Programa de Cooperación Territorial Programme de Cooperation Territoriale Programa de Cooperaçao Territorial Territorial Cooperation Programme SUDOE PROJETO URBILCA Interreg IV B Avaliação de Impactes no Ciclo de Vida e Melhoria da Eficiência Energética em Áreas Urbanas COORDENADOR: CIRCE - Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos PARTICIPANTES: Cátedra UNESCO de Ciclo de Vida y Cambio Climático NOBATEK - Centre de Ressources Technologiques LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Geologia, IP G.T. 4 APLICAÇÃO DA FERRAMENTA URBILCA PARA A REDUÇÃO DOS IMPACTES ENERGÉTICO E AMBIENTAL EM DISTRITOS PILOTO AÇÃO 2 Estudo dos casos piloto e aplicação da ferramenta UrbiLCA UE/EU - FEDER/ERDF
ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO... 3 2 DESCRIÇÃO DO CASO DE ESTUDO... 3 2.1 Descrição geral da urbanização... 3 2.2 Características específicas da urbanização... 4 2.2.1 Edifícios... 4 2.2.2 Energia... 4 2.2.3 Água... 5 2.2.4 Resíduos... 5 2.2.5 Ruas, estradas e parques de estacionamento... 5 2.2.6 Iluminação pública... 5 2.2.7 Zonas verdes... 6 2.2.8 Mobilidade... 6 3 RESULTADOS... 7 3.1 Indicador: Aquecimento global... 7 3.1.1 Edifícios... 7 3.1.2 Infraestruturas... 8 3.2 Indicador: Energia primária... 9 3.2.1 Edifícios... 11 3.2.2 Infraestruturas... 12 3.3 Indicador: Consumo de água (fase de uso)... 13 4 Recomendações... 13 4.1 Recomendações sobre o caso em estudo... 13 4.2 Recomendações sobre a ferramenta UrbiLCA... 14 5 Conclusão geral sobre o caso em estudo... 14 URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 2
1 INTRODUÇÃO Este documento apresenta o estudo do bairro de Andernos-les-Bains (França), analisado no âmbito do projeto UrbiLCA. A análise intervém na fase de projeto do bairro e tem como objetivo a identificação das cargas ambientais de maior importância. Para tal, será utilizada a ferramenta UrbiLCA, desenvolvida durante o projeto epónimo. Com base na metodologia de avaliação do ciclo de vida à escala das zonas urbanas, este software permitirá obter resultados úteis para encontrar as principais alavancas de atuação. Antes de começar a análise do bairro a nível ambiental, a primeira parte deste documento apresenta as características-chave da zona de Andernos-les-Bains, detalhando o contexto e os objetivos pretendidos para o novo bairro. Em seguida serão apresentados os resultados obtidos a partir da modelação com a ferramenta UrbiLCA. Os resultados serão discutidos com a finalidade de propor várias recomendações para a melhoria dos impactes do caso de estudo e da própria ferramenta UrbiLCA. 2 DESCRIÇÃO DO CASO DE ESTUDO O caso de estudo tratado neste documente refere-se ao bairro ecológico de Andernos-les-Bains, localizado no sudoeste de França, no departamento de Gironda (33). Traçaram-se vários objetivos no âmbito deste projeto. A restruturação e a densificação da zona são alguns dos principais eixos de desenvolvimento. A valorização dos espaços naturais faz igualmente parte do plano de programação do projeto. O bairro estende-se por uma área importante e por razões de disponibilidade de dados optou-se por focar apenas a sua parte residencial. Por isso, a zona em estudo é composta apenas por edifícios residenciais coletivos e individuais. Existem edifícios com diversas superfícies, sendo a superfície total construída de 5.359 m 2. Esta zona poderá acolher entre 250 e 1.000 habitantes. As informações sobre esta urbanização são detalhadas nos subcapítulos seguintes. 2.1 Descrição geral da urbanização A tabela seguinte indica as características gerais da urbanização em estudo. As características detalhadas da urbanização são apresentadas a seguir. Tabela 1 Descrição geral da urbanização Característica Nome da urbanização Município País Valor ECO Hameau Andernos-les-Bains Espanha França Portugal URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 3
