AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DA CONSTRUÇÃO: DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DE SOLUÇÕES CONSTRUTIVAS. Introdução MATEUS, Rcardo () ; BRAGANÇA, Luís (2) Palavras-chave: Sustentabldade, avalação, soluções construtvas A Indústra da Construção, nomeadamente o sector dos edfícos, é um dos sectores económcos mas mportantes na Europa. No entanto, contnua a basear-se excessvamente em métodos de construção tradconas e mão-de-obra não qualfcada, sendo caracterzada pelo consumo excessvo de matéras-prmas, de recursos energétcos não renováves e pela excessva produção de resíduos. Globalmente, a construção de edfícos é responsável pelo consumo de 40% dos recursos mneras (pedra, brta, area, etc.), 25% da madera, 40% da energa e 6% da água consumdos anualmente (Roodman, 995). Em Portugal, apesar de exstrem envezamentos sgnfcatvos entre os dados estatístcos e a realdade, estma-se que os edfícos (habtação e servços) durante a fase de utlzação são responsáves pelo consumo de cerca de 20% dos recursos energétcos naconas, 6,7% do consumo de água e pela produção anual de 420 mlhões de metros cúbcos de águas resduas (DGE, 2000 e INE, 2002). De acordo com o Insttuto Naconal de Estatístca, a ndústra da construção é responsável pela produção anual de cerca de 7,5 mlhões de toneladas de resíduos sóldos. Esta realdade traduz-se em sgnfcatvos mpactes ambentas, socas e económcos, com grande potencaldade de vrem a ser dmnuídos. A realdade actual é de todo ncompatível com os desígnos do desenvolvmento sustentável, nos quas se procura a convvênca harmonosa entre as dmensões ambental, económca e socal, de modo a que as gerações do futuro tenham pelo menos as mesmas possbldades das gerações do presente em satsfazerem as suas necessdades (fg. ). Apesar da dsponbldade de técncas comprovadas, os edfícos não estão, na sua maor parte, a ser construídos ou renovados de uma forma sustentável. A Comssão Europea aponta como prncpal obstáculo a falta de nteresse que este tema suscta aos construtores e compradores, pos estes pensam ncorrectamente que a construção é dspendosa, duvdando também da sua fabldade e desempenho a longo prazo (UE, 2004). Para nverter esta stuação a comssão europea propõem, por um lado, a realzação de acções para salentar os benefícos da construção sustentável a longo prazo e, por outro, a revsão dos códgos, normas e regulamentos na área da construção, através da ncorporação de preocupações assocadas à sustentabldade neste domíno. () Assstente no Departamento de Engenhara Cvl da Unversdade do Mnho, Gumarães. (2) Professor Auxlar no Departamento de Engenhara Cvl da Unversdade do Mnho, Gumarães.
Fgura Plares do desenvolvmento sustentável (adaptado de Hannequart, 2002) Com a promoção de tecnologas mas sustentáves, e à semelhança do que va acontecendo em países mas desenvolvdos onde a sustentabldade é um dos aspectos mas relevantes na avalação da qualdade global das construções, esta temátca surgrá como uma masvala que potencará a venda de produtos sustentáves. Deste modo, poderão surgr no mercado produtos que se auto-nttulem mas sustentáves do que as soluções correntes, numa lógca de potencar as vendas. Tal mplcará, a curto prazo, o desenvolvmento de uma metodologa comum a nível europeu para a avalação do desempenho geral dos edfícos e construções em termos de sustentabldade, nclundo o custo do seu cclo de vda. Neste trabalho aborda-se a temátca da avalação da sustentabldade da construção e apresenta-se uma metodologa para a avalação da sustentabldade de soluções construtvas que será aplcada a alguns exemplos de soluções construtvas convenconas e não convenconas para paredes exterores 2. A avalação da sustentabldade através de ndcadores Encontram-se desenvolvdos e em fase de desenvolvmento uma sére de ferramentas e sstemas para a