pela poluição dos rios em conseqüência da atividade industrial, utilização de
insumos agrícolas, poluentes e despejos urbanos.
Em julho de 2000 surgiu no Brasil a ANA – Agencia Nacional de Águas – cuja
finalidade é implementar, em sua esfera de atribuições, a Política Nacional de Recursos
Hídricos, instituída pela Lei nº 9433 (de janeiro de 1997), conhecida também como "Lei das
Águas" - instrumento legal inspirado no modelo francês que permite a gestão participativa e
descentralizada dos recursos hídricos.
87
Gráfico 14: Retiradas e consumo por tipo de uso no Brasil (Fonte: ANA)
Gráfico 15: Demandas de Recursos Hídricos por região e uso final no Brasil
Fonte:
II Seminário –Gestão do Território e Manejo Integrado das Águas Urbanas: análisede experiências e capacitação de
agentes municipais. Recife, julho 2005. Gestão dos recursos hídricos e águas pluviais nas cidades Brasileiras. Oscar de
Moraes Cordeiro Neto (diretor Ana)
Os conflitos pelo uso da água envolvem seus usos distintos: irrigação, abastecimento
público, navegação, hidroeletricidade, abastecimento industrial, recreação e turismo,
saneamento, pesca e aqüicultura.
88
Até recentemente não se pagava pela água, apenas pelo serviço de distribuição.
Na verdade, porém, toda a sociedade paga quando o governo subsidia empresas estatais para
que tratem a água sem cobrar por ela. Quando não se paga pelo que se consome, o resultado
inevitável é o desperdício. Por isso, quando se fala em solucionar os problemas de água no
mundo, surge em primeiro lugar uma regra básica da economia: precificação. Significa que o
governo, que é o dono em última análise dos mananciais naturais de um país, deve cobrar
pelos recursos hídricos consumidos por seus cidadãos, revertendo o dinheiro para a cobertura
dos custos de tratamento da água e preservação dos ecossistemas ligados a ela. No
procedimento mais utilizado no mundo, o empresário paga duas vezes: pela água em si, e pela
licença para jogar os resíduos nos rios. Com isto ele é incentivado a gastar pouco, reciclar e
reutilizar, e a tratar ele próprio a água antes de devolvê-la à natureza.
Cabe aqui uma ressalva sobre as águas subterrâneas, que são consideradas pela
legislação vigente parte integrante e indissociável do ciclo hidrológico (Fig. abaixo). A
exploração inadequada dessas águas pode resultar na alteração indesejável de sua quantidade
e qualidade. A exploração e utilização de águas subterrâneas é permitida e regulamentada.
Apesar dos custos iniciais de perfuração dos poços em muitos casos não serem significativos,
outros custos devem ser considerados, como os relativos à gestão da qualidade e quantidade
dessa água e os custos de energia (ANA el al, 2005).
Além disso, com a lei da cobrança pelo uso, a aparente economia em muitas
situações será eliminada, uma vez que farão parte da formulação dos preços os volumes
captados e consumidos, além dos aspectos qualitativos dos efluentes gerados.
Dentre os agentes de contaminação das águas subterrâneas no Brasil, destacam-se:
• série nitrogenada;
• inorgânicos não-metálicos, (fósforo, selênio, nitrogênio, enxofre e flúor);
• metais tóxicos, (mercúrio, cromo, cádmio, chumbo e zinco);
• compostos orgânicos sintéticos do grupo BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno
e xileno, compostos aromáticos, fenóis, organoclorados voláteis diversos);
• compostos mais densos do que a água, DNAPLs – Dense Non Aqueous Phase
Liquids, ou menos densos do que a água, LNAPLs – Light Non Aqueous Phase
Liquids.
89
Figura 24: Ciclo Hidrológico
Fonte: UNEP
29
No caso do uso deste tipo de fonte de abastecimento, o empreendimento ou
edifício passa a ser “produtor de água”, e como tal, deve ter os seguintes cuidados:
• atendimento à legislação – outorga pelo uso;
• tratamento adequado da água captada para garantia das características
necessárias ao uso a que será destinada;
• existência de um sistema de gestão e monitoramento contínuo da qualidade e
quantidade.
Enquanto nos países desenvolvidos o uso cada vez mais eficiente da gota de
água disponível tem sido a alternativa mais plausível para superar períodos de escassez
relativa ou das demandas futuras crescentes de água, perdura no mundo subdesenvolvido a
idéia de aumentar a oferta de água como única solução
30
. Na indústria, assim como nos
29
UNEP: United States Environmental Program
30
Segundo Antonio Marsiglia (diretor de produção e tecnologia da SABESP, para fazer um quilo de pão gasta-
se 1m
3
de água; o boi para chegar na fase de abate (com dois anos e meio a três anos) consome 100 mil litros de
água. Evidentemente não é o boi que consome esta água, mas a irrigação do capim, etc.
90
edifícios comerciais e residenciais é possível – e já corrente - a gestão mais econômica de
utilização da água através da recirculação ou reuso
31
.
Já a progressão da demanda mundial de alimentos tem efeito direto no aumento
do uso da água no setor agrícola. Atualmente, a agricultura é responsável por cerca de 70% do
consumo mundial de água. O crescimento das áreas de lavoura irrigada será responsável pela
maior parcela de acréscimo de consumo neste setor nos próximos 25 anos. Muito do aumento
projetado na demanda de água ocorrerá nos países em desenvolvimento, onde o crescimento
populacional aliado à expansão industrial e agrícola será ainda maior. Todavia, o consumo per
capita continuará a ser muito mais elevado nos países industrializados
(WMO, 1997).
Com o crescimento populacional, a humanidade se vê compelida a usar a maior
quantidade possível de solo agricultável, o que vem impulsionando o uso da irrigação, não só
para complementar as necessidades hídricas das regiões úmidas, como para tornar produtivas
as áreas áridas e semi-áridas do globo, que constituem cerca de 55% de sua área continental
total. Atualmente, mais de 50% da população mundial depende de produtos irrigados
(WMO,
1997).
O uso da água para irrigação compete com o uso para geração de eletricidade,
caso a tomada seja feita a montante da usina hidrelétrica. Há usos complementares, como a
produção de energia e o controle de enchentes; há usos que competem entre si, como o
abastecimento público e a diluição de dejetos; há usos que podem ser, ao mesmo tempo,
complementares e competitivos, como a irrigação e a geração de energia elétrica que irá
mover as bombas dos sistemas de irrigação. Portanto, a eficiência na alocação dos recursos
hídricos requer que todas as possibilidades de seu aproveitamento sejam tratadas
conjuntamente, sendo raros os casos em que determinada opção de uso pode ser vista de
forma isolada.
31
Em uma montadora da Volkswagen, localizada em Taubaté, ao longo da linha de montagem, cada carro
consome em média 6 mil litros de água (são fabricados 1050 carros por dia). A água utilizada era lançada, por
canal, em um dos afluentes da bacia do Paraíba do Sul. Recentemente, em 2003, foi construída uma usina de
reciclagem de água, a maior da América Latina. A usina recebe efluentes da industria, trata esta água e a re-
envia de volta para a produção, em uma média de 130m
3
por hora (TRIGUEIRO, A, 2005).
91
No contexto do saneamento urbano, a situação não é mais fácil. O Brasil ainda
desperdiça até 40% de água tratada, segundo dados do “Atlas de saneamento” do IBGE
(2004).
Além dos dados objetivos, a pesquisa apresenta um país desigual nos níveis
regionais e municipais. Quase metade dos municípios brasileiros não tem serviço de
esgotamento sanitário. De 1989 a 2000, o número de pessoas que têm acesso à rede de água
cresceu, mas também cresceu a distribuição de água sem tratamento: de 3,9% em 1989 para
7,2%.
Segundo o IBGE
32
, o Brasil precisaria investir, durante 20 anos, cerca de R$ 180
bilhões, ou R$ 9 bilhões por ano. O “Atlas” (IBGE, 2004) mostra que cerca de 20% dos
municípios enfrentaram, em 2000, racionamento constante ou ocasional de água potável.
No Brasil, segundo o Censo 2000, apenas 62,2% dos domicílios brasileiros são
atendidos pela rede de coleta de esgoto ou possuem fossa séptica. Ainda mais alarmante é a
informação de que apenas 12% do esgoto coletado é tratado, sendo o resto despejado nos rios
ou no mar sem nenhum tipo de tratamento. Este setor claramente carece de regulação federal,
que tem como primeiro objetivo assegurar o interesse público. Além de serem essenciais e de
utilidade pública, os serviços de saneamento constituem-se em atividade econômica,
organizada em regime de monopólios naturais. Portanto, com limitados estímulos à eficiência,
diferentemente do que ocorre com atividades competitivas. Dessa forma, na ausência da
competição no mercado, é indispensável a regulação da prestação de serviços pelo poder
público, seja na presença de prestadores públicos ou privados.
Durante muitos anos os esforços mantiveram-se na direção de realizar a gestão da
oferta, aumentando-se a extensão de redes de abastecimento, buscando-se água em lugares
cada vez mais distantes. No caso particular do Brasil, apesar da grande quantidade de água
existente, a concentração de água doce, disponível para o consumo, pouco coincide com a
concentração populacional (gráfico 13).
Esgotada boa parte das possibilidades deste modelo e tornando-se este cada vez mais
92
custoso, tendo em vista também a questão dos esgotos gerados, promoveu-se uma mudança de
paradigma: da gestão da oferta para gestão da demanda, mais coerente com os preceitos do
desenvolvimento sustentável. Segundo OLIVEIRA (1999), com o objetivo claro de reduzir o
consumo de água através de ações tecnológicas, econômicas e/ou sociais, deu-se início ao
desenvolvimento de diversos programas de uso racional da água.
Do ponto de vista da contribuição do Arquiteto a este processo de alta qualidade
ambiental, a inserção do uso racional da água no projeto permitindo o controle de perdas e
desperdícios e a reciclagem da água são tão importantes quanto a construção de reservatórios,
poços ou de outras obras hídricas, pois significam um aumento na oferta deste escasso
líquido.
4.1 O DESPERDÍCIO DA ÁGUA NAS EDIFICAÇÕES
Apesar dos números mostrarem que a água não é um recurso infinito, o seu
desperdício continua sendo um fato muito comum no cotidiano da maioria das pessoas.
Somente na grande São Paulo, são desperdiçados diáriamente 1,8 bilhão de litros de água
potável, ou seja, 1/3 do que é distribuído nessa região. De acordo com SABESP (2003), desse
total, 1 bilhão de litros representa o desperdício da população e 800 mil litros ficam pelo
caminho em vazamentos na própria rede de distribuição. Não foi possível aferir os dados para
a cidade do Rio de Janeiro, servida pela CEDAE.
Uma simples, mas não menos importante, maneira de evitar desperdícios de água é
detectando vazamentos. Segundo OLIVEIRA (1999), os vazamentos podem ser classificados
em visíveis e não-visíveis, sendo os visíveis aquêles detectados a olho nu; e não-visíveis os
que necessitam de testes para serem identificados. Na Tabela abaixo estão representados os
valores de perda diária por vazamentos visíveis nos dispositivos de torneiras.
32
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
93
Tabela 12
: Valores médios de perda diária de água em função de vazamento de torneiras
Vazamento Freqüência (gotas/min) Perda diária (L/dia)
Gotejamento lento Até 40 gotas/min 06 a 10
Gotejamento médio 40< nº gotas/min< 80 10 a 20
Gotejamento rápido 81< nº gotas/min< 120 20 a 32
Gotejamento muito rápido Impossível de contar > 32
Filete diam aprox 2mm >114
Filete diam aprox 4mm > 333
Fonte: OLIVEIRA (1999)
Segundo DECA (2003) as perdas não-visíveis em vasos sanitários são
determinadas em função dos vazamentos provenientes dos furos de lavagem existentes no
colar das bacias sanitárias. Na tabela abaixo estão representadas as perdas por esses
vazamentos.
Tabela 13: Perda de água em função de vazamento em vasos sanitários
Fonte: Deca
Número de furos de
lavagem
Correspondente de
vazamento (L/min)
Perda diária (L/dia)
1 - 3 0,1 144
3 - 6 0,3 432
Mais furos 0,5 720
OLIVEIRA (2002) apresenta em seu trabalho, realizado em cinco edifícios
residenciais de Goiânia, grandes índices de perdas de água por vazamentos em bacias
sanitárias com caixas acopladas e válvulas de descarga. Observou-se que a perda por
vazamentos nas peças com caixa de descarga resultou em 30,7%; para as peças com válvulas
de descarga essa perda foi de 10,9%.
Segundo SABESP (2003), pode-se detectar tais vazamentos em bacias sanitárias,
canos, caixas de água, torneiras, etc com algumas medidas bastante simples, todas descritas
com detalhes em seu site na Internet.
Pesquisa realizada pelo Labee
33
na UFSC
34
sobre usos finais de água em edifícios
33
LABEE: Laboratório de Eficiência Energética em Edificações
94
públicos (KAMMERS, P et al, 2004) mostrou usos finais variando de 23,0% a 78,8% para
vasos sanitários e 5,5% a 31,2% para torneiras (calculo em porcentagem, comparando os
consumos específicos estimados com o consumo total), indicando os autores a possibilidade
de utilização de água pluvial para os vasos sanitários, já que se apresentam como pontos de
maior consumo de água e não necessitam obrigatóriamente de água potável.
Um estudo de caso interessante é o Shopping Iguatemi, em Fortaleza, que
determinou a criação do Programa de Redução de Consumo de Água e o implantou em suas
instalações. O programa traz não só benefícios para o Shopping como serve de modelo para
empresas preocupadas em preservar os recursos naturais.
Esse projeto passou por etapas que englobaram, desde a conscientização das pessoas
sobre a importância do uso racional da água até investimentos em sistemas economizadores
de água como: instalação de dosadores, redutores de pressão e torneiras temporizadas. Além
disso, o Iguatemi capta a água diretamente do subsolo e faz o tratamento necessário,
tornando-a pronta para o consumo humano. Os resultados desse processo são positivos visto
que 97% da água consumida no shopping é proveniente desse tratamento.
Todo o equipamento e instalações responsáveis pela refrigeração do Shopping
passaram por um processo de correção, controle, automatização e manutenção preventiva.
Além da implantação de filtros, o sistema passou a contar com tratamentos bactericida, anti-
incrustante e inibidor de algas. A economia obtida foi da ordem de U$ 52.000 /ano, sendo que
a redução do consumo de água representa 80% deste valor. O esgoto gerado no Iguatemi é
puramente doméstico, sendo 100% tratado na própria estação de tratamento de esgotos
implantada pelo Shopping. Essa alternativa não sobrecarrega o sistema de esgotamento
sanitário da cidade e propicia ao Shopping água necessária para o seu sistema de irrigação de
jardins externos (IGUATEMI, 2005).
4.2 ESTUDO DO PERFIL DE CONSUMO RESIDENCIAL DE ÁGUA
A previsão de demanda é um instrumento básico de planejamento, necessário para o
correto dimensionamento da oferta e para o direcionamento de medidas de gestão da
34
UFSC: Universidade Federal de Santa Catarina
95
demanda. Fundamentalmente consiste na projeção para o futuro de comportamentos
observados no passado, considerando os fatores que possam alterar as tendências passadas.
A monitoração piloto é fundamental na detecção de padrões de distribuição interna
do consumo predial. A grande variabilidade das condições de consumo interno segundo
diferentes usuários e diferentes tipos de domicílios recomenda prudência na generalização de
tendências.
O desenvolvimento de aparelhos economizadores de água e de tecnologias
inovadoras voltadas à redução do consumo nas instalações hidráulicas prediais deve ser
balizado pelo conhecimento dos consumos específicos de água que ocorrem nos diversos
pontos de utilização de um determinado sistema. Só a partir deste conhecimento será possível
saber onde deve-se priorizar tais desenvolvimentos e como quantificar as economias efetivas
de água que serão obtidas a partir de cada ação empreendida que venha a resultar em novo
aparelho ou em nova tecnologia.
A determinação da caracterização do consumo tem sido feita em alguns poucos
paises do hemisfério norte, e os correspondentes valores, por falta de outros válidos para o
país, tem sido utilizados pelas equipes técnicas brasileiras, apenas como referencia. Além de
aspectos culturais existem os aspectos climáticos, o que torna absolutamente vital que
levantamentos relativos à realidade brasileira sejam realizados para fundamentar as ações que
aqui deverão ser empreendidas.
Em função destes e de outros fatores foi viabilizado em abril de 1997, em articulação
com o Ministério do Meio Ambiente, dos Recursos Hídricos e da Amazônia Legal e com o
Ministério das Minas e Energia, o Ministério do Planejamento e Orçamento - por meio do
Departamento de Saneamento da SEPURB
35
na esfera federal - o Programa Nacional de
Combate ao Desperdício da Água – PNCDA
36
. O Programa tem por objetivo geral promover
o uso racional da água de abastecimento público nas cidades brasileiras, em benefício da
saúde pública, do saneamento ambiental e da eficiência dos serviços, propiciando a melhor
35
SEPURB: Secretaria de Política Urbana, do Ministério do Planejamento
36
Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água – PNCDA. Disponível em
http://www.pncda.gov.br/main2.htm
. Acessado em 30/08/2005
96
produtividade dos ativos existentes e a postergação de parte dos investimentos para a
ampliação dos sistemas. Tem por objetivos específicos definir e implementar um conjunto de
ações e instrumentos tecnológicos, normativos, econômicos e institucionais, concorrentes para
uma efetiva economia dos volumes de água demandados para consumo nas áreas urbanas.
A figura abaixo mostra levantamento de uso de água por atividade dentro de uma
residência, para perfil urbano.
Figura 25: Uso residencial de água por atividade
Fonte: Deca
A gestão da demanda, cujos objetivos são o uso eficiente e a economia da água, não
se restringe ao acompanhamento do volume de água consumido. Ela extrapola o sentido desta
“gestão do consumo” e inclui, além da organização dos dados e levantamento de gráficos, a
97
análise dos dados e a retroalimentação do sistema, tanto na forma da correção de um
vazamento, como na revisão de um processo que utilize água (atuando antes mesmo da
efetivação do consumo). Deve incluir ainda:
• Estabelecimento de procedimentos e responsabilidades na ocorrência de
vazamentos (formas de aviso e correção eficientes);
• Estabelecimento de verificação de operação e manutenção dos sistemas prediais
(incluindo-se a manutenção dos equipamentos sanitários);
• Indicação da necessidade de reformas em redes hidráulicas em locais críticos;
• Acompanhamento constante das contas de água e contatos periódicos com as
Unidades, Departamento Financeiro (responsável pelo pagamento das contas) e a
Concessionária Pública, a fim de verificar consumos elevados ou possíveis erros no
lançamento de dados. Quanto às ligações de água, propriamente ditas, uma das
primeiras medidas deve ser a conferência do seu cadastro, com a verificação do
número de ligações, sua localização, os locais por elas abastecidos.
Em vista desta análise, ao se projetar uma nova edificação ou o retrofit de uma
existente, deve-se prever que o planejamento de racionalização e conservação do uso da água
implantado de forma sistêmica implica em otimizar o consumo de água com a conseqüente
redução do volume dos efluentes gerados, a partir da otimização do uso (gestão da demanda)
e da utilização de água com diferentes níveis de qualidade para atendimento das necessidades
existentes (gestão da oferta), resguardando-se a saúde pública e os demais usos envolvidos,
gerenciados por um sistema de gestão da água adequado. Cabe destacar que a integração das
ações na demanda e oferta de água, com a implantação de um sistema de gestão consolidam o
projeto. Os grandes motivadores para a implantação de um projeto nestes moldes são:
• economia gerada pela redução do consumo de água;
• economia criada pela redução dos efluentes gerados;
• conseqüente economia de outros insumos como energia e produtos químicos;
• redução de custos operacionais e de manutenção dos sistemas hidráulicos e
equipamentos da edificação;
• aumento da disponibilidade de água (proporcionando, no caso das indústrias,
por exemplo, aumento de produção sem incremento de custos de captação e
tratamento);
98
• agregação de valor ao “produto”;
• redução do efeito da cobrança pelo uso da água;
• melhoria da visão da organização na sociedade – responsabilidade social
4.3 TECNOLOGIAS ECONOMIZADORAS DE ÁGUA
Uma das entidades colaboradoras do PNCDA, o IPT
37
vem desenvolvendo pesquisas
aplicadas com o objetivo de aprimorar e empregar metodologias para o levantamento do
perfil do consumo de água de uso doméstico. Em 1996 foi feita uma pesquisa em um prédio
de escritórios da SABESP (SABESP). Neste prédio, dois banheiros foram objeto de
monitoração do consumo de água, um masculino e um feminino, onde 18 pontos de utilização
foram instrumentados.
O trabalho procurou avaliar o comportamento, no tocante ao consumo de água, entre
diferentes tipos de aparelhos sanitários. Os primeiros foram os que já estavam instalados no
prédio. Em seguida, foram empregados os chamados aparelhos economizadores de água, que
são projetados ou construídos com o objetivo de consumir menos água. Basicamente
trabalhou-se nesta pesquisa com torneiras e bacias sanitárias. O resumo dos resultados está
apresentado na tabela a seguir.
Tabela 14: Resultados de pesquisa de consumo de água realizada pelo IPT
Bacia sanitária/ torneira
Duração de
uso (s)
Intervalo entre
usos (min)
Volume
médio (l)
Vazão média
(l/s)
Bacia sanitária c válvula de descarga 6,15 35,66 7,90 1,24
Bacia sanitária c caixa acoplada 78,32 56,77 5,87 0,06
Torneira comum de lavatório
20,40 23,17 1,38 0,08
Torneira de acionamento
hidromecânico
8,86 9,24 0,72 0,07
Torneira de acionamento fotoelétrico
3,93 10,63 0,42 0,05
Estes números mostram a grande diferença no consumo final, de 26%, ente a bacia
sanitária com válvula de descarga e a bacia sanitária com caixa acoplada. A torneira comum
de lavatório gasta 60% a mais de água do que a torneira com acionamento fotoelétrico.
37
IPT: Instituto de Pesquisas Tecnológicas, da Universidade de São Paulo
99
Tecnologias economizadoras nos pontos de consumo são desenvolvidas levando em
consideração três fatores: vazão, tempo e volume. No mercado nacional, já temos disponíveis
(PNCDA, 1999):
• Para torneiras e chuveiros: arejadores - são dispositivos fixados na saída da
torneira, que reduzem a seção da passagem da água, por meio de peças perfuradas ou
telas finas, e que possuem orifícios na superfície lateral para a entrada de ar durante o
escoamento de água. Funcionam como controladores da dispersão do jato e como
elemento de perda de carga, reduzindo a vazão. Diminuem em cerca de 50% o jato
das torneiras, resultando em vazões entre 0,13 e 0,76 l/s; pulverizadores – são
dispositivos também fixados na saída da torneira, porém não têm orifícios laterais
para a introdução de ar. Transformam o jato de água em um feixe de pequenos jatos
semelhantes a um chuveirinho. Reduzem a vazão para valores entre 0,06 a 0,121 l/s,
podendo chegar até a 0,03 l/s; atomizadores – são geralmente utilizados em edifícios
públicos e comerciais, fornecendo uma vazão de 0,01 l/s com pressão de alimentação
de 350KPa.
• Para torneiras: mecanismos de acionamento mecânico e de acionamento
fotoelétrico. Geralmente, encontram-se no mercado essas torneiras dotadas de
arejador, melhorando ainda mais o seu desempenho em relação à economia de água.
• Para vasos e descargas sanitárias: vasos com VDR
38
, bacias de caixa acoplada
sistema de descarga com duplo acionamento, válvulas de descarga também com
duplo acionamento (Deca Duoflux).
• Utilização de sistemas de baixa pressão – consomem menos do que sistemas de
alta pressão que produzem uma vazão de utilização maior com auxílio de bombas ou
desníveis muito grandes.
• Medições individuais em condomínios podem também contribuir como medida de
controle do desperdício. A responsabilidade individual sobre o consumo com
influência direta na conta de água tem impacto na redução do volume de água
consumido na ordem de 40%.
A tabela abaixo mostra um comparativo das tecnologias economizadoras para
torneiras em relação a nível tecnológico, dificuldades de implantação, eficiência, etc.
38
VDR: Volume de descarga reduzido
100
Tabela 15:
Avaliação de tecnologias de produtos - torneiras.
Produto
Fatores
Considerados
Torneira
com
arejador
Torneira
com
pulverizador
Torneira
com
atomizador
Torneira
acionada
por sensor
infravermelh
o
Torneira de
fluxo
determinad
o
Procedência
Brasil
EUA
Europa
Japão
Brasil
EUA
Europa
Japão
Brasil
EUA
Europa
Japão
Brasil
EUA
Europa
Japão
Brasil
EUA
Europa
Japão
Nível
tecnológico
Baixo Baixo Baixo Médio Baixo
Impacto
cultural
Baixo Baixo Baixo Médio Baixo
Dificuldade de
implantação
em edifícios a
construir
Baixo Baixo Baixo Médio Baixo
Dificuldade de
implantação
em edifícios
existentes
Baixo Baixo Baixo Médio Baixo
Dificuldade de
operação
--- --- --- Baixo Baixo
Dificuldade de
manutenção
Baixo Baixo Baixo Médio Baixo
Atuação na
vazão (q), no
tempo (t) ou no
reúso (r)
q q q t t
Vazão média
de água
litros/descarga
0,13 a 0,76 0,13 a 0,76 0,13 a 0,76 0,2 a 1,4 0,2 a 1,4
Fonte: DTA Tecnologias poupadoras de água em instalações prediais (PNCDA, 1999)
101
Quanto aos Sistemas de Descarga são compostos basicamente pela Bacia Sanitária e
pelo Aparelho Hidráulico de Descarga, que é utilizado para liberação da água para a limpeza
dos dejetos na bacia, podendo ser uma válvula de descarga, caixa acoplada ou caixa suspensa.
Para um perfeito funcionamento do sistema de descarga, a bacia sanitária deve ser
desenvolvida para:
• Que haja remoção dos dejetos líquidos e sólidos na bacia.
• Que a superfície interna da bacia esteja limpa.
• Que os dejetos sejam transportados até o sistema de coleta principal.
Ao acionar a descarga em sua bacia sanitária, a
água entra através dos furos de lavagem,
iniciando o preenchimento do duto de sifonagem.
Após o preenchimento do duto de sifonagem, o
ar é elimininado, criando-se assim uma sucção
através da ação sifônica.
Quando o nível de água do poço da bacia estiver
no ponto mais baixo, temos a ruptura da ação
sifônica.
Inicia-se neste instante restauração do selo
hídrico, impedindo o retorno dos gases do esgoto.
Figura 26: Funcionamento da Bacia Sanitária de Ação Sifônica
(Fonte: Deca)
A curva de sifonamento ao lado, mostra que uma
bacia sanitária necessita de uma vazão entre 1,5 a 1,7
litros/segundo para um perfeito funcionamento. No caso
de uma baixa vazão, teremos um consumo maior (ou até
mesmo a não sifonagem); por outro lado, em caso de uma
vazão superior, teremos além de um consumo excessivo,
um aumento do volume de água no interior da bacia, que
implicará em dificuldades na sifonagem.
102
Como vimos anteriormente, a bacia sanitária é o principal componente do sistema de
descarga, no que se refere ao consumo da água. Para isso, o governo federal incluiu no
PBQPH (Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade da Habitação) que todas as bacias
sanitárias devem ser projetadas para a categoria V.D.R. (Volume de Descarga Reduzido - 6
litros) independente do sistema de descarga adotado.
Historicamente antes de 2000 as bacias sanitárias deveriam ser projetadas para
consumir no máximo 12 litros de volume de descarga sendo que teriam que reprojetar suas
bacias para um volume entre 6 a 9 litros até o ano 2000. Entre o ano 2000 e 2002 as bacias
teriam que consumir no máximo 6 a 9 litros e tendo que a partir de 2002 consumir no máximo
6 litros.
A bacia que opera com Válvula de Descarga apresenta como sua principal
característica a obtenção da vazão instantânea necessária para a limpeza da bacia sanitária,
sendo que o tempo de uso é determinado pelo período que o usuário aciona a válvula. No
Brasil, foi lançado apenas no ano de 2005 um modelo inovador de válvula de descarga com
duplo acionamento, descrito no item 5.4. Isto portanto vem igualar os dois sistemas de
descarga quanto ao gasto de água. Porém a totalidade de sistemas de válvula de descarga
instalados no País até o momento ainda conta com o modelo antigo, e ainda também muitas
instalações utilizam o modelo antigo de bacia sanitária que requer 15 litros para limpeza.
O sistema de Bacia com Caixa Acoplada apresenta como sua principal característica
a vazão constante para a limpeza da bacia sanitária. Como os modelos modernos (a partir de
2003) possuem a bacia projetada para consumir 6 litros, o sistema de descarga de caixa
acolaplada já vem ajustado para dispensar apenas 6 litros por descarga. Existem modelos que
podem vir com duplo acionamento: 3 litros para dejetos líquidos, e 6 litros para dejetos
sólidos, proporcionando uma economia de água ainda maior.
4.4 REUSO DA ÁGUA
Em 1958, o Conselho Econômico e Social das Nações Unidas, estabeleceu uma
política de gestão para áreas carentes de recursos hídricos, que suporta o conceito: “a não ser
que exista grande disponibilidade, nenhuma água de boa qualidade deve ser utilizada para
103
usos que toleram águas de qualidade inferior”.
As águas de qualidade inferior, tais como efluentes de processos industriais, esgotos
(particularmente os de origem doméstica), águas de drenagem de pátios e agrícola, e águas
salobras, devem, sempre que possível, ser consideradas como fontes alternativas para usos
menos restritivos. O uso de tecnologias apropriadas para o desenvolvimento dessas fontes se
constitui hoje, em conjunção com a melhoria da eficiência do uso e o controle da demanda, na
estratégia básica para a solução do problema da falta universal de água.