Superfície da urbanização (ha) Número de habitantes Número de utilizadores Tipo de edifícios Entre 1,1 e 10 ha Entre 10 e 50 ha Entre 50 e 100 ha > 100 ha - Entre 250 e 1.000 habitantes - Entre 1.000 e 5.000 habitantes - Entre 5.000 e 15.000 habitantes - Entre 15.000 e 35.000 habitantes - > 35.000 habitantes _ - edificação nova (100 %) - edificação reabilitada - presença de possíveis deficiências construtivas - zonas históricas Imagem da urbanização 2.2 Características específicas da urbanização 2.2.1 Edifícios Tabela 2 Tipos de edifícios Tipo de edifício Número Classificação energética Moradia individual 48 B Apartamento coletivo 32 A 2.2.2 Energia Tabela 3 Dados sobre energia Tipo de instalação Número Unidade Caldeira de condensação (gás) 12 kw Sistema termodinâmico de produção de AQS 1,8 kw URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 4
(eletricidade) 2.2.3 Água Tabela 4 Dados sobre a água Tipo de instalação Tratamento Recuperação de águas pluviais Comentários Hipótese escolhida: ETAR 50 2.000 eq hab (Suíça), ligação clássica à rede Hipótese escolhida: recuperação de águas da chuva bacia 2.2.4 Resíduos Tabela 5 Dados sobre resíduos Tipo de instalação Número Unidade Convencional 1 u 2.2.5 Ruas, estradas e parques de estacionamento Tabela 6 Dados sobre as infraestruturas de mobilidade Tipo de instalação Numero Unidad Passeios 730 m 2 Estradas 1.850 m 2 Parques de estacionamento 1.090 m 2 Ciclovias Informação não disponível nesta fase do projeto m 2 Infraestrutura para elétrico 0 m 2 2.2.6 Iluminação pública Tabela 7 Dados sobre a iluminação pública Tipo de instalação Comentários Passeios (tipo de sistema de iluminação) Hipótese escolhida : Fluorescente (11 W) Elétrico (tipo de sistema de iluminação) Não existe rede de elétrico URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 5
2.2.7 Zonas verdes Tabela 8 Dados sobre as zonas verdes Tipo de zonas Numero Unidad Relvado e árvores 2.700 m 2 Cobertura/Parede verde 0 m 2 2.2.8 Mobilidade Tabela 9 Dados sobre mobilidade Tipo de transporte Distância percorrida (km*passageiro*dia) Percentagem viagens (habitantes) Automóvel diesel 6,0 42 Automóvel gasolina 6,0 28 Motocicleta 0,3 3,5 Autocarro 1,8 20 Peão 0,4 6,5 URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 6
3 RESULTADOS 3.1 Indicador: Aquecimento global O impacte global do bairro expresso pelo indicador de aquecimento global é de 3,5E6 kg CO2eq ou de 7,0E4 kg CO2 eq/ano. 1% 14% 0% - Producción (A1-A3) - Construcción (A4-A5) - Uso (B4-B6-B7) - Fin de vida (C1-C4) 85% Figura 1: Distribuição de impactes da área urbana pelas diferentes fases do seu ciclo de vida Figura 1 mostra claramente que a fase de uso tem o maior impacte em termos de emissões de gases com efeito de estufa, com 85% dos impactes da área urbana (edifícios + infraestruturas). Por conseguinte vamos tentar ver se esta tendência se encontra a nível dos edifícios e das infraestruturas. 3.1.1 Edifícios 1,3E+01 3,3E+00 EDIFICIOS - PRODUCCIÓN (A1-A3) 1,6E-01 EDIFICIOS - CONSTRUCCIÓN (A4-A5) 1,5E-01 EDIFICIOS - USO (B4-B6- EDIFICIOS - FIN DE VIDA B7) (C1-C4) Figura 2: Distribuição de impactes dos edifícios pelas fases do seu ciclo de vida URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 7
Em primeiro lugar é de salientar que o aquecimento nos apartamentos é efetuado a partir de caldeiras de gás natural e que os únicos sistemas de tipo renovável são os sistemas de aquecimento termodinâmico de água sanitária. Tendo em conta esta configuração, a Figura 2 permite ver que a nível dos edifícios a fase de uso é a que gera os maiores impactes, seguida pela fase de produção. Por isso interessa focar precisamente esta fase, para identificar o tipo de edifício com maior impacte. 43% 14% T2 T3 T4 43% Figura 3: reparto Distribuição de impactes dos edifícios de acordo com a sua tipologia Na zona analisada existem 3 grupos de edifícios que correspondem a diferentes tipos e dimensões de apartamentos. A Figura 3 destaca os edifícios de tipos T3 e T4 como aqueles que apresentam os maiores impactes a nível do indicador de aquecimento global, com 43% para cada. Tal é explicado pelo facto de estes tipos de edifícios serem os mais representados no bairro em estudo, com respetivamente 30 e 32 edifícios no conjunto total de 80 edifícios. 3.1.2 Infraestruturas Apresenta-se neste ponto um trabalho similar ao realizado no ponto anterior, centrado agora nas infraestruturas da urbanização. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 8
