Sebrae Centro de Sustentabilidade – Brasil

Detalhes do Projeto

Cliente: CSS Centro Sebrae de Sustentabilidade
Localização: R. Cinco, 144 – Centro Político Administrativo, Cuiabá – MT, 78049-035
Data: 22 Out 2018

A Parsus realizou a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para quantificar o impacto ambiental do Centro Sebrae de Sustentabilidade (CSS), localizado em Cuiabá – MT.

O Centro Sebrae de Sustentabilidade (CSS), cujo projeto foi inspirado na cultura indígena recebe em torno de 7000 visitas presenciais por ano e é um laboratório de práticas sustentáveis para empresários, estudantes e instituições públicas e privadas que desejam conhecer a aplicação do tema no dia a dia. O CSS possui área total construída de 1080 m², com quase 30 metros de comprimento, 11 metros de largura e pé direito com 7,5 metros. No pavimento térreo encontra-se o salão de trabalho e no piso inferior há um auditório para 100 pessoas em formato de arena. A estrutura principal é em concreto com reforço de aço e os fechamentos laterais são em vidro com suporte de estruturas metálicas. A cobertura possui duas camadas de concreto espaçadas entre si para captação da água da chuva e circulação de ar para aumento do desempenho térmico da edificação. O projeto contempla sistema fotovoltaico de 45 kWp, eficiência hídrica, captação de água pluvial com tanque de 16 mil litros, iluminação natural com controle de luminosidade através de brises móveis e sistema de refrigeração multi-split.

A Avaliação de Ciclo de Vida(ACV) quantifica o desempenho da edificação como um todo ao longo de sua vida útil, visando identificar as áreas de maior impacto e potenciais melhorias adicionais para o CSS ou para outros projetos em desenvolvimento. O indicador de impacto utilizado é o Potencial de Aquecimento Global (PAG, ou GWP em Inglês) medido em kg CO₂e. A ACV busca integrar diversas áreas de conhecimento e pesquisa do CSS relacionadas à projeto, construção, operação e manutenção de edificações.

Os principais objetivos da ACV incluem:

Quantificar o impacto total da edificação e avaliar a contribuição das principais estratégias de melhoria para aumento de desempenho ambiental;
Identificar novas potenciais melhorias para serem implementadas durante a operação e manutenção da edificação;
Disseminar o conceito de ACV aplicado ao projeto desde à fase de concepção e auxílio no processo de tomada de decisão no final de vida útil da edificação;
Promover o uso de ACV entre os colaboradores e parceiros do SEBRAE.

Premissas da ACV LEED

O crédito LEED para ACV de Edificação é focado em produtos e materiais e não considera os impactos e benefícios associados a fase operacional (B6 energia e B7 água) ou as cargas e benefícios além da fronteira do sistema (módulo D). A eTool recomenda que a ACV de futuros projetos seja realizada também para atender integralmente os requisitos da norma europeia EN15978 incluindo todos os módulos de ciclo de vida (A1-A5, B1-B7, C1-C4 e D1-D5) e abordando o desempenho da edificação como um todo.

Software e Inventário de ACV

O software utilizado para o estudo é o eToolLCD da empresa eTool. O eToolLCD atende as normas ISO 14044 e EN 15978 e produz resultados para os indicadores de impactos requeridos. A base de dados do software (inventário) é o North American V13 Life Cycle Strategies/EcoInvent o qual atende a norma ISO14044. O método de caracterização dos indicadores de impacto é CML IA Baseline V4.5 (Institute of Environmental Science).

Função Equivalente

O projeto Referência (Baseline) e o projeto Final possuem a mesma função área em m², a mesma área e orientação. Os resultados estão caracterizados por metro quadrado para um período de 60 anos, considerando área total de 4.225 m².

Vida Útil

A ACV considera vida útil de 60 anos e permite que os impactos relacionados a manutenção, troca e uso operacional sejam considerados adequadamente.

Principais objetivos da ACV

Quantificar as principais estratégias de melhoria implementadas no projeto e identificar a contribuição de cada uma no aumento de desempenho ambiental do projeto como um todo
Criar dados de referência para ACV de edifícios no Brasil
Criar um estudo de caso para promover o uso da metodologia no Brasil e na certificação LEED
Apresentar para o setor da construção que ACV é uma prática viável e amplamente utilizada internacionalmente para promover desenvolvimento sustentável.