É preciso ressaltar, porém, que o uso negligente de fontes alternativas de água ou a
falta de gestão dos sistemas alternativos podem colocar em risco o consumidor e as atividades
nas quais a água é utilizada, pelo uso inconsciente de água com padrões de qualidade
inadequados. Utilizar água não proveniente da concessionária traz o ônus de alguém se tornar
“produtor de água” e portanto responsável pela gestão qualitativa e quantitativa deste insumo.
Cuidados específicos devem ser considerados para que não haja risco de contaminação a
pessoas ou produtos ou de dano a equipamentos (ver anexo II – resolução Conama 357/2005).
4.4.1 Coleta e Reuso da água de chuva
De acordo com GOULD e PETERSEN (1999), o aproveitamento de água pluvial já é
uma técnica conhecida há milhares de anos, havendo cisternas bastante antigas, como por
exemplo, a do Deserto do Negev em Israel, que data do ano 2000 antes de Cristo.
Um país que se destaca na implantação de sistemas de aproveitamento de água
pluvial é a Alemanha. Embora recente, pois sistemas mais antigos datam de 20 anos, já
existem cerca de 100 fabricantes de acessórios para instalação de sistemas de aproveitamento
de água pluvial, tendo o principal fabricante instalado cerca de 100.000 cisternas nos últimos
10 anos, resultando em um volume total instalado de 600.000 m
3
(HERMANN e SCHIMIDA,
1999).
O Japão é o maior exemplo de utilização da água de chuva. Na cidade de Sumida,
tanques subterrâneos de aproximadamente 10 m³ são construídos em locais estratégicos e
equipados com bombas manuais. A população utiliza essa água para jardins, podendo servir
104
para incêndios e até mesmo para o consumo. O estádio japonês Tokyo Dome apresenta em
sua arquitetura um dos projetos de aproveitamento de água de chuva mais criativos do mundo.
O teto é feito de plástico ultra-resistente e pode ser inflado ou desinflado a qualquer momento.
A cobertura funciona como uma lona gigante que colhe a chuva e envia para um tanque no
subsolo, onde é tratada e distribuída para o sistema de combate a incêndios do prédio. Um
terço da água utilizada no estádio provém das chuvas (GROUP RAINDROPS, 2002).
Existe uma grande variedade de sistemas. As diferenças não estão só vinculadas à
finalidade do uso, mas também à quantidade de recursos disponíveis para a implantação. Com
isso nota-se que, em países em via de desenvolvimento, sistemas mais simples são
comumente encontrados, enquanto nos países desenvolvidos, há uma maciça presença de
sistemas complexos, com diversos cuidados tanto de ordem quantitativa (dimensionamento
correto dos elementos) como de ordem qualitativa (dispositivos que garantam uma melhor
qualidade à água pluvial utilizada).
Um sistema que merece atenção é o instalado na Sustainable House, de Michael
Mobbs (MOBBS, 2002), em Sydney, Austrália, em 1996. A casa não é ligada à rede pública
(apesar de estar localizada no centro da cidade), e toda a água da chuva é captada para uso
potável. A água escorre do telhado para a calha SmartFLO, cujo desenho especial impede o
acúmulo de folhas, mostrada nas figuras 27 e 28. O tubo de descida é interrompido com a
instalação de um “leaf eater”, que seria mais um filtro eliminador de folhas, galhos e outras
impurezas, mostrado na figura 30. Após o “leaf eater”, há um diversor de águas, que elimina
os primeiros 6 a 10 litros da água que escorrem do telhado (e que o lavaram), mostrado na
figura 29.
Figura 27: Calha SmartFlo
Figura 28: Corte da calha SmartFllo
105
Figura 29: Diversor de águas pluviais
Figura 30: Leaf -eater
Após o diversor de águas pluviais, o tubo desemboca em uma caixa de sedimentação
pequena de 0,20m
3
, com uma malha vertical de inox no meio, de 1mm
2
, para segurar lodo e
detritos menores. Daí a água é armazenada em uma caixa d´água enterrada, de 8m
3
, e a água é
bombeada conforme a necessidade para os banheiros (pias e chuveiros) e para a cozinha. A
água para uso não-potável vem do sistema de reciclagem do esgoto, descrito no item 4.6.
Segundo informações contidas no livro Sustainable House (MOBBS, 2002), exames físico-
quimicos desta água pluvial comprovaram ser de qualidade potável. Uma ilustração do
sistema completo está na figura 31.
Durante o 4º Simpósio Brasileiro de Captação de Água de Chuva, realizado em
Juazeiro-BA, em julho de 2003, foram abordados diversos temas que expressaram o atual
quadro da captação de água de chuva, bem como recomendações quanto às políticas públicas,
algumas das quais são apresentadas a seguir:
• A implementação de obras de captação e armazenamento de água de chuva é
uma resposta à intensa expectativa dos homens e mulheres do Semi-Árido
Brasileiro - SAB, a partir das quais se cria o novo paradigma da convivência
com a região;
• As políticas públicas ainda não incorporaram plenamente as potencialidades
da água de chuva. Poderiam ser captados 57 bilhões de metros cúbicos de
água de chuva anualmente no Semi-Árido brasileiro, representando 3.780
m3/pessoa/ano, o que equivale a 400 carros-pipa/pessoa/ano. Assim, torna-se
claro que o problema do Nordeste não é a falta de água, e sim a falta de
gestão e de políticas públicas de aproveitamento da água;
106
• Merece maior divulgação o Programa de Revitalização das águas do São
Francisco e seus afluentes. O potencial de captação de água de chuva no SAB
também chama a atenção para a necessidade de se aprofundar cientificamente
a questão da transposição das águas do rio São Francisco, inclusive
considerando a captação de água de chuva em lugar da transposição;
O aproveitamento da água de chuva em áreas urbanas é uma demanda que merece
ser aplicada, tendo em vista as crises de abastecimento em grandes cidades, como Recife,
Fortaleza, Caruaru, São Paulo, etc. As seguintes observações foram feitas:
• promover o aproveitamento da água de chuva e seu manejo sustentável é a forma
mais rápida e barata para complementar o abastecimento de água nas cidades,
mitigando também as enchentes urbanas;
• a água de chuva em áreas litorâneas densamente povoadas constitui-se em
alternativa de recarga de aqüíferos, visando o controle de processos de intrusão
salina;
• Recomenda-se estudos sobre a viabilidade da implantação de técnicas de “telhados
de cobertura verde” para paisagismo, produção de alimentos e controle da
temperatura do ambiente;
• É importante a necessidade de inclusão do tema “manejo e qualidade de água” nos
currículos escolares;
A primeira cidade no Brasil a criar uma lei relativa à água de chuva foi São Paulo,
em janeiro de 2002, seguida de Curitiba em setembro de 2003 e do Rio de Janeiro em janeiro
de 2005. Em São Paulo e no Rio de Janeiro, fica claro no texto dos decretos que a
preocupação maior é com as enchentes, visto que o ponto principal é a obrigatoriedade da
construção de reservatório que permita o retardo do escoamento das águas pluviais para a
rede de drenagem pública. Já em Curitiba foi criado o Purae ( Programa de Conservação e
Uso Racional da Água nas Edificações), estabelecendo diretrizes para os sistemas de
captação, armazenamento e utilização de água proveniente da chuva e de águas servidas
(MUNICÍPIO DE CURITIBA, 2003).
107
Figura 31: Sistema de água potável da Sustainable House, Sydney
Fonte: The Sustainable House
Os sistemas de reuso de água pluvial urbana apresentam os seguintes elementos:
• Elementos essenciais – são os elementos presentes em todos os sistemas de
aproveitamento de água pluviais, independentes do grau de complexidade dele - área
de captação, calhas e tubos de queda e a cisterna (reservatório).
108
• Acessórios - são dispositivos colocados em um sistema de aproveitamento de água
pluvial com a finalidade de facilitar a operação e manutenção do sistema e/ou
aprimorar a qualidade da água obtida por este. Existem inúmeros exemplos tais
como: filtros, válvula de descarte da primeira chuva, aparelhos de esterilização de luz
ultravioleta, bombas, grelhas, etc.
A área de captação é aquela onde ocorre toda a coleta da água pluvial utilizada. É um
ponto crítico para o dimensionamento correto do sistema, pois, a partir dele é que será
determinada a quantidade de água possível de ser captada e utilizada. A área de captação
também é crítica para a contaminação, pois estas áreas estão usualmente expostas a poluentes
que poderão prejudicar a qualidade da água coletada. Esta contaminação pode ocorrer pelo
próprio material constituinte desta.
O telhado, principalmente no uso residencial, é a principal área de captação.
Entretanto, existem dois outros tipos que poderão ser encontrados: pisos pavimentados,
destacados pela grande quantidade de água possível de ser captada, embora de baixa
qualidade.
Os elementos de transporte (calhas, condutores verticais e horizontais) são
fundamentais para o funcionamento correto de um sistema. Estes elementos são responsáveis
pelo transporte da água do ponto de coleta (telhado) para o ponto de armazenamento
(cisterna). O dimensionamento correto destes, seguindo a ABNT (1989) permitirá reduzir
riscos na perda de água por extravasamento, melhorando a eficiência do sistema. Outro fator
que poderá aumentar a eficiência é a manutenção constante. Essa manutenção, além de
reduzir riscos de contaminação, fará com que se evite entupimentos, aumentando, dessa
forma, a quantidade de água captada.
O último componente essencial é a cisterna. Esse componente é o mais importante do
ponto de vista econômico, sendo responsável por cerca de 50 a 60% do custo total do sistema,
além de ser responsável pela qualidade da água no ponto de consumo.
As cisternas poderão ser construídas com diversos materiais, desde plásticos, fibra de
vidro, concreto, argamassa armada, alvenaria, madeira, ferro galvanizado entre outros. O
109
material é importante não somente por determinar o custo do sistema, mas também por
garantir uma qualidade mínima recomendada. MACOMBER (2001)
cita que a escolha do
material deve ser criteriosa, sendo sempre inerte, evitando assim possíveis contaminações à
água armazenada.
O projeto eficiente de uma cisterna levará em consideração aspectos que assegurem a
qualidade da água. O projeto deve contemplar aspectos que evitem a entrada de luz dentro
desta, além de evitar a entrada de poluentes. Garantir a temperatura ideal para a não
proliferação de algas será fundamental para a qualidade da água a ser disponibilizada. Além
disso, um plano de limpeza e manutenção aumentará o seu tempo de vida útil. Deve-se
também evitar que haja contato direto entre o usuário e a água apresentada na cisterna. Por
isso sempre que possível devem ser instaladas torneiras ou bombas, evitando-se o uso de
baldes.
Já os acessórios, como foi dito, são todos aqueles equipamentos instalados em um
sistema de aproveitamento de água pluvial com a finalidade de aumentar a qualidade da água
armazenada na cisterna. Diversos equipamentos poderão ser utilizados para esta finalidade:
grelhas, filtros. esterilizadores com luz ultravioleta, válvulas para lavagem inicial são os mais
comumente encontrados.
A figura abaixo mostra o fluxograma básico para projeto de sistemas de coleta,
tratamento e uso de água pluvial.
Figura 32: Fluxograma básico para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de água
pluvial.
(Fonte:ANA et al, 2005)
110
4.4.2 Qualidade da água pluvial
Uma questão que traz preocupações na implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial é a qualidade da água obtida, principalmente se esta água for
para atender a todas as necessidades domésticas.
De um modo geral a água pluvial apresenta boa qualidade, sendo bastante pura,
devido principalmente ao processo de “destilação natural” que a mesma sofre. Esta destilação
natural está ligada ao ciclo hidrológico, nos processos de evaporação e condensação.
Entretanto, dependendo da região, a chuva pode apresentar poluentes, principalmente em
regiões próximas aos grandes centros urbanos ou áreas bastante industrializadas, formando,
assim, óxido de enxofre e nitrogênio.
A qualidade da água pluvial pode ser alterada por diversos fatores: condições
climáticas locais, localização, tipo e material da área de captação e da cisterna, presença ou
não de acessórios, manutenção e limpeza adequada, etc. Pela presença de substâncias nocivas
no ar, provenientes de veículos automotores e das industrias, constata-se nas áreas urbanas a
presença destes poluentes nas águas pluviais. Este fenômeno ocorre quando as gotas das
precipitações agregam as partículas suspensas no ar, causando a contaminação das águas. Esta
contaminação também pode ser proveniente de poeiras e fuligens depositadas nas áreas de
coleta.
Segundo FENDRICH (2002), essas concentrações poluentes nas águas pluviais são
predominantes nos primeiros milímetros da chuva, pelo fato que limpam o ar e as áreas de
coleta. Por isso recomenda-se a não utilização dos primeiros milímetros de chuvas, liberando
assim os mesmos diretamente para as galerias de águas pluviais.
Na fase de elaboração do projeto, diversos procedimentos devem ser adotados para
garantir a qualidade da água do ponto de vista bacteriológico. Alguns cuidados deverão ser
tomados com relação à instalação e a manutenção do sistema, a saber:
• evitar a entrada de luz do sol no reservatório para diminuir a proliferação de
microorganismos;
111
• pelo menos uma vez a cada seis meses deverá ser feita a limpeza no reservatório,
removendo a lama que se acumula no fundo;
• a água coletada poderá ser utilizada somente para consumo não potável;
• durante estiagem prolongada, deve-se prever o reabastecimento do reservatório de
água de chuva com água potável, em quantidades que garantam o consumo diário;
• no fundo do reservatório deverá existir um dispositivo para evitar turbulência na água
e não agitar o material sedimentado do fundo do reservatório de água de chuva (freio
d´água);
• a tubulação de água de chuva deverá ser de outra cor para realçar uso não potável,
além disso poderão ser utilizadas roscas e torneiras diferentes para evitar uma possível
interconexão com o sistema de água potável;
• deverá ser verificada a necessidade de tratar a água de chuva antes de sua utilização;
• não deverá ser feita a conexão da rede de água potável com a rede de água de chuva
no sistema de distribuição.
O sistema de tratamento das águas pluviais depende da qualidade da água coletada e
do seu destino final. De maneira geral, considerando-se os usos mais comuns em edifícios
(irrigação de áreas verdes, torres de resfriamento de sistemas de ar condicionado, lavagens de
pisos, descarga em toaletes etc.) são empregados sistemas de tratamento compostos de
unidades de sedimentação simples, filtração simples e desinfecção com cloro ou com luz
ultravioleta. Eventualmente podem ser utilizados sistemas que proporcionem níveis de
qualidade mais elevados, empregando-se unidades de coagulação e floculação com produtos
químicos, sedimentação acelerada e filtração em camada dupla, ou, ainda, sistemas de
oxidação avançada ou processos de membrana (ANA et al, 2005).
Não há ainda no Brasil uma norma que estabeleça os parâmetros de qualidade para
reaproveitamento de água de chuva. Existe um grupo de estudos formado por profissionais e
pesquisadores (do qual faz parte a autora) coordenados pelo CIRRA
39
e pela ABNT –
Comissão de Estudos Especial Temporária de Aproveitamento de Água de Chuva -
trabalhando no assunto.
39
CIRRA: Centro Internacional de Referência em Reaproveitamento da Água
112
4.4.3 Dimensionamento da cisterna
Como foi dito anteriormente, a cisterna é o item que determinará a viabilidade
técnica e econômica do sistema de aproveitamento de água pluvial. Por isso deve-se ter um
cuidado maior com o seu dimensionamento.
Segundo SOARES et al (2000), o dimensionamento do volume do reservatório de
água de chuva pode ser visto de duas maneiras:
• quantidade de água de chuva que poderia ser coletada;
• demanda calculada com grau de confiabilidade elevada.
Dependendo do volume obtido no cálculo e das condições do local, o
armazenamento da água de chuva poderá ser realizado para atender a demanda em períodos
curtos, médios ou longos de estiagem.
Para a implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial, deve-se
possuir os seguintes parâmetros para a elaboração de um projeto:
• precipitação local,
• área de captação,
• coeficiente de runoff
40
do telhado
• demanda de reuso da água pluvial.
4.5 O PROBLEMA DAS ENCHENTES EM ÁREAS URBANAS
No setor de saneamento ambiental, a drenagem urbana é o que vem apresentando o
maior problema em face da ausência de uma política de desenvolvimento urbano. Essa
ausência permite adensamento e concentração populacional descontrolado, que exige altos
investimentos e estabelecimento de políticas públicas.
40
O volume de água de chuva que pode ser aproveitado não é o mesmo que o precipitado. Usa-se um coeficiente
de escoamento superficial chamado de coeficiente de runoff, que é o quociente entre a água que escoa
superficialmente pelo total da água precipitada. Esta perda de água de chuva é devida à limpeza do telhado,
perda por evaporação, perdas na autolimpeza e outras.
113
Os dados da PNSB (Programa Nacional de Saneamento Básico) referentes às
enchentes e inundações no país indicam que, de 1998 a 2000, 22,4% dos municípios
brasileiros sofreram enchentes e inundações, sendo que os estados mais afetados foram, por
ordem decrescente, Rio de Janeiro (63,7%), Santa Catarina (45%), São Paulo (40,6%),
Espírito Santo (37,6%), Paraná (26,3%), Rio Grande do Sul (25,4%), Mato Grosso do Sul
(24,6%), Bahia (24,3%), Acre (22,7%) e Pernambuco (22,7%). As causas principais
apontadas pelos municípios foram as seguintes: obstrução de bueiros (51%), adensamento
populacional (31,6%), obras inadequadas (27,9%) e dimensionamento inadequado de projeto
(27,4%) (BRASIL, 2002).
Devido à falta de um planejamento viável para eliminação das enchentes, todo verão
as mesmas cenas se repetem, principalmente nas grandes áreas metropolitanas, gerando ações
emergenciais que consomem recursos que poderiam e deveriam ser aplicados na solução
definitiva do problema. Os prejuízos relacionados com inundações urbanas em todo território
nacional são em média superiores a U$ 1 bilhão por ano (IBGE, 2004).
Figura 33: Municípios com ocorrência de inundação ou enchentes em 1998 e 1999
114
(Fonte: II Seminário –Gestão do Território e Manejo Integrado das Águas Urbanas: análise de experiências e capacitação de
agentes municipais. Recife, julho 2005. Gestão dos recursos hídricos e águas pluviais nas cidades Brasileiras. Oscar de
Moraes Cordeiro Neto (diretor Ana))
O uso de sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais propicia, além de
benefícios de conservação de água e de educação ambiental, a redução do escoamento
superficial e a conseqüente redução da carga nos sistemas urbanos de coleta de águas pluviais
e o amortecimento dos picos de enchentes, contribuindo para a redução de inundações.
4.6 RECICLAGEM E REUTILIZAÇÃO DO ESGOTO
Essencial à vida no planeta a água é inclusive componente fundamental na
assimilação e condução dos esgotos.
Segundo dados da Organização Mundial de Saúde (OMS), 80% das doenças que
ocorrem em países em desenvolvimento são ocasionadas pela contaminação da água. A
maioria dos agentes infecciosos responsáveis por doenças de veiculação hídrica é de origem
intestinal, sendo liberado nas fezes humanas ou de origem animal. O esgoto é, portanto, uma
fonte potencial de transmissão de organismos patogênicos ao homem. Ainda segundo a OMS,
a cada ano, 15 milhões de crianças de 0 a 5 anos morrem direta ou indiretamente pela falta ou
deficiência dos sistemas de abastecimento de água e esgotos. Há no Brasil 5,5 milhões de
casos de esquistossomose e pelo menos 30% das mortes de crianças com menos de 1 ano de
idade são causadas por diarréia (BRASIL, Ministério da Saúde, 2004).
Atualmente cerca de 80% da população brasileira mora em área urbana sendo que,
em escala variável, as cidades brasileiras apresentam problemas comuns que foram agravados,
ao longo dos anos, pela falta de planejamento, reforma fundiária, controle sobre o uso e a
ocupação do solo. Estabelecer regras claras para o saneamento, há mais de 15 anos sem
regulamentação, é um dos compromissos institucionais do Governo Federal para o setor.
Assim, após ampla participação da sociedade, o Ministério das Cidades, juntamente com os
demais ministérios que compõem o Grupo de Trabalho Interministerial do Saneamento,
formulou um anteprojeto de lei para a Política Nacional de Saneamento Ambiental que elege
o planejamento, a regulação, a fiscalização e o controle social como fundamentais para a
115
execução das ações de saneamento. De acordo com dados do Ministério das Cidades, existem
favelas em cerca de 1.500 dos 5.561 municípios brasileiros (BRASIL, MCIDADES, 2004).
Segundo dados do PNAD/96, 49% do esgoto sanitário produzido no Brasil são
coletados em rede pública, sendo que, destes, apenas 32% são tratados, perfazendo cerca de
16% do produzido. Diante destes números, aliado ao quadro epidemiológico e ao perfil sócio-
econômico das comunidades brasileiras, constata-se a necessidade por sistemas simplificados
de tratamento dos esgotos.
Figura 34
: Esgoto lançado diretamente em riacho – favela do Rio de Janeiro
Fonte: Caderno Saneamento do Ministério das Cidades
As Regiões Metropolitanas e grandes cidades concentram grandes volumes de esgoto
coletado que é despejado sem tratamento nos rios e mares que servem de corpos receptores.
Em conseqüência a poluição das águas que cercam nossas maiores áreas urbanas é bastante
elevada, dificultando e encarecendo, cada vez mais, a própria captação de água para o
abastecimento (IBGE, 2004) (ver figura 35).
A rede urbana brasileira é extremamente desigual e concentrada. Enquanto 13
municípios - com mais de um milhão de habitantes - respondem por cerca de 20% de toda a
população brasileira, temos cerca de 4.600 municípios com menos de 20 mil habitantes
concentrando menos de 30% da população do país. Essa disparidade é bastante acentuada,
sendo que algumas RMs
41
situam-se entre os maiores aglomerados urbanos do mundo, como
41
RM: Região Metropolitana
116
as de São Paulo e Rio de Janeiro.
No Brasil, são necessários investimentos de cerca de R$ 20 bilhões anuais nas
próximas duas décadas para garantir moradia digna e saneamento básico para atender famílias
com renda de zero a cinco salários mínimos (BRASIL, MCIDADES, 2004).
Um acordo internacional foi proposto pelo Ministro das Cidades do Governo
Brasileiro no Fórum Urbano Mundial, para a exclusão dos investimentos em saneamento e
moradia do conceito de dívida para efeito dos cálculos do superávit primário (arrecadação
menos despesas, descontados os gastos com juros e correção monetária de dívidas) dos países
pobres e em desenvolvimento. Com isso, os países poderão cumprir as Metas do Milênio
nessas áreas estabelecidas pela ONU. Da forma como tradicionalmente ocorrem, os
financiamentos não permitirão aos países pobres ou em desenvolvimento, até 2015, reduzir
pela metade a carência em saneamento básico.
117
Figura 35: Tratamento do esgoto sanitário no Brasil - 2000
Fonte: IBGE, Diretoria de Pesquisas, Coordenação de População e Indicadores Sociais, Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico 2000.
A Política Nacional de Saneamento Ambiental (PNSA) criou a expectativa de se
constituir em alavanca para o acesso universal aos serviços, prestados com qualidade,
eqüidade e integralidade, com controle e participação social. Deve assim prover os meios para
superar as dificuldades para a generalização do atendimento e criar um ambiente institucional
e regulatório que favoreça a eficiência do gasto público, independente da natureza do
operador. E introduz o conceito de saneamento ambiental como:
“o conjunto de ações com o objetivo de alcançar níveis crescentes de
salubridade ambiental, compreendendo o abastecimento de água; a coleta, o
tratamento e a disposição dos esgotos e dos resíduos sólidos e gasosos e os
demais serviços de limpeza urbana; o manejo das águas pluviais urbanas; o
controle ambiental de vetores e reservatórios de doenças e a disciplina da
ocupação e uso do solo, nas condições que maximizem a promoção e a
melhoria das condições de vida nos meios urbano e rural”
(SNSA,
SECRETARIA NACIONAL DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Diretrizes para os
118
serviços públicos de saneamento básico e a Política Nacional de Saneamento
Ambiental – Anteprojeto de Lei.
Brasília 2004).
O atual governo federal trata a questão do sucesso de políticas de saneamento como
uma forma política de mobilização e atuação, baseada na estratégia de que a universalização
do saneamento, vinculada a um movimento efetivo de incorporação dos agentes sociais,
organizados em diversas instâncias de decisão do setor. Acredita-se que uma ação
mobilizadora pautada na intersetorialidade das políticas públicas, na transversalidade da
atuação dos movimentos populares, centrada na regulação pública e no controle social é
fundamental para promover o encontro das agendas social e ambiental rumo à
sustentabilidade do saneamento, visando a construir cidades inclusivas, saudáveis e
democráticas. Assim como a definição do conceito de saneamento acima descrito, são
palavras bonitas perdidas no vazio: definições que se pretendem abrangentes demais, aliadas a
discussões sócio-políticas que passam, porém, longe de propostas práticas e efetivas para a
resolução do problema.
Os gestores das cidades devem estar habilitados a buscar soluções criativas para os
graves problemas urbanos enfrentados pelas populações, como democratizar o acesso aos
equipamentos e serviços públicos e minimizar os efeitos da expansão urbana em áreas
ambientalmente sensíveis, já que administram situações em condições dinâmicas e
progressivas.
A implantação de uma estação de tratamento de esgotos tem por objetivo a remoção
dos principais poluentes presentes nas águas residuárias, retornando-as ao corpo d’água sem
alteração de sua qualidade. As águas residuárias de uma cidade compõem-se dos esgotos
sanitários e industriais, sendo que estes, em caso de geração de efluentes muito tóxicos,
devem ser tratados em unidades das próprias indústrias.
O parâmetro mais utilizado para definir um esgoto sanitário ou industrial é a
demanda bioquímica por oxigênio - DBO
42
. Pode ser aplicada na medição da carga orgânica
imposta a uma estação de tratamento de esgotos e na avaliação da eficiência das estações -
42
DBO – demanda bioquímica de oxigênio - é a quantidade de oxigênio usada por uma população mista de
microorganismos durante a oxidação aeróbia à temperatura de 20ºC.
119
quanto maior a DBO maior a poluição orgânica (METCALF e EDDY, 1991).
A escolha do sistema de tratamento é função das condições estabelecidas para a
qualidade da água dos corpos receptores
43
. Além disso, qualquer projeto de sistema deve estar
baseado no conhecimento de diversas variáveis do esgoto a ser tratado, tais como a vazão, o
pH, a temperatura, o DBO, etc.
4.6.1 O Processo de tratamento de esgotos
A composição do esgoto é bastante variável, apresentando maior teor de impurezas
durante o dia e menor durante a noite. A matéria orgânica, especialmente as fezes humanas,
confere ao esgoto sanitário suas principais características, mutáveis com o decorrer do tempo
pois sofre diversas alterações até sua completa mineralização ou estabilização.
Enquanto o esgoto sanitário causa poluição orgânica e bacteriológica, o industrial
geralmente produz a poluição química. O efluente industrial, além das substâncias presentes
na água de origem, contém impurezas orgânicas e/ou inorgânicas resultantes das atividades
industriais, em quantidade e qualidade variáveis com o tipo de indústria .
Os corpos d’água podem se recuperar da poluição, ou depurar-se
44
, pela ação da
própria natureza. O efluente geralmente pode ser lançado sem tratamento em um curso d'água,
desde que a descarga poluidora não ultrapasse cerca de quarenta avos da vazão: um rio com
120 l/s de vazão pode receber, a grosso modo, a descarga de 3 l/s de esgoto bruto, sem
maiores conseqüências (JORDÃO e PACHECO, 1995).
Freqüentemente os mananciais recebem cargas de efluentes muito elevadas para sua
vazão e não conseguem se recuperar pela autodepuração, havendo a necessidade da depuração
artificial ou tratamento do esgoto. O tratamento do efluente pode, inclusive, transformá-lo em
43
A Resolução Conama n.º. 357/2005, classifica a qualidade dos corpos receptores e define o padrão para
tratamento do efluente. As legislações estaduais sobre meio-ambiente complementam a norma federal nos
mesmos aspectos
.
44
Os fatores de autodepuração são a diluição, a reaeração, a sedimentação, a luz solar e a competição vital.
120
água, em geral não potável, para diversos usos, como a irrigação, por exemplo.
A escolha do tratamento depende das condições mínimas estabelecidas para a
qualidade da água dos mananciais receptores, função de sua utilização
45
. Em qualquer projeto
é fundamental o estudo das características do esgoto a ser tratado e da qualidade do efluente
que se deseja lançar no corpo receptor. Os principais aspectos a serem estudados são vazão,
pH e temperatura, DBO (demanda bioquímica de oxigênio), DQO (demanda química de
oxigênio), toxicidade e teor de sólidos em suspensão ou SST (sólidos suspensos totais).
Ao definir um processo deve-se considerar sua eficiência na remoção de DBO e
coliformes, a disponibilidade de área para sua instalação, os custos operacionais,
especialmente energia elétrica, e a quantidade de lodo gerado. Alguns processos exigem
maior escala (maior população atendida) para apresentarem custos per capita compatíveis. Na
implantação de um sistema de esgotamento sanitário, compreendendo também a rede coletora,
a estação de tratamento representa cerca de 20% do custo total (JORDÃO e PESSOA, 1995).
4.6.2 Fluxo do Tratamento de Esgotos
A quantidade total de esgoto a ser tratado em um sistema tradicional é função da
população e da indústria local a serem atendidas durante um período de 20 a 30 anos.
Ademais, devem ser consideradas as infiltrações da água de chuva e do lençol freático. O
volume de esgoto produzido por ano pode ser controlado pelas vazões obtidas nos medidores
instalados em pontos determinados do sistema, especialmente na entrada das estações de
tratamento.
O processo de tratamento do esgoto pode adotar diferentes tecnologias para
depuração do efluente mas, de modo geral segue um fluxo que compreende as seguintes
etapas (AISSE. M.M.,2000):
• preliminar - remoção de grandes sólidos e areia para proteger as demais
45
Abastecimento doméstico, irrigação, recreação, dessedentação de animais, navegação, abastecimento
industrial preservação de peixes, etc.