avalação da sustentabldade. No entanto, nenhuma das ferramentas ou sstemas desenvolvdos até então é amplamente acete. O maor problema prende-se com a subjectvdade assocada ao conceto sustentabldade, motvada prncpalmente pelas dferenças polítcas, tecnológcas, culturas, socas e económcas, exstentes não só entre os países, mas também, dentro de cada país, entre os dversos locas. A recente utlzação de teoras e prátcas de análse mult-crtéro permtu que se compreendesse melhor a relação exstente entre resultados dferentes, não alterando, contudo, a subjectvdade do conceto. A maor parte das metodologas de avalação da sustentabldade baseam-se na análse de ndcadores que cobrem os dversos tópcos consderados relevantes. Um ndcador é geralmente um valor dervado da combnação de dversos parâmetros. Um parâmetro é uma
propredade mensurável ou observável, que fornece nformação acerca de um fenómeno, ambente ou área. Como os resultados de uma avalação apresentam uma elevada dependênca em relação ao número e do tpo de ndcadores consderados, os ndcadores a analsar devem ser defndos de uma forma clara, transparente, objectva e concsa. Depos, será ndspensável a defnção das áreas de avalação e dos respectvos parâmetros. Os ndcadores são geralmente defndos de acordo com a sua natureza: pressão, estado e resposta. Foram desenvolvdos dferentes ndcadores pelas admnstrações, organzações e ndústras, quer a nível local, como naconal e global. Com o objectvo de unformzar as metodologas de avalação a nível europeu, a Comssão Europea crou em 99 um Grupo de Trabalho. Este grupo de trabalho defnu uma lsta de dez ndcadores: Indcadores prncpas Indcadores suplementares - satsfação dos utlzadores - mpactos nas alterações clmátcas - mobldade e transportes públcos - acesso às áreas de servço e espaços verdes - qualdade do ar - dstâncas aos espaços de ensno - sstemas de coordenação do desenvolvmento sustentável - ruído - uso sustentável do solo - produtos que respetam o desenvolvmento sustentável A utlzação de ndcadores e de parâmetros da sustentabldade é baseada em defnções, regras, métodos, classfcações e na atrbução de pesos. Na maor parte destas fases é necessáro avalar e atrbur o peso a cada parâmetro e ndcador, quer durante o desenvolvmento, como também durante a utlzação das metodologas. O caracter pessoal destas acções acaba por ntroduzr uma certa subjectvdade no resultado da avalação. 3. Avalação da sustentabldade de soluções construtvas Na avalação da sustentabldade de soluções construtvas podem ser abordados város ndcadores que nem sempre estão correlaconados entre s e que não se expressam na mesma grandeza. Por outro lado, o modo como cada um dos ndcadores e parâmetros nfluenca a sustentabldade não é consensual nem mutável ao longo do tempo. Assm, é dfícl expressar a sustentabldade em termos absolutos, através de um valor que ntegre todos os ndcadores analsados e que permta a classfcação do objecto analsado, relatvamente à sua sustentabldade. Por exemplo, uma solução que apresente bom desempenho ambental e ao mesmo tempo não cumpra as exgêncas funconas mínmas, não pode ser consderada sustentável. Por outro lado, uma solução com bom desempenho ambental e que cumpra todas as exgêncas funconas, mas em que o custo de construção ultrapassa largamente o custo da solução construtva convenconal, não poderá também ser consderada sustentável, pos o seu custo probtvo consttu uma barrera à sua mplementação. A sustentabldade é assm uma questão relatva, que deve ser avalada comparatva e relatvamente à prátca corrente a solução de referênca num determnado país/local. Deste modo, é possível verfcar se, ao nível de cada parâmetro analsado, a solução em estudo é melhor ou por do que a solução de referênca. A solução mas sustentável depende daqulo que o lmte tecnológco pode proporconar em cada momento.