ACV incluindo também os impactos de operação (Whole Life Carbon)

A ACV do projeto realizado incluiu os impactos incorporados dos materiais da fundação, estrutura, envoltória e cobertura seguindo o escopo LEED relacionados a fase de construção, manutenção e fim de vida que neste caso acabam sendo os maiores impactos.

Além disso achamos necessário incluir também neste estudo a ACV Integrada para quantificar os impactos relacionados ao consumo de energia, fornecimento e tratamento de água conforme orienta a norma de ACV, a EN 159781, com todos o estágios de ciclo de vida (A1-A5, B1-B7, C1-C4 e D1-D5).

Nesse caso o impacto de energia foi maior seguido por materiais, que consequentemente são maiores os impactos tendo uma análise holística do projeto todo, conforme figura abaixo (Impact Summary)

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 equipe técnica a focar nas principais melhorias.

Para criação de um projeto básico de referência, foram excluídos o sistema fotovoltaico e o sistema de captação de água da chuva. O impacto total deste projeto básico é de 1.510.000 kg CO2e, ou aumento de 17,54% comparado com o projeto atual em operação.

Resultado final nos mostra a redução de 270 t CO2e ao longo de 60 anos da vida útil.

		t CO₂e
Projeto Inicial		1.510
Melhorias aplicadas e quantificadas na ACV	Painel fotovoltaico	– 265
	Captação da água pluvial	– 5
Total com redução		1.240

Geração de energia in loco – Sistema Fotovoltaico 45 kWp

A instalação do sistema fotovoltaico para geração de eletricidade limpa reduziu o impacto ambiental e custos operacionais, aumentando a valorização do imóvel. Além de reduzir o impacto ambiental, a eletricidade gerada que não está sendo consumida pelo CSS é injetada na rede pública, gerando um crédito ambiental para o CSS (EN15978 – Módulo D). A ACV considera o benefício da eletricidade fotovoltaica e também inclui impactos incorporados como estrutura de suporte, conexões elétricas, inversores e o painel. Esses elementos precisam de manutenção ao longo da sua vida útil, a garantia do fabricante geralmente é de 25 anos para painéis e 10 para os inversores. O coeficiente de Potencial de Aquecimento Global (PAG) do Sistema Integrado Nacional (SIN) conforme relatório BEN2014 e incluindo também perdas de transmissão e distribuição é de 0,134kgCO2e/kWh. O sistema fotovoltaico contribui para a redução de 265 tCO2e durante 60 anos de vida útil, ou redução de 17,21% do PAG

O balanço energético entre o consumo de eletricidade da rede Energisa e o total injetado na rede Energisa está detalhado na tabela abaixo. Melhorias em eficiência de sistemas de ar condicionado e monitoramento de energia por exemplo podem ajudar a equalizar o balanço energético.

Período 2017/2018	Kwh/ ano

Consumo da Energisa	30504
Geração Injetada na rede Energisa	– 25451
Balanço energético	5053

O total de eletricidade consumida pelo CSS distribuído entre consumo da rede Energisa e consumo de geração local indica uma defasagem entre o período de geração e utilização. Monitoramento de energia auxilia na identificação das cargas em stand by por exemplo, que consomem eletricidade em períodos noturnos, e pode contribuir para aumentar o o consumo de eletricidade utilizando geração local.

Período 2017/2018	Kwh/ ano	Percentual

Total consumo CSS	67278	100%
Consumo energia Energisa	30504	45%
Geração utilizada no local	36774	55%

Captação da Água da Chuva

O sistema de captação de água pluvial reduz o consumo de água potável da rede pública (kL/ano) e consequentemente reduz o impacto de aquecimento global incorporado na água potável associado à captação, tratamento e distribuição (kgCO2e/kL). A ACV considera o impacto incorporado dos tanques de concreto para reservatório de água pluvial. O consumo de eletricidade para bombeamento de água não foi detalhado pois está consolidado no consumo de energia total do CSS. O consumo de água pluvial calculado é de 214 m³ por ano, ou 14% do consumo total. Um dos principais fatores deste percentual de utilização deve à premissa de que a demanda de água pluvial durante época de chuvas, quando há capacidade armazenada, será para sanitários e limpeza de pisos, entre outros (se não houver necessidade de irrigação). E nos períodos de seca (estiagem), quando a demanda de água pluvial aumenta especialmente para ser usada na irrigação, pois pode ocorrer de a capacidade armazenada para este fim ser insuficiente. A utilização da água pluvial além de reduzir 214 m³ do fornecimento de água potável por ano, é responsável pela redução de 5 t CO2e, durante os 60 anos de vida útil, ou 0,33% do projeto como um todo.