121
unidades de tratamento, os dispositivos de transporte (bombas e tubulações) e os
corpos receptores. A remoção da areia previne, ainda, a ocorrência de abrasão nos
equipamentos e tubulações e facilita o transporte dos líquidos. É feita com o uso de
grades que impedem a passagem de trapos, papéis, pedaços de madeira, etc.; caixas
de areia, para retenção deste material; e tanques de flutuação para retirada de óleos e
graxas em casos de esgoto industrial com alto teor destas substâncias.
• primário - os esgotos ainda contém sólidos em suspensão não grosseiros cuja
remoção pode ser feita em unidades de sedimentação, reduzindo a matéria orgânica
contida no efluente. Os sólidos sedimentáveis e flutuantes são retirados através de
mecanismos físicos, via decantadores. Os esgotos fluem vagarosamente pelos
decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão, de maior densidade,
sedimentem gradualmente no fundo formando o lodo primário bruto
46
. Os materiais
flutuantes como graxas e óleos, de menor densidade, são removidos na superfície. A
eliminação média do DBO é de 30%. Processo: sedimentação; flotação; digestão do
lodo; secagem do lodo; sistemas compactos (sedimentação e digestão, Tanque
Imhoff); e sistemas anaeróbios (lagoas anaeróbias, reator de fluxo ascendente).
• secundário - processa, principalmente, a remoção de sólidos e de matéria
orgânica não sedimentável e, eventualmente, nutrientes como nitrogênio e fósforo.
Após as fases primária e secundária a eliminação de DBO deve alcançar 90%. É a
etapa de remoção biológica dos poluentes e sua eficiência permite produzir um
efluente em conformidade com o padrão de lançamento previsto na legislação
ambiental. Basicamente, são reproduzidos os fenômenos naturais de estabilização da
matéria orgânica que ocorrem no corpo receptor, sendo que a diferença está na maior
velocidade do processo, na necessidade de utilização de uma área menor e na
evolução do tratamento em condições controladas. Processo: filtração biológica
aeróbia; filtração biológica anaeróbia; reator tipo UASB
47
; processos de lodos
ativados; decantação intermediaria ou final (sedimentação do lodo flocoso ou
46
As fossas sépticas são um tipo de tratamento primário muito usado no meio rural e urbano. Os sólidos
sedimentáveis se acumulam no fundo, onde permanecem tempo suficiente para sua estabilização, porém mantém
os elementos patogênicos. Como a eficiência na remoção da matéria orgânica é baixa, freqüentemente utiliza-se
forma complementar de tratamento, como filtros anaeróbios ou sistemas de infiltração no solo (sumidouros,
valas de infiltração e valas de filtração).
47
UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo)
122
biomassa); lagoas de estabilização (facultativas, sistema Australiano).
• terciário - remoção de poluentes tóxicos ou não biodegradáveis ou eliminação
adicional de poluentes não degradados na fase secundária.
• desinfecção - grande parte dos microorganismos patogênicos foi eliminada nas
etapas anteriores, mas não a sua totalidade. A desinfecção total pode ser feita pelo
processo natural - lagoa de maturação, por exemplo - ou artificial - via cloração,
ozonização ou radiação ultravioleta. A lagoa de maturação demanda grandes áreas
pois necessita pouca profundidade para permitir a penetração da radiação solar
ultravioleta. Entre os processos artificiais, a cloração é o de menor custo mas pode
gerar subprodutos tóxicos, como organoclorados. A ozonição é muito dispendiosa e
a radiação ultravioleta não se aplica a qualquer situação.
O desenvolvimento tecnológico no tratamento de esgotos está concentrado nas etapas
secundária e posteriores. Uma das tendências verificadas é o aumento na dependência de
equipamentos em detrimento do uso de produtos químicos para o tratamento. Os fabricantes
de equipamentos para saneamento, por sua vez, vêm desenvolvendo novas tecnologias para o
tratamento biológico, com ênfase no processo aeróbio.
Figura 36: Fluxograma típico de uma ETE completa
(Fonte: Aissle. Sistemas Econômicos de Tratamento de Esgotos Sanitários)
4.6.3 Tecnologias de tratamento descentralizado de esgotos
Dentre os vários sistemas existentes de tratamento de esgotos, verifica-se tendência à
procura pela redução do investimento inicial na instalação de uma Estação de Tratamento de
123
Esgoto - ETE, bem como pela minimização do custo operacional. Um dos fatores que eleva o
custo de operação é o uso intensivo de equipamentos, com o conseqüente aumento nas
despesas de energia elétrica. O custo da energia e sua escassez em várias regiões do mundo
também têm motivado pesquisas para a criação de soluções com menor demanda energética.
Sob a ótica da redução do investimento inicial, têm-se desenvolvido soluções para
implantação gradativa ou modular de ETEs, como as estações do tipo compactas e
simplificadas. A descentralização traz como vantagem a diminuição nos custos da rede
coletora de esgoto.
Em áreas com escassez de água, a tecnologia de tratamento tem-se aperfeiçoado para
permitir o reuso da água, especialmente na agricultura, grande consumidora, e na indústria,
para refrigeração dos equipamentos ou em processos que não requerem água potável. Cabe
comentar ainda que há uma evolução nas técnicas de tratamento que reduzem a geração de
lodo ou que possibilitam o seu reaproveitamento.
Extensa pesquisa publicada pelo RMI
48
(feita para o EPA - Dept. de Proteção
Ambiental dos Estados Unidos) em 2004 foi preparada com o intuito de auxiliar as
comunidades e seus gestores/ planejadores a fazerem melhores escolhas entre as várias opções
de diferentes tecnologias para gerenciar a qualidade da água, melhorar as condições
ambientais e proteger a saúde pública através de sistemas de tratamento e reuso dos esgotos.
Tem seu foco no tratamento descentralizado
49
de esgotos, relativamente ao tratamento
centralizado, e utiliza o conceito de planejamento integrado. Os resultados da pesquisa
apontam fortemente para as vantagens dos sistemas descentralizados, seja quanto ao
planejamento e risco financeiro, aos impactos na comunidade e na bacia hidrográfica, aos
impactos no local e nas redondezas, aos custos de capital, de operação e manutenção e de
gerenciamento (ROCKY MOUNTAIN INSTITUTE, BOOZ ALLEN HAMILTON
, 2004).
Uma tecnologia que utiliza os ciclos da natureza para tratar o esgoto localmente é a
48
RMI: Rocky Mountain Institute
49
Sistemas descentralizados de tratamento de esgotos, ou ETEs descentralizadas, são definidos como “sistemas
que coletam, tratam e reusam ou dispõem do esgoto no seu ponto de geração ou próximo a ele”. Incluem
sistemas unifamiliares e sistemas de rede que podem servir várias centenas de residências – ou vazões
124
Living Machines
TM
, dos Estados Unidos, inventada pelo Dr John Todd, biólogo canadense.
Segundo o Dr Todd, o sistema inclue uma base mineral adequada para sustentar vida, fluxo e
reciclagem de nutrientes, declives acentuados como o da transição entre ambientes anaeróbios
e aeróbios, a presença de pelo menos três ecologias distintas (lago, pântano e planície, por
exemplo), a presença de colônias adequadas de bactérias. De acordo com o tipo de esgoto a
ser tratado, teremos variáveis nestes componentes. A engenharia ecológica tem um outro
desafio. Ela tem que proteger os ecosistemas naturais de organismos alienígenas encontrados
nos Living Machines
TM
. Portanto sempre que possível são utilizados organismos
predominantes na região, ou então espécies que não podem sobreviver além dos limites do
microcosmo em questão. Em regiões temperadas, como na Nova Inglaterra, são utilizadas
plantas tropicais e algumas espécies animais que permitem que a tecnologia se torne
economicamente viável. Estas espécies, porém, pereceriam nas estações mais frias caso
escapassem (JOHN TODD ECOLOGICAL DESIGN).
Um exemplo de Living Machines
TM
implantado para tratamento de efluentes
industriais é a fábrica de Chocolates Mars, na Austrália, ilustrado na figura abaixo. Esta
industria processadora de alimentos fabrica 350 produtos a partir de 1.300 ingredientes
diferentes, e produz uma carga muito variável (qualitativamente) de esgotos. Primeiramente a
vazão é equalizada em um tanque de balanceamento. De lá vai para um digestor anaeróbio
que provê um tratamento considerável, sem o uso de energia. Inclusive, se a carga orgânica
for suficiente, metano pode ser produzido para geração de vapor. Do reator anaeróbio o
esgoto flui para um reator aeróbio fechado, conectado a um bio-filtro. O biofiltro consiste de
material orgânico, basicamente serragem e compostagem. Os odores são retirados pela ação
das bactérias com a passagem do fluxo do tanque fechado pela camada orgânica. O esgoto vai
então passar por uma série de reatores aeróbios abertos, com plantas na superfície da água. As
raízes das plantas fornecem o ambiente adequado para a fixação dos microorganismos que
quebram a matéria orgânica no fluxo de esgoto. Adicionalmente, qualquer amônia é
nitrificada para nitrito e depois nitrato. Quando as bactérias percorrem seu ciclo de vida e
morrem, elas formam lodo, parte do qual é alimento para outras criaturas no sistema, como
por exemplo os caramujos.
equivalentes; sistemas centralizados são aqueles que servem comunidades inteiras ou múltiplas comunidades
(CRITES e TCHOBANOGLOUS, 1998).
125
Figura 37: diagrama e fotografia do sistema Living Machines
TM
, instalado na fábrica de chocolates Mars
(Fonte: Living Designs Group, EUA)
Os volumes finais de lodo nos sistemas Living Machines
TM
é pequeno se comparado
ao de outras tecnologias de tratamento de esgotos, porque as ecologias presentes no sistema
digerem matérias orgânicas como parte do processo. De qualquer maneira, ainda sobra lodo
para ser removido no clarificador, que se segue aos reatores aeróbios. O passo final é a
desinfecção nos “Ecological Fluidized Beds – EFBs”. Estes reatores foram desenvolvidos e
patenteados pela Ocean Arks International. Eles são filtros de filmes submersos, com uma
vazão interna de recirculação relativamente alta. A água do esgoto tratado nesta fábrica (até
400m3/dia) é coletada em um pequeno lago de 1.000m2. De lá é utilizado para irrigar o
terreno de 6 hectares, que possui muitos hectares de mata natural. A Mars está investigando a
possibilidade de criar peixes neste lago de retenção.
Outra instalação que utiliza filtro biológico e local é a da Sustainable House, de
MOBBS (2002), em Sydney, Austrália, reformada em 1996. Ele utilizou um sistema da
empresa Dowmus (já extinta), que se baseia em um sistema chamado de filtro Biolítico
(compostagem molhada) e trata todo o esgoto (águas cinzas e pretas) da casa - que vai para
um tanque de concreto onde todo o mecanismo de limpeza opera através de uma série de
camadas de filtros dentro deste tanque. Cada camada consiste de material arenoso e turfa,
cheia de minhocas, insetos e microorganismos. O esgoto é espalhado em cima da camada
superior do tanque; são três as camadas, com vários centímetros livres entre uma e outra,
conforme figuras 38 e 40. Estas camadas filtrantes também recebem restos orgânicos da
cozinha e qualquer outro resíduo biodegradável – figura 39. O tanque tem uma leve
inclinação, para que a água filtrada seja recolhida em uma seção de armazenagem com uma
bomba de recalque. Ao ser recalcada, esta água reciclada ainda passa através de uma lâmpada
126
ultravioleta para matar qualquer vírus ou bactérias que possam ter restado no sistema. Esta
água abastece os vasos sanitários, o tanque e a máquina de lavar roupas, e a irrigação do
jardim. O sistema teve problemas uma vez, logo no início da operação, e foi constatado que o
problema era o formato muito comprido do tanque, figura 40, (assim projetado por causa da
configuração do lote), dificultando que os detritos se espalhassem uniformemente ao longo da
camada superior do filtro. Isto resolvido, o sistema não apresenta odor algum, e produz uma
água transparente e livre de patógenos, aprovada para uso não-potável pelas regulamentações
locais.
Figura 38: Corte transversal do tanque de
tratamento de esgotos
Figura 39: Tampa no deck do tanque de tratamento de
esgotos, por onde são adicionados os resíduos orgânicos
da cozinha – não há odor!
Figura 40: Corte longitudinal do tanque de tratamento de esgotos
Fonte: MOBBS, 2002
e foto Alexandra Lichtenberg
127
CAMARGO (2000), em sua dissertação de mestrado na UNICAMP
50
, produziu e
operou quatro reatores anaeróbios com enchimento de bambu (material de baixo custo e
facilmente encontrado no Brasil), obtendo uma redução de DBO de 75%. Como havia a
necessidade de se realizar um pós-tratamento do efluente anaeróbio gerado pelo reator de
bambu (pois ele não se adequava à legislação brasileira), TONETTI et al (2004), também da
UNICAMP, levaram esta pesquisa adiante, tratando este efluente com filtros biológicos de
areia
51
. A análise destes resultados demonstra a grande viabilidade deste sistema biológico
para o tratamento de efluente de pequenas localidades, utilizando materiais presentes nas
próprias comunidades. O efluente gerado estava em conformidade com o exigido pela
legislação brasileira para a emissão em um corpo receptor, sendo compatível com aqueles
produzidos nas grandes estações de tratamento existentes nas grandes cidades brasileiras.
Outro ponto é a possibilidade do reuso deste líquido em alguma atividade humana,
resguardando os manaciais naturais para usos mais nobres.
No Rio de Janeiro, o Centro de Reabilitação Infantil da Rede Sarah, unidade de não-
internação de fisioterapia, localizado em Jacarepaguá-RJ, instalou uma ETE
52
, projetada pela
empresa Planep Engenharia, com o objetivo de reutilizar o efluente deste esgoto reciclado
para irrigação dos jardins e para a descarga dos vasos sanitários. É um sistema com vazão de
25m
3
/dia, que funciona com o principio de lodo ativado comum, sendo que a desinfecção
final é feita com cloro, filtro de areia e filtro de carvão ativado. É o único projeto implantado
pela empresa até o momento que também reutiliza esta água para descarga de vasos sanitários
e para irrigação dos jardins. As figuras 41 e 42 mostram esta ETE em operação.
A consciência atual coloca em destaque a importância da multidisciplinariedade do
assunto de tratamento de esgotos, e envolve elementos de biologia, microbiologia,
bioquímica, engenharias, arquitetura, economia, sociologia e educação ambiental. As
unidades já não são vistas como simples tanques em concreto. Hoje estas unidades são
50
UNICAMP: Universidade de Campinas
51
O funcionamento deste sistema baseia-se na aplicação de efluente intermitentemente sobre a superfície de um
leito de areia. Durante a infiltração do líquido ocorre a purificação por mecanismos físicos,químicos e
biológicos.
52
A região da Barra da Tijuca e da Baixada e Jacarepaguá não possui rede de esgoto (segundo relatório do
IPP/IPEA de 2004), sendo grande parte dos esgotos jogados in-natura diretamente no mar, rios, riachos ou
lagoas locais.
128
estudadas como reatores em que ocorrem transformações complexas, com a participação de
organismos vivos.
Figura 41: tanques de tratamento de esgoto do
Centro de Reabilitação Sarah – RJ
Figura 42: Sala de controle do sistema de esgoto
reciclado
O tratamento descentralizado do esgotamento sanitário domiciliar além de produzir
água para usos não-potáveis reduz o investimento público nas redes de esgoto sanitário.
4.6.3.1 Tratamento Condominial de Esgotos
Sistemas de esgotamento sanitário condominiais (ou simplificados) foram
implementadas por várias companhias de água e esgoto no país, como SANEPAR e SABESP,
que foram incluindo melhorias tecnológicas no sistema ao longo do tempo. A CAESB
53
começou a implementar sistemas simplificados de esgotamento sanitário em áreas pobres em
1991, e atualmente esta é a solução padrão para todas as áreas, pobres e ricas (LEEDS
UNIVERSITY, ?).
A CAESB utilizou este sistema para ampliação da estrutura de coleta de esgotos do
Distrito Federal, fruto da constatação da inviabilidade econômica e financeira do modelo
tradicional em apresentar solução a curto prazo para a universalização dos serviços.
O sistema condominial é baseado em dois conceitos chave, que o diferenciam do
modelo tradicional. O primeiro conceito define a unidade à qual o serviço é prestado:
enquanto sistemas convencionais fornecem serviços para cada unidade residencial, sistemas
53
CAESB: Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal
129
condominiais fornecem serviços para cada bloco ou grupo habitacional, que podem ser
chamados de unidades de bairro ou condomínios. Isto é similar ao conceito de fornecimento
de serviços a um prédio de apartamentos, exceto que neste caso o condomínio é horizontal e
institucionamente informal. Como resultado deste conceito, a rede publica não necessita mais
ir até cada lote, ou mesmo estar presente em cada rua, mas meramente fornecer apenas um
ponto de ligação para cada “condomínio”. Portanto, a extensão da rede é consideravelmente
mais curta do que em sistemas convencionais, aproximadamente pela metade. As conecções
características de cada casa dos sistemas convencionais correndo perpendiculares à rede
principal, são substituídas por redes condominiais que correm paralelas a cada “bloco”. As
redes condominiais podem ser localizadas na parte mais conveniente do “bloco” ( debaixo das
calçadas, sob os recuos frontais ou posteriores dos lotes). Este projeto permite a adaptação da
rede às condições topográficas do local. Adicionalmente, o sistema condominial é um sistema
descentralizado das estações de tratamento, evitando desta maneira os custos associados ao
transporte dos fluidos por longas distancias.
O segundo conceito diferenciador do sistema condominial é o desenvolvimento de
um relacionamento muito mais estreito entre os fornecedores do serviço e os usuários,
encorajando os dois lados a chegarem a um acordo que facilite a expansão dos serviços e sua
adaptação às necessidades e restrições de cada local. Desta maneira, o condomínio torna-se
não apenas uma unidade física de provisão de serviços, mas também uma unidade social
facilitadora de decisões coletivas e organizadora de ações comunitárias. Os membros do
condomínio devem selecionar o projeto apropriado e se comprometerem com as ações
complementares que vão de educação sanitária ambiental à direta participação na construção
e/ou manutenção do processo.
A população, em reuniões com técnicos da CAESB, decide sobre o tipo de ramal e
como executá-lo. Atualmente a CAESB coleta 88% do esgoto do DF e trata 66%, muito
acima da média nacional. Essa mudança promove uma redução de custos significativa e
permite ampliar consideravelmente o percentual de população atendida, utilizando-se o
mesmo volume de recursos financeiros. A participação comunitária é a base do sistema
condominial, constituindo elemento fundamental da metodologia de implantação desse tipo de
solução, incorporando a população na solução coletiva dos problemas locais de saneamento
(NEDER e NAZARETH, 1998).
130
Ainda de acordo com NEDER e NAZARETH (1998), no sistema condominial, cada
conjunto de “condomínios” é uma pequena bacia de retenção natural. As estruturas de
transporte e bombeamento entre as bacias, que geralmente representam custos muito altos, são
substituídas com grande economia por unidades de tratamento locais. Tanto quanto possível,
estas unidades de tratamento tem tecnologia simples baseada em processos naturais, como
uma maneira segura e racional de lidar com efluentes. A CAESB introduziu uma política de
tarifas que tenta refletir as características do sistema condominial, tanto em termos da taxa de
conecção quanto em relação às tarifas para uso do sistema. Por um lado, a taxa de conecção
tenta refletir o custo real da instalação da rede condominial, conforme escolhido pelos
usuários. Por outro lado, a tarifa pelo uso do sistema tenta refletir a participação do usuário na
sua operação, já que nas redes internas a responsabilidade pela manutenção é dos usuários,
dando-lhes o direito a uma redução na tarifa paga.
PALMER et al (1999) publicaram estudo comparando o sistema tradicional de coleta
e tratamento de esgotos e o sistema de tratamento do efluente de fossas sépticas (septic tank
effluent disposal - STED) no sul da Austrália. Na época da publicação, mais de 110 mil
pessoas eram servidas por este tipo de serviço, em cidades de até 10 mil habitantes.
Este sistema consiste da coleta do efluente gerado pela fossa séptica por uma rede
menor, simplificada e mais barata, até uma lagoa de oxidação, que fornece o tratamento
secundário do esgoto. A retenção nas lagoas de oxidação era de aproximadamente 60 dias, em
duas ou tres lagoas de 1,2m de profundidade. Mais recentemente, para o reuso do efluente,
utiliza-se lagoas de oxidação de 5 compartimentos com um tempo de retenção de 30 dias no
primeiro compartimento para redução de DBO, seguido de mais 4 retenções de 7,5 dias cada,
para redução de patogenos. No estado de South Austrália ainda é requerido o uso de cloração
e/ou filtragem com desinfecção por lâmpada ultra-violeta para reuso em recreação e irrigação.
O sistema STEDS foi regulamentado pelas autoridades governamentais, e cada projeto deve
ser aprovado pela Prefeitura local. Este estudo ainda indica que o sistema STEDS é ideal para
regiões com um déficit grande de fornecimento de saneamento básico, e onde geralmente já
existem muitas fossas sépticas instaladas, mas com problemas de saturação do solo,
contaminação de cursos de água, etc. A tabela abaixo mostra o resultado do estudo.
131
Tabela 16
: Tabela comparativa dos critérios de projeto de ETEs tradicionais e de STEDS
Critérios de Projeto de ETEs tradicionais x Tratamento do efluente de fossas sépticas
(STEDS)
Critério ETE tradicional STEDS
Conecção à casa Direta Através da fossa séptica
Sólidos Grosseiros Entram na rede Excluídos da rede
Vazão média em clima seco 250l/c/d 140l/c/d
Acesso à rede Poço de inspeção Pontos de descarga
Diâmetro mínimo da tubulação 150mm 100mm
Caimento mínimo 0,5% 0,4%
Outros
Sem manutenção da fossa
séptica
Sistema híbrido incluindo:
• conecções bombeadas
• drenagem nos fundos do
terreno
• sistemas separados: séptico e
de sedimentação de sólidos
comuns
STEDS construídos desde 1990
incluem tratamento adicional
que permite o reuso da água.
Custo médio de construção, por
conexão (AUS$, 1998)
13.800
4.300
5.000+ com tratamento para
reuso
Alguns pesquisadores contemporâneros, como Hespanhol (chefe do Departamento de
Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), e
Jeppesen (ligado ao Urban Water Reseach Association of Austrália), entre outros, vem
publicando estudos sobre o assunto desde os anos 80.
HESPANHOL (2001), comentando sobre os custos do reuso de água, afirma que
“eles devem ser considerados em relação aos benefícios de conservar água potável e de,
eventualmente, adiar ou eliminar a necessidade de desenvolvimento de novos mananciais para
abastecimento público” e não somente em relação aos ganhos financeiros diretos e imediatos.
A concessionária de água pode fornecer água de reúso oriunda do tratamento do
esgoto público da cidade. Em São Paulo, a concessionária tem disponível água de reúso a um
132
custo muito inferior ao da água potável, o que a torna uma alternativa para utilização em
alguns empreendimentos. A princípio a concessionária recomenda utilizar a água de reúso
exclusivamente para fins específicos, não-potáveis, em ambientes externos .
Segundo JEPPESEN e SOLLEY(1994), para o reúso doméstico de água são muito
utilizadas (em língua inglesa) as palavras “cinzas” e “negras” para diferenciar águas de
qualidades e fontes diferentes. As definições são:
• “Águas cinzas” (do inglês “greywater”): esgoto proveniente da banheira, chuveiro,
lavanderia (máquinas de lavar roupa), e lavatório.
• “Águas negras” (do inglês “blackwater”): esgoto proveniente do bidê e bacia sanitária,
esgoto contaminado por matéria fecal. GELT (2002) inclui, também, na definição de
“águas negras”, as águas da pia da cozinha e da lavadora de pratos.
Existem projetos que reaproveitam apenas as águas cinzas, outros que fazem a
reciclagem ou reúso de águas negras, e outros ainda, de ambas.
4.6.3.2 Tratamento de Águas Cinzas
JEPPESEN (1994) em seu estudo sobre águas cinzas domésticas patrocinado pela
cidade de Brisbane, Austrália, fez um grande apanhado de informações sobre a qualidade
dessas águas e teceu considerações importantes, sendo algumas delas:
• as águas cinzas podem conter níveis de organismos indicadores de matéria fecal que
evidenciam um risco potencial da presença de organismos patogênicos, um certo
cuidado deve ser tomado quando for feito uso de águas cinzas devido aos riscos
associados à saúde;
• o reúso de águas cinzas, apesar de representar um risco à saúde e ao ambiente, pode
significar uma grande economia de água, se forem seguidas as recomendações e
regulamentações;
• águas cinzas devem ser tratadas de forma que os microorganismos originalmente
presentes sejam destruídos ou removidos; e
• todo e qualquer contato humano com águas cinzas deve ser evitado.
O armazenamento de águas cinzas não é recomendado por JEPPERSEN (1994)
133
devido à formação de odores e pelo crescimento de microorganismos nos tanques de
armazenamento. O recomendado é o reúso direto, sem que a água seja armazenada. Jeppesen
só aceita que seja feito algum armazenamento se for dado um tratamento que possa controlar
os gases gerados.
BOOKER (2000) analisou 4 sistemas distintos de fornecimento e disposição de água
urbana na Austrália, incluindo os custos dos mesmos. O sistema numero 4, o único que trata e
recicla águas cinzas tem o potencial de reduzir a demanda de água potável em até 20 vezes. O
tratamento de águas cinzas deste estudo de caso é feito em uma ETE a 20km de distancia do
núcleo gerador, o que fez com que os custos de implantação ficassem parecidos nas quatro
hipóteses – porém há que se contabilizar os custos do diferimento de investimento no
fornecimento de água potável, assim como a redução do risco de transbordamento do esgoto e
a eliminação de sua disposição inadequada em cursos de água e no solo.
134
5. A ECOHOUSE URCA
Neste capítulo procura-se avaliar, a partir da teoria e experiências levantadas e
descritas nos capítulos precedentes, a aplicação de técnicas destinadas a promover o conforto
ambiental, o arrefecimento passivo, a eficiência energética, a iluminação natural e a
racionalização e conservação do uso da água no projeto Ecohouse. Para tal é feita uma
descrição de cada intervenção realizada – coleta e reuso de águas pluviais, reciclagem e reuso
de água de ETE, telhados verdes, fachadas verdes, utilização de esquadrias especiais, beirais,
ventilação cruzada, aquecimento solar de água. Ao final é feita uma avaliação ambiental da
edificação nos moldes da abordagem francesa de avaliação de edificações HQE.
O início do projeto Ecohouse se deu através da reforma de uma residência
unifamiliar (finalizada em março de 2004) na Avenida São Sebastião, 270, no bairro da Urca,
zona litorânea do Rio de Janeiro, latitude -22,90º e longitude -43,17º.
5.1 AGENDA 21 LOCAL DO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO
A Secretaria Municipal de Meio Ambiente (SMAC) é responsável pela coordenação
do Fórum 21 da Cidade do Rio de Janeiro, criado pela lei n. 2561, de 9 de setembro de 1997,
aprovada pela Câmara Municipal e tem como finalidade elaborar, acompanhar e avaliar a
implementação do Programa Agenda 21 Local. Produziu dois documentos importantes:
• “Consultando a População sobre temas de meio ambiente e qualidade de
vida”(PREFEITURA DO RIO DE JANEIRO, 1999ª),
• “Manual de Planejamento Participativo” (PREFEITURA DO RIO DE JANEIRO,
1999b),
que fornecem subsídios sobre como se apresenta a consciência ambiental dos cidadãos
cariocas, sua pauta de prioridades, bem como a disposição que manifestam para participar de
programas e ações.
Para a elaboração destes documentos, a cidade é dividida em cinco áreas de
135
planejamento – Aps. O bairro da Urca está localizado na AP2, Zona Sul, juntamente com:
Flamengo, Glória, Laranjeiras, Catete, Cosme Velho, Botafogo, Humaitá, Leme, Copacabana,
Ipanema, Leblon, Jardim Botânico, Lagoa, Gávea, Vidigal, São Conrado, Praça da Bandeira,
Tijuca, Alto da Boa Vista, Maracanã, Vila Isabel, Andaraí e Grajaú.
Neste trabalho estaremos detalhando a Zona Sul pelo fato do projeto em estudo estar
localizado no bairro da Urca.
5.1.1 Descrição da Zona Sul
54
A Região Zona Sul cobre uma área de 4.387 hectares
55
, na qual residem 630.473
habitantes, segundo o Censo 2000. Sua densidade bruta de 143,7 habitantes por hectare é a
segunda maior entre as 12 regiões do Plano Estratégico que compõem o Município do Rio de
Janeiro. É formada por 18 bairros: Botafogo, Catete, Copacabana, Cosme Velho, Flamengo,
Gávea, Glória, Humaitá, Ipanema, Jardim Botânico, Lagoa, Laranjeiras, Leblon, Leme,
Rocinha, São Conrado, Urca e Vidigal.
Localizada entre o Maciço da Tijuca, o Oceano Atlântico e a Baía de Guanabara, a
Zona Sul caracteriza-se por altas declividades nas encostas sul e sudeste do Maciço da Tijuca
e por praias formadas por acumulação de sedimentos marinhos. Os principais rios são o
Carioca, dos Macacos, Rainha e Canoas. Devido à sua formação, a Região apresenta baixa
drenagem e alta densidade hidrográfica, dividindo-se em duas áreas geomorfologicamente
distintas:
• A primeira, formada pelos bairros da Glória, Catete, Flamengo, parte de Botafogo
e Urca, Lagoa, Copacabana, Leme, Ipanema e parte do Leblon, é densamente
ocupada e necessita de uma rede de drenagem urbana eficiente, já que na maioria das
vezes não possui drenagem natural.
• A segunda área é formada pelos bairros de Laranjeiras, Cosme Velho, parte de
Botafogo, Humaitá, Jardim Botânico, Gávea, parte do Leblon, Rocinha, Vidigal e
São Conrado. Em virtude de altas declividades e do alto índice pluviométrico, é de
extrema importância preservar a floresta existente, reflorestar as áreas degradadas e
54
Zona Sul, conforme definição do Plano Estratégico II, que difere da definição de Zona Sul dentro das APs
descritas na Agenda21 Local da cidade do Rio de Janeiro.
