ÍNDICE 1 ENQUADRAMENTO DURABILIDADE CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...12

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1 ÍNDICE 1 ENQUADRAMENTO SURGIMENTO DO PROJECTO SUSTENTÁVEL IMPACTOS AMBIENTAIS DOS EDIFÍCIOS ÁREAS DA SUSTENTABILIDADE ESCOLHA DA ESTRATÉGIA DURABILIDADE MADEIRA POLI (CLORETO DE VINILO) ALUMÍNIO CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...12

2 SUSTENTABILIDADE Arq Jeann Cunha Vieira 1 ENQUADRAMENTO A sustentabilidade na construção ou edifício sustentável é um conceito utilizado para designar construções que utilizam medidas ou mecanismos para eliminar ou reduzir os impactos do edifício no ambiente. Tendo em conta que quando se fala em ambiente, não se restringe apenas às áreas verdes ou fora das zonas urbanas, pois o objectivo da sustentabilidade é proporcionar conforto e salubridade aos edifícios e parques edificados, garantindo a continuidade dos recursos e minimizando a degradação do meio ambiente a vários níveis. Este capítulo não se prenderá aos pormenores dos impactos nem às medidas para minimizá-los, porém é importante enquadrar o edifício no que diz respeito aos impactos ambientais inerentes à sua construção. 1.1 Surgimento do Projecto Sustentável Até a década de 70, as necessidades dos edifícios eram controladas do lado do fornecimento, ou seja, quanto mais se necessitava mais se produzia. A crise do petróleo, na década de 70, fez com que os projectistas voltassem suas atenções para a eficiência energética nos edifícios e esta talvez tenha sido a primeira grande preocupação com os recursos naturais. Consequentemente, começou-se a tentar resolver as necessidades dos edifícios no lado do consumo, ou seja, se era preciso mais energia, tinha-se que maximizar sua eficiência e evitar o desperdício. Ainda na década de 70, o mercado da reciclagem desenvolve-se nos Estados Unidos e começa a voltar as atenções para a indústria da construção. Mais a frente, no tópico dos impactos ambientais dos edifícios, será justificado o porquê da preocupação da reciclagem na construção. Na década de 80, surgem os primeiros casos da Síndrome do Edifício Doente e as grandes empresas começam a se preocupar com a saúde e conforto no ambiente de trabalho como forma de aumentar a produtividade dos funcionários. Nesse período, começa-se a estudar as emissões de tóxicos pelos materiais de construção e de acabamento dos edifícios. A água como bem escasso é logo outra preocupação que as equipes de projecto começam a observar com atenção na concepção do edifício. Até então a preocupação com a

3 sustentabilidade era algo exclusivo a uma área temática: energia, reciclagem de materiais ou conservação da água. Entre os anos 80 e 90 surgiram os primeiro escritórios de arquitectura onde começaram a integrar todos os factores de impacto de um edifício no meio ambiente, criando o conceito de edifício sustentável ou edifício verde. Logo, é preciso atentar que sustentabilidade é a utilização de várias estratégias para aumentar a performance dos edifícios com a finalidade de minimizar o impacto global no ambiente, sem prejuízo do conforto e da saúde dos ocupantes. 1.2 Impactos Ambientais dos Edifícios São muitos os impactos ambientais da construção de um edifício e estes podem estar divididos em três fases distintas: no consumo dos recursos para construção e funcionamento do edifício; na utilização do edifício; e na geração de resíduos por essa utilização ou, no fim de sua vida útil. Estes impactos possuem ainda diferentes níveis, dependendo do seu grau de influência: no ambiente edificado (ex. qualidade do ar interior), no ambiente local (ex. efeito de ilha de calor), no ambiente regional ou global (ex. efeito estufa).