Das ferramentas e sstemas de avalação da sustentabldade exstentes, destacam-se o Buldng Research Establshment Envronmental Assessment Method (BREEAM), o Leadershp n Energy & Envronmental Desgn (LEED) e o Green Buldng Challenge (GBTool). A maor parte deles encontram-se sobretudo orentados para a avalação do desempenho ambental dos edfícos, numa perspectva global, e necesstam do conhecmento prévo de uma panópla de parâmetros, cuja determnação é quase sempre complexa. A sustentabldade das soluções construtvas é um dos parâmetros consderados na avalação da sustentabldade global dos edfícos. Por todas as razões apresentadas anterormente e devdo às metodologas exstentes não serem adequados à avalação de soluções construtvas, apresenta-se neste trabalho uma metodologa para a avalação da sustentabldade de soluções construtvas, relatvamente à solução construtva mas aplcada solução de referênca. A esta metodologa atrbuu-se a denomnação Metodologa de Avalação Relatva da Sustentabldade de Soluções Construtvas (MARS-SC). Na MARS-SC propõem-se que a sustentabldade das soluções construtvas seja avalada, para cada elemento construtvo, relatvamente à solução construtva mas aplcada num determnado local solução de referênca. Nesta metodologa são consderados três ndcadores: ambental, funconal e económco. As fases para a aplcação desta metodologa resumem-se de seguda: ª Fase) Defnção dos parâmetros a consderar na avalação dos ndcadores. O número de parâmetros avalados poderá ser ajustado em função dos objectvos da avalação, das característcas própras das soluções construtvas, das exgêncas funconas que se pretendam satsfetas, das característcas partculares do local e dos dados dsponíves. Na análse de cada ndcador podem ser avalados, entre outros, os parâmetros apresentados no Quadro. 2ª Fase) Determnação dos índces de comparação. Estes índces expressam a relação de grandeza exstente entre um parâmetro da solução em estudo e o mesmo parâmetro na solução de referênca. Estes índces permtem verfcar, relatvamente a cada parâmetro em análse, se a solução em estudo é melhor ou por do que a solução de referênca. Os índces são calculados através da equação. I X VX = [] ' V X com, I x Índce relatvo ao ndcador x; V x Valor do parâmetro x na solução em estudo; V x Valor do parâmetro x na solução de referênca. 3ª Fase) Atrbução da nota a cada parâmetro. Através do valor dos índces é atrbuída uma nota a cada ndcador numa escala de valores de -3 a 3. Quando a nota é negatva, o desempenho da solução em estudo ao nível desse parâmetro é por do que a solução de referênca. Caso contráro, a solução em estudo é melhor de que a solução de referênca. A nota é atrbuída através do Quadro 2.
Quadro Parâmetros que podem ser consderados na avalação da sustentabldade INDICADORES Ambental Funconal Económco Potencal de aquecmento global Isolamento sonoro a sons de condução aérea Custo de construção Energa prmára ncorporada (PEC) Isolamento sonoro a sons de percussão Custo de manutenção Conteúdo recclado Isolamento térmco Custo de reabltação Potencal de recclagem Reservas remanescentes de matéra-prma Quantdade de matéra/recursos naturas utlzados Durabldade Comportamento ao fogo Flexbldade de utlzação Custo de desmantelamento/demolção Valor resdual Custo de tratamento para devolução ao ambente natural Quadro 2 Nota a atrbur a cada parâmetros (N) em função dos valores dos índces (Ix) Nota (N ) Valor de I x 0,6 3 ]0,6;0,8] 2 ]0,8;,0[,0 0 ],0;,2] - ],2;,4] -2,4-3 4ª Fase) Representação gráfca das notas atrbuídas a cada parâmetro (Perfl Sustentável). Para que se tenha uma melhor percepção das dferenças exstente ao nível de cada parâmetro, as notas são representadas num gráfco do tpo radar com um número de raos gual ao número de parâmetros em análse. 5ª Fase) Determnação da Nota de Desempenho de cada solução ao nível de cada ndcador (ND ). O desempenho da solução em estudo ao nível de cada ndcador é sntetzado num só valor através das equações 2 a 5. m = WA A m ND = WA xnia F = n ND = WF xnif E = o ND = WE xnie = n = = WA = o = WA [2] [3] [4] = [5] com, ND A nota de desempenho ambental; ND F nota de desempenho funconal; ND E nota de desempenho económco; WA peso do parâmetro ambental (); WF peso do parâmetro funconal (); WE peso do parâmetro económco (); m número de parâmetros ambentas em estudo; n
