Capítulo VI. Parâmetros da Arquitectura Sustentável

Para que se possa sistematizar a prática arquitectónica na óptica da sustentabilidade, enumeram-se a seguir os vários parâmetros que servirão de checklist para uma consulta periódica na fase inicial de projecto, e que pretende servir de ferramenta de trabalho do dia-a-dia. Alguns itens cruzam vários parâmetros (a construção, tal como a arquitectura e como a própria natureza, não se divide facilmente em pontos específicos), porém foram agrupados tendo em conta as suas principais características.

1. Localização, implantação, forma e orientação da construção no terreno

A natureza chegou primeiro. Qualquer construção é um corpo estranho no ambiente natural. Se compreendermos esse ambiente é bom. Se não o danificarmos, melhor. Se contribuirmos para o melhorar, excelente. Que satisfação maior poderá haver do que na concepção de uma peça que passe a ser parte integrante de um sistema global. “Arquitectura é o que a natureza não consegue fazer” (Louis Kahn em Brownlee, David B., De Long, David G., 1997, p136 e p150). Analisemos o acto de pousar um tijolo na areia. Existem várias formas de o fazer. Podemos largá-lo de uma altura; podemos criar uma cova e enterrá-lo parcialmente; podemos aproveitar uma elevação natural e adossá-lo; podemos pô-lo ao alto e ocupar uma diminuta área de areia; podemos apoiá-lo sobre ramos de modo que não toque no chão; podemos também enterrá-lo totalmente. Estas são algumas das questões que se põe ao arquitecto na fase inicial de concepção. Todas elas têm uma consequência distinta.

1.1.

Impacte da construção no ecossistema
É necessário entender o papel do arquitecto paisagista na fase inicial do projecto. Um arquitecto pode entender algumas das regras de funcionamento do ecossitema, mas esta é uma matéria demasiado importante para a qual não tem suficiente formação académica. A intervenção de um biólogo e geólogo são também preciosos contributos em casos onde se justificará um entendimento das regras do local onde se vai intervir (estas forma questões fundamentais no desenrolar do caso de Faro, falado na Parte 2).

O respeito pela natureza do local foi já habilmente utilizado, conforme vimos anteriormente pelos percursores do moderno regional (ver Cap. IV) , e actualmente reinterpretado por vários arquitectos. Aqui exemplificado com os arquitectos Herzog& De Meuron, na obra em Bottmingen. Suiça de 1985 (ver Figura 57), sendo de destacar as seguintes características: adopção de uma estrutura leve; construção em contraplacado de madeira; o volume não toca directamente no terreno; fachada sul com mais aberturas e condicionada por uma árvore pré-existente com um cuidado diálogo entre ambos.

Uma aproximação semelhante se bem que de outro ângulo está presente nesta obra de Travis Price architects em Washington, EUA (ver Figura 57 à direita). As características íngremes e estreitas do terreno bem como uma vegetação primitiva de grande porte que interessava manter, levaram a construir esta ampliação de casa existente em altura, por entre as árvores imponentes, criando espaços de vivência exteriores (pedidos pelos proprietários) em vários níveis. O contacto com o terreno é muito cuidado, as espécies arbóreas são mantidas ao máximo, fazendo-as parte integrante da obra. A solução de cobertura ajardinada possibilita uma absorção gradual das águas pluviais. A utilização de materiais com poucos tratamentos e grande durabilidade como o cobre e aço funde a obra com os tons da paisagem. A opção de grandes panos de vidro está neste caso defendida pela presença constante da vegetação que vai evitar sobreaquecimento interior.

1.2.

A forma, implantação, orientação e geometria solar
Os factores físicos e climatéricos são agentes activos sobre todas as construções, e para tal é necessário conhecê-los bem. A construção com o sol, a energia mais democrática, é um parâmetro razoavelmente implementado na arquitectura popular, e aprofundado recentemente sobretudo com a arquitectura bioclimática, da qual descrevemos algumas práticas:
“Cuidado na localização do edificio, em relação ao terreno disponível e ao sol - para tirarmos partido do sol no Inverno, devem usar-se as áreas que recebem o máximo de sol durante as horas de maior radiação solar, ou seja, das 9 às 15 horas solares. Deve colocar-se o edificio na parte Norte do terreno, por forma a evitar sombras devidas a obstáculos actuais ou futuras construções. As fachadas Sul de edificios são não só importantes para a captação de radiação solar no Inverno, como constituem também os espaços exteriores mais valiosos em dias de sol.