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 1080m².
por visitante/ano, considerando 7.000 visitantes/ano.

Categoria de Impacto	Unidade	Resultado
Potencial de aquecimento global	kg CO2e	1.240.000,00
Potencial de aquecimento global	kg CO2e / visitante /ano	2,95
Potencial de aquecimento global	kg CO2e / m² (60 anos)	1.148,15

Uma forma de melhorar o desempenho ambiental é aumentar a quantidade de visitantes. Mesmo com um aumento proporcional no consumo de água e energia com o aumento da visitação, os impactos iniciais de construção e os impactos operacionais como por exemplo iluminação e ar condicionado serão distribuídos entre um número maior de visitantes. A unidade funcional permite avaliar o desempenho conforme a função principal da edificação.

Premissas da ACV

A avaliação inclui todos os módulos de ciclo de vida: Produto (A1-A3), Construção (A4-A5), Uso e Manutenção (B1-B5), Energia e Água Operacional (B6 e B7), Fim da Vida Útil (C1-C4) assim como Benefícios e cargas além das fronteiras do sistema (D). A eTool ressalta a importância da inclusão de todos os módulos e atendimento integral à norma internacional EN 15978 para obtenção de resultados consistentes e robustos que visam auxiliar tomada de decisão e garantir aumento de desempenho ambiental do projeto como um todo ao longo de sua vida útil.

O software utilizado para o estudo é o eToolLCD. 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).

A ACV considera vida útil de 60 anos e permite que os impactos relacionados a manutenção, operação e fim de vida sejam considerados adequadamente.

As fontes de informação para realização do estudo foram:

Projeto arquitetônico
Caderno de Encargos e Especificações de Materiais e Serviços
Planilha orçamentária com quantitativo de materiais
Plano de concretagem e dosagem de concreto
Contas de Consumo de Água (Águas Cuiabá) e Eletricidade (Energisa)
Medição de geração de eletricidade fotovoltaica – Microusina CSS
Relatório para Certificação GBC Net Zero Energy
Projeto de Reuso de Água de Chuva CSS

Sugestões de melhorias para projetos futuros

A ACV permite identificar as áreas de maior impacto e avaliar alternativas para redução ainda maior dos impactos como por exemplo melhorias relacionadas aos materiais, reuso e tratamento de água e monitoramento de energia. O concreto é o material que apresentou o maior impacto incorporado, seguido pelos painéis fotovoltaicos e gás refrigerante do sistema de ar condicionado.

Cimentos com adição de escória ou pozolana

O cimento possui alto impacto ambiental incorporado devido principalmente à calcinação e energia utilizada durante produção do clínquer. O consumo total estimado de concreto no projeto é de 402 m3 e utilizou-se o Cimento CP II conforme relatório de dosagem do concreto.

A substituição de um percentual de cimento por aditivos como escória e pozolana oferece uma oportunidade de melhoria relacionada aos materiais utilizados no projeto (neste caso apenas referência para projetos futuros). A pozolana é derivada de cinzas volantes de processos industriais como a queima de carvão mineral em usinas termoelétricas, e a escória é um subproduto do processo de fabricação do aço. A viabilidade no uso de adição de pozolana ou escória em substituição ao cimento deve considerar atendimento às normas técnicas vigentes e limitações logísticas como por exemplo disponibilidade e o tempo de cura do concreto.

Caso o projeto tivesse usado cimento CPIII com 45% de escória, a redução de PAG seria de 42,6 t CO2e, o equivalente a 3,35 % de redução de impacto de PAG do projeto atual, considerando utilização nos elementos estruturais como sapatas/blocos de fundação, rampas, lajes, arcos, pilares e cobertura.