número de parâmetros funconas em estudo; o número de parâmetros económcos em estudo; NIA nota atrbuída ao parâmetro ambental (); NIF nota atrbuída ao parâmetro funconal (); NIE nota atrbuída ao parâmetro económco (). O valor a atrbur ao peso de cada um dos ndcadores na determnação das três notas de avalação de desempenho não é consensual. Ao nível dos parâmetros ambentas já exstem alguns estudos que permtem a defnção quase consensual dos seus pesos. Desses estudos, destacam-se os realzados pela Unted States Envronmental Protecton Agengy (EPA), nos quas fo analsado, numa lsta de doze ndcadores ambentas, a mportânca de cada um relatvamente aos restantes, em função dos efetos nocvos para o ambente (EPA, 2000). Sugere-se que na aplcação da MARS-SC se utlzem drectamente ou por extrapolação os pesos apresentados nesse estudo. A quantfcação dos parâmetros funconas é relatvamente smples, devdo à exstênca de város métodos comprovados que permtem a sua quantfcação. No entanto, o modo como cada parâmetro nfluenca o desempenho funconal e consequentemente a sustentabldade não é consensual. Esta avalação envolve a atrbução subjectva de pesos e depende fundamentalmente do tpo de utlzação da solução, assm como das característcas socoeconómcas e culturas do avalador. Assm, numa prmera fase pode-se admtr que todos os parâmetros funconas apresentam o mesmo peso na avalação do desempenho funconal. De modo a obter valores mas consensuas poder-se-ão realzar entrevstas aos potencas utlzadores, por forma a dentfcar quas os parâmetros que são consderados mas mportantes. Através da aplcação de uma metodologa de análse mult-crtéro como, por exemplo, a metodologa AHP (Analytc Herarchy Process) é possível quantfcar o peso de cada parâmetro (Saaty, 990). Medr o desempenho económco de uma solução é mas objectvo do que medr os desempenhos ambental e funconal. Encontram-se dsponíves váras metodologas e algumas bases de dados acerca de custos na construção. A análse de custos do cclo de vda (LCCA) é um método que permte avalar o custo global de um produto. Neste método são consderados todos os custos de aqusção, operação, manutenção e o valor resdual dos edfícos ou de algum dos seus elementos. A utlzação do método LCCA é especalmente útl quando se pretende comparar alternatvas com o mesmo desempenho ambental e funconal, mas que dferem no que respeta aos custos ncal e de operação. Assm, é relatvamente smples prever os custos assocados ao cclo de vda de um produto da construção. Quanto menores forem os custos prevstos para uma solução, melhor será o desempenho económco e, por consegunte, mas sustentável será a solução. Os custos de operação e manutenção de um produto da construção são geralmente os mas mportantes e sgnfcatvos, pos são os que ocorrem durante a fase mas extensa do seu cclo de vda. 6ª Fase) Determnação da Nota Sustentável (NS) da solução em estudo. Através da aplcação da Equação 5 é possível sntetzar num únco valor a performance da solução ao nível dos três ndcadores consderados relevantes na avalação da sustentabldade. NS W xnda + W2xNDF + W3 = xnd [6] com, NS nota sustentável da solução; W peso do ndcador ambental; W 2 peso do ndcador funconal; W 3 peso do ndcador económco. E