1,9E+00 2,5E-01 3,6E-03 2,2E-02 PRODUCCIÓN (A1-A3) CONSTRUCCIÓN (A5) USO (B4-B6-B7) FIN DE VIDA (C1-C4) Figura 4: Distribuição de impactes das infraestruturas pelas fases do seu ciclo de vida A Figura 4 revela que a fase de uso é também a fase com maior impacte para as infraestruturas do bairro. Por isso interessa identificar os componentes que mais influenciam este indicador durante a fase de uso. RSU 0% 2% 21% 36% 41% Movilidad Generación de energia eléctrica Zonas Verdes Iluminación Figura 5: Distribuição de impactes por tipo de infraestrutura na fase de uso A Figura 5 salienta que os resíduos sólidos urbanos e a mobilidade são as principais fontes de emissões de gases com efeito de estufa (com respetivamente 41% e 36% dos impactes). 3.2 Indicador: Energia primária O impacto global do bairro expresso pelo indicador de consumo de energia primária é de 2,5E+08 MJ, 5,1E+06 MJ/ano ou 67,5 MJ/ano*m 2 de urbanização. A distribuição dos impactes pelas diferentes etapas do ciclo de vida da urbanização é apresentada no gráfico seguinte: URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 9
1% 13% 1% - Producción (A1-A3) - Construcción (A4-A5) - Uso (B4-B6-B7) - Fin de vida (C1-C4) 85% Figure 6: Distribuição de impactes da área urbana no seu conjunto, pelas fases do ciclo de vida Nota-se uma vez mais que a fase de uso é predominante a nível dos impactes, com 85%. Tal implica de novo que se deva prestar atenção particular a esta etapa do ciclo de vida no ponto seguinte. 2,17E+08 2,01E+08 7,94E+06 - USO (B4-B6-B7) Energia primaria total Energia primaria no renovable Energia primaria renovable Figura 7: Distribuição de impactes da área urbana no seu conjunto, na fase de uso A Figura 7 salienta que a maioria da energia primária consumida é de origem não renovável (93%), o que significa que a urbanização está abaixo dos objetivos descritos no documento relacionado com os níveis de referência (11,8% de renováveis em 2012 e 23% para 2020 em relação à energia primária). Por conseguinte este aspeto constitui um ponto de melhoria interessante que se poderá alcançar através do uso de sistemas de produção de energia de origem renovável a nível da urbanização. Da mesma forma que para o indicador de aquecimento global, vamos dividir o estudo em duas partes: os edifícios e as infraestruturas. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 10
3.2.1 Edifícios 1,5E+08 2,2E+07 9,9E+05 6,2E+05 EDIFICIOS - PRODUCCIÓN (A1-A3) EDIFICIOS - CONSTRUCCIÓN (A4- A5) EDIFICIOS - USO EDIFICIOS - FIN (B4-B6-B7) DE VIDA (C1-C4) Figura 8: Distribuição de impactes dos edifícios pelas fases do seu ciclo de vida (MJ) Em relação ao consumo de energia a nível dos edifícios, observa-se que a fase de uso se salienta de forma clara. Pode-se ainda constatar que o impacte observado previamente em relação ao indicador de alterações climáticas se repete a nível da energia primária total: 12% T2 T3 T4 47% 41% Figura 9: Distribuição de impactes dos edifícios de acordo com a sua tipologia Efetivamente vê-se na Figura 9 que as percentagens relativas a cada tipo de edifícios são muito semelhantes às que se observam na Figura 3, o que pode ser considerado normal uma vez que os indicadores de energia primária e de aquecimento global variam frequentemente de maneira igual. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 11
3.2.2 Infraestruturas 6,9E+07 9,8E+06 1,3E+06 2,1E+06 PRODUCCIÓN (A1-A3) CONSTRUCCIÓN (A5) USO (B4-B6-B7) FIN DE VIDA (C1-C4) Figure 10: Distribuição de impactes das infraestruturas pelas fases do seu ciclo de vida (MJ) Observa-se uma vez mais que a fase de uso gera mais impactes que as restantes fases do ciclo de vida. Por isso é necessário prestar-lhe mais atenção. RSU 44% 0% 24% 31% 1% Movilidad Generación de energia eléctrica Zonas Verdes Iluminación Figura 11: Distribuição de impactes por tipo de infraestrutura na fase de uso A iluminação, os resíduos sólidos urbanos e a geração de eletricidade surgem como as fontes dos principais impactes. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 12