Estrutura em Madeira Laminada Colada (MLC)

Embora no Brasil ainda o uso da Madeira Laminada Colada tenha um elevado custo, a tecnologia oferece uma alternativa para redução de impacto ambiental incorporado aos materiais, principalmente em substituição ao concreto. Algumas vantagens do uso de madeira incluem: material com baixo impacto incorporado, construção mais leve que requer menos fundações e agilidade de construção devido à pré-fabricação. Comparado ao uso de concreto armado, o uso da Madeira Laminada Colada somente para os arcos da estrutura principal representa uma redução de 2 t CO2e, equivalente a 0,17 % do projeto como um todo.

Esta comparação considera a substituição de 27 m³ de concreto e 2616 kg de aço por 27 m³ de madeira laminada colada. Esta premissa é conservadora pois a MLC tem maior eficiência estrutural com relação à carga suportada por unidade de peso, o que também reduziria o dimensionamento das sapatas e blocos de fundação.

Tratamento de água residual e reuso

Ao avaliar o ciclo de vida da água, o estudo também considera os impactos relacionados ao tratamento de água residual (esgoto) com volume total estimado em 958 m3 por ano. O tratamento de águas residuais possui impacto ambiental relacionado ao processo de tratamento em si (uso de energia e processos químicos) como também à geração de metano (CH4).

Adotando como premissa que a água tratada seja reutilizada para irrigação, durante o período que não tenha água pluvial disponível, o volume de água reutilizada por ano é de 230 m3, ou 24% do volume total de esgoto gerado. Este valor é a diferença entre a demanda e o consumo de água pluvial conforme tabela 2 – Consumo de água pluvial. O reuso da água tratada também irá reduzir a demanda anual de água potável em 230 m³, originalmente utilizada para irrigação durante período de seca.

O reuso de água tratada e redução no consumo de água potável conforme premissa acima é responsável pela redução de 31 t CO2e durante os 60 anos de vida útil, ou 2,44 % de redução para a edificação como um todo. Não estão contemplados os impactos incorporados da estação de tratamento de esgoto e sua manutenção / operação. A eficiência do sistema de bombeamento de água é um item importante a ser considerado para redução do consumo de energia.

Gás Refrigerante com baixo PAG

Gases refrigerantes usados em sistemas de ar condicionado como R410a ou R22 podem ser até três vezes mais potentes em Potencial de Aquecimento Global, comparado com R32 em peso (kg). Programas como o F-Gas Regulation estão promovendo a descontinuidade no uso de gases de alto PAG.

As perdas para a atmosfera ocorrem durante fabricação, transporte, uso e fim de vida. Foi considerado perda de 4% a cada 20 anos, e recuperação de 75% da carga ao fim da vida útil.

O uso do R32 nas unidades de ar condicionado já está disponível para os principais fabricantes e sua utilização neste projeto apresenta uma redução de 40,2 t CO2e ao longo da vida útil do projeto, ou 3,16 % de redução em relação ao projeto como um todo.

Monitoramento de energia

Como o CSS não possui medição de consumo de eletricidade por categoria de uso, não é possível fazer um estudo detalhado do aumento de desempenho energético relacionado à iluminação natural ou desempenho térmico por exemplo. Apesar de ser possível fazer uma estimativa de acordo com a carga instalada e tempo estimado de uso, recomenda-se instalação de sistema de monitoramento de energia setorizado por categoria de uso (iluminação, refrigeração, eletrônicos, sistema de segurança, bombeamento de água, etc.) para avaliação detalhada e automatizada das áreas de maior consumo.

Considerando que este monitoramento resulte em redução de 5% no consumo de energia, a redução equivalente é de 25,3 t CO2e ao longo da vida útil do projeto, ou 1,99 % de redução em relação ao projeto como um todo.

Outras sugestões de melhoria (não quantificadas)

Painel fotovoltaico de alta eficiência
Aço com alto teor de conteúdo reciclado
Uso de produtos com Declaração Ambiental de Produto (DAP)
Cloud Servers
Materiais de mudanças de fase (Phase Change Materials – PCM)
Alta eficiência do sistema de bombeamento de água
Iluminação com sensores de presença e sensores lux
Alta eficiência do sistema de ar condicionado e controle de set-points
Crédito de carbono