O modo como cada ndcador nfluenca a sustentabldade também não é consensual. Assm, numa prmera abordagem é acetável que os três ndcadores apresentem o mesmo peso na avalação da sustentabldade. Com a experênca, tem-se constatado que as alternatvas mas compatíves com o ambente são geralmente as mas caras. No entanto, consderando que com a mplementação do conceto construção sustentável se pretende prncpalmente uma maor compatbldade entre os ambentes construído e natural, sem que se comprometa o desempenho funconal e por fm a sustentabldade económca do produto, faclmente se compreende que os pesos dos ndcadores ambental e funconal devem ser superores ao do ndcador económco. Deste modo, consdera-se nesta metodologa a segunte dstrbução de pesos: W = 0,40; W 2 = 0,40; W 3 = 0,20. Em função da NS obtda e através do Quadro 3 é possível classfcar o desempenho da solução, quanto à sua sustentabldade. Quadro 3 Avalação do desempenho relatvo da solução em estudo a partr da NS Valor da NS Classfcação do desempenho <- Medíocre [-; -0[ Insatsfatóro 0 De referênca ]0, [ Lgeramente superor [, 2[ Superor [2, 3[ Muto superor 3 Excelente 4. Avalação da sustentabldade de soluções construtvas para paredes exterores 4.. Aplcação da MARS-SC A sustentabldade fo avalada relatvamente à solução convenconal/referênca através da análse de dos parâmetros ambentas (potencal de aquecmento global PAG e a energa prmára ncorporada PEC ), três funconas (solamento sonoro a sons de condução aérea D n,w -, solamento térmco U e a espessura da parede EP ) e um económco (custo de construção CC ). Os pesos consderados na determnação das Notas de Desempenho (ND ) e da Nota Sustentável da solução (NS) encontram-se no Quadro 4. Quadro 4 Pesos consderados na avalação Grupo Parâmetro Peso do parâmetro no grupo Peso de cada grupo Ambentas PAG 0,75 PEC 0,25 0,40 D n,w 0,33 Funconas U 0,33 0,40 LP 0,33 Económcos CC,00 0,20
4.2. Descrção das soluções construtvas Como solução construtva de referênca (Par ), consderou-se a parede dupla de alvenara de tjolo, com pano exteror de tjolo de 5 cm e pano nteror de tjolo de cm, com caxade-ar parcalmente preenchda por placas de polestreno expanddo extruddo (XPS) de 2 cm de espessura (Fg.2). Esta é a solução mas comum nas paredes exterores dos edfícos construídos no Dstrto de Braga. Os paramentos nterores e exteror encontram-se revestdos com reboco convenconal com,5cm de espessura. Para além da solução de referênca, foram analsadas mas três soluções. Tendo em conta a mportânca do comportamento térmco, relatvamente às restantes exgêncas funconas dos elementos da envolvente vertcal, as soluções construtvas analsadas foram defndas de modo que os seus coefcentes de transmssão térmca fossem, no mínmo semelhantes. As restantes soluções construtvas analsadas foram: Par 2) Parede dupla, com pano exteror em alvenara de pedra aparelhada e pano nteror em alvenara de tjolo vazado (Fg.3); Par 3) Parede smples com reboco armado sobre solante contínuo pelo exteror (Fg.4); Par 4) Parede com estrutura metálca leve (Fg.5). Espaço de ar (2cm) Tjolo (5cm) Reboco (,5cm) XPS (2cm) Tjolo (cm) Reboco (,5cm) Espaço de ar (2cm) Pedra aparelhada (30cm) XPS (3cm) Tjolo (cm) Reboco (,5cm) Fgura 2 Solução construtva de referênca (Par ) Fgura 3 Solução construtva Par 2 Reboco armado de lgantes mneras (cm) EPS (4cm) Tjolo (22cm) Reboco (,5cm) Panel OSB (,2cm) EPS (cm) Reboco de lgantes mneras armado (cm) Mantas de lã de rocha (4cm) Perfl de aço galvanzado 2xPanel de gesso cartonado 2x,25cm Fgura 4 Solução construtva Par 3 Fgura 5 Solução construtva Par 4 4.3. Resultados obtdos Os resultados obtdos na quantfcação de cada um dos parâmetros em avalação encontram-se resumdos no Quadro 5. No Quadro 6 encontram-se, para cada uma das soluções construtvas analsadas, as notas de desempenho obtdas ao nível de cada ndcador, assm como a nota sustentável da solução.