4 Alguns impactos ainda estão em fase de estudo ou desenvolvimento de legislação, como é o caso da Qualidade do Ar Interior, porém outros já possuem algum desenvolvimento e já apresentam dados concretos que podem ajudar os projectistas a priorizar as estratégias de sustentabilidade na concepção do projecto. Alguns impactos ambientais relativos a construção/utilização dos edifícios: 40% do consumo de energia primária (em Lisboa este valor chega a 45%); 30% das emissões dos gases responsáveis pelo efeito estufa; 40-50% dos resíduos sólidos urbanos (construção/demolição); 20% do consumo de água potável e maior custo inerente ao consumo de água potável. 25% do consumo de madeira; 40% do consumo da matéria prima extraída no mundo; outros. 1.3 Áreas da Sustentabilidade Atualmente existem várias organizações e metodologias voltadas para a sustentabilidade dos edifícios, como a organização americana USGCB 1, que utiliza o sistema LEED 2, ou a metodologia inglesa BREEM 3. Esses métodos para criar estratégias que minimizem os impactos dos edifícios geralmente dividem a sustentabilidade em várias áreas temáticas, das quais algumas se destacam. Estas áreas são exactamente as que proporcionam a redução dos principais impactos exemplificados anteriormente. Estas englobam ainda várias vertentes que convergem para o mesmo objectivo, mas que priorizam diferentes aspectos ou que tentam minimizar o impacto atuando primordialmente em alguma das fases dos impactos, ou seja, tenta atuar na produção ou extração, tenta atuar na eficiência ou na racionalização da utilização, ou ainda, tenta atuar na reciclagem ou reutilização dos resíduos. 1 United States Green Building Council. 2 Leadership in Energy & Environmental Design. 3 Building Research Establishment Environmental Assessment Method.

5 Sustentabilidade Área Exemplo de estratégias Energia Água Transporte Uso do solo Ecologia Materiais Energias renováveis, eficiência energética, aproveitamento das energias naturais (solar, ventilação natural, etc). Racionalização e eficiência no uso, reaproveitamento da água cinza dos edifícios, armazenamento e utilização da água das chuvas, tratamento dos resíduos líquidos. Combustíveis alternativos, transportes alternativos (bicicletas), transportes comunitários, parques permeáveis, utilização de materiais produzidos localmente. Áreas com infra-estruturas existentes, revitalização de áreas contaminadas ou degradadas, permeabilização do solo, controle da erosão, redução da ilha de calor. Proteção das áreas verdes, redução da área de implantação do edifício, preservação ou revitalização da fauna e flora local. Utilização de materiais reciclados, reutilização de materiais acabados, materiais com níveis seguros de emissões gasosas tóxicas, reutilização de edifícios, plano de manutenção. 1.4 Escolha da Estratégia Como se pode notar, os materiais fazem parte apenas de uma vertente da sustentabilidade e, mesmo dentro da área temática, pode-se escolher inúmeras estratégias para tentar minimizar os impactos ambientais inerentes ao uso dos materiais. Portanto, a estratégia escolhida para o estudo da sustentabilidade dos vãos envidraçados será a durabilidade. Essa metodologia actua na fase de utilização dos materiais no edifício, porém se reflete nas outras fases, ou seja, conhecendo e utilizando materiais mais duráveis, de acordo com cada situação, reduz-se a pressão no ambiente para extração de novos materiais e também os resíduos que seriam gerados pela troca dos elementos construtivos do edifício.

6 2 DURABILIDADE O conceito de durabilidade dos elementos de um edifício está ligada à capacidade desse elemento desempenhar suas funções mínimas exigidas de utilização, segurança, conforto, saúde e estética, ou outra qualquer ao qual o elemento tenha sido projectado para cumprir, durante um determinado tempo. A durabilidade dos vãos envidraçados depende do comportamento dos elementos que a compõe, quando expostos a longos períodos de tempo às acções das intempéries, enquanto estes garantirem suas características mecânicas e estéticas. Será analisado, de uma forma objectiva, a durabilidade dos principais componentes dos vãos envidraçados, nomeadamente os materiais utilizados para fabrico das caixilharias. O vidro não será abordado, por se tratar de um material que não possui um tempo de vida útil definido, dependendo directamente da manutenção e da utilização para garantir suas qualidades mecânica e estética. Os principais materiais utilizados no fabrico das caixilharias e que serão abordados no trabalho são a madeira, o alumínio e o PVC Madeira A madeira como material de fabrico de caixilharia tem perdido seu espaço para o alumínio e mais recentemente para o PVC. Esse facto se deu tanto pelo seu custo mais elevado quando comparado com seus concorrentes directos, como também pelo mau desempenho apresentado em muitos edifícios. Esse desempenho deficiente se deu porque a concepção da caixilharia de madeira necessita, por parte do projectista, conhecimento das tipologias de madeira e de suas características de desempenho diante da exigência a que vai ser colocada, bem como as metodologias de tratamento da mesma. A degradação da madeira também é outro aspecto de difícil controlo, pois tem origem em fenômenos físicos, químicos, mecânicos ou biológicos, podendo ser apresentados de maneira isolada ou pela acção simultânea de todos ou alguns destes. Os principais agentes de degradação da madeira são a luz solar, a água, o vento e o clima. Estes possuem importante papel na degradação, seja esta de natureza física, química, mecânica ou biológica. A luz combinada com a água e temperatura modificam a cor e textura da madeira, porém não alteram as características químicas do elemento. A radiação ultravioleta, já induz a uma decomposição química dos compostos da madeira, porém essa decomposição é superficial não ultrapassando 0,5 mm de espessura. A madeira possui um bom comportamento a esses 4 Poli(cloreto de vinilo) que em inglês se apresenta como polymers of vinyl chloride, cujas iniciais formam a abreviação PVC.