55
Áreas Territoriais: valores obtidos pelo aperfeiçoamento do cálculo feito no IPP.
136
controlar a ocupação das encostas. É necessário também, dragar os canais e cuidar da
manutenção e desobstrução da rede de drenagem e vias de escoamento.
Figura 43: Mapa da densidade bruta da população (fonte: IPP)
A Região está classificada como de alto desenvolvimento humano segundo o Índice
de Desenvolvimento Humano
56
(IDH=0,929), ocupando a primeira posição quando
consideradas todas as 12 regiões do Plano Estratégico. Entre as dimensões que compõem o
IDH, é a 1ª colocada em longevidade (IDH-L=0,860), 2ª em educação (IDH-E=0,971) e 1ª em
renda (IDH-R=0,957)
57
.
Embora privilegiada por sua natureza singular e sempre apresentando os melhores
indicadores socioeconômicos da cidade, na década de 1990 a Zona Sul sofreu um pequeno
processo de esvaziamento populacional, com uma taxa negativa de 1,72% ou um pouco mais
de 10 mil habitantes. Essa evasão demográfica alcançou 11 dos seus bairros e foi bastante
acentuada em São Conrado (-22%), Urca (-16%) e Catete (-9%). Em compensação, os bairros
56
O Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) mede o nível de desenvolvimento humano dos países ou
determinada localidade, utilizando como critérios indicadores de educação (alfabetização e taxa de matrícula),
longevidade (esperança de vida ao nascer) e renda (PIB per capita).
57
Fontes: Anuário Estatístico do Rio de Janeiro 1993/1995, IPP; Atlas Escolar da Cidade do Rio de Janeiro
2000; Armazém de Dados, IPP/2003.
137
da Rocinha, do Vidigal, Gávea e Glória apresentaram os maiores aumentos de população da
Região na década, crescendo a taxas de 24%, 13%, 12% e 7%, respectivamente. Cabe
assinalar que o processo de perda de população foi mais acentuado na segunda metade da
década passada: entre 1996/2000. A taxa de variação relativa na Região foi de 1,3% negativo,
contra apenas 0,4% negativo entre 1991/1996 (PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE
JANEIRO, 2002?).
Conforme os números acima, fica evidente o crescimento desproporcional das áreas
de favelas em relação às áreas “urbanizadas”, e toda a gama de problemas urbanos trazidos
por este fenômeno: violência, pobreza, falta de transportes coletivos, poluição do solo, ar e
água, etc.
Os dados oficiais indicam que a Região Zona Sul tem carência de áreas livres,
apresenta baixa oferta de trabalho e certos aspectos da dinâmica demográfica são
preocupantes. Segundo a Pesquisa de Percepção, que apontou as três principais debilidades,
23% dos moradores consideram o item violência o principal problema da Região, seguido do
trânsito (16%) e da questão da população de rua (15%). Questionados se pensavam em
mudar-se da Região, os entrevistados que responderam afirmativamente apontaram como
causas a violência (28%), o sistema de transportes ― excesso de ônibus ― (8%) e o elevado
custo dos imóveis (7%). Na questão ambiental, classificaram como ruins a drenagem de águas
pluviais (38%), o combate a ratos e mosquitos (39%) e a poluição sonora (33%)
(PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO, 2002?).
Ao se consultar o Plano Estratégico II para a Zona Sul da cidade do Rio de Janeiro
(ver Anexo IV), publicado no site do IPP em dezembro de 2005
58
, verifica-se que o mesmo
não contemplou as quatro estratégias de sustentabilidade urbana identificadas como
prioritárias para o desenvolvimento sustentável das cidades brasileiras, citadas às páginas 16 e
17 desta dissertação. Não há um reconhecimento por parte do poder Municipal – elaborador
do Planejamento Estratégico de longo prazo - do trabalho realizado pela equipe do Fórum 21
58
Na terceira etapa de trabalho do Plano Estratégico II "As cidades da Cidade", denominada Diagnóstico, foi
definido o objetivo central de cada região, as estratégias para alcançá-lo e seus tópicos específicos. O fórum
regional identificou esse objetivo, ou o que se deseja para a região, a partir da análise das informações históricas
e dos dados da realidade atual. Disponível em: http://www.rio.rj.gov.br/planoestrategico
, acessado em dez 2005.
138
da Cidade do Rio de Janeiro, no sentido de seguir as diretrizes levantadas neste trabalho.
Figura 44: Evolução da variação relativa da população da Zona Sul
Para ilustrar esta afirmação, segue abaixo transcrição de recente entrevista veiculada
pelo Canal Saúde
59
, da Fiocruz:
Moderador: “ A Agenda 21 é um caminho que realmente está sendo seguido pelo
País? Estamos tendo resultados concretos?”
Ana Maria Batista
60
: “Não. Eu acho que a Agenda 21 foi um marco, do ponto de
vista de você trazer a questão ambiental e a necessidade de um outro padrão de
desenvolvimento – revendo de forma absoluta a questão da produção e do consumo –
agregando os valores de sustentabilidade, incorporando a questão sócio-ambiental aos
projetos e programas, ampliando a consciência. Isto é um fato, aconteceu. Eu viajei o Brasil
inteiro, tive oportunidade de ver o grau de sensibilidade que as pessoas estão tendo hoje com
a questão ambiental – a questão ambiental não é uma questão fora da vida das pessoas. Isto
59
Programa Canal Saúde, Fiocruz, veiculado em 10/12/2005 no canal TV-E. Explosões da Natureza - O Canal
Saúde apresenta em dezembro 2005 uma série especial com o tema Explosões da Natureza: trata do tema que
dá nome a série, e debate as mudanças climáticas, suas implicações e conseqüências.
60
ex-Secretária Executiva do Fórum 21 da Cidade do Rio de Janeiro
139
foi um marco, tem um significado imenso. Agora, a Agenda é um instrumento de
planejamento. A agenda é uma agenda para o próximo século, com 40 capítulos, que tocam as
questões fundamentais de possibilidade de vida no futuro. Então só acontecerá a Agenda 21 se
você tiver um conceito de gestão compartilhada, agregação de valores, uma mudança de
padrão na forma de você produzir e consumir – e políticas públicas reveladoras de novos
conceitos, de novos paradigmas, que é o desenvolvimento sustentável. Então este pacto, é um
novo pacto que tem que ser construído, é um novo referencial de visão de políticas, de
orçamento público, de participação, de cidadania, de educação. Então nós tivemos ganhos
pelo fato de que hoje há uma consciência ambiental. Nós estamos aqui (no debate), todos nós
trabalhamos em diversas frentes, e sabemos disto, até porque o Planeta está ameaçado. Agora,
é pouco: os resultados. Nós temos que ter uma visão crítica diante das necessidades e dos
caminhos que foram apontados. Como nós vimos aqui, existe uma massa crítica, e esta massa
crítica, ela tem que ser revelada em AÇÕES. Nós não temos mais Agenda, temos que ter
AÇÕES. A Agenda foi feita.”
Muito em função deste panorama que se apresenta pós-formulação da Agenda 21 na
cidade do Rio de Janeiro é que se cria a necessidade da formulação de ações partindo de
indivíduos e/ou instituições visando a disseminação de melhores práticas a serem absorvidas
pelos agentes da construção sustentável, como é o caso do projeto Ecohouse Urca.
5.2 LOCALIZAÇÃO E ENTORNO IMEDIATO – O BAIRRO DA URCA
Todo o bairro da Urca pertence à Área de Proteção Ambiental e Preservação
Paisagística dos Morros do Pão de Açúcar, da Urca e da Babilônia, sendo regida pelo Plano
de Estruturação Urbana - PEU nº 001 (de 1978). Este decreto restringe muito a área e gabarito
de novas construções, e proíbe que sejam efetuadas obras de desmonte que desfigurem o
perfil natural das encostas.
A Urca é atualmente um bairro residencial cortado por ruas pacatas pontilhadas por
residências clássicas, em estilo art déco, prédios antigos sem garagem ou elevador, e prédios
luxuosos mais recentes. A Avenida Pasteur, antiga Praia de Saudade, à margem da enseada de
Botafogo, abriga hoje o Iate Clube do Rio de Janeiro, além das instalações da Universidade
Federal do Rio de Janeiro e do Instituto Benjamin Constant.
140
Na Praia Vermelha, além do Instituto Militar de Engenharia (IME), centro de
excelência do Exército Brasileiro, e da Escola de Comando e Estado Maior do Exército,
encontra-se a Estação Primeiro Estágio do Teleférico - mais conhecido como bondinho -
inaugurado em 1912, cujo percurso de 1330 metros sobre cabos de aço leva ao alto do Pão de
Açúcar, morro granítico com quase 400 metros de altura que se constitui em um dos pontos
turísticos mais famosos da Cidade: cerca de um milhão de pessoas o visitam todos os anos.
A Avenida São Sebastião é considerada a primeira rua da Cidade. É o antigo
caminho que levava ao Forte de São José (dentro do Forte de São João, de 1618), em frente à
Praia de Fora, no istmo do morro Cara de Cão.
Os dados do último Censo do IBGE (2000) mostram para a Urca:
Área Territorial (2003): 231,90 ha.
Total da População (2000): 6.750 habitantes
Total de Domicílios (2000): 2.310
Casas (2000): 502
Apartamentos (2000): 1.799
Cômodos (2000): 8
141
Figura 45: Fotos aéreas do bairro da Urca
(fonte: http://www.worldsat.ca/interactive_zoom/1m_rio.html)
5.3 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL NO BAIRRO DA URCA
A Urca é um bairro pacato, com seu crescimento limitado pelos limites geográficos e
pelo PEU n. 001. Entretanto, não está livre de problemas urbanos, e um dos que está se
tornando alarmante é o do esgoto sanitário. Todo o esgoto da Urca passa pela estação
elevatória situada na Praça Tenente Gil Osório, de onde é bombeado para Copacabana, para
ser lançado ao mar pelo Emissário Submarino de Copacabana, sem tratamento algum.
Ocorre que a tubulação que conduz este esgoto para Copacabana, passando por baixo
da calçada do passeio da Orla da Urca – nas Avenidas João Luis Alves e Portugal, está se
rompendo em vários locais. O esgoto in natura de toda esta tubulação rompida escorre pela
rua e também para a baía da Guanabara. A calçada do passeio da Orla da Urca fica com
grandes buracos até que o conserto seja feito pela concessionária e o pavimento recolocado
pela Prefeitura. O trabalho realizado pela concessionária é apenas cosmético. O modelo
centralizado de coleta e “tratamento” de esgotos utilizado pela empresa está ultrapassado,
conforme detalhado no Capítulo 4. Sem recursos para investir, não há planejamento, apenas
algumas ações paliativas, que custam muito mais caro financeiramente e para o meio-
ambiente – jogar água poluída e sem tratamento nos rios e oceanos, é dificultar o próprio
142
trabalho, pois esta mesma água terá que ser tratada para fornecimento como água potável para
consumo humano, e não potável para lazer.
Quando chove muito, ocorrem inundações - a enorme quantidade de água descendo
pela pedra dos morros da Urca e do Pão-de-Açúcar encontra apenas superfícies
impermeabilizadas ao chegar ao nível do mar. A Avenida São Sebastião transforma-se em um
rio (única ladeira do bairro), e as praças do bairro, assim como algumas residências, ficam
alagadas.
Figura 46: Rua Candido Gaffré, Av São Sebastião e residências na Av São Sebastião, em dia de chuva
forte
O bairro da Urca é uma área de uso misto, com zona residencial e zona comercial de
fácil acesso. Não é necessário o uso de automóvel para o acesso dos residentes a serviços
como compras básicas, bancos e escolas – padrão que infelizmente não se repetiu no
planejamento urbano ao longo da segunda metade do século XX. O crescimento do bairro no
entanto, gerou conflitos não previstos na época de seu desenvolvimento inicial, como o do
transito. Este bairro surgiu e cresceu em uma época quando cada família possuía no máximo
um automóvel. As ruas são portanto estreitas, e a maioria dos pequenos prédios residenciais
não possuem garagem. Atualmente, cada família possui de um a dois automóveis, que ficam
estacionados na rua por falta de garagens. Como está situado em uma península, a única
entrada se dá pela Rua Marechal Cantuária, e a saída pelas Avenidas João Luís Alves e
Portugal. Qualquer intervenção no bairro, como a modificação de uso de antigo prédio do
Cassino da Urca, precisa levar isto em consideração. Aumentar o volume de tráfego viário
para além do de uso dos moradores irá provocar sérios problemas. Ver item 5.10.1 para mais
detalhes.
143
5.3 DESCRIÇÃO DO PROJETO ECOHOUSE URCA
A Ecohouse Urca, cuja construção original data de 1930, está situada na Av. São
Sebastião, n.270. A edificação original foi sendo modificada ao longo do tempo, conforme
alguns registros encontrados na regional da Prefeitura. Atualmente constitui-se em 3
pavimentos, em dois corpos separados por um pátio interno, implantada em aclive, incrustrada
na pedra do Morro do Pão de Açúcar. A área total do terreno é de 168m
2
, sendo 288m
2
de
área construída, encostada nas divisas do terreno.
Figura 47: Mapa da Urca (fonte: Mapoteca IPP)
Figura 48: Vista da Ecohouse do alto do Morro da Urca
Figura 49: localização Ecohouse vista de NO
Figura 50: localização Ecohouse vista de N
144
Figura 51 : Perspectiva com corte, projeto de reforma
Figura 52: Perspectiva eletrônica lateral
145
Figura 53: Fachada NO antes da reforma
Figura 54:Fachada NO depois da reforma
Fotos: Alexandra Lichtenberg
A edificação ocupa toda a frente do terreno (10m), com orientação -44ºNO
61
. Por
volta de 1985 o então proprietário abriu duas janelas na face SO, como aberturas para
ventilação, conforme figura 53 acima, para melhor aproveitar a ventilação natural.
O lay-out da casa foi quase totalmente modificado, conforme mostrado nas plantas,
cortes e fachadas no Anexo 01. As paredes existentes antes da reforma estão desenhadas em
linhas pontilhadas. As salas e cozinha que eram no primeiro pavimento, foram transferidos
para o segundo pavimento, onde a vista e a ventilação natural são melhores. Atualmente a
casa possui 3 suítes, um escritório, um lavabo, quarto e banheiro de empregada, lavanderia,
cozinha, sala de jantar e duas salas de estar. Já havia uma garagem para um carro, e atrás da
mesma foi escavado um buraco para instalação da ETE Mizumo Family.
As intervenções realizadas na Ecohouse Urca não levaram em conta apenas os
problemas pertinentes ao bairro da Urca ou à Ecohouse em especial. As intervenções levaram
em conta a necessidade básica da sustentabilidade, que é otimizar o uso de recursos, servindo
de modelo para outros projetos que desejem seguir o mesmo caminho, aproveitando as
experiências realizadas no projeto.
61
Todas as anotações referentes à orientação são em relação ao Norte Verdadeiro (NV)
146
Os telhados em telha francesa foram substituídos por lajes verdes. As fachadas
ganharam beirais e uma “segunda pele”, os pés-direitos foram aumentados aonde possível,
todas as esquadrias em madeira foram trocadas por esquadrias em PVC com vidros especiais,
além de terem sido aumentadas as aberturas em quantidade e tamanho. Foi trocada toda a rede
hidráulica (que já estava com inúmeros vazamentos), e instalados dois sistemas – um de água
potável e outro de água não-potável, além de equipamentos economizadores de água. Seguem
abaixo algumas fotografias ilustrando o imóvel como era antes e depois da reforma.
Figura 55: Telhado antigo
Figura 56: Novas lajes verdes
Figura 57: antiga fachada da cozinha
Figura 58: nova fachada da lavanderia
147
Figura 59: janelas antigas em madeira
Figura 60: novas janelas em PVC
Figura 61: vista antiga da parte posterior SE do bloco
da frente
Figura 62:Vista nova da parte posterior SE do bloco
da frente
Figura 63: parte da fachada antiga vista de NO
Figura 64: parte da fachada nova vista de NO
148
Figura 65: lavanderia antiga
Figura 66: área livre para melhor ventilação da parte
de serviço
Figura 67: vista antiga da fachada NO do bloco de
trás
Figura 68: vista nova da fachada NO do bloco de trás
Figura 69: antigo pátio interno
Figura 70: novo pátio interno, mostrando janela da
nova cozinha
149
Figura 71: antigo pátio interno 2
Figura 72: novo pátio interno 2
Figura 73: vista antiga da suíte master
Figura 74: Vista nova da suíte master
Figura 75: antiga sala de estar
Figura 76: nova suíte 2
150
Figura 77: antiga sala de estar
Figura 78: nova suíte 1
Figura 79: antigos degraus utilizados para disfarçar
pedra
Figura 80: escada antiga realocada
Figura 81: escada no antigo lugar
Figura 82: retirada a escada em caracol ao fundo e
mantido o buraco na laje para iluminação e
ventilação do quarto de empregada
151
Figura 83: novo Box do chuveiro suíte 1, visto da
janela para o páteo
Figura 84: novo Box do chuveiro suíte 1
Figura 85: tijolos maciços das paredes demolidas....
Figura 86: ...utilizados para construir as novas
paredes
Figura 87: vergalhões retirados da laje demolida...
Figura 88:... utilizados para armação das sapatas dos
pilares novos de ferro
152
Figura 89: madeiramento retirado do antigo
telhado....
Figura 90: ...utilizado para fazer mesa e bancos,
pergolados e acabamento de corrimãos
5.4 ESTIMATIVA DE CONSUMO DE ÁGUA E O RESULTADO DAS TECNOLOGIAS
ECONOMIZADORAS NA ECOHOUSE URCA
Nas sociedades modernas, a busca do conforto implica necessariamente em um
aumento considerável das necessidades diárias de água, principalmente em climas quentes. O
simples ato de um banho pode demandar um volume de 40 a 200 litros de água, de acordo
com o tipo de banho desejado (ver tabela abaixo).
Tabela 17 :
Consumo Médio de Água por Atividade
Doméstica
Atividades Domésticas
(unidade)
Necessidades de água (litros)
banho de ducha 40 - 80
banho de banheira 150 - 200
lavar louça 5 - 15
máquina de lavar roupa 80 - 120
Fonte: ARMAND, 1998.
A tabela 17 mostra que o uso de água por atividade pode variar em até 300%. Para o
cálculo do consumo de água no Projeto Ecohouse Urca, como já foi visto anteriormente, além
de um preciso levantamento de dados, é muito importante levar-se em consideração os dados
obtidos em Estudos de Casos realizados anteriormente. As tabelas a seguir mostram os
153
principais produtos, com dados de vazão e/ ou consumo médio de água para estimativas de
cálculos mais específicos. Estes dados específicos foram utilizados porque todos as louças e
metais instalados na Ecohouse foram fornecidos através de uma parceria realizada com a
empresa DECA.
Não pode deixar de ser frisada a grande variação encontrada na tabela abaixo entre a
vazão de cada produto em baixa pressão versus em alta pressão, com diferenças que chegam a
100%.
Tabela 18: Estimativa de gastos através da vazão de utilização, em litros/min.
Produto
Baixa Pressão
2 a 10 m.c.a.
Residência/Sobrado (A)
Alta Pressão
10 a 40 m.c.a.
Apartamento/Indústria (B)
Aplicando
Dispositivos
Economizadores
de Água
Torneira de lavatório 10 l/min 20 l/min 8 l/min
Misturador de cozinha 12 l/min 20 l/min 6 l/min
Torneira de jardim/tanque 12 l/min 20 l/min 8 l/min
Mictório com registro 10 l/min 15 l/min 8 l/min
Mictório Decalux 8 l/min 8 l/min 8 l/min (1)
Mictório Decamatic 8 l/min 15 l/min 8 l/min (2)
Torneira Decalux 6 l/min 6 l/min 6 l/min (3)
Torneira Decamatic 8 l/min 15 l/min 6 l/min (2)
Chuveiro 15 l/min 20 l/min 14 l/min
(A) Valor de referência utilizado: 4 m.c.a.
(B) Valor de referência utilizado: 20 m.c.a.
(1) O produto já vem com dispositivo economizador de água.
(2) O produto apresenta regulagem de vazão.
(3) O produto apresenta arejador para alta pressão com vazão constante (6 l/min).
Fonte: DECA
Como forma de evitar avaliações enganosas, propõe-se o levantamento do Indicador
de Consumo (IC)
62
, que é a relação entre o volume de água consumido em um determinado
período, denominado período histórico, e o número de agentes consumidores nesse mesmo
período. O agente consumidor é a variável mais representativa do consumo em uma
62
IC: índice de consumo de água por pessoa por dia
154
determinada tipologia de edificação. Verificar o IC levantado para Ecohouse no item 5.5.1,
tabela 27: Ecohouse Urca - Consumo medido de água pluvial ano 2005.
Tabela 19: Levantamento estimado de gastos/volume de água através do tempo de utilização, em
litros
Volume Médio Estimado por Ciclo
Produto DECA
Sem Regulagem Com Regulagem
Torneira Decamatic 2,0 l 1,0 l
Mictório Decamatic 2,0 l 1,0 l
Mictório Decalux 0,8 l 0,8 l
Produto
Tempo
(Min.)
Baixa Pressão
2 a 10 m.c.a.
Residência/Sobrado
Alta Pressão
10 a 40 m.c.a.
Apartamento/Indústria
Aplicando
Dispositivos
Economizadores
de Água
Chuveiro
5
10
15
75 l
150 l
225 l
100 l
120 l
300 l
70 l
140 l
210 l
Torneira De
Lavatório
1
5
10
10 l
50 l
100 l
20 l
100 l
200 l
8 l
40 l
80 l
Misturador
de Cozinha
1
5
10
60 l
120 l
180 l
100 l
200 l
300 l
30 l
60 l
90 l
Torneira de
jardim/tanque
5
10
15
60 l
120 l
180 l
100 l
200 l
300 l
40 l
80 l
120 l
Mictório com
Registro
0,25
0,50
1
2,5 l
5,0 l
10 l
3,75 l
7,5 l
15 l
2 l
4 l
8 l
Fonte: DECA
5.4.1 Descritivo da Ecohouse Urca e consumo estimado dos principais pontos
Número de residentes: 4 pessoas adultas
• Área construída: 288m
2
155
• Banheiros: 5
• Cozinha: 1
• Lavanderia: 1
• Sistema hidráulico: baixa pressão
• Chuveiros: mod. TRIO 1996 C, com arejador
• Vasos Sanitários:
9 3 x Bacia com caixa acoplada Mod Nuova CP130 (vazão 6l), sist de
descarga com duplo acionamento
9 2 x Bacia convencional Mod Nuova P13 (vazão 6l), sistema de
descarga com válvula Hydra-Flux, que dispensa apenas 6litros por
descarga (instalados em teste pela DECA)
• Torneiras de lavatórios: modelos diversos, todos com arejadores
• Torneira do lavabo: Decalux c sensor fotoelétrico mod 1180C, e areajador
• Misturador da cozinha: monocomando com bica móvel mod2258, com arejador
• Misturador do tanque: mod 1258 com bica móvel e arejador articulável
A tabela 20 abaixo mostra a estimativa de economia nos principais pontos, pela
instalação de equipamentos economizadores. Pode-se observar que a substituição do vaso
sanitário antigo para o vaso sanitário com VDR e válvula de descarga de fluxo de 6 litros
reduz o consumo em 60%. Quanto ao uso do arejador para torneira de lavatório, produz uma
economia de 20%, e ainda com a utilização da torneira por acionamento foto-elétrico esta
economia chega a 40% - sem prejuízo do conforto do usuário.
5.5 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE ÁGUA PLUVIAL
A água da chuva é coletada em dois telhados verdes – um no bloco da frente e outro
no bloco de trás da residência. Cada uma destas lajes tem três pontos de descida de água,
sendo o caimento das lajes direcionado para estes ralos – tubos de descida de 75mm cobertos
por um ralo hemisférico (“abacaxi”).
156
Figura 91: Tubo de PVC colocado sobre o
ralo abacaxi
Figura 92: Tubo PVC cheio de argila expandida: visita ao
ralo abacaxi
Em cima de cada ralo hemisférico foi colocado um tubo de 100mm cheio de argila
expandida, para ser usado como visita ao ralo e ao tubo de descida, conforme figuras 91 e 92.
Tabela 20: Economia comparativa nos principais pontos de consumo
1,42
3,13
equipamento
economizador
#
pessoas
tempo
utilizaç
diária
(
min
)
vazão
(l/min)
*
# de
dias
úteis
consum
o
mensal
(
l
)
consumo
mensal
(m3)
Gasto
mensal
(R$)
ECONOMIA
MENSAL
(%)
ECONOMIA
MENSAL
(R$)
Chuveiro SEM restritor
de vazão
41015 23 13800 13,8 19,60
Chuveiro COM
restritor de vazão
41014 23 12880 12,88 18,29
7%
1,31
Misturador de cozinha
SEM restritor de vazão
14512 30 16200 16,2 23,00
Misturador de
cozinha COM
restritor de vazão
1456 30 8100 8,1 11,50
50%
11,50
Torneira de lavatório
SEM arejador
41010 30 12000 12 17,04
Torneira de lavatório
COM arejador
4108 30 9600 9,6 13,63
20%
3,41
Torne
i
ra
d
e
lavatório Decalux
**
1106 30 1800 1,8 2,56
40%
1,70
Vaso sanitário comum
(antigo)
5415 23 6900 6,9 9,80
Vaso sanitário com
caixa acoplada ou
Valv Hydraflux
546 23 2760 2,76 3,92
60%
5,88
23,80
Dados conta CEDAE jan 06 (R$)
* consulte este valores na tab19
** comparado com uma torneira de lavatório comum, sem arejador
CÁLCULO ECONOMIA DE ÁGUA ECOHOUSE URCA
POR UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS ECONOMIZADORES
TOTAL ECONOMIA MENSAL EM R$
Valor do m3 residencia faixa 1 ( 0 a 15m3)
Valor do m3 residencia faixa 2 (16 a 10m3)
Além dos telhados verdes, a água da chuva também é coletada no pátio interno e na
varanda da suíte principal. Toda a água coletada vai por gravidade para a cisterna de águas
pluviais, passando antes pelo filtro mecânico mostrado na figura 93, fornecido em patrocínio
157
ao projeto pela 3P Technick, que é patente Alemã, fabricado em Santa Catarina. Fazem parte
deste sistema de filtragem um freio d’água, uma mangueira com bóia, para que a água
recalcada seja retirada de uma camada superior da cisterna, não remexendo no lodo
depositado no fundo da cisterna, e um sifão-ladrão que retira impurezas da superfície da água,
bloqueia cheiros da galeria pluvial e impede a entrada de roedores e outros animais (Fig.94).
Atrás do filtro está instalada uma bomba Dankor mod CAM-W16, de 1 HP, 220V para fazer o
recalque para a caixa de distribuição de água reciclada, instalada na laje verde mais alta. Está
inserido nesta linha de recalque um hidrômetro analógico ABB para as medições da
quantidade de água pluvial utilizada (fig 96).
Figura 93: Filtro 3P em corte
Figura 94: freio d´água,
mangueira com bóia e
sifão-ladrão
Figura 95: cisterna de águas pluviais de 4m3,
com o filtro 3P
Figura 96: hidrômetro na tubulação de recalque
de água pluvial
A água acumulada na cisterna apresentava uma coloração marrom, devido a
partículas muito finas em suspensão (fig. 97). A malha de inox do filtro 3P não consegue
barrar estas partículas. Foi instalado um outro filtro na entrada da caixa d´água reciclada (fig.
98), com uma malha de inox mais fina, de 50 micra, mas a aparência da água não se
158
modificou. Foi decidido então adicionar sulfato de alumínio (na proporção de 40g/m3 de
água) à água de chuva acumulada na cisterna, para que estas minúsculas partículas
sedimentem após um período de repouso em torno de 24hs. O resultado deste procedimento
pode ser visto nas figs 99 a 102.
Figura 97: Coloração marrom escuro da água de
chuva
Figura 98: Filtro auxiliar instalado na entrada
da caixa dágua reciclada
Figura 99: coloração da água na cisterna 24hs após
adição do sulfato de alumínio
Figura 100: coloração da água 40hs após adição do
sulfato de alumínio com a cisterna cheia
(ocorrência de chuva neste período)
Figura 101: material floculado
Figura 102: coloração da água de chuva nos pontos
de consumo após tratamento com sulfato de
alumínio
159
O fluxograma abaixo mostra o sistema de Captação e Reuso de Águas Pluviais da
Ecohouse Urca.
Figura 103: Fluxograma de águas pluviais da Ecohouse Urca
5.5.1 Dimensionamento da cisterna
Os dados pluviométricos encontram-se na tabela 21 - Precipitações pluviométricas,
segundo as estações de observação e os meses do ano -1997 a 2003, específicos para o bairro
da Urca, medidos pela SMO
63
e pela GEORIO
64
.
Foi escolhido trabalhar com apenas estes dados históricos de 7 anos porque
representam medições locais no bairro da Urca. Para se trabalhar com séries históricas mais
longas, teria que se utilizar os dados da Estação do Aterro do Flamengo (mais próxima), o que
não representa a realidade do local em estudo.
Para determinação do coeficiente de runoff da laje
40
verde, foi utilizado como base o
63
SMO: Secretaria Municipal de Obras
64
GEORIO: fundação vinculada à SMO, especializada e geotecnia e contenção de encostas
160
estudo realizado na Penn State University, por JARRET (2005), aonde ele chegou a um
volume médio de água da chuva retida no telhado verde em estudo de 65%. Este volume é
função do clima local, do número de dias sem chuva, da altura da camada de solo, da
inclinação do telhado, da intensidade das chuvas, do tipo de plantas. Como na Ecohouse
existe um sistema de irrigação automático com sensor de chuva, foi decidido utilizar um
coeficiente de runoff de 0,45, porque as plantas, raízes e solo não têm tempo suficiente para
secar completamente, o que, segundo LIU (2004) reduz significativamente a capacidade de
retenção de água no sistema.
