Inovatech - Casa24h
FEICON 2019
- Cliente: Inovatech
- Localização: FEICON – São Paulo Expo – São Paulo/SP
- Data: Abril de 2019
A Parsus realizou a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para quantificar o desempenho ambiental da Casa24h da Inovatech Engenharia. A Casa24h é um projeto cujo objetivo é construir uma casa unifamiliar em 24h, acreditando que a industrialização e a pré-fabricação são cruciais para diminuir o déficit habitacional do Brasil. Essa casa atende requisitos sustentáveis, norma de desempenho NBR 15575, sistema construtivo pré-fabricado focando na produtividade e outras soluções em prol de alcançar esse objetivo.
Análise de Ciclo de Vida (ACV) de Edificação é uma metodologia usada para avaliar os impactos ambientais associados às etapas da vida de um projeto. É uma abordagem holística que engloba a extração da matéria prima, fabricação e transporte dos materiais, uso de energia e água, manutenção, reuso, reciclagem e descarte dos materiais ao fim da vida útil. O estudo de ACV permite identificar as potenciais áreas para redução de impacto ambiental, podendo também incluir recomendações de melhoria para a equipe de projeto. A ACV de edificação é regulada pelo padrão internacional ISO 14044 e EN15978 e a aplicação na área de construção civil é utilizada mundialmente para promover desenvolvimento sustentável oferecendo os principais benefícios:
- Garantir que os impactos ao longo da vida útil sejam considerados desde a fase de concepção e prover informações para o desenvolvimento do projeto;
- Garantir que a análise inclua toda a edificação durante toda a vida útil (cradle-to-cradle);
- Otimizar o desempenho durante todos os estágios de vida do projeto, desde que melhorar uma área específica não cause detrimento no desempenho do projeto como um todo;
- Considerar múltiplos indicadores de impacto e prevenir a transferência de impacto de uma área de projeto para a outra;
- Garantir que a análise seja feita de acordo com as normas técnicas que regem o uso da metodologia de ACV para que os estudos sejam comparáveis e acessíveis para interpretação.
Premissas da ACV
A ACV da Casa24h foi produzida para atender integralmente os requisitos da norma europeia EN15978 incluindo todos os módulos de ciclo de vida (A1-A4, B1-B7, C1-C4 e D1-D5) e abordando o desempenho da edificação como um todo.
A casa em análise contém uma ocupação estimada em três moradores em uma área total construída de 45 m². Essa casa foi comparada a uma casa referência de 75,90 m² também com estimativa de três moradores.
Vida Útil
A ACV considera a vida útil de 60 anos e permite que os impactos relacionados à manutenção, troca e uso operacional sejam considerados adequadamente.
Software e Inventário de ACV
O software utilizado para o estudo é o eToolLCD da empresa eTool. O eToolLCD atende às normas ISO 14044 e EN 15978 e produz resultados para os indicadores de impactos requeridos. A base de dados do software (inventário) é o Australasian V11 Life Cycle Strategies o qual atende a norma ISO14044. O método de caracterização dos indicadores de impacto é CML IA Baseline V4.5 (Institute of Environmental Science).
Áreas de maior impacto
Os resultados abaixo demonstram as emissões por morador por ano durante todo o ciclo de vida da residência. O consumo de energia é o maior impacto seguido por manutenção/reparo (Recurring) e materiais (Products).
Figura 1 – Resumo dos Impactos caracterizados por morador por ano
Figura 2 – Resumo dos Impactos (total) por estágio de ciclo de vida (EN15978)
Energia
Foi possível notar que a maior parte dos impactos estão presentes na área de energia operacional, principalmente no fogão e forno a gás, seguido por aquecimento de água e eletrodomésticos.
Figura 3 – Impactos total de energia por equipamento
Materiais
Os impactos de materiais consideram os produtos utilizados para construção e também os produtos utilizados para manutenção e reparo ao longo do ciclo de vida.
Apesar dos impactos de manutenção e reparo (Recurring) terem um valor relativamente baixo, ao longo do tempo esse impacto se torna bastante significativo conforme tabela abaixo:
Os materiais de maior impacto foram o concreto, o aço, placas cimentícias e o gás refrigerante do sistema de ar condicionado, como pode ser visto na tabela abaixo.
Resultados e unidade funcional
O resultado absoluto sem caracterização representa o impacto total de edificação durante os 60 anos de vida útil estimada. O mesmo resultado pode ser caracterizado utilizando diferentes unidades funcionais:
- por m² (durante os 60 anos de vida útil estimada), considerando área total de 45m2.
- por morador/ano, considerando 3 moradores/ano.
| Impacto | Unidade | Projeto Proposto | Projeto Referência |
| Potencial de Aquecimento Global | kg CO2e | 97.135 | 103.252 |
| Potencial de Aquecimento Global | kg CO2e / morador /ano | 539,64 | 593,40 |
| Fornecimento e tratamento de água | kL/ano | 167 | 165 |
| Energia | kWh/ano | 2.182 | 2.296 |
Os dados utilizados para o Projeto de Referência são do IBGE, EPE Empresa de Pesquisa Energética e Procel para todas as residências Brasileiras (2014). O impacto ambiental (PAG – Potencial de Aquecimento Global) por morador por ano é reduzido comparado a outros países principalmente pela nossa matriz de eletricidade, mas também devido à baixa renda média da população, que reflete em residências menores, maior ocupação e menor consumo de energia e água. As premissas adotadas são válidas para comparação com a Casa 24h por ser uma casa popular, voltada principalmente para o público de baixa renda.