7 elementos de degradação, desde que seja tratada para resistir ao seu pior agente de degradação, a água. Quando exposta à acção da chuva, a água lava a camada decomposta pelos raios ultravioletas, a madeira passa a ter uma coloração acinzentada, uma superfície rugosa e friável. Isso significa que a água atingiu o interior da madeira, o que pode levar a degradações de outras naturezas. A água no interior da madeira pode ser resultado também da higroscopicidade da madeira que absorve água quer seja da chuva, de condensações ou simplesmente da humidade ambiente. A madeira absorve a água por capilaridade que se distribui em seu interior. O ganho e a perda de água, causando o aumento de volume e retracções, resulta da abertura progressiva de fendas e no desenvolvimento de distorções. A presença de humidade na madeira aumenta a probabilidade de aparecimento da degradação biológica, que é causada pelo aparecimento de fungos, térmitas e carunchos. A durabilidade da madeira depende da escolha da madeira, da sua utilização correcta e do seu tratamento adequado de acordo com a utilização. A escolha e utilização da madeira dependem das funções mecânicas ou estéticas a que será imposta. O tratamento já depende da aplicação da madeira e a sua exposição à humidade. Se a Classe de Risco para Aplicação de Madeira Maciça (NP EN 335) for correctamente determinada a madeira pode ser tratada adequadamente através de um produto preservador, desta forma reduzindo a probabilidade de degradação seja ela de qualquer natureza. A madeira como material de construção não possui uma durabilidade definida, mas está fortemente ligada a correcta escolha, aplicação e principalmente tratamento, ficando desta forma por conta da degradação natural do material, sendo conhecido construções seculares com elementos em madeira. A nível de sustentabilidade a madeira possui outras características que podemos resumir ao quadro: Características Ambientais da Madeira Durabilidade Tempo indefinido Energia incorporada 5 Baixa, se comparada com o alumínio ou PVC. Impactos de transporte Pode ser mais facilmente extraída de regiões próximas. Emissão de gases Não emite gases tóxicos Reciclagem Pode ser reciclada para dar origem a outros produtos a base de madeira. Extracção Pode ser penosa ao meio ambiente se não for feita de maneira racional e programada. Degradação A madeira é um material biodegradável. 5 Energia necessária para produzir ou beneficiar um material ou produto.