Tabela 21: Precipitações pluviométricas no bairro da Urca
Total Janeiro Fevereiro Mar
ç
o
A
bril Maio Junho Julho
Ag
osto Setembro Outubro Novembro Dezembro
1997
723,60 184,7 11,5 66,8 25,0 48,2 27,5 18,4 72,1 57,3 72,3 72,5 67,3
1998
1536,00 202,7 232,1 120,7 41,1 178,2 84,5 45,0 36,0 131,3 175,9 91,0 197,5
1999
883,90 118,6 46,6 203,3 26,7 20,9 98,6 55,1 45,4 53,5 55,4 71,1 88,7
2000
896,20 132,1 103,9 56,3 28,3 29,4 16,7 43,7 72,3 129,5 49,0 79,6 155,4
2001
932,40 30,0 93,2 84,0 3,6 111,0 67,6 101,8 8,2 41,0 63,2 84,0 244,8
2002
1 000,6 57,6 116,2 26,0 6,2 142,2 95,6 23,6 20,8 125,0 32,6 182,8 172,0
2003
1 624,6 353,4 1,6 268,2 102,2 79,8 12,6 38,8 190,8 91,2 187,2 228,8 70,0
Média
1085,3 154,2 86,4 117,9 33,3 87,1 57,6 46,6 63,7 89,8 90,8 115,7 142,2
Fonte: Secretaria Municipal de Obras - SMO, Fundação Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro - GEORIO.
Precipitação em mm
Estaç de obs
URCA
Precipitações pluviométricas, segundo as estações de observação e os meses do ano - 1997 a 2003
Na tabela 22 estão apresentados os dados de demanda mensal de água reciclada da
Ecohouse Urca.
Tabela 22: Demanda mensal média de água reciclada na Ecohouse Urca
l/mês m3/mês
Vasos Sanitarios (l/dia) 2208 2,88
Sist irrigação* 2970 2,97
Torneiras de lavagem 400 0,4
Lavagem carro 200 0,2
6,45
ECOHOUSE URCA
Demanda média mensal de água reciclada
Tipos de uso
4pessoas x 4 usos diários
TOTAL
1 acionamento por dia, à noite
páteo= 2x mês; garagem= 1x semana
2vezes/mês
* ver tabela 31
Abaixo está ilustrada a metodologia para dimensionamento da cisterna, conforme
apresentada por TOMAZ (2003), utilizando o Método de Rippl, para demanda constante de
6,45 m
3
/mês de água não-potável, área de captação total de 174m
2
e coeficiente de runoff de
0,45, e utilizando o volume de chuvas médias mensais da tabela 21.
Na coluna 05 da tabela abaixo, temos o volume realmente captado pelo sistema de
161
águas pluviais (ou seja, o runoff), conseguido através da multiplicação da precipitação média
do mês (col 02) pela área de captação (col 04) pelo coeficiente de runoff (estabelecido em
0,45). Na coluna 06 estão representados em números negativos os volumes excedentes de
água pluvial (demanda menos runoff), e em números positivos os déficits em relação ao
consumo médio constante de 6,45 m
3
/mês.
Na coluna 07, estão as diferenças acumuladas da coluna 06, considerando somente os
valores positivos. Para preencher esta coluna, foi admitida a hipótese inicial de o reservatório
estar cheio. Os valores negativos não foram computados, pois correspondem a meses em que
há excesso de água (a mais do que a demanda média de 6,45 m
3
/mês). Começa-se com a soma
de valores positivos, prosseguindo-se até que a diferença se anule, desprezando-se todos os
valores negativos seguintes, recomeçando-se a soma quando aparecer o primeiro valor
positivo outra vez (GARCEZ, 1960).
Tabela 23: Cálculo do volume do reservatório de águas pluviais Ecohouse Urca
Meses
Chuva
média
mensal
Demanda
constante
mensal
Área de
captação
RUNOFF
Volume
de chuva
mensal *
Diferença entre
os volumes da
demanda- runoff
col 3 - col 5
Diferença
acumulada da
col 6 dos
valores
positivos
Col 1 Col 2 Col 3 Col 4 Col 5 Col 6 Col 7
mm m3 m2 m3 m3 m3
Jan 154,16 6,45 174,00 12,07 -5,62
Fev 86,44 6,45 174,00 6,77 -0,32
Mar 117,90 6,45 174,00 9,23 -2,78
Abr 33,30 6,45 174,00 2,61 3,84 3,84
Mai 87,10 6,45 174,00 6,82 -0,37 3,47
Jun 57,59 6,45 174,00 4,51 1,94 5,41
Jul 46,63 6,45 174,00 3,65 2,80 8,21
Ago 63,66 6,45 174,00 4,98 1,47
9,68
Set 89,83 6,45 174,00 7,03 -0,58 9,09
Out 90,80 6,45 174,00 7,11 -0,66 8,43
Nov 115,69 6,45 174,00 9,06 -2,61
Dez 142,24 6,45 174,00 11,14 -4,69
Total 1085,33 77,40 84,98
CÁLCULO DO VOLUME DO RESERVATÓRIO PELO MÉTODO DE RIPPL
para demanda constante de 6,45m
3
/mês, sendo usadas as chuvas médias por mês da Tab 22, para uma área
de captação de 174m2, e coef. de runoff de 0,45
* (col 2 x col 4 x coef runoff)/1000
Por estes cálculos, o volume do reservatório de águas pluviais deveria ser de 9,68m
3
.
Este volume corresponde a um período de 45 dias de seca. O problema típico da estatística,
porém, é quanto à probabilidade de ocorrência destes fatos utilizando a média aritmética de
uma série histórica, que estaria em torno de 40% (TOMAZ, 2003).
162
Para corrigir estas distorções, portanto, estudam-se as probabilidades de ocorrência
destes volumes de chuva em 75%, 85% e 95%, a partir dos volumes médios medidos,
conforme apresentado na tabela 24.
Tabela 24: Cálculo das precipitações mensais aplicando probabilidades confiáveis
Meses
Prob. 75%
Tolerável
Prob. 85%
Confiável
Prob.95%
Mto confiável
Col 1 Col 2 Col 3 Col 4
Jan 88,10 54,84 38,28
Fev 29,05 10,51 4,57
Mar 61,55 53,27 35,09
Abr 15,60 5,94 4,38
Mai 38,80 28,55 23,45
Jun 22,10 16,29 13,83
Jul 31,20 23,08 19,96
Ago 28,40 19,54 11,98
Set 55,40 52,25 44,75
Out 52,20 47,36 37,52
Nov 76,05 72,36 71,52
Dez 79,35 69,73 68,11
Cálculo das precipitações mensais (mm)
aplicando as probabilidades de ocorrência de
75%, 85% e 95%
Voltando ao método de Rippl com os novos volumes encontrados para
probabilidades de ocorrência mais confiáveis, chegamos aos resultados mostrados nas tabelas
25 e 26.
Apesar de este método apontar para a necessidade de uma cisterna de 32m
3
(tabela
26) utilizando-se a hipótese de 75% de confiança, foi construída uma cisterna de 4m3 dentro
do banheiro de empregada – ver planta 1º pavimento no anexo 01. Ainda há uma caixa de
água de 2,5m
3
para fazer a distribuição de água reciclada, a qual recebe água pluvial e água
reciclada do esgoto para fazer a distribuição para os pontos de água não-potável. Foi
escolhido trabalhar com um reservatório menor do que o previsto nos cálculos pela falta de
disponibilidade de espaço. Nos grandes centros urbanos, temos o problema da escassez de
espaço disponível para a construção de cisternas. Como o lote está localizado logo aos pés do
Morro do Pão de Açúcar, qualquer lugar em que se escave encontra-se logo com a pedra. De
qualquer maneira, ainda há a previsão de contribuição de ao menos 1m
3
/dia de água reciclada
do sistema de tratamento de esgotos, o que seria igual a 30m
3
/mês. Esta água no entanto ainda
não está sendo utilizada no sistema de água não potável.
163
Tabela 25
: Volume do reservatório com 95% de probabilidade de ocorrência
Meses
Chuva média
mensal
Demanda
constante
mensal
Área de
captação
Volume
de chuva
mensal *
Diferença entre os
volumes da
demanda- vol
chuva
col 3 - col 5
Diferença
acumulada da
col 6 dos
valores
positivos
mm m3 m2 m3 m3 m3
Col 1 Col 2 Col 3 Col 4 Col 5 Col 6 Col 7
Jan 38,28 6,45 174,00 3,00 3,45
Fev 4,57 6,45 174,00 0,36 6,09 9,54
Mar 35,09 6,45 174,00 2,75 3,70 13,25
Abr 4,38 6,45 174,00 0,34 6,11 19,35
Mai 23,45 6,45 174,00 1,84 4,61 23,97
Jun 13,83 6,45 174,00 1,08 5,37 29,34
Jul 19,96 6,45 174,00 1,56 4,89 34,22
Ago 11,98 6,45 174,00 0,94 5,51 39,73
Set 44,75 6,45 174,00 3,50 2,95 42,68
Out 37,52 6,45 174,00 2,94 3,51 46,19
Nov 71,52 6,45 174,00 5,60 0,85 47,04
Dez 68,11 6,45 174,00 5,33 1,12
48,16
Total 373,44 77,40 29,24
CÁLCULO DO VOLUME DO RESERVATÓRIO PELO MÉTODO DE RIPPL
para demanda constante de 5,86m3/mês, sendo usadas as chuvas médias por mês da Tab para
95%
de
probabilidde, para uma área de captação de 174m2
* (col 2 x col 4 x coef runoff)/1000
Tabela 26: Volume do reservatório com 75% de probabilidade de ocorrência
Meses
Chuva média
mensal
Demanda
constante
mensal
Área de
captação
Volume
de chuva
mensal *
Diferença entre os
volumes da
demanda- vol
chuva
col 3 - col 5
Diferença
acumulada da
col 6 dos
valores
positivos
mm m3 m2 m3 m3 m3
Col 1 Col 2 Col 3 Col 4 Col 5 Col 6 Col 7
Jan 88,10 6,45 174,00 6,90 -0,45
Fev 29,05 6,45 174,00 2,27 4,18
Mar 61,55 6,45 174,00 4,82 1,63 5,81
Abr 15,60 6,45 174,00 1,22 5,23 11,03
Mai 38,80 6,45 174,00 3,04 3,41 14,45
Jun 22,10 6,45 174,00 1,73 4,72 19,17
Jul 31,20 6,45 174,00 2,44 4,01 23,17
Ago 28,40 6,45 174,00 2,22 4,23 27,40
Set 55,40 6,45 174,00 4,34 2,11 29,51
Out 52,20 6,45 174,00 4,09 2,36 31,87
Nov 76,05 6,45 174,00 5,95 0,50 32,37
Dez 79,35 6,45 174,00 6,21 0,24
32,61
Total 77,40 45,24
* (col 2 x col 4 x coef runoff)/1000
CÁLCULO DO VOLUME DO RESERVATÓRIO PELO MÉTODO DE RIPPL
para demanda constante de 5,86m3/mês, sendo usadas as chuvas médias por mês da Tab para
75%
de
probabilidade, para uma área de captação de 174m2
Na tabela 27 encontram-se os volumes medidos de utilização de água pluvial
durante o ano de 2005, assim como os ICs (índice de consumo por dia por pessoa) para água
potável e água não potável (apenas água de chuva).
164
Tabela 27
: Ecohouse Urca - Consumo medido de água pluvial ano 2005
MÊS
DIA
MEDIÇÃO
HIDRÔMETR
O 03
(recalque)
Consumo
Aguas
Pluviais - m3
Consumo
Diário
m3
HIDRÔMETRO
04 (CEDAE)
Consumo
Cedae - m3
Consumo
Total
m3
Consumo
Diário
m3
31/dez 58,46 3875
2005 -
JAN*
*
31/jan 58,59
0,13
3900 25,00
25,13 0,84
FEV
28/fev 60,41
1,82
3927 27,00
28,82 1,03
MAR
31/mar 68,24
7,83 0,25
3966 39,00
46,83 1,51
ABR
2/mai 73,11
4,87 0,15
3988 22,00
26,87 0,84
MAI
30/mai
5,93 0,22
15,50
21,43 0,77
JUN
1/jul 84,97
5,93 0,19
4019 15,50
21,43 0,71
JUL*
31/jul 96,41
11,44 0,38
4042 23,00
34,44 1,11
AGO**
31/ago 101,00
4,59 0,15
4067 25,00
29,59 0,95
SET
3/out 116,20
15,20 0,46
0003 hidr novo
4080
16,00
31,20
OUT
1/nov 122,48
6,28 0,22
40 37,00
43,28 1,55
NOV 30/nov 130,75
8,27 0,29
66 26,00
34,27 1,18
DEZ 3/jan 135,96
5,21 0,15
100 34,00
39,21 1,19
MÉDIA 2005**** 6,11 0,20
25,42
31,88
1,06
0,05
50 l
0,21
210 l
0,2654
260 l
ECOHOUSE URCA - MEDIÇÃO ÁGUAS PLUVIAIS
IC água não potável
IC água potável
IC TOTAL
OBS:
*de 29/06/2005 a 22/07/2005 havia um vazamento na caixa de água potável
**de 16 a 19/08/2005 não houve fornecimento de água da Cedae, sendo que no dia 19/08 foi
comprado um caminhão pipa de 10m
3
que também encheu a cisterna de águas pluviais e a caixa de
água reciclada (= 4 + 2,5 =6,5 m
3
de água da cedae nos tanques de agua reciclada) E de 05 a 22/08
havia 5 pessoas a mais residentes (hóspedes)
***de 30/12/2004 a 08/03/2005 havia uma manta bidim sobre a malha de inox do filtro 3P
**** Para cálculo da média anual, foram deixados de fora os valores extremos, causados por uso fora
do padrão típico
Analisando a tabela 27, é possível verificar que a contribuição média da água de
chuva na Ecohouse Urca no ano de 2005 corresponde a uma média de 20% do consumo total
de água. Isto representa uma economia de 73,50m
3
por ano de água tratada, clorada e cara que
165
deixou de ser utilizada para usos não-potáveis – além de uma economia na conta da
concessionária no valor de aproximadamente R$ 208,00 por ano (ver tabela 28). Durante
alguns períodos de ausência de chuva, a caixa de água de distribuição de água reciclada teve
que ser abastecida com água potável, uma vez que a água do esgoto reciclado ainda não está
em uso.
O bairro da Urca tem uma superfície de 2,3 km
2
. Supondo que 30% desta área é
construída, tem-se uma área de captação de água de chuva de 690.000m
2
. Imaginando que
50% desta área construída (345.000m
2
) capte esta água com o mesmo índice de eficiência da
Ecohouse Urca, que é de 0,04m
3
/m
2
, e a reutilize, chega-se a um volume de economia de
13.800m
3
de água POR MÊS.
O IC de água não-potável mostrado na tabela 27 reflete o volume utilizado, e não o
volume consumido no sistema não-potável, uma vez que a caixa de distribuição de água não-
potável, por ainda não estar recebendo água reciclada do esgoto, por algumas vezes teve que
ser abastecida com água potável da concessionária.
A tabela 28 mostra a economia de água conseguida até o momento, levando em conta
os equipamentos economizadores instalados mais a utilização da água de chuva, chegando a
uma economia de 196.000 litros por ano. A re-utilização da água reciclada no esgoto não está
contabilizada pois seu consumo ainda não começou.
5.6 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE RECICLAGEM E REUSO DO ESGOTO
Para o tratamento e reutilização do esgoto, a primeira idéia era apenas tratar as águas
servidas (esgoto secundário ou águas cinzas – de pias, chuveiros e máquina de lavar roupas).
Após pesquisa em diversos sites de universidades e empresas no Brasil e no exterior (EPA,
SAVEWATER, OCEAN ARKS INTERNATIONAL, LIVING MACHINES LTD ) foi
decidido fazer o tratamento de todo o esgoto, porque não foi encontrado um sistema de
tratamento de águas servidas que pudesse ser instalado e mantido em um lote urbano (168m
2
).
166
Tabela 28: Economia total de água na Ecohouse Urca
1,42
3,13
equipamento
economizador
#
pessoas
tempo
utilizaç
diária
(
min
)
vazão
(l/min)
*
# de
dias
úteis
consum
o
mensal
(
l
)
consumo
mensal
(m3)
Gasto
mensal
(R$)
ECONOMIA
MENSAL
(%)
ECONOMIA
MENSAL
(R$)
Chuveiro SEM restritor
de vazão
41015 23 13800 13,8 19,60
Chuveiro COM
restritor de vazão
41014 23 12880 12,88 18,29
7%
1,31
Misturador de cozinha
SEM restritor de vazão
14512 30 16200 16,2 23,00
Misturador de
cozinha COM
restritor de vazão
1456 30 8100 8,1 11,50
50%
11,50
Torneira de lavatório
SEM areajdor
41010 30 12000 12 17,04
Torneira de lavatório
COM arejador
4108 30 9600 9,6 13,63
20%
3,41
Torneira de
lavatório Decalux *
1106 30 1800 1,8 2,56
40%
1,70
10,22
17,92
122,64
215,04
CONSUMO MÉDIO
MENSAL DE ÁGUA
DE CHUVA **
6,11 8,68
100%
17,35
6,11
17,35
73,32
208,23
16,33
35,27
196
423,27
Valor do m3 residencia faixa 2 (16 a 10m3)
TOTAL ECONOMIA MENSAL
TOTAL ECONOMIA ANUAL
ÁGUA NÃO-POTÁVEL _ TOTAL ECONOMIA
ANUAL
ÁGUA POTÁVEL _ TOTAL ECONOMIA
ANUAL
* comparado com gasto mensal de 1 torneira de lavatorio sem arejador
** o cálculo da economia em reais da água não potável foi multiplicado por dois, considerando que o esgoto desta água não é devido, pois
seu destino é a ETE doméstica
Dados conta CEDAE jan 06 (R$)
* consulte este valores na tabxx da pag 37
ÁGUA POTÁVEL
ÁGUA NÃO-POTÁVEL _ TOTAL ECONOMIA
MENSAL
ÁGUA POTÁVEL _ TOTAL ECONOMIA
MENSAL
ÁGUA NÃO POTÁVEL
CÁLCULO ECONOMIA DE ÁGUA ECOHOUSE URCA
Valor do m3 residencia faixa 1 ( 0 a 15m3)
Analisando esta tabela pode-se perceber que o volume de água potável economizado
apenas pela utilização de equipamentos economizadores é muito grande, da ordem de
10m
3
/mês para uma família de 4 pessoas. Esta é uma intervenção bastante fácil de fazer
inclusive em casos de retrofit, pela simples substituição de vasos sanitários e sistemas de
descarga, e torneiras e chuveiros economizadores. Quanto à utilização de sistemas de água
não-potável, também proporciona grande economia, mas é mais recomendado que seja feito
em obras novas, pois em casos de retrofit exigiria uma intervenção muito grande na rede
167
hidráulica existente na edificação.
Para o tratamento e reutilização do esgoto, a empresa Mizumo, que produz o sistema
Family para tratamento de esgoto doméstico, patrocinou o equipamento para viabilizar o
projeto. Ideal para lotes urbanos por ser muito compacto, mede apenas 1,20m x 2,60m x
2,10m de altura conforme figuras 104 e 105.
Figura 104: Sistema
Family MF1600
Figura 105: Sistema Family Ecohouse
Urca
O sistema é constituído basicamente de 5 processos associados: meio anaeróbio de
tratamento, meio aeróbio de tratamento, decantador, caixa de desinfecção e sistema de
aeração. A água tratada é acumulada em uma caixa d´água pequena, de 320 litros, para ser
recalcada para a caixa de água reciclada localizada na laje verde superior, e ser distribuída
para uso não potável. No projeto Ecohouse Urca foi ainda instalada uma lâmpada ultra-violeta
para desinfecção final (em substituição ao sistema que utiliza cloro na caixa de desinfecção) e
um filtro de areia para eliminar qualquer turbidez restante.(figura 105).
No Meio Anaeróbio de Tratamento ocorre a formação de microorganismos (MO)
anaeróbios, que não precisam de ar para sobreviver, e vão efetuar o consumo de até 60% de
todo o material orgânico existente no esgoto a ser tratado.
No Meio Aeróbio de Tratamento ocorre a formação de microorganismos aeróbios
(MO). A principal característica deste tipo de MO é que eles necessitam obrigatoriamente de
ar para sua sobrevivência. Eles vão complementar o consumo do material orgânico a ser
168
tratado, elevando a eficiência de remoção a uma faixa de 90 a 96% de remoção de DBO
(Demanda Bioquímica de Oxigênio). Nesta etapa é que é feita a remoção do material orgânico
responsável pela cor e pelo odor do esgoto.
O Decantador é a etapa do sistema onde é feita a separação das possíveis partículas
sólidas em suspensão no efluente, provenientes da agitação de ar na etapa aeróbia. A
geometria do decantador possibilita a sedimentação destas partículas tornando eficiente a
remoção das mesmas.
A economia de água proporcionada faz com que cada um contribua
significativamente com a preservação desse recurso finito, poupando-o para usos mais nobres
como a higiene e o consumo humano e animal. A reciclagem de água pode reduzir ou diferir o
investimento de capital necessário para infra-estrutura de suprimento de água e tratamento de
esgotos.
Figura 106: Fluxograma do funcionamento do sistema de coleta e reciclagem do Esgoto
Verificou-se que a vazão do sistema estava acima do seu limite de capacidade, de
1,6m
3
por dia, através do registro da vazão do hidrômetro 02, instalado no ladrão da caixa de
acumulação do sistema (tabela 29). Optou-se então por eliminar do sistema o ramal do esgoto
da cozinha, por duas razões: é um volume grande de água, e sempre sujeito a trazer consigo
169
substâncias de difícil tratamento pelo sistema (óleos e graxas). Para evitar isto, a caixa de
gordura do esgoto da cozinha era limpa uma vez por semana. Com a eliminação deste ramal
do sistema, a caixa de gordura pode passar a ser limpa uma vez por mês.
Figura 107: Sistemas separados de água da Ecohouse Urca
Estão exibidos na tabela 30 os resultados dos exames realizados pelo Laboratório de
Engenharia do Meio Ambiente da Escola Politécnica da UFRJ, para verificação da qualidade
do efluente gerado. A figura 107 ilustra os três sistemas de água da Ecohouse Urca
funcionando: sistema de água reciclada não-potável (águas pluviais e esgoto reciclado) e
sistema de fornecimento da concessionária CEDAE, potável.
Para ser utilizada como água não-potável, a água reciclada da Ecohouse Urca deve
pelo menos atender aos limites da classe 2 ou 3, da Resolução CONAMA n. 357/2005. Estes
limites estabelecem os valores mínimos para que os cursos d´agua possam ser utilizados como
fonte de água ainda a ser tratada (ver anexo II). Como isto ainda não está acontecendo,
continua em andamento a pesquisa para conseguir produzir este efluente com a qualidade
170
necessária para reuso.
Tabela 29: Vazão do hidrômetro do ladrão da caixa de acumulação da ETE
DATA
HIDROM
#2
Vazão dias vazão/dia
31/ago 683,784
9/set
702,157
18,373 9 2,04
29/set
756,237
54,080 21 2,58
3/out
760,393
4,156 4 1,04
19/out
786,684
26,291 16 1,64
20/out
787,839
1,155 1 1,16
21/out
789,739
1,900 1 1,90
1/nov
801,424
11,685 11 1,06
18/11/2005*
811,588
10,164 17 0,60
23/11/2005
812,648
1,060 5 0,21
* 1 morador estava viajando de 10 a 16 de novembro E NESTE
DIA FOI RETIRADO O ESGOTO DA COZINHA DO SISTEMA
VAZÃO DO SISTEMA FAMILY
Ecohouse Urca - 2005
Tabela 30: Exames físico químicos da água reciclada do Esgoto
Classe 2
Data/
Amost
Data/
Amost
Data/
Amost
Data/
Amost
Data/
Amost
Data/
Amost
(máx)
8/fev
13/fev 20/fev 6/mar
13/mar 20/mar
1/6
2/6 3/6 4/6
5/6 6/6
Coliformes
Totais
NMP/100ml
Termotolerantes
NMP/100ml
DQO
mg/L
DBO
mg/L
SST
mg/L
SSF
mg/L
SSV
mg/L
S.Sedim
ml/L
Turbidez*
UNT
OD
mg/L
pH
6 a 9 7,1 7,4 7,04 7,18 6,53 7,13
* unidade nefelomérica de turbidez
- os parametros DQO, SST, SSF, SSV e S. Sedim não são mencionados na resolução
357/2005 do CONAMA
ECOHOUSE URCA
EXAMES FÍSICO-QUÍMICOS DA ÁGUA RECICLADA DO ESGOTO
Fev/mar 2006
Laboratório de Engenharia do Meio Ambiente, Dept de Recursos Hídricos e Meio Ambiente da Escola
Politécnica UFRJ
EXAME
1000 = 16 2400 2400 11000 1500 1100
1000 = 16 2400 2400 11000 1500 1100
58,1 17,8 53,5 80,8 38,4 19
< 5 18,2 6,6 - 27,9 11,7 4,4
30 2 1 6,5 0 1
1001,500
2921501
000000
100815333
3,6 3,8 3,6> 5 3,2 4,6 3
171
5.7 DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO DA ECOHOUSE URCA
O sistema de irrigação instalado na Ecohouse Urca é dividido em quatro setores,
conforme a figura abaixo. Ele é formado por uma quadro controlador automático
Greenkeeper, 1 sensor de chuva (que faz com que o sistema não seja acionado em caso de
chuva), 4 válvulas solenóides com regulador de vazão, 22 aspersores e duas mangueiras para
gotejamento, 1 bomba Dankor mod. CAM-W6 0,75CV de potência 220V.
O sistema é acionado automaticamente, diariamente às 24hs, e funciona de
acordo com o tempo de acionamento estipulado para cada seção. Um sistema deste tipo
economiza água porque dispensa apenas o necessário, podendo fazê-lo sem a necessidade da
intervenção humana (horários no meio da noite, etc). Além disto, o sistema utilizado no setor
4, de gotejamento, é muito eficiente para canteiros, utilizando menos água do que o sistema
por aspersão, conforme pode ser verificado na tabela abaixo. De qualquer maneira, toda a
água em excesso utilizada na irrigação é recolhida novamente na cisterna de águas pluviais,
conforme mostrado na figura 103 (fluxograma do sistema de água pluvial).
172
Figura 108: Setorização do sistema de irrigação Ecohouse Urca, em planta baixa
Tabela 31
: Consumo de água do sistema de irrigação Ecohouse Urca
Setor 1
sprinkler
Setor 2
sprinkler
Setor 3
sprinkler
Setor 4
gotejamento
vazão (m3/h) 1,4 1,5 1,65 0,8
vazão (l/min) 23,33 25 27,5 13,33
acionam. INVERNO (min) 1 1 1 1
CONSUMO/DIA INVERNO
(L/dia)
23,33 25 27,5 13,33
acionam. VERÃO (min) 2 2 2 2
CONSUMO/ DIA VERÃO
(L/dia)
46,66 50 55 26,66
CONSUMO TOTAL/ MÊS
INVERNO * (m3/mês)
CONSUMO TOTAL/ MÊS
VERÃO * (m3/mês)
CONSUMO MEDIO
MENSAL* (m3/mês)
considerando 4 meses de verão e 8
meses de inverno
SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
ECOHOUSE URCA
2,23
4,46
* considerados 25 dias de acionamento por mês, em média, porque o sistema
conta com sensor de chuva
2,97
173
5.8 ARREFECIMENTO PASSIVO – DESCRIÇÃO DAS TÉCNICAS UTILIZADAS
Do ponto de vista de incômodos encontrados na edificação antes da reforma, o mais
sério era o superaquecimento da mesma, resultando em um grande desconforto térmico nos
ambientes internos.
As fachadas e aberturas eram totalmente expostas à radiação solar na fachada NO, e
as janelas em madeira estavam velhas e empenadas, tornando impossível qualquer tentativa de
tornar o ambiente interno estanque à entrada do ar quente, ou ao vazamento do ar refrigerado.
O telhado, em telhas francesas, com apenas uma parte da sua área com forro de madeira, e a
outra parte com laje de concreto (em cima de um quarto e do banheiro), e sem ventilação
alguma, também contribuía para o aumento do ganho de carga térmica no interior.
A metodologia para determinação do efeito de várias estratégias bioclimáticas de
projeto se dá através da plotagem das condições climáticas horárias na Carta Psicométrica.
Uma zona de conforto é sobreposta a esta carta, derivada da temperatura de neutralidade
térmica mensal para este clima. A percentagem de pontos plotados dentro desta zona é a
porcentagem de tempo que este clima apresenta condições que seriam consideradas de
conforto.
Para efeito desta análise foi selecionada a carta bioclimática proposta por Givoni, na
qual os limites máximos de conforto foram expandidos, considerando a aclimatação de
pessoas que vivem em países de clima quente e em desenvolvimento. Na carta foi combinado
o método de WATSON e LABS, (1983), que usa os dados climáticos das 8760 horas de um
ano típico (TRY
65
).
O diagrama de Givoni para a cidade do Rio de Janeiro da figura abaixo foi obtido
através de ferramenta computacional, o Analysis BIO (UFSC-Labee, 200?), utilizando-se o
arquivo climático TRY para o ano de 1963, disponibilizado pelo LABEE. Este gráfico
interpreta os valores instantâneos de temperatura e umidade relativa do ar em função dos
parâmetros de conforto pré-estabelecidos.
65
Test Reference Year – descrito no anexo V deste trabalho
174
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
TBS[°C]
T
BU[°C
]
W[g/kg]
UFSC - ECV - LabEEE - NPC
ZONAS:
1
1. Conforto
2
2. Ventilacao
3
3. Resfriamento Evaporativo
4
4. Massa Térmica p/ Resfr.
5
5. Ar Condicionado
6
6. Umidificação
7
7. Massa Térmica/Aquecimento Solar
8
8. Aquecimento Solar Passivo
9
9. Aquecimento Artificial
10
10.Ventilação/Massa
11
11.Vent./Massa/Resf. Evap.