3.3 Indicador: Consumo de água (fase de uso) O impacte global do bairro em estudo no indicador de consumo de água é de 1,42E+09 L, 2,83E+07 L/ano ou 3,78E+02 L/ano*m ² de urbanização. A distribuição do impacte pelos diferentes contribuidores considerados no estudo é indicada na figura seguinte: 57% 43% Edificios Infraestructuras Figura 12: Distribuição do consumo de água entre os edifícios e as infraestruturas na fase de uso Tendo sido calculado apenas para a fase de uso no ciclo de vida, o indicador refere-se principalmente às ações de limpeza das ruas e de manutenção dos espaços verdes. 4 Recomendações São analisadas nos pontos seguintes possíveis recomendações de melhoria detetadas no bairro de Andernos-les-Bains graças ao estudo realizado com a ferramenta UrbiLCA. 4.1 Recomendações sobre o caso em estudo Um dos aspetos que poderiam ser objeto de alterações no caso deste projeto é o uso de energias renováveis. Para que a produção de energia possa realizar-se de forma global para a totalidade da urbanização, poderão integrar-se sistemas de geração a nível de bairro. A integração deste tipo de sistemas permitiria, no caso de a energia produzida ser utilizada no próprio bairro, limitar os impactes relacionados com a sua distribuição. Além disso ofereceria a possibilidade de diminuir os impactes ligados à produção da energia e ao consumo de energia renovável. Os impactes relacionados com as alterações climáticas poderiam também ser limitados com estas medidas. No que se refere à questão da água, a sua gestão à escala urbana surge igualmente como um aspeto importante sobre o qual seria interessante trabalhar, incentivando uma maior utilização de águas da chuva, e diminuindo as necessidades de rega na urbanização. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 13
4.2 Recomendações sobre a ferramenta UrbiLCA Um dos aspetos detetados a melhorar é a análise dos resultados. Embora os resultados proporcionados pela ferramenta sejam completos, seria interessante que a ferramenta permitisse desagregar os resultados, permitindo uma análise mais detalhada, e possibilitando a análise de todos as entradas a uma escala menor (soluções construtivas, produção dos diferentes materiais utilizados, etc.) Outro dos aspetos a melhorar é a definição de um critério, escala ou classificação dos resultados, para que os utilizadores da ferramenta possam comparar os resultados obtidos na ferramenta com valores bibliográficos de referência que permitam calibrar os impactes ambientais da urbanização em estudo. 5 Conclusão geral sobre o caso em estudo O estudo apresenta os principais resultados ambientais da urbanização do bairro de Eco Hameau, em Andernos-les-Bains (França). Esta zona de 7,5 ha, prevista para alojar um número de pessoas compreendido entre 250 e 1.000 habitantes, tem como objetivo central o respeito pelo ambiente. O estudo permite destacar os componentes com maiores impactes, que poderão ser utilizados como eixos principais de ação para atingir melhorias ambientais no bairro. Primeiro, é necessário recordar que a fase do ciclo de vida identificada como apresentando maiores impactes é a fase de uso. Este aspeto foi verificado quer no caso dos edifícios, quer no das infraestruturas. A nível dos edifícios, observou-se que os apartamentos que apresentam um maior impacte são dos tipos T3 e T4. Em relação às infraestruturas, a mobilidade, a iluminação, os resíduos urbanos e a geração de eletricidade surgem como os elementos sobre os quais há que atuar. Finalmente, é prioritário considerar a integração de sistemas renováveis de produção de energia a nível do bairro, que praticamente não existem. Seria uma forma simples de limitar os impactes na fase de uso. URBILCA - Evaluación del impacto del Ciclo de Vida y mejora de la eficiencia energética en áreas urbanas 14