8 2.2 Poli (cloreto de vinilo) O PVC ou poli (cloreto de vinilo) é obtido a partir do sal e do etileno. O etileno é um produto derivado do petróleo, no entanto o PVC exige aproximadamente metade da quantidade de petróleo, se comparado com outras substâncias plásticas, pois sua composição contém 57% de cloro (derivado do cloreto de sódio) e 43% de derivados do petróleo. É importante destacar, que os plásticos representam aproximadamente 45% do consumo total de petróleo. O baixo custo e o excelente desempenho do PVC, constituem factores que têm originado um aumento de sua utilização na construção civil, principalmente em aplicações exteriores, como caixilharia de vãos envidraçados. De modo a assegurar a durabilidade desse material, a resina de PVC necessita de ser aditivada e processada, originando materiais complexos, cujo comportamento e propriedades são muito diferentes da resina de PVC original. A degradação deste produto é complexa, dependendo de inúmeros factores e até o momento não se encontra totalmente definido. A degradação do PVC pode ser encarada como um conjunto de alterações lentas e irreversíveis da sua estrutura molecular, responsáveis pela modificação das propriedades físicas e químicas do material. O primeiro sinal de degradação do PVC é a liberação do cloreto de hidrogénio, processo esse chamado de descloridrificação. Essa liberação é acompanhada de alteração de cor, atribuída ao aparecimento de duplas ligações de HCl que vão se formando ao longo da cadeia molecular. À medida que as duplas ligações aumentam, a cadeia absorve luz com maiores comprimentos de onda, sendo necessário sete duplas ligações conjugadas para que a absorção dessa luz se torne visível e produza uma alteração na cor, causando um escurecimento gradual, que vai do amarelo, passando pelo castanho, até ao negro. Acompanhada pela liberação do cloro, dar-se a fixação de oxigénio ao longo da cadeia e essas combinações moleculares vão alterar a massa molecular do polímero, que consequentemente, alteram suas propriedades mecânicas. A degradação do PVC resulta da acção, combinada ou não, de vários agentes como a temperatura, a radiação solar, o oxigénio e outros. A temperatura, por exemplo, influencia o processo de descloridrificação, que varia na razão inversa da massa molecular do PVC, logo o tempo de degradação está directamente ligada à temperatura ambiente a que o PVC vai estar exposto, pois o aumento da temperatura aumenta a acção cinética da reacção de degradação. A descloridrificação está também ligada a penetração de oxigénio pela permeabilidade da estrutura molecular, por essa razão, quanto maior for a área de exposição do material, maior será a penetração de oxigénio e dessa forma, maior o contributo ao processo de descloridrificação. A radiação solar possui duas influentes no processo de degradação do polímero. Os raios ultravioletas, possuem energia suficiente para romper as ligações químicas existentes, no entanto, podendo ser bloqueados através de aditivos ao polímero que funcionem como filtros.

9 Os raios infravermelhos, não possuem energia suficiente para romper ligações químicas de plásticos, no entanto podem elevar a temperatura superficial do material, favorecendo as reacções químicas de degradação. A humidade pode agir sob o polímero de modos diversos, tanto pelo seu poder solubilizante sobre alguns aditivos, nomeadamente pigmentos, como pela acção catalítica em numerosos processos químicos. No entanto a maior ou menor influência da humidade está condicionada à natureza do polímero e no caso concreto do PVC, ela não é, de modo algum, um agente de envelhecimento importante, quando comparado à temperatura, à radiação solar e o oxigénio. Os poluentes actuam de forma complexa sob os polímeros, uma vez que podem exercer duas acções diferentes, uma agressiva e outra protectora. Em contacto com polímeros, alguns poluentes favorecem as reacções químicas de degradação do material, no entanto, ao se depositarem sobre o polímero, podem funcionar como um filtro à radiação solar, protegendo-o. É evidente que no último caso a protecção custará uma alteração no aspecto do material. Características Ambientais do PVC Durabilidade Tempo não totalmente conhecido, dependendo de muitos elementos que irão actuar sobre o material durante sua utilização. Algumas fontes estimam o tempo de vida útil do PVC entre 50 e 100 anos. Energia Incorporada Maior que a madeira e menor que o alumínio, pois mesmo se tratando de processos de fusão, os plásticos permitem ser moldados a temperaturas bem menos elevadas que os metais. Emissão de gases Os plásticos são potenciais emissores de formaldeídos, sendo essas substâncias nocivas à saúde e alguns considerados cancerígenos. Resistência Resistente à decomposição biológica; Reciclagem O PVC é reciclável por se tratar de um termoplástico, ou seja, aquele que pode ser fundido e moldado diversas vezes. Extracção Material com compostos do petróleo, cuja extracção e transporte pode ser bastante penoso para o ambiente. Degradação O PVC não é um material biodegradável, podendo levar a partir de 100 anos para se decompor no ambiente.