12
12.Massa/Resf. Evap.
Figura 109- Diagrama de Givoni para a cidade do Rio de Janeiro
Entre as zonas de Ventilação (2), de Resfriamento Evaporativo (3) e Massa Térmica
para Resfriamento (4) acontecem algumas intersecções, ou seja, nestes pontos pode-se adotar
estas estratégias simultaneamente ou aplicar uma delas somente.
A estratégia que se apresentou como mais efetiva para o alcançe do conforto térmico
foi a de Ventilação com 61,0%. O desconforto pelo frio aparece com 15%, podendo ser
corrigido basicamente com Massa Térmica para Aquecimento/ Aquecimento Solar. Outro
aspecto a ser observado, é de que a massa térmica para aquecimento (14,8%), aparece numa
proporção muito maior do que para resfriamento, que apresenta o valor só de 4,2%, ainda
podendo ser alcançado por resfriamento evaporativo, ou ventilação.
Na tabela 32 são apresentados os percentuais das horas do ano em que ocorre
conforto ou desconforto térmico e os percentuais em que cada estratégia é apropriada. A
tabela foi organizada de forma a considerar as intersecções da carta bioclimática. Para se
saber o total de horas onde é adequada a Ventilação, por exemplo, foram somados todos os
valores correspondentes a Ventilação. Da mesma forma, procedeu-se para as estratégias de
Resfriamento Evaporativo e Massa Térmica para Resfriamento. Neste caso, a soma total das
175
horas irá superar os 100%, pois alguns pontos foram computados mais de uma vez,
considerando ora a Ventilação, ora Resfriamento Evaporativo, ora Massa Térmica para
Resfriamento.
Tabela 32: Estratégias Bioclimáticas - (%)
Período: Anual
Conforto: 20,3% (1778 horas)
Desconforto: 79,7% (6982 horas)
ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS
Ecohouse Urca
Frio: 15% (1314 horas) Calor: 71,90% (6298 horas)
Massa Term p aquecim/ aquecim
solar
14,8% Ventilação(somente) 61,0%
Aquecimento artificial 0,2% Resfriamento Evaporativo 3,7%
Ar Condicionado 3,0%
Massa térmica p resfriamento 4,2%
Para o estudo do microclima do bairro da Urca foram utilizados valores fornecidos
pela Estação Metereológica do Aterro do Flamengo (hoje desativada): temperaturas, umidade
relativa, pluviosidade, e direção e intensidade dos ventos dominantes.
A Av São Sebastião é estreita (6m de largura), as calçadas têm apenas 90cm de
profundidade, e sua ocupação é majoritariamente de edificações unifamiliares. Devido ao
pequeno tamanho das calçadas, não existem árvores plantadas na via pública, o que poderia
fornecer sombra para as fachadas das edificações e para o próprio asfalto da rua.
Como a casa está situada na parte alta da única rua em aclive no bairro, tem uma
situação privilegiada quanto à incidência de ventos. Estando situada na base do morro do Pão-
de Açúcar, fica protegida dos ventos de Leste - Sudeste, predominantes na Baía de
Guanabara, conforme mostrado na Rosa dos Ventos abaixo, elaborada utilizando dados da
estação climática da Praça XV. Os ventos predominantes na Ecohouse são o Nordeste pela
manhã (fraco), intensificando e rondando para Oeste/Sudoeste à tarde, situação analisada com
mais detalhe no item 5.8.3 deste capítulo.
176
Figura 110: Rosa dos Ventos elaborada com dados da estação climática da Praça XV, situada a 31 m de
altura.
Figura 111: Mapa da Urca com indicação da Ecohouse e os ventos predominantes.
Porém, assim como fica exposta aos ventos, fica também exposta à radiação solar
direta na sua fachada principal durante a maior parte do dia.
177
O bairro da Urca apresenta um clima típico das regiões tropicais úmidas, chuvoso no
verão e com pequena estação seca no inverno. Seguem, abaixo, gráficos indicando as
variáveis climáticas importantes a serem observadas neste trabalho (INMET).
Temperatura Mínima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Temperatura Máxima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Temperatura Média (ºC) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Figura 112: Temperaturas na cidade do Rio de Janeiro (1961-1990)
Temperatura Mínima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1931-1960.
Temperatura Mínima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Temperatura Máxima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1931-1960.
Temperatura Máxima (ºC) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Figura 113:
Temperaturas máximas e mínimas entre 1931 e 1990
É interessante notar que as temperaturas máximas e as mínimas são mais altas no
período de 1961 a 1990, do que no período 1931- 1990.
178
Precipitação máxima 24 Hs (mm) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Precipitação (mm) em Rio de Janeiro no período 1961-1990.
Figura 114:Precipitação pluviométrica (1961-1990)
Os diagramas solares são uma maneira conveniente de representar as mudanças
anuais no caminho do Sol através do céu. Seu uso mais imediato é a leitura direta do azimute
e da altura solar no diagrama, para qualquer hora do dia e qualquer dia do ano – excelente
ferramenta para análise de elementos sombreadores e insolação, especialmente na fase inicial
de projeto.
A característica mais importante da posição solar é a sua variação sazonal. Durante o
verão no hemisfério sul, o sol nasce um pouco a sul de leste, e se põe um pouco a sul de oeste.
No inverno, ele nasce um pouco a norte de leste, e se põe um pouco a norte de oeste. Ele
também nasce bem mais cedo e se põe bem mais tarde no verão do que no inverno. Isto está
bem ilustrado nos diagramas solares das figuras abaixo. O objetivo de um bom projeto de
sombreamento é a utilização deste movimento pelo céu para sua vantagem, em geral exclusão
quase completa no verão e máxima exposição no inverno.
A fachada principal da residência tem orientação -44ºNO, assim como a fachada do
bloco de trás. A seguir estão os diagramas solares correspondentes a cada uma das fachadas,
elaborados com o software Ecotect (SQUARE ONE RESEARCH, 200?).
O que se observa no diagrama solar e está ilustrado nas figuras 115 a 120 é a
exposição destas fachadas e suas aberturas ao sol da tarde durante a maior parte do ano. Nos
meses de novembro a abril isto é um problema, pois a radiação solar direta incidente na
fachada aquece a mesma, transferindo calor para o interior do ambiente por condução. Caso
não tivessem sido colocados beirais em cima das aberturas da fachada principal, a incidência
179
solar começaria mais cedo, por volta de 12:00hs. A profundidade destes beirais foi limitada
pela profundidade da “bay-window” existente na fachada – 70cm - , uma vez que a fachada já
estava no alinhamento da calçada.
Figura 115: Fachada Frontal - NO
Figura 116: Fachada NO exposta ao sol 18 Fev
– 13:43hs
Figura 117: Aberturas da fachada NO protegidas da insolação direta pelos beirais em 18 Fev –
12:43hs
180
Figura 118: Janelas fachada NO 18Fev 12:46hs
Figura 119: Janelas fachada NO 18Fev 13:51hs
Figura 120: Janela fachada NO, escritório, com proteção solar externa em tecido Soltis 86. 18Fev
14:54hs, já totalmente exposta à radiação solar direta e ao ofuscamento resultante
181
Figura 121: Janela lateral da cozinha - SO
Figura 122: Janela lateral da cozinha fachada
SO, protegida pelo bloco da sala de estar 2.
Esta janela lateral da cozinha estaria exposta ao sol durante todo o período da tarde
nos meses de verão, mas está protegida pelo bloco que forma a sala de estar 2, portanto não
recebe radiação direta alguma em nenhuma época do ano.
Figura 123: Janela fachada fundos estar 2 e complemento
superior da parede em tijolos de vidro
A janela dos fundos da sala de estar 2, na
figura 122 acima, está exposta à
insolação nos dois primeiros meses do
ano até aproximadamente 11 hs, e em
março e abril até as 8hs da manhã. Os
tijolos de vidro, porém estão protegidos
da radiação solar durante o ano todo pelo
beiral logo acima dos mesmos.
As janelas da fachada lateral (SO), figuras 124 e 125, estão expostas à radiação direta
após as 13:30 horas nos meses mais quentes do verão. Contam com uma relativa proteção da
árvore da casa vizinha, porém admitem uma carga térmica razoável para o ambiente interno,
pois o ar já está aquecido pela incidência dos raios solares nas superfícies do entorno.
182
Figura 124: Janelas laterais sala estar 2 - SO
Figura 125: janelas laterais protegidas por
árvore da residência vizinha.
Figura 126: Fachada da cozinha - SE
Figura 127: Fachada SE da cozinha
A fachada acima (figura 126) recebe sol até aproximadamente as 11hs da manhã nos
meses de verão, e nos outros meses do ano, quando o sol está mais baixo, fica sombreada pela
empena da casa vizinha, com 8,50m de altura (parede pintada de branco na figura 127).
183
5.8.1 Fachadas verdes
Em vários lotes urbanos, as edificações podem estar sujeitas a trocas de calor ainda
mais intensas devido à elevação da temperatura da superfície externa das fachadas estar
submetida à radiação oriunda de superfícies construídas do entorno, com um albedo
significativo
(CORBELLA e YANNAS, 2003). Este albedo, em geral, é o do asfalto das ruas
e avenidas, e o das áreas pavimentadas dos terrenos. Além disto, a configuração de lotes
urbanos muitas vezes deixa a edificação exposta à radiação solar direta, como no caso da
Ecohouse Urca.
A alternativa escolhida para mitigar este problema, em relação às paredes de
alvenaria expostas à radiação solar direta nos meses de verão após as 13:30hs (conforme
mostram as figuras acima), que são as paredes da fachada principal e as paredes da fachada
frontal do bloco de trás da edificação, foi implantar uma “segunda pele” em frente a estas
alvenarias. Esta segunda pele consiste de uma treliça em alumínio fixada na alvenaria, para
servir de suporte à trepadeira que cobre toda a parede, porém sem ter contato com a mesma,
conforme mostram as figuras 128 a 131 abaixo, e permitindo que o ar quente atrás da
trepadeira seja dissipado, não possibilitando assim o acúmulo de umidade.
Figura 128: detalhe esquemático da fachada verde
Figura 129: Fotografia lateral da fachada verde
NO na altura da janela da sala de estar 2
184
Figura 130: trepadeira subindo pela fachada
frontal
Figura 131: detalhe da trepadeira subindo pela
fachada frontal
A planta escolhida foi a thumbergia, por ser uma espécie resistente, com folhas
grandes, e que floresce praticamente o ano todo. Desenvolve-se muito rapidamente, não
necessitando de muita água para sua manutenção. Foram construídas duas jardineiras na
fachada frontal para o plantio da mesma, que porém, em um prazo de dois anos, pouco se
desenvolveu pela pouca profundidade das mesmas.. Foram então abertos três buracos na
calçada da rua, e as plantas transplantadas para os mesmos. O resultado está nas fotos acima –
apenas 6 meses após o plantio.
Na fachada NO do bloco de trás, aonde a thumbergia foi plantada em vasos de fibro-
cimento apoiados nos beirais, a mesma também não se desenvolveu pelo mesmo motivo.
Recentemente foi trocada por outra espécie de trepadeira, a alamanda violácea, espécie de
clima tropical que possui caules lenhosos e folhagem brilhante, permanente, e floresce quase
o ano todo. Os resultados ainda vão ser aferidos.
Devido a este contratempo, não foi possível até o momento fazer medições de
temperatura nos ambientes internos junto às paredes protegidas pelas plantas, para verificar
qual o diferencial de temperatura resultante.
185
5.8.2 Telhados verdes
A decisão de implantar telhados verdes, ou lajes naturadas, foi tomada devido à
necessidade de: conseguir uma efetiva redução de ganho térmico através da cobertura;
mitigação do runoff durante o pico do horário da chuva; e também para obtenção de um efeito
estético agradável, uma vez que todo o terreno da residência era pavimentado.
Para viabilizar a implantação dos jardins, foi necessário fazer uma obra de reforço
estrutural bastante significativa, uma vez que as alvenarias, tanto internas quanto externas da
edificação eram estruturais (tijolo maciço duplo), e várias das alvenarias internas foram
demolidas. Escolheu-se executar este reforço estrutural em ferro, pela agilidade da
construção.
O detalhamento da impermeabilização foi feito em conjunto com a empresa Texsa,
conforme detalhe da figura abaixo, e que forneceu os materiais a preço de custo. Este é o item
mais importante na execução de um telhado verde, pois uma vez pronto o jardim, é
extremamente trabalhoso e caro executar consertos na impermeabilização.
Figura 132: detalhe esquemático da especificação da impermeabilização das lajes verdes
Fonte: Texsa
186
Na Ecohouse foi executada a cobertura
naturada da seguinte forma: camada drenante
de 10cm em argila expandida coberta por
manta Bidim, seguido de uma camada de
5cm de areia e em seguida camada de 20cm
de terra. Foi plantada grama esmeralda,
algumas ervas (como mangericão, alecrim,
etc), capim limão, uma pitangueira, Plumeria
rubra (jasmin manga), ibiscos, e espécies
rasteiras e arbustivas com raízes curtas, como
Asystasia coromandeliana (asistásia) e
Barleria repens (barléria).
Figura 133: Teste de estanqueidade da laje verde
do bloco da frente
Após dois verões, a laje já se encontra totalmente estabilizada e pôde ser constatado
pelos ocupantes a sensação de conforto térmico proporcionado pela sua implementação – não
só para o ambiente interno abaixo da laje - mas também quando de seu uso para lazer.
Também os vizinhos não recebem mais o calor emitido pelo antigo telhado de telhas
francesas.
Seguem abaixo algumas fotografias das lajes verdes – a maior, sobre o bloco da
frente, e a menor, sobre o bloco de trás.
187
188
Figura 134: fotografias das lajes verdes da Ecohouse Urca
Fotos: Alexandra Lichtenberg
Não foi possível realizar medições para avaliar a eficácia em números, do ponto de
vista de redução da carga térmica proporcionada por estas lajes verdes, porém os resultados da
experiência realizada no Canadá descritos no item 3.3.4.4 mostram a eficiência deste tipo de
intervenção tanto em relação ao arrefecimento passivo quanto em relação ao controle do
runoff das coberturas no pico das chuvas. O resultado dos questionários aplicados nos
moradores/hóspedes (tabela 38) também retratam o sucesso desta técnica.
5.8.3 Ventilação cruzada
O estudo da ventilação natural existente na edificação fez com que o lay-out interno
fosse totalmente modificado para privilegiar a ventilação cruzada, uma vez que a análise do
Diagrama de Givoni mostra que 61% do desconforto por calor pode ser resolvido pela
ventilação (item 5.8).
Os ventos predominantes neste local sopram de N-NE pela manhã, rondando para O-
SO pela tarde, intensificando sua velocidade, conforme mostra a tabela 33 abaixo com
algumas medições locais (de caráter apenas indicativo), e atestado por velejadores do Iate
189
Clube do Rio de Janeiro, localizado perto da Ecohouse.. As medições foram efetuadas com
um termo anemômetro digital Modelo MDA-11 marca Minipa de medição instantânea, e uma
biruta para indicação da direção do vento, conforme mostram as figuras abaixo.
Figura 135: biruta indicando a direção do vento
NE (pela manhã) – posição 1
Figura 136: termo anemômetro digital indicando a
velocidade do vento
Figura 137: biruta indicando a direção do vento S (á tarde), na posição 2
Tabela 33: velocidade e direção dos ventos
DIA HORA
VELOC.
janela 1
(m/s)
DIREÇ.
VELOC.
janela 2
(m/s)
DIREÇ.
VELOC.
Estar2 -
ponto 4
(m/s)
VELOC.
Sala jant -
ponto 3
(m/s)
17/fev 11:00 0,15 N-NE 0 -- 0
15:40 -- -- 0,3 S-SO 0,11
18/fev 11:25 0,3 N-NE 0 -- 0,3 0
15:37 0,6 O-SO 0,7 O-SO 0,16 0,65
20/fev 13:55 0,9 S-SO-S 0,69 O 0,25 0,5
26/fev 13:41 0,85 O-SO-O 1,2 O-SO-O 0,41 0,53
VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO MEDIDOS NA FACHADA NOROESTE E SUDOESTE
ECOHOUSE URCA
190
Figura 138: planta baixa indicando os pontos de medição dos ventos contidos na tabela acima
O antigo proprietário deste imóvel já havia aberto as duas janelas laterais na fachada
SO (de onde sopram os ventos predominantes), aproximadamente há 15 anos atrás, para
auxiliar na ventilação interna da edificação. A disposição das paredes e outras aberturas,
porém, dificultava a circulação deste ar dentro dos cômodos, como mostra a figura 139.
Figura 139: Lay-out interno do 2º pav. antes da reforma
191
Figura 140: Lay-out interno do 2º pav. após a reforma
Com a eliminação das paredes que formavam barreiras à passagem do ar (figura
140), todo o ambiente do 2º pavimento ficou bastante arejado e agradável. Quando não há
ventilação natural, são ligados os ventiladores de teto (ver figura 141), que fornecem a
sensação térmica desejada. Todos os cômodos da residência possuem ventilador de teto,
inclusive a cozinha, lavanderia e varanda, eliminando na maior parte do ano o uso de ar-
condicionado. Como foi possível aumentar o pé-direito da maioria dos cômodos, os
ventiladores de teto estão pendurados a aproximadamente 70 cm do fôrro. A sensação de
conforto descrita pelos usuários dos espaços não deixa dúvida de que é uma excelente solução
para fora dos períodos de pico de calor.
Figura 141: ambiente interno da sala de jantar e estar 2, com as janelas laterais ao fundo (face
SO), e os ventiladores de teto.
192
5.8.4 Beirais, persianas e esquadrias especiais
Os pequenos beirais instalados na fachada principal apenas retardam a incidência da
radiação direta na fachada e nas janelas NO por um período curto de tempo, conforme
mostram os diagramas solares das figuras 115 a 117 acima.
Na falta de referências nacionais sobre especificações de esquadrias especiais, este
projeto baseou-se no estudo “Fact Sheet: Selecting Energy Efficient Windows in Florida”, de
2001(ver Anexo III). Este estudo recomenda a escolha dos vidros especiais baseada
principalmente em seu Coeficiente de Ganho de Calor ou Fator Solar (SHGC:Solar Heat Gain
Coefficient), que é a fração de radiação solar incidente transmitida através do vidro (neste
caso, o conjunto da esquadria de PVC, mais o vidro interno, a camada de ar e o vidro
externo). Recomenda ainda que para o clima da Flórida (quente e úmido), o SHGC da janela
(conjunto do vidro mais a esquadria) seja menor ou igual a 0.40; e com um índice de
transmissão de luz visível o maior possível, para maximizar o uso da iluminação natural.
Apresenta ainda um estudo comparativo do custo anual de condicionamento de ar para seis
tipos diferentes de janelas, onde o que gera mais economia é o de vidro duplo com esquadria
de alumínio e vidros “low-E” (baixa emissividade).
Utilizando as tabelas da Guardian (anexo III), fabricante e distribuidor de vidros
especiais no Brasil, foi especificado o uso de janelas de vidro duplo com esquadria em PVC e
vidro Sun-Guard-52 on Green 6+6 (vidro especial de 6mm + câmara de ar de 12mm + vidro
comum transparente de 6mm) para as janelas das fachadas NO e SO. De acordo com a tabela
do fabricante, esta janela teria um SHGC de 0,31.
A expectativa era de que, apesar de não ter sido possível a utilização de beirais
grandes o suficiente para sombrear estas janelas, as esquadrias especiais iriam proporcionar
um ambiente termicamente confortável nos ambientes internos da fachada NO, prescindindo
de condicionamento artificial do ar no período de verão. Entretanto, o que foi verificado nos
dois verões em que a casa estava habitada foi grande desconforto térmico no período da tarde
– o que comprova que a utilização apenas do vidro especial como elemento de arrefecimento
não é o suficiente para produzir conforto térmico no clima do Rio de Janeiro em períodos de
pico de calor. É provável que a diferença para o estudo da Flórida – entre outras – se dê pelo
193
uso continuado de condicionamento de ar na grande maioria das residências durante os meses
de verão e meia estação nos Estados Unidos.
O vidro da maior esquadria de vidro duplo da sala de jantar quebrou – não se sabe se
devido a choque térmico ou à esquadria ter sido fabricada sem o prumo correto. Na
especificação da nova esquadria, foi escolhida uma moldura em PVC com um vidro laminado
refletivo simples, especificação Guardian Sun-Guard Silver 32 on Green espessura 8mm
(4+4), com um Coeficiente de ganho de calor de 0,36 (SHGC) – inclusive para se fazer a
comparação do comportamento dos dois modelos diferentes.
Quanto à moldura da esquadria, foi especificado o uso de PVC para todas as
esquadrias, porque elas apresentam maior capacidade de vedação (em relação às de alumínio),
baixa condutividade térmica, baixa manutenção, longa durabilidade e são recicláveis.
Recentemente porém, tem crescido um movimento internacional banindo o uso de PVC. Mas
não existem ainda conclusões definitivas sobre este assunto (ver item 6, subitem 4).
5.8.4.1. Medição da temperatura interna no peitoril vidro duplo x vidro simples
Com o intuito de verificar a eficiência térmica dos dois tipos diferentes de
esquadrias, foi realizada medição da temperatura interna no peitoril de cada uma das janelas
mencionadas acima, com datalogger ELPRO modelo Hot-dog, conforme figura 142. O
ambiente permaneceu fechado durante o período da medição. Os resultados desta medição
estão na tabela 34 e no gráfico 16 abaixo.
Figura 142: localização dos dataloggers Elpro
194
Como nos testes de calibragem dos dataloggers ELPRO obtivemos um resultado
mostrando que o aparelho n.03 (medição vidro duplo) apresentava leituras mais altas do que o
aparelho n.2, dentro da faixa de +1% (anexo V), devemos considerar este dado na
interpretação dos dados acima. Na realidade o que temos é uma diferença significativa de
temperatura - esquadria com vidro simples (datalogger n.2) apresentando entre 2ºC a 3ºC a
mais do que a esquadria com vidro duplo, apenas no horário mais quente do dia, às 16hs.
Durante todo o resto do dia, as temperaturas no peitoril interno das duas esquadrias
apresentam temperaturas muito similares.
A esquadria com vidro duplo tem SGHC de 0,31 (vidro externo Sun-Guard 52 on
Green) e Fator de transmissão de luz visível de 39%. A esquadria com vidro simples tem
SGHC de 0,36 e Fator de transmissão de luz visível de 27%. A esquadria com vidro duplo,
porém, é muito mais cara por conta da duplagem do vidro, e da própria esquadria em PVC
que tem que ser reforçada para agüentar o peso do vidro duplo. A diferença na transmissão de
luz visível pode ser compensada usando-se esquadrias maiores e em fachadas que não
recebam radiação solar direta, como no caso da utilização de esquadria e tijolos de vidro na
fachada Sudoeste (fig.122) da mesma sala em questão da Ecohouse.
Temperaturas internas vidro simples x vidro duplo
Ecohouse Urca - jan 2006
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
1
4
.01
.
06
0
1
4
.01.06
8
14.0
1
.06 16
1
5
.01.06
0
1
5
.01.06
8
15.0
1
.06 16
1
6
.01.06 0
1
6
.01.06 8
16.01.06 16
17.01.06 0
17.01.06 8
1
7.01.0
6
16
18.0
1
.06 0
18.0
1
.06 8
1
8.01.0
6
1
6
19.0
1
.06 0
19.0
1
.0
6
8
1
9.
0
1.0
6
1
6
2
0.0
1
.0
6
0
2
0.0
1
.0
6
8
2
0.
0
1.0
6
1
6
2
1.
01
.0
6
0
2
1.
01
.0
6
8
2
1
.0
1.
06
1
6
2
2.
01
.0
6
0
tempo
temp (ºC)
Temp VIDRO
SIMPLES(°C)
2
Temp VIDRO
DUPLO(°C)
3
Gráfico 16: Diferença de temperatura no ambiente interno – vidro simples x vidro duplo
195
Tabela 34: Temperaturas no peitoril das janelas – vidro duplo x vidro simples
DATA Hora
Temp
VIDRO
SIMPLES
(°C)
2
Temp
VIDRO
DUPLO
(°C)
3
Temp
Simples -
Duplo
UR Vidro
Simples
(%)
UR Vidro
Duplo
(%)
14.01.06 0
29,64
30,20 -0,56 62.20
62.20
14.01.06 2
28,90
29,34 -0,44 64.20
64.20
14.01.06 4
28,34
28,80 -0,46 65.30
65.30
14.01.06 6
27,64
27,94 -0,30 66.10
66.10
14.01.06 8
27,94
27,64 0,30 67.80
67.80
14.01.06 10
28,34
27,80 0,54 65.30
65.30
14.01.06 12
29,04
28,90 0,14 61.10
61.10
14.01.06 14
29,64
29,90 -0,26 58.50
58.50
14.01.06
16
35,84
33,44 2,40 43.40
43.40
14.01.06 18
33,94
35,14 -1,20 48.40
48.40
14.01.06 20
32,34
33,14 -0,80 51.00
51.00
14.01.06 22
30,64
31,70 -1,06 56.60
56.60
15.01.06 0
30,04
30,20 -0,16 59.70
59.70
15.01.06 2
29,04
29,64 -0,60 61.60
61.60
15.01.06 4
28,80
28,90 -0,10 61.80
61.80
15.01.06 6
27,94
28,34 -0,40 64.90
64.90
15.01.06 8
27,94
27,64 0,30 65.70
65.70
15.01.06 10
28,80
28,34 0,46 63.20
63.20
15.01.06 12
29,34
29,04 0,30 61.90
61.90
15.01.06 14
29,90
30,04 -0,14 58.10
58.10
15.01.06
16
35,84
33,64 2,20 41.80
41.80
15.01.06 18
33,64
34,30 -0,66 46.10
46.10
15.01.06 20
32,04
32,50 -0,46 49.60
49.60
15.01.06 22
30,20
31,40 -1,20 56.20
56.20
16.01.06 0
29,34
30,20 -0,86 59.40
59.40
16.01.06 2
28,90
29,34 -0,44 62.40
62.40
16.01.06 4
28,34
28,64 -0,30 63.90
63.90
16.01.06 6
27,64
27,94 -0,30 64.50
64.50
16.01.06 8
27,64
27,24 0,40 64.20
64.20
16.01.06 10
27,94
27,64 0,30 64.10
64.10
16.01.06 12
28,90
28,90 0,00 62.80
62.80
16.01.06 14
29,90
30,04 -0,14 55.80
55.80
16.01.06
16
36,20
33,44 2,76 39.50
39.50
16.01.06 18
33,64
33,64 0,00 43.50
43.50
16.01.06 20
31,90
32,64 -0,74 48.90
48.90
16.01.06 22
30,64
31,70 -1,06 55.60
55.60
17.01.06 0
29,90
30,20 -0,30 55.80
55.80
17.01.06 2
29,04
29,34 -0,30 58.90
58.90
17.01.06 4
28,34
28,80 -0,46 60.40
60.40
17.01.06 6
27,64
27,94 -0,30 60.80
60.80
17.01.06 8
27,94
27,64 0,30 60.90
60.90
17.01.06 10
28,80
28,34 0,46 60.10
60.10
17.01.06 12
29,34
29,04 0,30 59.10
59.10
17.01.06 14
30,04
30,20 -0,16 58.30
58.30
17.01.06
16
35,84
33,64 2,20 42.80
42.80
17.01.06 18
33,94
35,00 -1,06 44.30
44.30
17.01.06 20
31,10
31,40 -0,30 48.10
48.10
17.01.06 22
30,04
30,64 -0,60 55.10
55.10
18.01.06 0
28,80
29,34 -0,54 59.50
59.50
18.01.06 2
27,94
28,34 -0,40 61.70
61.70
18.01.06 4
27,64
27,94 -0,30 63.20
63.20
18.01.06 6
27,64
27,64 0,00 64.80
64.80
18.01.06 8
27,24
27,14 0,10 65.60
65.60
18.01.06 10
27,94
27,64 0,30 63.60
63.60
18.01.06 12
28,50
28,34 0,16 63.20
63.20
18.01.06 14
28,80
28,90 -0,10 60.80
60.80
18.01.06
16
34,30
31,40 2,90 44.10
44.10
18.01.06 18
30,64
30,64 0,00 56.30
56.30
18.01.06 20
30,04
30,64 -0,60 56.40
56.40
TEMPERATURAS MEDIDAS NO PEITORIL DAS JANELAS COM
VIDRO SIMPLES E COM VIDRO DUPLO
jan 2006
196
5.8.4.2 Medição da temperatura na superfície interna do vidro duplo x vidro simples
Para complementar a série de medições acima, foi feita a medição na superfície
interna de cada um dos tipos de vidro da fachada principal. Foram afixados sensores na
superfície interna dos vidros, e o datalogger HOBO foi colocados do lado externo da janela de
vidro duplo para aferir a temperatura externa, conforme figuras 143 a 145. As janelas
permaneceram fechadas durante a medição. A tabela 35 e o gráfico 17 mostram os resultados
da comparação das temperaturas internas para cada tipo de vidro, e a comparação das
temperaturas internas e externa.