Quadro 5 Valores obtdos na quantfcação dos parâmetros Indcador Par Par 2 Par 3 Par 4 PAG (g/m 2 ) 465 4422 36538 49883 PEC (k.w.h/m 2 ) 97 69 59 7 D n,w (db) 5 59 49 5 U (W/m 2.ºC) 0,70 0,65 0,60 0,23 EP (cm) 33,00 47,50 28,50 9,60 CC ( /m 2 ) 46,7 25,9 4,8 33,4 Como se pode verfcar, dentro da amostra analsada e de acordo com os ndcadores e parâmetros em avalação, a solução mas sustentável é a parede smples com reboco armado sobre solante contínuo pelo exteror (Par 3) e a menos sustentável é a parede dupla com pano exteror em alvenara de pedra aparelhada e pano nteror em alvenara de tjolo vazado (Par 2). A sustentabldade da parede com estrutura metálca leve (Par 4) é semelhante à da solução de referênca. Ao nível do desempenho ambental, a melhor solução é a Par 2, enquanto que a por é a Par 4. A Par 4 é a que apresenta melhor desempenho funconal e a Par 2 o por. A solução com melhor desempenho económco é a Par 3. Quadro 6 Sustentabldade das soluções em estudo Solução construtva Perfl sustentável PAG 3 2 CC 0 - -2 Par2-3 PEC Amb. (NA) Desempenho Func. (NF) Econ. (NE) Nota sustentável (NS) Classfcação do desempenho 0,25-0,33-3,00-0,63 Insatsfatóro EP Dn,w U PAG 3 2 CC 0 - -2 Par3-3 EP PEC Dn,w,75 0,66,00,6 Superor PAG 3 2 CC 0 - -2 Par4-3 U PEC -0,50,98-3,00 0,00 De referênca EP Dn,w U 5. Conclusões A concepção, construção e utlzação sustentável de edfícos baseam-se na avalação da pressão ambental e de aspectos funconas (relaconados com os códgos de construção e com as característcas psco-socas dos utlzadores) e na análse dos custos assocados ao seu cclo de vda. Sempre que algo é retrado do ambente como recurso ou a este devolvdo como resíduo ou emssão gasosa há um mpacto ambental, o que dmnuu ou ameaça a dsponbldade de recursos, os ecossstemas e a saúde. A concepção sustentável procura uma maor compatbldade entre os ambentes artfcal e natural sem contudo comprometer
os requstos funconas dos edfícos e dos seus elementos, assm como a vabldade económca do produto. Cabe à Equpa de Projecto, prncpalmente durante a Fase de Concepção, a selecção de tecnologas que promovam a sustentabldade no domíno da construção. O desenvolvmento e aplcação de metodologas de avalação da sustentabldade são aspectos fundamentas nas dversas tomadas de decsão que procurem a cração de edfícos mas sustentáves. Ao nível dos resultados obtdos na aplcação da MARS-SC, faclmente se constata que estes dependem do tpo e número de parâmetros avalados dentro de cada ndcador, bem como do peso relatvo consderado para cada um deles. Para que os resultados sejam mas consensuas a metodologa poderá evolur no sentdo da pré-defnção de uma lsta de ndcadores para cada tpo de elemento construtvo. Espera-se que com a metodologa apresentada se contrbua para selecção de soluções construtvas mas sustentáves, de modo a tornar a Indústra da Construção mas compatível com os desígnos do desenvolvmento sustentável, para que as gerações do futuro tenham pelo menos as mesmas condções das gerações do presente. BIBLIOGRAFIA DGE Balanço Energétco Naconal de 2000. Drecção Geral da Energa, 2000. Hannequart, J. P. European waste polcy. Conferêncas Lpor Os Desafos do Século XXI, Valongo, 2002. INE Estatístcas do Ambente 200. Insttuto Naconal de Estatístca, 2002. Mateus, R. - Novas Tecnologas Construtvas Com Vsta à Sustentabldade da Construção. Dssertação de Mestrado, Departamento de Engenhara Cvl, Unversdade do Mnho, 2004. Roodman, D. M.; Lenssen N. A Buldng Revoluton: How Ecology and Health Concerns are Transformng Constructon. Worldwatch Paper 24, Worldwatch Insttute, Washngton, DC, March, 995. Saaty, T. L. How to make a decson: The analytc herarchy process. Journal of Operatonal Research, Vol. 48, No., 990, pp. 9-26. Unão Europea, Comssão das Comundades Europeas - Comuncação da Comssão Europea ao Concelho, ao Parlamento Europeu, ao Comté Económco e Socal Europeu e ao Comté das Regões Para uma Estratéga Temátca sobre o Ambente Urbano. COM(2004)60 fnal, Bruxelas, Feverero, 2004. Unted States Envronmental Agency (EPA); Scence Advsory Board (SAB). - Toward Integrated Envronmental Decson Makng. EPA-SAB-EC-00-0, Washngton, D.C., August 2000 and Unted States Envronmental Agency; Scence Advsory Board (SAB). Reducng Rsk: Settng Prortes and Strateges for Envronmental Protecton. SAB-EC-90-02, Washngton, D.C., September 990, pp 3-4.