10 2.3 Alumínio O alumínio é um metal relativamente novo, pois sua utilização possui apenas 100 anos, no entanto hoje é o segundo metal mais utilizado, perdendo em utilização apenas para o aço. O alumínio possui várias características interessantes que fizeram desse material um elemento tão procurado, como sua baixa densidade (2,7 g/cm 3, aproximadamente um terço da densidade do aço), resistência mecânica, boa resistência às intempéries, produtos químicos e à água do mar, bom manuseio na fabricação, boas qualidades estéticas e outras. O alumínio pode levar entre 200 e 500 anos para se decompor no ambiente, logo podemos concluir que não é um material de fácil degradação. O alumínio e as suas ligas sofrem em contacto com a atmosfera um processo de oxidação que dá origem a uma camada de óxido de alumínio, a qual protege o resto do metal contra a corrosão. Nas construções em que as condições de ambiente não sejam muito adversas e o aspecto estético não seja fundamental, não é preciso dar ao material qualquer tratamento superficial de acabamento, uma vez que a superfície de alumínio adquire com o tempo uma patina acinzentada, por baixo da qual o metal se mantém intacto. Quando as condições do meio ambiente exijam um cuidado especial ou quando se deseje um aspecto inalterável da superfície, como é normalmente o caso dos materiais de construção, deve proteger-se adequadamente o alumínio, a exemplo do processo de a anodização. O alumínio é quimicamente activo perante os metais alcalinos, e daí resulta que o cimento, o gesso e a cal atacam o alumínio durante o endurecimento e, mesmo depois de endurecidos, se estes materiais se mantiverem constantemente húmidos. É conveniente por isso proteger com pinturas adequadas as superfícies em contacto. Apesar disso, deve-se evitar o contacto com os compostos de oxicloreto de magnésio, como os que se utilizam para o revestimento de pavimentos, assim como de outros aceleradores de presa do betão. A água estagnada vai-se tornando progressivamente ácida, podendo produzir efeitos corrosivos no alumínio. Por conseguinte, convém evitar, tanto a nível de projecto como na execução da obra, a deposição de humidade sobre o alumínio, particularmente quando estas provêm da infiltração através de produtos alcalinos como gessos e cimentos. O alumínio em fachadas possui o inconveniente de ser um elemento de difícil de mudança de aspecto, pois necessita de pintura electrostática ou anodização colorida, ambos processos com um custo relevante. A durabilidade do alumínio, como elemento de construção, é difícil de estimar, por se tratar de um material relativamente novo na indústria da construção civil e de constante evolução tecnológica Seu principal agente de degradação é o processo de oxidação, que

11 acontece com maior facilidade em meios mais alcalinos, e a velocidade de oxidação ocorre em uma razão directa com a alcalinidade do ambiente ou elementos a que está em contacto. Características Ambientais do Alumínio Durabilidade Tempo útil de vida não totalmente conhecido, por se tratar de um elemento relativamente novo na construção e em constante evolução, porém já sabido que pode chegar à várias dezenas de anos. Energia Incorporada O alumínio final para utilização possui uma grande energia incorporada, pois passa por diversos processos metalúrgicos desde a fase de extracção da bauxita até seu fabrico final. Resistência Resistente à decomposição biológica. Reciclagem O alumínio é um material totalmente reciclável. Extracção O alumínio é um material que penaliza muito o ambiente, desde a extracção da bauxita, sua transformação em lingotes de alumina até seu transporte por navios às fábricas para beneficiamento. Degradação O alumínio não é um material biodegradável, podendo levar até 500 anos para se decompor. 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS A sustentabilidade dos materiais utilizados na indústria da construção civil pode ser analisado por vários ângulos, porém apenas uma visão global dos processos que estão relacionados desde a extracção, produção, transporte, aplicação, reutilização, reciclagem, decomposição e etc, é que podem permitir com que os intervenientes da construção possam fazer opções que penalizem menos o ambiente, não só o ambiente local, mas também o ambiente regional e global. A escolha da durabilidade como forma de melhorar a responsabilidade ambiental do edifício, é uma forma de garantir que durante longos períodos de tempo, não serão produzidos novos materiais para desempenhar a mesma função em um mesmo edifício.

12 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSON, Jason. HOWARD, Niguel. The Green Guide to House Specification. An environmental profiling system for building materials and components. BRE, London, NUNES, Lina. Preservação de Madeira para a construção. Situação actual e perspectivas futuras. LNEC, Lisboa, SOUSA, Pedro Manuel Pontífice de. A madeira como material de construção. LNEC, Lisboa, REAL, Luís Pimentel Real. Envelhecimento de produtos de poli(cloreto vinilo) utilizados em aplicações exteriores no domínio da construção. LNEC, Lisboa, DEPARTAMENTO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO, NÚCLEO DE CERÂMICA E PLÁSTICOS. Durabilidade dos plásticos de base poli(cloreto vinilo). LNEC, Lisboa, ROCHA, Adélia P. F., Durabilidade do poli(cloreto vinilo). Estudo das suas principais causas. LNEC, Lisboa, UNEP. Environmental aspects of alumina production. United Nation Environment Programme, HUFNAGEL, W.. Manual del Aluminio. Editorial Reverté, Barcelona, 1992.