Figura 143: Datalogger HOBO pendurado no
beiral, medindo temp externa ao vidro duplo
Figura 144: Datalogger HOBO #4 com sensor
fixado à superfície interna do vidro simples
Figura 145: Datalogger HOBO #5 pendurado do lado
externo, e sensor fixado à superfície interna do vidro
duplo
197
ECOHOUSE URCA
Temperatura da superfície interna vidro duplo x vidro simples
(mar 2006)
20
25
30
35
40
45
03/17
/0
6
12
0
3/17/06 14
03
/17/0
6
16
03/1
7/0
6
18
03/1
7/0
6
20
03/17/06 22
03
/18/0
6
00
03/1
8/0
6
02
03/18/06 0
4
03/18/06 06
03
/18/0
6
08
03/1
8/0
6
10
03/18/06 1
2
03
/18/0
6
14
03
/18/0
6
16
03/1
8/0
6
18
03/18/06 2
0
03
/18/0
6
22
03/1
9/0
6
00
03/1
9/0
6
02
03/19
/0
6 0
4
0
3/19/0
6
06
03/1
9/0
6
08
Tempo
Temp (ºC)
Temperature interna vidro duplo
(*C) c:*4
Temperature interna vidro
sim
p
les
(
*C
)
c:*4
Gráfico 17: temperaturas nas superfícies internas do vidro duplo x vidro simples
O que pode ser observado na tabela 35 e no gráfico 17, é que as temperaturas das
superfícies internas dos dois tipos de vidro são muito semelhantes, mesmo em horários de
pico de calor, corroborando a medição descrita no item anterior. Em relação ao vidro duplo
exposto a um período prolongado de alta intensidade de radiação solar direta, o ar entre os
dois vidros fica superaquecido transmitindo por condução o calor para o interior da
edificação. Deve-se ressaltar que estas janelas ficam expostas à radiação solar neste período
do ano de 13:30 às 19hs, conforme mostrado no diagrama solar abaixo.
Figura 146: Diagrama solar fachada NO
198
Tabela 35: temperatura na superfície interna do vidro simples x vidro duplo, e temp externa
Date/Time
Temperature
externa(*C)
c:1
Temperature interna
vidro duplo (*C) c:*4
Temperature
interna vidro
simples (*C) c:*4
Temp vidro
simples - vidro
duplo
03/17/06 12 29,5 29,5
29,5
0
03/17/06 13 31,93 31,52
31,93
0,41
03/17/06 14
35,27 34,43
33,59
-0,84
03/17/06 15 37 41,05
41,99
0,94
03/17/06 16 38,77 42,46
42,94
0,48
03/17/06 17 37 40,59
41,52
0,93
03/17/06 18 29,9 33,17
33,17
0
03/17/06 19 27,91 29,5
29,5
0
03/17/06 20 27,12 28,7
28,7
0
03/17/06 21 26,73 28,31
28,31
0
03/17/06 22 26,34 27,91
27,91
0
03/17/06 23 26,34 27,91
27,52
-0,39
03/18/06 00 25,95 27,52
27,52
0
03/18/06 01 25,95 27,52
27,12
-0,4
03/18/06 02 25,56 27,52
27,12
-0,4
03/18/06 03 24,79 27,52
27,12
-0,4
03/18/06 04 24,4 27,12
26,73
-0,39
03/18/06 05 24,01 27,12
26,73
-0,39
03/18/06 06 24,01 26,73
26,34
-0,39
03/18/06 07 24,4 27,52
27,12
-0,4
03/18/06 08 25,56 27,91
28,31
0,4
03/18/06 09 27,12 29,1
29,5
0,4
03/18/06 10 28,31 29,5
30,31
0,81
03/18/06 11 29,5 29,9
30,31
0,41
03/18/06 12 30,31 30,71
31,12
0,41
03/18/06 13 30,31 31,12
31,52
0,4
03/18/06 14
36,13 35,27
34,01
-1,26
03/18/06 15 29,9 34,85
34,43
-0,42
03/18/06 16 35,7 37,88
38,32
0,44
03/18/06 17 32,34 37,88
37,88
0
03/18/06 18 28,7 33,59
33,59
0
03/18/06 19 27,12 29,9
29,1
-0,8
03/18/06 20 26,34 29,1
28,31
-0,79
03/18/06 21 26,34 28,7
28,31
-0,39
03/18/06 22 25,56 27,91
27,91
0
03/18/06 23 25,17 27,52
27,52
0
03/19/06 00 25,17 27,52
27,52
0
03/19/06 01 24,79 27,52
27,12
-0,4
03/19/06 02 24,4 27,52
27,12
-0,4
03/19/06 03 24,4 27,12
26,73
-0,39
03/19/06 04 23,63 27,12
26,34
-0,78
03/19/06 05 23,24 26,73
26,34
-0,39
03/19/06 06 23,24 26,73
25,95
-0,78
03/19/06 07 24,01 27,12
26,73
-0,39
03/19/06 08 25,95 25,95
26,73
0,78
ECOHOUSE URCA
Temperaturas nas superficies internas dos vidros duplo x simples
199
5.8.4.3 Medição da temperatura interna x temperatura externa utilizando vidro duplo
Outra série de medições foi feita no mesmo período, para averiguar a eficácia da
utilização do vidro duplo para conter a entrada do calor no ambiente interno (diferença de
temperatura interna e externa). Foi utilizado o datalogger Hobo n.5 do lado externo, conforme
figuras 147 e 148; e o datalogger HOBO n.04 do lado interno, em cima da mesa do escritório,
conforme figuras 149 e 150, a aproximadamente 1,10m de distância da esquadria. O ambiente
permaneceu fechado e desocupado durante todo o período da medição. Os resultados estão na
tabela 36 e no gráfico 18.
Estes dados indicam o grande diferencial de temperatura no horário de pico da
temperatura externa, de 14 às 18hs – mostrado na tabela 36. Na média dos 6 dias medidos, a
temperatura interna ficou 12,67ºC mais baixa do que a temperatura externa, sempre estando
abaixo dos 30ºC. Pelo fato de o ambiente ter permanecido fechado durante estes dias, a
temperatura interna não conseguiu nunca ir abaixo de 24ºC, não conseguindo beneficiar-se do
resfriamento noturno. Considerando a calibragem efetuada nos dataloggers HOBO (anexo V),
não existem correções a serem feitas nos resultados aqui apresentados.
Figura 147: datalogger HOBO n.05 no lado externo
Figura 148: datalogger HOBO n.05 no lado
externo, sombreado pela planta
Figura 149: datalogger HOBO n.04 no lado interno
Figura 150: datalogger HOBO n.04 no lado
interno, sobre a mesa de trabalho
200
O que podemos aferir destes dados é que as esquadrias com vidro duplo especial
realmente conseguem impedir um superaquecimento do ambiente interno a uma certa
distancia da esquadria (neste caso 1,10m), aproximadamente a mesma distancia da cadeira do
usuário até a janela. O ambiente interno aqui medido tem um pé-direito de 2,55m, e portanto a
sensação térmica é bastante ruim com a temperatura em torno de 27 a 29ºC. O mesmo não
ocorre no ambiente das sala de jantar e sala de estar, onde o pé direito tem 3,10m e existe
maior estratificação do ar. Para o clima tropical quente e úmido, porém, o vidro duplo pode
ser substituído pelo vidro laminado especial, conforme verificado pelas medições das
esquadrias da fachada principal mostradas no ítem 5.8.4.1 e 2.
Tabela 36: Diferença da Temperatura Externa e Interna com o uso de vidro duplo
Date/Time
Temperature
(*C) interna
c:1
Temperature
(*C)externa
c:2
Temperat
externa -
interna
01/14/06 00
27,91 26,34 -1,57
01/14/06 02
27,91 25,56 -2,35
01/14/06 04
27,52 25,17 -2,35
01/14/06 06
27,52 24,4 -3,12
01/14/06 08
27,12 24,79 -2,33
01/14/06 10
27,12 25,17 -1,95
01/14/06 12
27,52 27,91 0,39
01/14/06 14
28,31 33,59 5,28
01/14/06 16
28,7 41,52 12,82
01/14/06 18
29,5 37 7,5
01/14/06 20
29,1 29,9 0,8
01/14/06 22
28,7 27,52 -1,18
01/15/06 00
28,31 27,12 -1,19
01/15/06 02
28,31 25,95 -2,36
01/15/06 04
27,91 25,56 -2,35
01/15/06 06
27,52 25,17 -2,35
01/15/06 08
27,52 23,63 -3,89
01/15/06 10
27,52 24,79 -2,73
01/15/06 12
27,91 26,73 -1,18
01/15/06 14
28,31 32,76 4,45
01/15/06 16
29,1 40,59 11,49
01/15/06 18
29,5 35,27 5,77
01/15/06 20
29,1 29,5 0,4
01/15/06 22
29,1 27,52 -1,58
01/16/06 00
28,7 26,73 -1,97
01/16/06 02
28,7 25,95 -2,75
01/16/06 04
28,31 25,17 -3,14
01/16/06 06
28,31 24,4 -3,91
01/16/06 08
28,31 23,24 -5,07
01/16/06 10
27,91 24,79 -3,12
01/16/06 12
27,91 27,52 -0,39
01/16/06 14
28,7 34,43 5,73
01/16/06 16
29,5 42,46 12,96
01/16/06 18
29,9 37,44 7,54
01/16/06 20
29,5 29,9 0,4
01/16/06 22
29,1 25,17 -3,93
01/17/06 00
29,1 24,79 -4,31
01/17/06 02
28,7 25,17 -3,53
01/17/06 04
28,31 24,01 -4,3
01/17/06 06
28,31 24,01 -4,3
01/17/06 08
27,91 24,01 -3,9
01/17/06 10
27,91 25,17 -2,74
01/17/06 12
28,31 27,91 -0,4
01/17/06 14
28,31 35,27 6,96
01/17/06 16
29,1 41,99 12,89
01/17/06 18
29,5 35,7 6,2
DIFERENÇA DA TEMPERATURA EXTERNA E
INTERNA COM USO DA ESQUADRIA DE PVC COM
VIDRO DUPLO
Ecohouse Urca - Escritório - jan 2006
Date/Time
Temperature
(*C) interna
c:1
Temperature
(*C)externa
c:2
Temperat
externa -
interna
DIFERENÇA DA TEMPERATURA EXTERNA E
INTERNA COM USO DA ESQUADRIA DE PVC COM
VIDRO DUPLO
Ecohouse Urca - Escritório - jan 2006
01/17/06 20
29,1 28,7 -0,4
01/17/06 22
29,1 27,52 -1,58
01/18/06 00
28,7 25,17 -3,53
01/18/06 02
28,31 24,4 -3,91
01/18/06 04
28,31 25,17 -3,14
01/18/06 06
27,91 24,79 -3,12
01/18/06 08
27,91 24,01 -3,9
01/18/06 10
27,91 26,34 -1,57
01/18/06 12
27,91 27,12 -0,79
01/18/06 14
28,31 33,17 4,86
01/18/06 16
28,7 40,13 11,43
01/18/06 18
29,1 33,17 4,07
01/18/06 20
28,7 28,31 -0,39
01/18/06 22
28,7 27,12 -1,58
01/19/06 00
28,7 26,34 -2,36
01/19/06 02
28,31 25,56 -2,75
01/19/06 04
28,31 24,79 -3,52
01/19/06 06
28,31 24,01 -4,3
01/19/06 08
27,91 24,01 -3,9
01/19/06 10
27,91 25,17 -2,74
01/19/06 12
27,91 27,52 -0,39
01/19/06 14
28,31 35,27 6,96
01/19/06 16
29,1 43,91 14,81
01/19/06 18
29,5 38,77 9,27
01/19/06 20
29,5 30,71 1,21
01/19/06 22
29,1 28,7 -0,4
01/20/06 00
29,1 27,52 -1,58
01/20/06 02
28,7 26,73 -1,97
01/20/06 04
28,7 26,34 -2,36
01/20/06 06
28,7 25,56 -3,14
01/20/06 08
28,31 25,56 -2,75
201
Gráfico 18
: Efeito do vidro duplo na temperatura interna do escritório
202
5.8.4.4 Medição das temperaturas internas com e sem persiana interna
Como, apesar dos beirais e das esquadrias especiais instaladas não se conseguiu
atingir um nível de conforto higrotérmico satisfatório no ambiente voltado para a fachada NO,
foram instaladas persianas internas cedidas pela Luxaflex para o projeto Ecohouse, modelo
rolô com tela solar #5. Foram medidas as temperaturas internas próximas à esquadria, com a
persiana abaixada, e sem a persiana, sendo medida também a temperatura externa, conforme
as figuras 151 a 154.
Figura 151: dataloggers Hobo medindo temp
interna apoiados sobre cadeiras
Figura 152: datalogger Hobo#4, medindo temp
interna perto do vidro sem persiana, protegido da
insolação direta
Figura 153: Datalogger Hobo #5, medindo temp. ao
lado vidro com persiana, e temp externa
Figura 154: sensor externo de temperatura,
ligado ao datalogger Hobo #5
203
Figura 155: Metade da esquadria protegida por persiana interna, com sensor externo pendurado no beiral
do lado de fora
ECOHOUSE URCA
Comparativo das temperaturas internas com e sem persiana, e temp externa
mar 2006
20
25
30
35
40
10 12 14 16 18 20 2 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2 0 2 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2 0 2 2 0 2 4 6 8
3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/9 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/10 3/11 3/11 3/11 3/11 3/11
Tempo
temp (ºC)
Temperature_04
vidro simples s persiana (*C)
c:1
Temperature_05 vidro simples
COM persiana (*C) c:1
Temperature_05
externa (*C) c:*4
Gráfico 19: temperaturas interna com e sem persiana, e temp externa
Através dos dados da tabela 37 e do gráfico 19, percebe-se que a utilização da
persiana interna reduz a temperatura próxima à esquadria em entre 1,20° e 2,90ºC nos
horários de pico de radiação, em relação à esquadria sem persiana. Ajuda também a reduzir o
ofuscamento provocado pela radiação solar direta.
204
Tabela 37:Diferença de temperatura ambiente com persiana e sem persiana interna
Date/Time
Temperature_04
vidro simples s
persiana (*C) c:1
Temperature_05
vidro simples
COM persiana
(*C) c:1
Temperature_0
5
externa (*C)
c:*4
Temp 04 - 05
3/8/2006 10:00
28,31 27,91 28,31 0,4
3/8/2006 12:00
29,1 28,7 29,9 0,4
3/8/2006 14:00
36,13 30,71 31,52 5,42
3/8/2006 16:00
33,17 31,52 30,71 1,65
3/8/2006 18:00
30,31 29,9 27,91 0,41
3/8/2006 20:00
29,1 28,7 27,12 0,4
3/8/2006 22:00
28,7 28,31 26,34 0,39
3/9/2006 00:00
28,31 28,31 25,56 0
3/9/2006 02:00
28,31 27,91 25,17 0,4
3/9/2006 04:00
27,91 27,52 24,79 0,39
3/9/2006 06:00
27,52 27,12 24,4 0,4
3/9/2006 08:00
27,52 27,12 25,95 0,4
3/9/2006 10:00
27,91 27,91 27,91 0
3/9/2006 12:00
29,1 29,1 30,71 0
3/9/2006 14:00
33,59 30,71 30,31 2,88
3/9/2006 16:00
33,17 31,93 31,93 1,24
3/9/2006 18:00
30,31 29,9 27,91 0,41
3/9/2006 20:00
29,1 28,7 26,34 0,4
3/9/2006 22:00
28,7 28,7 26,34 0
3/10/2006 00:00
28,7 28,31 25,95 0,39
3/10/2006 02:00
28,31 28,31 25,17 0
3/10/2006 04:00
27,91 27,91 24,79 0
3/10/2006 06:00
27,52 27,52 25,17 0
3/10/2006 08:00
27,91 27,52 25,95 0,39
3/10/2006 10:00
28,31 28,31 28,7 0
3/10/2006 12:00
29,1 29,1 29,9 0
3/10/2006 14:00
33,17 30,71 31,12 2,46
3/10/2006 16:00
32,76 31,52 35,27 1,24
3/10/2006 18:00
30,31 29,9 27,91 0,41
3/10/2006 20:00
29,1 29,1 27,12 0
3/10/2006 22:00
29,1 28,7 26,73 0,4
3/11/2006 00:00
28,7 28,31 25,95 0,39
3/11/2006 02:00
27,91 27,52 24,4 0,39
3/11/2006 04:00
27,52 27,52 24,4 0
3/11/2006 06:00
27,12 26,73 22,86 0,39
3/11/2006 08:00
26
,
3
4
26
,
3
4
22
,
09
0
ECOHOUSE URCA
Temperaturas medidas na sala, vidro simples, com persiana e sem persiana
mar 2006
5.8.5 Análise do Conforto Ambiental pelos Usuários
Habitam na Ecohouse Urca quatro pessoas desde Novembro de 2003. Segue uma
tabela síntese (n.38) do conforto térmico percebido pelos mesmos nos diversos ambientes da
residência, anotada através de entrevistas com os moradores.
205
Todos os ambientes da fachada NO, apresentam desconforto térmico à tarde. A
radiação solar direta também produz ofuscamento intenso no verão. Como foi visto neste
trabalho, a utilização dos telhados verdes, fachadas verdes e esquadrias especiais ajudam a
reduzir estes problemas, mas não os eliminam. No parecer da autora, sempre que possível, a
melhor solução é sombrear estas fachadas no verão, evitando a incidência da radiação solar
direta que tanto aumenta a carga térmica e o ofuscamento.
Tabela 38: Análise do Conforto Ambiental pelos Usuários
ECOHOUSE URCA – Análise do Conforto Ambiental pelos Usuários
AMBIENTE
CONFORTO
TÉRMICO
ILUMINAÇÃO
NATURAL
OFUSCAMENTO
Suíte 1 D tarde E M-
Banheiro 1 E B NE
Suíte 2 D tarde E M-
Banheiro 2 B E NE
Lavanderia D tarde E NE
Quarto de empregada B B NE
Banh empregada E E NE
Cozinha E E NE
Sala de Estar E B NE
Sala de Estar 2 D tarde E M-
Sala de Jantar D tarde E M-
Varanda D tarde E M-
Escritório D tarde B M-
Suíte Máster D tarde E M-
Banheiro Master B E M-
Legenda:
D tarde: desconforto no período da tarde, no verão, a partir de aproximadamente 13:30; mesmo com
persianas internas ou externas, é necessário o uso de ar condicionado ou ventilação mecânica.
M-: desconforto intenso, melhora muito com o uso de persiana Soltis 86 externa, e um pouco menos
com o uso de persiana interna solar#5 Luxaflex ou persiana comum.
E: excelente
B: bom
NE: não existe
5.9. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA – DESCRIÇÃO DAS TÉCNICAS UTILIZADAS
A eficiência energética no Projeto Ecohouse Urca está fundamentada nos seguintes
206
itens: otimização da iluminação natural e artificial, utilização de aquecimento solar de água e
otimização do arrefecimento passivo (este último descrito no item 5.8).
Quanto à iluminação artificial, a definição de um projeto luminotécnico com a
cuidadosa especificação de lâmpadas e luminárias faz toda a diferença no consumo de energia
e no conforto visual e térmico resultante. O conforto térmico deve ser mencionado aqui,
porque existem vários tipos de lâmpadas que emitem muito calor. Mais de 90% da energia
consumida por uma lâmpada incandescente comum é convertida em calor, e apenas 10% em
luz
66
.
Um projeto de iluminação adequado, portanto, não consiste apenas em especificar a
lâmpada correta para cada tarefa. Engloba também tipos diferentes de luminárias eficientes,
sensores de presença, dimmers. Atualmente o conceito de iluminação de tarefa está
amplamente difundido. Iluminar todo o cômodo ao nível de tarefa especifica é a mesma coisa
que refrigerar a cozinha toda para conservar alimentos perecíveis. Uma das maneiras mais
eficientes e simples de conservar energia ao mesmo tempo em que melhora a qualidade da
iluminação é fornecendo mais lumens apenas onde eles são necessários, diminuindo os níveis
de iluminação no restante do cômodo.
Na Ecohouse Urca, todas as lâmpadas são fluorescentes compactas, hoje fornecidas
nas tonalidades branca e amarela, o que melhora a qualidade final da iluminação. Apenas em
dois pontos de iluminação de destaque, em duas escadas, foram usadas lâmpadas Par
(halógenas). A tabela 39 mostra uma análise comparativa do custo do ciclo de vida de uma
lâmpada incandescente e uma fluorescente compacta.
As lâmpadas LED (Light Emitting Diode) são uma tecnologia emergente com
potencial significativo para economia de energia e longevidade. Na realidade o LED é um
semicondutor que emite luz, sendo atualmente aproximadamente 3 vezes mais eficiente que a
lâmpada incandescente comum, e este número tende a aumentar com a rápida evolução da
tecnologia. Pode durar de 50 a 100 mil horas. A iluminação balizadora externa das lajes
verdes da Ecohouse Urca é feita por pequenos sistemas com lâmpadas LED, alimentadas por
66
Em muitos canteiros de obra no Brasil, os operários esquentam suas marmitas em uma caixa de madeira, com
uma lâmpada incandescente dentro.
207
coletor solar fotovoltaico, como ilustrado nas figuras 156 e 157. O sistema possui um coletor
solar fotovoltaico com baterias recarregáveis NiMH, e três spots direcionáveis, cada um com
três lâmpadas led de 1W. O custo de cada sistema é de aproximadamente U$40,00 (nos
Estados Unidos), o que atualmente equivaleria a R$ 85,00 (oitenta e cinco reais). Muitas
luminárias de jardim, sem a lâmpada, custam bem mais do que isto.
Tabela 39: Análise do ciclo de vida de lâmpada incandescente x fluorescente compacta
Fonte: RMI
Figura 156: coletor solar fotovoltaico c/ bateria p
alimentar spots com Leds
Figura 157: spot para jardim com três Leds
208
5.9.1 Iluminação Natural
Janelas que admitem a luz do dia nas edificações são importantes não só para a
iluminação, mas também para se ter uma vista e uma conexão com o lado externo. A luz do
dia é inclusive importante pela sua qualidade, composição espectral e variabilidade. Estudos
das reações das pessoas em ambientes internos sugerem que elas preferem a luz natural
porque esta preenche dois requisitos básicos do ser humano: ser capaz de enxergar bem o
espaço e a tarefa, e poder ter estímulo do ambiente natural (NATIONAL LIGHTING
BUREAU, 1996). Vários estudos feitos na Europa e nos Estados Unidos mostram que
trabalhar por longas horas com iluminação artificial é prejudicial à saúde; e trabalhar com luz
natural resulta em menos stress e desconforto, aumentando a produtividade e diminuindo o
absenteísmo.
A luz natural produz alto nível de iluminação e permite excelente índice de
reprodução de cor. Estas duas propriedades significam que a luz natural fornece condições
para uma boa visão. A luz natural, entretanto, pode produzir ofuscamento solar e alta reflexão
em telas de computador. Portanto, o efeito da iluminação natural no desempenho de tarefas
depende de como a luz natural é utilizada. Todos estes fatores devem ser considerados no
projeto de iluminação natural.
O projeto de reforma da Ecohouse Urca foi idealizado para tirar o máximo proveito
da iluminação natural. Em nenhum dos cômodos da residência é necessário o uso de
iluminação artificial no período diurno. As janelas da fachada NO, no 2° pavimento, foram
posicionadas de maneira a mostrar a vista da Baía de Guanabara. Por efeito da orientação,
para o máximo conforto térmico deveriam ser totalmente sombreadas no período de
novembro a abril, mas isto não foi possível. O uso de persianas internas e pé-direito alto
ajudam a amainar o desconforto neste período, diminuindo porém o nível de iluminação
interno. Isto foi resolvido abrindo-se janelas na fachada SO e SE, além do uso de tijolos de
vidro, conforme figuras 157 e 122. A eliminação das paredes internas neste bloco, feita com o
objetivo de possibilitar a ventilação cruzada (figuras 139 e 140), também impactou a
iluminação natural do ambiente das salas e cozinha, possibilitando que o mesmo fosse
também iluminado pelo pátio interno existente entre os dois blocos da residência (projeto
integrado – uma intervenção impacta ao mesmo tempo dois aspectos do conforto ambiental).
209
No ambiente do escritório, para melhorar a iluminação natural prejudicada pela
persiana externa soltis 86, tanto o teto quanto as paredes foram pintados de branco, para
melhor refletir a luz incidente. O piso é de cerâmica Brennand cor Bege, e os móveis são
também de cores claras.
Figura 158: janelas da fachada SE ajudam na iluminação
5.9.2 Aquecimento Solar de Água
A cidade do Rio de Janeiro situa-se na faixa de 5300 a 5700Wh/m
2
de irradiação
global (fonte: Atlas de Irradiação Solar do Brasil). Temos portanto radiação solar suficiente
para utilizar o aquecimento solar da água.
Na Ecohouse Urca utilizamos duas baterias de coletores solares planos, fornecidos
pela Transen como patrocínio ao projeto. A decisão de utilizar dois sistemas separados foi
para que a água quente tivesse que percorrer o menor caminho possível até os pontos de uso.
Os dois sistemas de coletores estão instalados nas lajes verdes, com orientação para o Norte
verdadeiro, e uma inclinação de 33º. A circulação da água se dá por termosifão, em um
sistema fechado – que consiste no fato de a água quente subir (fenômeno conhecido como
convecção natural) fazendo a água circular pelos coletores e para o acumulador, eliminando o
uso de bombas. Neste tipo de instalação, o acumulador (boiler) tem que ficar acima do
coletor. À medida que a água nos coletores esquenta, ela se torna mais leve e sobe
naturalmente para dentro do acumulador. Ao mesmo tempo, a água mais fria de dentro do
acumulador desce por gravidade para a parte inferior do coletor, fazendo a água circular por
210
todo o sistema, conforme figura 159.
O sistema #1 tem dois coletores solares
(3,4m
2
) e um acumulador de 200 litros.
Abastece o banheiro da suíte Máster, o
lavabo (com chuveiro) e a lavanderia. Para
apoio deste sistema está previsto um
aquecedor a gás de passagem, que todavia
ainda não foi instalado por não ter sido
necessário até o presente momento.
Figura 159: Sistema #1 de aquecimento solar
Figura 160: sistema #2 de aquecimento solar
O sistema #2 tem 3 placas solares
horizontais (6,8m
2
) e um acumulador de
400 litros. Abastece os banheiros das suítes
1 e 2, banheiro de empregada e cozinha. O
apoio deste sistema é uma resistência
elétrica de 3000W (220V). Em relação ao
fornecimento de água aquecida para a
cozinha e lavanderia, o objetivo é
alimentar inclusive a máquina de lavar
louças e a máquina de lavar roupas com a
água aquecida pelo sistema solar.
Em ambos os sistemas os coletores são modelo TR5 da Transen, classificação
INmetro B, com eficiência de 54,5% e área externa de 1,71m
2
cada, com uma produção
estimada de 75KWh/mês/m
2
. Sendo a área total de coletores de 8,55 m
2
, calcula-se que a
produção total estimada de energia é de 641,25 KWh/mês.
Analisando a tabela 40, resultado de análise do dimensionamento utilizando o
sistema F-chart, pode-se verificar que a fração solar anual é de 0,95 com área de coletores de
9m
2
. Como existe área suficiente nas lajes verdes para instalação dos coletores orientados
para o norte verdadeiro, foi escolhido instalar a área máxima, respeitando a modulação de
1,71m
2
.
211
Tabela 40: Dimensionamento da área de coletores solares utilizando o software F-chart
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA SOLAR PARA AQUECIMENTO DE AGUA ──
EBPC/94 │ │
│ RESULTADOS para area da superficie captadora de 9 m² │
│ Necessidade diaria de agua (l/dia) = 125 │
│ Necessidade anual (kWh) = 1037 │
│ │
│ Mes X Y f Energia Solar Util(kJ/mes) │
│ ----------------------------------------------------------------------- │
│ 1 61.0098 0.3256 0.9500 262028 │
│ 2 63.2532 5.3889 0.9500 231101 │
│ 3 59.0280 8.6411 0.9500 268193 │
│ 4 54.7801 8.4608 0.9500 277441 │
│ 5 48.5239 7.3470 0.9500 312892 │
│ 6 45.6868 6.7941 0.9500 316223 │
│ 7 42.0357 6.6333 0.9500 343719 │
│ 8 43.4196 6.9981 0.9500 336012 │
│ 9 44.1526 6.2679 0.9500 320698 │
│ 10 48.9912 5.5056 0.9500 311351 │
│ 11 51.6242 2.0915 0.9500 289374 │
│ 12 57.0630 -0.5470 0.9500 277441 │
│ │
│ Fraçao Anual: 0.950 Energia Util Anual: 985.13 KWh
A resistência elétrica de apoio ao sistema solar só precisa ser ligada quando o céu
está muito encoberto durante dois ou mais dias, no período de inverno. No período de verão
ela não foi ligada uma única vez nos dois anos de uso.
Estava previsto no projeto de hidráulica uma pequena bomba para cada sistema de
aquecimento solar, para a recirculação da água dentro do sistema (boiler - pontos de uso -
boiler), fazendo com que a água nos canos de alimentação aos pontos de uso estivesse sempre
212
quente. Um erro de julgamento fez com que estas bombas não fossem instaladas a fim de
cortar gastos com energia elétrica. No entanto, o uso comprovou que a quantidade de água
desperdiçada, ao se esperar que a água quente atinja o ponto de consumo é bastante grande –
o custo/benefício da instalação das bombas de recirculação (incluindo o gasto mensal de
energia elétrica) teria sido uma opção melhor.
Figura 161: Esquema do sistema de aquecimento solar de água por termosifão, sistema fechado
Fonte: Manual de Aquecimento Solar Transen
5.9.3 Redução do consumo de energia elétrica e de gás
O consumo de energia elétrica vem aumentando a cada ano em todo o Brasil. Em
parte, isso acontece porque o país está crescendo, o que significa mais indústrias, serviços,
empregos etc. Mas outra parte é puro desperdício de energia. Além disso, há uma
concentração do uso de energia elétrica no período das 18 às 21 horas. Essa é a hora em que
as pessoas voltam do trabalho ou do colégio para suas casas; acendem lâmpadas, assistem à
TV, tomam banho, ligam ventiladores ou aparelhos de ar condicionado, enfim, consomem
muito energia ao mesmo tempo. Isso gera uma sobrecarga no sistema elétrico, podendo causar
problemas no fornecimento.
Infelizmente ainda não existem no Brasil estudos definindo o consumo médio de
eletricidade por segmentos, e por tipo de utilização. Para poder fazer uma comparação do
213
consumo médio de eletricidade da Ecohouse, seria necessária a existência de um parâmetro de
consumo médio de energia para consumidor residencial, de X KWh/mês/m
2
por habitante de
residências classe A, B, C, D e E. É possível afirmar, porém, que o consumo médio de energia
elétrica da Ecohouse, no ano de 2005 (tabela 42), é otimizado devido a:
• Utilização de iluminação natural durante o dia
• Iluminação artificial projetada para iluminação geral e iluminação de tarefas, não
desperdiçando iluminação quando não é necessária. 98% das lâmpadas utilizadas são
fluorescentes compactas.