Resultados e melhorias adotadas no projeto
A aplicação da Avaliação de Ciclo de Vida oferece à equipe técnica uma visão holística de desempenho ao integrar em uma única análise diversas áreas como materiais, energia e água. O estudo permite identificar, por exemplo, que uma melhoria na envoltória, apesar de adicionar impacto incorporado na área de materiais, irá oferecer um ganho superior na área de energia operacional, resultando em benefício ambiental a longo prazo.
Este processo utiliza método quantitativo e permite identificar as áreas de maior impacto e classificar as estratégias de melhoria de acordo com as suas contribuições para aumento do desempenho do projeto como um todo, auxiliando a equipe técnica a focar nas principais melhorias.
Consumo de água e tratamento de água residual
A informação sobre a quantidade de carbono incorporado na água potável e tratamento de água residual ainda é limitada. Foram adotadas premissas de acordo com relatórios de sustentabilidade e emissões de carbono da concessionária de água (Sabesp).
A região adotada para esse projeto (São Paulo) possui abastecimento de água através de reservatórios em represas e bombeamento para distribuição e armazenamento até a entrega aos consumidores. O tratamento de água residual é um processo mais intensivo no consumo de energia e também geração de resíduos que contribuem para emissões de carbono, relativamente maior quando comparado com o fornecimento de água potável.
Figura 4 – Impactos total de água por uso
Avaliação de melhorias adicionais ao projeto proposto
Com base nos resultados do projeto proposto é possível identificar as áreas de maior impacto e modelar cenários com melhorias visando entender a relevância de cada melhoria na redução do impacto total do projeto.
Aumento do desempenho térmico:
Melhoria na especificação do vidro (U-value e SHGC)
Mantendo a mesma espessura, mudando apenas o vidro por um melhor desempenho térmico. O resultado foi uma redução de -389 kgCO2e ou -0,4% do impacto total, pois o projeto possui bom desempenho térmico com baixo consumo de energia para manter o conforto, e também utiliza equipamento de ar condicionado de alta eficiência.
Substituição do telhado de fibrocimento para telha metálica sanduíche, e também por telha cerâmica
Telha de fibrocimento ondulada com espessura de 6mm substituída por telha metálica sanduíche com duas telhas metálicas de espessura de 0,40 mm e 30 mm de Poliuretano entre as telhas.
Apesar da pequena redução de carga térmica com uso da telha sanduíche, o impacto inicial dos produtos foi maior que o benefício de redução de energia, principalmente devido à dupla camada metálica. Aumento de impacto de 1332 kgCO2e ou 1,37% demonstrando que esta melhoria não é viável.
A telha cerâmica apresentou uma redução de 3470 kgCO2e por ter menor impacto incorporado no material e também alta durabilidade.
Substituição das fachadas em painel de concreto por bloco de concreto
Especificação do painel de concreto:
- Espessura de 10 cm
- Taxa de aço 3,24kg de aço / m²
- Pré-acabado sem necessidade de reboco interno ou externo
Especificação da fachada em bloco de concreto:
- Bloco de concreto de 14 cm de espessura – densidade 964 kg/m³
- 1 cm de revestimento interno de gesso liso
A parede externa em bloco de concreto aumentou PAG em 3800 kgCO2e e parede interna em bloco de concreto aumentou PAG em 647 kgCO2e, principalmente devido aos impactos associados ao reboco e requisitos de manutenção ao longo do ciclo de vida.
Argamassa termo acústica.
Argamassa Termoacústica Thermo-X – Reboco Térmico Argamassa termo acústica externa de 2 cm de espessura. Redução de -30kgCO2e ou -0,03%. O benefício com a redução de carga térmica e consequentemente redução no consumo de energia é neutralizada pelo material adicional empregado nesta melhoria.
Isolamento térmico da laje.
- 2 cm de poliuretano.
- Redução da carga térmica
Isolamento laje PU: aumento de 224 kgCO2e ou 0,23% a mais no impacto total demonstrando que a melhoria não é viável.
Resumo da relação entre as mudanças na envoltória para aumento do desempenho térmico com o resultado final em emissões de carbono. Apesar da redução no consumo de energia (kWh/ano), o impacto aumentou quando considerado os materiais e manutenções necessárias. Não considerando a descarbonização da matriz energética no futuro.
| Consumo de Energia (AVAC) kWh/ano | kgCO2e | ||
| Projeto Inicial | 384,00 | 97.135 | |
| Melhorias aplicadas e quantificadas na ACV | Vidro | 327,33 | -389 |
| Telhado metálico | 337,33 | 1332 | |
| Argamassa termoacústica | 240,33 | -30 | |
| Isolamento laje | 233,33 | +224 | |
| Projeto com mudanças na envoltória | 98.272 | ||
Conclusões
As melhorias de desempenho térmico propostas na verdade causaram um pequeno aumento de impacto quando considerado a redução de energia mas também o acréscimo de materiais.
A Casa Standard – sem qualquer melhoria aplicada – possui um bom nível de conforto e requer pouca demanda de heating/cooling. Sistema de AC eficiente COP3 e matriz de eletricidade com baixo PAG. Por isso, a adição de materiais não compensa o ganho de operacional de 40%, principalmente devido ao telhado, enquanto as demais estratégias também ficaram neutras.
O painel de concreto, diferente do esperado, teve um impacto proporcional pequeno (6,73%) quando comparado com as emissões totais do projeto.
É importante a análise integrada para entender que muitas vezes a redução em energia operacional pode causar um aumento de impacto PAG devido ao impacto no material empregado. Uma análise completa do projeto é necessária para ter benefícios de fato.
Observou-se que outras áreas de melhoria terão melhor relação de redução de PAG pelo dinheiro investido.