• Arrefecimento passivo através de lajes verdes, fachadas verdes, ventilação natural
e forçada, esquadrias especiais, beirais, persianas – que diminuem a carga térmica no
interior da edificação, reduzindo o uso de energia elétrica para condicionamento
artificial do ar
• Utilização de aquecimento solar de água com sistema de termo-sifão
• Selo Procel de Conservação de Energia nos eletrodomésticos de maior consumo: 1
geladeira, 1 freezer, 2 sistemas bi-split de ar condicionado
• Sistema de bombeamento de água projetado com o devido cuidado para que os
motores das bombas trabalhem dentro de suas capacidades, consumindo o menos
possível de energia
A variação no consumo mostrada na tabela 42, para mais, nos meses de agosto,
setembro e outubro de 2005 ocorreu por conta de pessoas que se hospedaram na Ecohouse
por períodos maiores ou menores de tempo durante estes meses. No ano de 2004, porém, é
nítido o aumento de consumo nos meses de verão – a partir de novembro – devido ao uso de
ar condicionado e/ ou uso por períodos prolongados de ventiladores de teto.
Pode-se notar a grande redução no consumo de gás, mostrado na tabela 41, após a
mudança do gás manufaturado para o gás natural, em maio de 2005. O gás é utilizado apenas
no fogão de 6 bocas.
O consumo medido de gás em 2005 na Ecohouse Urca está detalhado na tabela abaixo.
214
Tabela 41:
Consumo medido de gás da Ecohouse Urca - 2005
2005
Consumo
(
m3
)
Valor
R$
JAN
43 48,83
FEV
34 37,16
MAR
34 37,22
ABR 26 27,14
MAI* 24 27,2
JUN 12 28,93
JUL 11 26,12
AGO 10 23,3
SET 10 23,3
OUT
NOV
11 26,44
DEZ 920,88
* Mês da troca para gás natural
CONSUMO GÁS ECOHOUSE
URCA
Tabela 42: Consumo medido de energia elétrica Ecohouse Urca
DATA DA MEDIÇÃO
consumo
(kWh)
média diária
(kWh)
Valor R$
2004
1/jul 509 16,96 247,04
2/ago 624 19,50 283,20
1/set 568 18,93 257,79
1/out 555 18,50 251,88
1/nov 824 26,58 373,98
2/dez 723 23,32
MÉDIA 634 21
2005
3/jan 695 21,71
1/fev 595 20,51 268,65
2/mar 679 23,41 306,57
1/abr 736 24,53 332,32
2/mai 708 22,83 319,37
1/jun 654 21,80 294,63
1/jul 588 19,60 264,90
1/ago 787 25,38 353,38
1/set 827 26,67 369,92
3/out 884 27,62 395,11
1/nov 749 25,82 334,76
2/dez 724 23,35 368,72
MÉDIA 719 23,60 328,03
CONSUMO ELETRICIDADE ECOHOUSE URCA
215
5.10 AVALIAÇÃO HQE DA ECOHOUSE URCA
Qualquer método de avaliação de edifícios – para que possa ser considerado válido -
deve ter como base um cenário condizente à realidade do local. No campo da avaliação das
edificações este cenário deve abranger tanto o perfil dos usuários, quanto o climático e sócio-
cultural. Conforme mencionado por Silva (2003), dados nacionais relevantes, como normas e
leis, tornam-se os “benchmarks” a partir dos quais é avaliado o desempenho de cada alvo a ser
atingido.
No Brasil não existe ainda um conjunto de normas e leis orientados especificamente
à qualidade ambiental de edificações (além de algumas leis e normas ABNT relativas a
consumo energético e de água), o que dificulta a realização de uma avaliação ambiental.
Portanto, a análise de Alta Qualidade Ambiental de Edificações – AQAE - da
Ecohouse foi baseada apenas na definição de atendimento ou não atendimento dos alvos
designados como prioritários para este projeto. Como já mencionado neste trabalho, a
preocupação prioritária na reforma da Ecohouse foi melhorar o conforto higrotérmico da
edificação, porque este era o maior incômodo existente. Como a construção original data de
1930, e as instalações elétricas e hidráulicas estavam em péssimas condições na época do
planejamento do projeto, a eficiência do uso da água e da energia puderam ser inseridos
também como alvos prioritários:
Assim, dos 14 alvos descritos pelo Método foram destacados os 7 alvos abaixo:
AMBIENTE EXTERNO
Alvo #1: Relação harmoniosa da edificação com o contorno imediato
• vantagens e desvantagens das características do local e do projeto dentro da
organização arquitetônica e funcional do projeto;
• utilização das oportunidades oferecidas pela vizinhança e pelo local;
• gestão das vantagens e desvantagens do terreno para criar uma qualidade de
vida agradável;
• redução dos riscos de incômodos entre a construção, sua vizinhança e o local.
Alvo #4: Gestão de Energia
216
• ênfase na redução da demanda das necessidades
• redução dos impactos associados ao uso da energia
• ênfase na eficácia dos equipamentos de energia utilizados
• utilização de geração própria em detrimento da geração a combustão
Alvo #5: Gestão de Água
• gestão da água potável
• utilização de água não potável
• saneamento das águas usadas
• gestão das águas pluviais
AMBIENTE INTERNO
Alvo #8: Conforto Higrotérmico
• manutenção das condições de conforto higrotérmico
• homogeneidade das ambiências hidro-termicas
• zoneamento
Alvo #10: Conforto Visual
• relações visuais satisfatórias com o exterior
• otimização da iluminação natural
• iluminação artificial complementar à iluminação natural
Alvo #12: Condições Sanitárias
• criação de condições de higiene
• facilitação da limpeza e evacuação dos dejetos
• facilitação dos cuidados com a saúde
• criação de conveniências para pessoas deficientes
Alvo #14: Qualidade da Água
• proteção da rede de distribuição coletiva de água potável
• manutenção da qualidade da água potável dentro da edificação
• melhoria eventual da qualidade da água potável
217
• gestão de riscos ligados à rede de água não potável
5.10.1 Análise da implantação
A fase de pré programação de um plano de recomendações AQAE
67
é composta de
etapas que têm como objetivo orientar o projeto de arquitetura através de recomendações
técnicas acerca das relações entre o terreno, o entorno e o meio ambiente integrando qualidade
arquitetônica e ambiental. O estudo da implantação foi feito através da elaboração de uma
matriz onde alvos ambientais e parâmetros são cruzados para definir os alvos prioritários,
secundários e terciários do projeto. A partir da justificativa dos alvos prioritários, inicia-se
uma série de recomendações relacionadas aos critérios da implantação.
A figura abaixo mostra a análise de acesso/ transito do bairro da Urca.
Legenda:
Retângulo amarelo: ponto final dos ônibus 512, 512A(integr metrô de Botafogo), 511, 107
Setas vermelhas: sentido do transito – entrando pela rua Candido Gaffré e saindo pelas avenidas João
Luís Alves e Av. Portugal
Setas azuis: mão-dupla na avenida São Sebastião (rua sem saída)
Figura 162
: Acesso/ trânsito/ mobilidade no bairro da Urca
O bairro tem acesso fácil pelo SMTU, com integração com o Metrô de Botafogo, e
218
linhas que acessam a Central do Brasil e a zona Oeste.
Por ser um bairro de ruas estreitas, e portanto inibidor de altas velocidades, o
transporte local por bicicleta é usado por muitos moradores da área, assim como o trânsito a
pé. Acessibilidade para portadores de deficiências físicas, porém, é inexistente. As calçadas e
as ruas são esburacadas, e o meio fio chega a 30 cm de altura em alguns lugares.
5.10.2 Detalhamento de atendimento aos alvos prioritários
Segue abaixo tabela com descrição detalhada do atendimento ou não de dois alvos
considerados prioritários (descritos no item 5.10), e seus sub-alvos com respectivas
preocupações e características, como ilustração do procedimento de análise adotado.
Tabela 43: Análise do atendimento aos alvos AQAE prioritários da Ecohouse Urca
Alvo n.1: Relação harmoniosa da construção com o entorno imediato
Critérios
Preocupação Características
Descrição Estado
1.1 Organização do sítio para um desenvolvimento urbano durável
1.1.1.Assegurar a coerência
entre o projeto do terreno e
a política do bairro quanto à
organização e ao
desenvolvimento durável do
território
Coerência na conexão dos
seguintes pontos:
energia
limpeza
dejetos
recursos de água
serviços, etc
Instalação de latas de lixo
separadas para dejetos orgânicos e
recicláveis na cozinha – coleta
seletiva;
Lajes verdes reduzem o volume
de água na rua durante o pico da
chuva;
Instalação de sistema de águas
potáveis e não-potáveis para
reduzir o consumo de água
potável
Utilização de arrefecimento
passivo e iluminação planejada
para melhorar a eficiência
energética
A
1.1.2. Determinação dos
modos de transporte,
favorecendo aqueles que
sejam menos poluentes
Coerência urbana e
favorecimento dos transportes
não-poluentes
A escolha do bairro da Urca pelos
usuários se deu pela localização
próxima aos pontos de trabalho e
de escola – máximo de tempo de
deslocamento em torno de 20’.
Possibilidade de utilização de
A
67
AQAE: alta qualidade ambiental de edificações
219
bicicleta para deslocamentos
curtos – clube, academia.
Circulação pelo bairro pode ser
feita à pé – supermercado,
padaria, jornal, etc
1.1.3. Preservar os
ecosistemas e a
biodiversidade
Preservação/ melhoria da
qualidade ecológica do sítio e da
biodiversidade
Lajes ajardinadas criaram áreas
verdes aonde a área toda era
impermeabilizada;
Lajes verdes criaram local para
convivência de pássaros e
inclusive morcegos
Foi plantada uma pitangueira e
ervas como capim-limão, hortelã,
mangericão, alecrim e salsinha.
Foram plantadas espécies nativas
que necessitam de pouca água
para se desenvolver, reduzindo a
necessidade de irrigação.
Fachadas verdes criam área de
atração para pássaros.
A
1.1.4. Prevenir o risco de
inundação dentro de zonas
sensíveis e limitar a
poluição difusa
Ações tomadas para limitar o
runoff de águas pluviais
Instalação de lajes verdes
substituindo toda a área de
telhado, e uma cisterna coletora
de águas pluviais de 4m3.
A
1.2. Qualidade ambiental dos espaços externos para os usuários
Vento
por ser uma área de ventos
moderados não foi necessário
implementar barreiras externas
ao vento
Precipitações
Foram construídos beirais co m
pingadeiras à volta toda da
edificação para evitar que a água
da chuva escorra pelas paredes e
janelas
Todas as áreas externas
receberam caimentos para os
ralos para evitar acumulo de
água de chuva nos pisos.
1.2.1. Criar um ambiente
climático externo agradável
Insolação
A edificação tem uma excelente
exposição solar, possibilitando o
crescimento dos jardins nas lajes
A
1.2.2. Criar um ambiente
acústico exterior agradável
Fontes de incômodos acústicos
no exterior (gerados pelo entorno
imediato ou pela edificação)
Inexistem fontes de incômodos
acústicos externos – à exceção de
festas de vizinhos ou no Morro
da Urca.
NA
1.2.3. Criar um ambiente
visual agradável
Acesso a vistas
Foram criadas janelas na sala que
dão vista para um terreno vazio
(e à Baía de Guanabara ao
fundo), e fechadas as que davam
vista para um prédio em frente.
As lajes verdes criadas permitem
vistas para quase toda a Baia de
Guanabara, Cristo Redentor,
Pedra da Gávea, etc
A vista da edificação, do exterior
para o interior, também foi
A
220
melhorada pela implantação das
lajes e fachadas verdes
Iluminação externa
Foram instaladas luminárias com
lâmpadas fluorescentes
compactas nas escadas de acesso
aos andares e no páteo interno; e
luminárias fotovoltaicas nas lajes
verdes.
1.2.4. Assegurar espaços
externos saudáveis
Poluição dos espaços externos
A tubulação de ventilação do
esgoto saía 60cm acima da laje
verde – foi trocada por uma
tubulação que sai 1,70 acima da
laje para evitar os odores para os
usuários da edificação e para os
vizinhos.
A
1.3. Impactos da edificação na vizinhança
1.3.1. Assegurar o direito
dos vizinhos à insolação
Duração da insolação direta nas
aberturas das fachadas das
edificações vizinhas
Como a Ecohouse está
implantada colada às divisas do
terreno, não foi possível atender
a esta preocupação
NA
1.3.2. Assegurar o direito
dos vizinhos à iluminação
Efeitos da máscara de sombras
da edificação sobre as
construções vizinhas
idem
NA
1.3.4. Assegurar o direito
dos vizinhos à vista
Acesso à vistas
com a eliminação do telhado
antigo da Ecohouse, o vizinho
pode ter acesso melhor à vista da
Urca (direção da Av Pasteur), e
ganhou a vista de um belo jardim
A
Alvo n.4 Gestão de Energia
Critérios
Preocupação Características
Descrição Estado
4.1.Concepção arquitetônica visando a otimização do consumo de energia
4.1.1. Melhorar a
capacidade da edificação de
reduzir as necessidades de
resfriamento por meios
passivos, eliminando
também os desperdícios
através das paredes.
Concepção passiva do envelope
e da estrutura, levando em conta
as oportunidades do terreno
Instalação das lajes verdes e
fachadas verdes evitando ganho
excessivo de calor
Instalação de esquadrias em PVC
com vidros especiais
instalação de persianas solares
externas e internas
Instalação de beirais
instalação de pergolados com
plantas
A
4.1.2. Melhorar a
capacidade da edificação de
reduzir a necessidade de
iluminação artificial
Concepção das partes
envidraçadas e das escolhas
arquitetônicas interiores
Todos os cômodos da Ecohouse
funcionam com iluminação
natural durante o dia inteiro.
Mesmo com a utilização de
persianas internas ou externas
para barrar a insolação excessiva,
ao ambientes continuam dentro da
Norma de iluminação por tarefas
A
221
4.2. Redução do consumo de energia primária e utilização de energias
renováveis
Consumo de energia devido a
iluminação:
O projeto luminotécnico com
utilização de iluminação geral e
iluminação de tarefas, 95% das
lâmpadas utilizadas sendo
fluorescentes compactas e
iluminação das lajes verdes é
com lâmpadas fotovoltaicas.
O projeto proveu de luz natural
suficiente em todos os cômodos
durante o dia, não sendo
necessário a utilização de
iluminação artificial neste
período.
4.2.1. Reduzir o consumo de
energia primária devido a
condicionamento de ar, ,
ventilação e iluminação
Na falta de números referenciais
básicos, esta avaliação deverá ser
feita com base nas intervenções
adotadas visando a redução do
consumo de energia.
A utilização de técnicas de
arrefecimento passivo ajudaram
a reduzir a carga térmica no
interior da edificação:
Lajes verdes, fachada verde,
beirais e esquadrias especiais,
persianas solares externas e
internas, ventilação cruzada.
A
4.2.2.Utilização de
equipamentos
economizadores de energia
Especificação de equipamentos
domésticos e de escritório que
tenham o Selo Procel de
conservação de energia
Equipamentos de consumo de
energia elétrica otimizado,
adquiridos após o surgimento do
selo Procel:
Geladeira 310 L
Freezer 100 L
Impressora jato de tinta
2 sistemas bi-split system de AC
A
4.2.3. Utilização de energias
renováveis locais
Exploração de energias
renováveis locais identificadas
como tecnicamente e
ambientalmente exploráveis por
estudo de viabilidade
Aquecimento solar de água
Para 5 banheiros
Cozinha
lavanderia
A
222
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
“Desenvolvimento Sustentável é o desafio de atender às crescentes
necessidades dos indivíduos por recursos naturais, produtos industrializados,
energia, comida, água, transporte, abrigo, e gerenciamento eficiente do lixo,
ao mesmo tempo em que protege e conserva a qualidade ambiental e a base
de recursos naturais essenciais à vida e ao desenvolvimento futuros do
planeta. Este conceito reconhece que atender às necessidades de longo prazo
dos seres humanos será impossível a não ser que também conservemos os
sistemas físico, químico e natural da Terra.”
68
Os objetivos principais da arquitetura sustentável são, através das decisões de
projeto, contribuir para evitar o esgotamento de recursos energéticos, água e matérias primas;
reduzir a degradação ambiental causada por edificações e infra-estrutura ao longo de seus
ciclos de vida; e criar ambientes construídos que sejam confortáveis, seguros, saudáveis,
acessíveis e produtivos.
Apesar de a definição de Edificação Sustentável, ou “Green Building”, estar
constantemente evoluindo, existem seis princípios fundamentais de relativa unanimidade:
1. Otimização do Sítio
O projeto e construção de edificações sustentáveis começa com a seleção apropriada
do terreno, incluindo considerações de reuso e re-habilitação de edificações existentes, e não
apenas baseada em fatores comercias. A localização, orientação, e paisagismo de um edifício
afetam os ecossistemas locais, os métodos de transporte, o uso da energia e da água. A
segurança física e patrimonial tornou-se também um aspecto crítico na otimização do local.
As estradas e ruas de acesso, estacionamentos, iluminação pública e do terreno tem que estar
integrados no processo de projeto juntamente com as outras considerações.
Na pesquisa efetuada, o estudo do microclima do bairro da Urca, assim como das
68
Definição de Desenvolvimento Sustentável da “Civil Engineering Research Foundation”, Washington, DC.
223
condições de mobilidade auxiliaram na decisão de investimento na reforma da residência. A
localização do bairro dentro da cidade, refletindo a proximidade e facilidade de acesso ao
centro da cidade, a Botafogo, e ao resto da Zona Sul – áreas de influencia da família moradora
– quer seja de metrô, ônibus, e até mesmo de bicicleta, foi um fator fundamental na decisão de
compra e reforma.
2. Otimização do uso da energia
É imperativo encontrar soluções para reduzir no mais curto espaço de tempo – face
aos prognósticos de novos e próximos períodos de escassez energética - a carga térmica da
edificação (em nosso clima tropical), melhorar a eficiência, e utilizar fontes renováveis de
energia. Este foi um dos alvos prioritários do projeto Ecohouse, tendo sido alcançado
primordialmente através do planejamento preliminar e da coordenação de projetos
complementares, como os de hidráulica e elétrica. A redução de carga térmica precisa ser
pensada desde o começo, porque conforme mencionado anteriormente, as técnicas de
arrefecimento passivo em geral influenciam na morfologia e na concepção original.
De forma complementar, mas não menos importante, a busca na especificação de
equipamentos de novas tecnologias otimizadoras, como os eletrodomésticos com o Selo
Procel de Conservação de Energia, e o uso de lâmpadas LED e fluorescentes compactas (ver
item 5.9).
A utilização de aquecimento solar de água, que pode ser considerada uma tecnologia
trivial nos dias de hoje, demonstrou uma vez mais sua facilidade de implantação e gestão,
tendo sido aprovada sem problemas neste período de dois anos de uso na Ecohouse Urca.
3. Gestão da Água e Saneamento Básico
Uma edificação sustentável deve reduzir e controlar o consumo de água através de
equipamentos e tecnologias economizadoras e da manutenção preventiva. Deve também fazer
a captação e reuso de água da chuva para usos não-potáveis, deixando de utilizar água cara e
tratada aonde não é necessária e ainda auxiliando no controle de enchentes.
A legislação de alguns estados no Brasil já começa a contemplar o assunto de água
224
de chuva, porém seus textos podem ser melhorados para otimizar sua utilização.
Este estudo mostrou uma economia de 20% do consumo total de água na Ecohouse
Urca pelo uso de água de chuva para usos não-potáveis. Produziu também ICs (índice de
consumo por pessoa por dia) para:
• água potável = 210 litros
• água não-potável de chuva = 50 litros
• total = 260 litros
iniciando desta maneira uma base de dados para, em conjunto com outras, auxiliar na
elaboração de Normas Brasileiras.
Fazer o tratamento e reuso do esgoto domiciliar para reutilização da água em usos
não potáveis requer bastante atenção e detalhe. Não podem ser utilizados no dia a dia
produtos de limpeza que contenham cloro, amônia e outros químicos que possam afetar o
crescimento e proliferação das bactérias responsáveis pelo tratamento biológico. É
imprescindível um controle da qualidade da água através de análises físico-químicas
periódicas, para se evitar quaisquer riscos à saúde dos usuários, conforme destacado no item
4.4 deste trabalho. A autora não acredita que seja viável a utilização deste tipo de
equipamento e tratamento em residências uni-familiares, porque não há possibilidade de
fiscalização da qualidade da água resultante efetuada por parte do poder público. A utilização
deste tipo de tratamento seria viável para prédios de apartamentos, condomínios, hospitais,
comunidades rurais, aonde seja possível a contratação de uma pessoa treinada para fazer a
manutenção periódica e a orientação dos usuários.
4. Utilização de materiais reciclados e/ ou recicláveis
Uma edificação sustentável deve ser construída com materiais que minimizem os
impactos ambientais de seus ciclos de vida, como aquecimento global, esgotamento de
recursos naturais e toxidade para o ser humano. Deve-se procurar, em primeiro lugar reduzir o
consumo, em segundo lugar reutilizar materiais, e em terceiro lugar reciclar. Estes produtos
podem ser definidos como produtos ou serviços que têm um efeito reduzido na saúde humana
e no meio ambiente quando comparados aos produtos ou serviços concorrentes com a mesma
utilidade. Eles devem contribuir para a melhoria da segurança e da saúde do ser humano,
reduzir riscos, reduzir custos de remoção e disposição final e auxiliar na obtenção de metas
225
ambientais.
Na reforma da Ecohouse procurou-se reutilizar o máximo possível dos materiais da
demolição efetuada, evitando os custos de remoção e despejo dos mesmos, e contribuindo
para a melhorar a eficiência de uso dos recursos. Foram re-utilizados os tijolos de barro
maciço, os vergalhões de ferro de lajes e vigas demolidas e o madeiramento em madeira de lei
da demolição do telhado original. Foi utilizada madeira de demolição para complementar o
piso da sala em peroba rosa, e madeira certificada (selo do FSC
69
) de reflorestamento para
fazer as paredes da cozinha e o piso da suíte principal. Todas as portas de madeira da casa
foram reaproveitadas, sendo cortadas quando necessário para se ajustem aos novos vãos. O
piso do banheiro principal foi revestido com cacos de mármore (resíduos de marmorarias),
técnica muito utilizada nos anos 50 e 60 e abandonada posteriormente. O uso desta técnica
propõe ilustrar a possibilidade de reutilização de recursos que se tornariam lixo, neste caso
dando nobre destino às montanhas de cacos de mármore que ficam amontoados nas
marmorarias, resultado das atividades de corte das peças.
As bancadas dos banheiros foram feitas com mármore industrializado (cacos de
mármore misturados a resina especial, formando novos blocos que são processados da mesma
maneira que os blocos virgens das pedreiras). Esta tecnologia foi desenvolvida na Europa
justamente pela redução significativa da oferta de vários tipos de mármores e granitos durante
a segunda metade do século passado.
Quanto ao uso do PVC para as molduras das janelas, as opiniões sobre o impacto
ambiental deste material ainda são polarizadas entre as industrias químicas e as organizações
ambientais. Em relatório da Organização Mundial da Saúde (WHO, 1999), a inalação é
apontada como a maior via de contaminação humana para o PVC, o que ocorre dentro das
fábricas que produzem PVC e produtos correlatos. Este estudo traz fortes evidencias
mostrando o PVC como causa de certos tipos de câncer. De acordo com este relatório, os
principais impactos do PVC são:
• Um produto que utiliza fontes não renováveis de matéria prima não pode ser
sustentável: derivados do petróleo representam até 43% da matéria prima utilizada na
fabricação do PVC;
226
• Janelas de PVC geram 43% a mais de dejetos do que janelas de madeira: 82% do
total do lixo de PVC vai para aterros, 15% é incinerado e apenas 3% reciclado;
• A previsão é de que os resíduos de PVC sejam de 6,4 milhões de toneladas até
2020, quando a sua capacidade de reciclagem terá atingido apenas um quinto do
necessário;
• É necessário oito vezes mais energia para a fabricação de uma janela de PVC do
que uma janela equivalente em madeira;
• Químicos nocivos à saúde (como dioxinas) são liberados para a atmosfera no
processo de incineração do PVC.
Estas informações eram desconhecidas da autora à época do projeto da Ecohouse
Urca. Atualmente, em vista destes dados, uma melhor escolha seriam esquadrias em madeira
certificada, material que se torna mais acessível a cada ano no mercado brasileiro.
5. Melhorar a qualidade ambiental dos ambientes internos
A qualidade ambiental interna de uma edificação tem um impacto significativo na
saúde, conforto e produtividade de seus ocupantes. Entre outros atributos, uma edificação
sustentável deve maximizar o uso da iluminação natural, ter ventilação apropriada e controle
da umidade, minimizar os incômodos auditivos e térmicos, e evitar o uso de materiais com
altas emissões de VOC
70
.
Novamente o projeto elaborado com cuidado e integrado desde o princípio permite
articular soluções como o telhado verde, as fachadas verdes, o uso de esquadrias especiais e
dos beirais e persianas para maximização do conforto ambiental da edificação (térmico,
lumínico, acústico e qualidade interna do ar).
Deve-se prestar atenção também à utilização da edificação, mantendo as janelas
69
FSC: Forest Stewardship Council
70
VOCs: “Volatile Organic Compounds” são gases emitidos por uma grande gama de produtos. A concentração
de muitos dos VOCs é muito maior no interior do que no exterior (cerca de dez vezes maior). Alguns
exemplos incluem: vernizes e tintas, redutores, produtos de limpeza, pesticidas, material de escritório como
copiadoras e impressoras, colas e adesivos, etc.
227
fechadas com as persianas abaixadas em horários de pico de calor quando há incidência de
radiação solar direta. O usuário deve manusear os controles existentes para ajustá-los à sua
melhor sensação de conforto térmico.
6. Otimizar as condutas de operação e manutenção
A incorporação de considerações a respeito da manutenção e operação no processo
de projeto de uma edificação contribui para a melhoria dos ambientes de trabalho, maior
produtividade, além de reduzir custos de energia e de materiais de manutenção. Projetistas e
arquitetos são encorajados a especificar materiais e sistemas que simplifiquem e reduzam
estes processos, necessitem de menos água, energia e materiais de limpeza tóxicos para a
manutenção, e que sejam competitivos no preço e na análise do ciclo de vida.
Muitos governos
71
oferecem incentivos fiscais para facilitar aos indivíduos e às
empresas a redução do consumo de energia, seja na empresa ou em casa, ou mesmo na
estrada. Na pesquisa verificou-se que ainda é necessário que sejam adotadas medidas
transparentes e sem burocracia, como por exemplo:
• na compra e instalação comprovados de equipamentos de aquecimento solar de
água (não inclui equipamento para aquecimento de piscinas ou similares), o
contribuinte poderá deduzir até 30% ou o valor máximo de R$ 1.200,00 reais de seu
imposto de renda. No caso de contribuinte isento do pagamento de imposto de renda,
ele poderá receber um incentivo no valor de até R$ 800,00 (oitocentos reais) –
valores do ano de 2005.
• o contribuinte poderá deduzir de seu IR 10% do valor da compra de
eletrodomésticos com o selo Procel de eficiência energética que estejam nas
categorias A ou B.
71
Em junho de 1999, o Presidente Bill Clinton assinou a Ordem Executiva (#13123): Introduzindo
Sustentabilidade no Governo através da Gestão Eficiente da Energia. Através desta Ordem, o Governo Federal
dos Estados Unidos foi direcionado a eficientizar sua gestão de energia, reduzindo custos, emissões que
contribuem para as mudanças climáticas, e diferindo investimentos na área. O Governo Federal dos Estados
Unidos opera mais de 500.000 edifícios, podendo conseguir economias substanciais na conservação de energia,
água, uso de tecnologias renováveis, e ajudando a desenvolver e promover estes mercados.
228
• a empresa produtora de material de construção que obtiver a certificação de
desempenho térmico/ acústico/ lumínico/ ciclo de vida de seus produtos receberá
deduções no pagamento de alguns impostos como ICMS ou similar.
• regulamentação e incentivo para instalação de coletores solares fotovoltaicos
ligados à rede elétrica, ou mesmo turbinas eólicas em regiões com muito vento, por
parte inclusive das concessionárias de energia.
Estes são apenas alguns exemplos ilustrativos da enorme gama de iniciativas para
impulsionar o mercado da construção sustentável de uma maneira economicamente viável
tanto para o governo quanto para o consumidor. Ganha o Planeta.
O conjunto de medidas adotadas de forma individual na Ecohouse, quando
exploradas em grande escala, irão trazer resultados surpreendentes em melhoria da qualidade
de vida, eficiência energética e do uso da água e redução do desperdício de materiais e
serviços.
Durante a pesquisa e desenvolvimento desta dissertação um ponto importante ficou
claro para a autora, que gostaria de deixá-lo como sugestão para futuros trabalhos acadêmicos
ou mesmo institucionais: o desenvolvimento e implantação de um sistema de avaliação/
certificação ambiental de edificações, em âmbito nacional, é a maneira mais eficiente de
promover a evolução sustentável do mercado da construção civil no Brasil. Esta iniciativa
envolve a formação de vários comitês para desenvolvimento de Normas Brasileiras de
Construção Sustentável, de metodologias para certificação ambiental de materiais de
construção, metodologias para Análise do Ciclo de Vida de materiais. Apenas com este tipo
de sistema em funcionamento é que os empreendedores passarão a ter real interesse na
construção sustentável como diferencial de mercado, poderão entender as possibilidades de
redução de custos de construção, operação e manutenção. E, impossível deixar de mencionar,
conforme foi colocado na citação do início deste trabalho, esta é uma tarefa necessária e
urgente tanto para preservar quanto para melhorar a qualidade de vida das pessoas desta e de
futuras gerações.
229
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