A forma rectangular, com o edificio alongado segundo o eixo Este-Oeste – expõe-se maior área superficial a Sul durante o Inverno, para maior captação da radiação solar. É a forma mais eficiente para minimizar as necessidades auxiliares de aquecimento no Inverno, mas também as necessidades de arrefecimento no Verão. Se apenas se usarem janelas para iluminação natural, a profundidade do edificio (na direcção N-S) não deve, se possível, exceder 10 metros.
Protecção natural dos ventos - durante o Inverno interessa reduzir a velocidade do vento junto às superficies exteriores do edificio, de modo a reduzir as perdas de calor para o exterior. Pode tirar-se partido do relevo do terreno, ou criar obstáculos aos ventos dominantes nessa estação (plantando árvores, por exemplo). No caso de se utilizar a ventilação natural para arrefecer o edificio no Verão, deve procurar-se não impedir a circulação dos ventos dominantes.
A proteção da fachada Norte de um edificio – por ser a mais fria, não recebe sol directo durante todo o Inverno. Assim, convém protegê-Ia (reduzir as perdas), quer usando o terreno quer reduzindo as aberturas (janelas e portas). Num edificio baixo, se o terreno for inclinado pode usar-se o solo como protecção, semi-enterrando o edifício. a temperatura do solo é maior que a do ar no Inverno e menor que a do ar no Verão, pelo que se reduzem as necessidades energéticas em ambos os períodos - aquecimento e arrefecimento. “ (OA.2003.p28)

Estas práticas são de facto muito importantes conhecer. Porém, convém tomá-las como possibilidades e não como inevitabilidades. Esta noção deverá aplicar-se a todos os demais parâmetros da arquitectura sustentável.

Uma abordagem inovadora que merece destaque é a do grupo austríaco Moh architecture (Christoph Opperer, Jorg Hugo e Jens Mehlan) na sua proposta para o 1st advanced architecture contest promovido pelo IAAC da Catalunha (ver Figura 58). É uma visão crítica da forma como a sustentabilidade é por vezes encarada como aplicações de sistemas mecânicos exteriores e padrões aprendidos, afastada da noção de arquitectura como entidade definidora de espaço. É explorada a forma como o espaço por si só poderá ajudar na criação de uma obra sustentável sem a necessidade imediata de tecnologia de ponta. O ponto de partida não foi uma tipologia fixa, mas sim a utilização dos factores e condicionamentos como ferramentas modeladoras de espaço originando formas abstractas partindo dessas respostas a elementos práticos.

1.3.

Coberturas ajardinadas
Elementos importantes no isolamento e conforto térmico. A escolha da vegetação deve ter em conta a utilização ou não das mesmas, bem como a possibilidade de utilização destas águas para aproveitamento ou não (a filtragem é mais exigente). A contribuição para o ecossistema é evidente na medida em que continua a ser um pedaço de natureza, se bem que condicionada. Um dos inconvenientes é o peso excessivo da terra vegetal, que implica sobredimensionamento de elementos estruturais.

O arquitecto Jestico + Whiles com esta casa em Cardiff no Reino Unido (ver Figura 59), criou um extenso telhado verde que ajuda a filtrar alguma da água da chuva assim como absorve radiação solar controlando o arrefecimento (a terra vegetal é um dos melhores isolantes) e dióxido de carbono do ar.Este telhado vegetal curvo recolhe e armazena água (cerca de 3 m3), que será filtrada e usada para fins não potáveis, como sanitas e lavagem de roupa. Segundo cálculos será capaz de recolher 56m3 de água por ano (um quarto da água utilizada por uma família de quatro pessoas na país de Gales). A espécie usada foi o Sedum (vulgar vermiculária ou uva de cão), pelo seu sistema de raizes curto.

Numa outra perspectiva, o atelier paisagista Balmori Associates criou estes jardins lúdicos (ver Figura 60) expandindo e aperfeiçoando o tema das coberturas ajardinadas.Trata-se da integração de coberturas vegetais e sistemas hidrológicos no 90º piso do solaire building, o primeiro edifício em altura sustentável dos Estados Unidos. A água é absorvida e recolhida, absorvendo também os agentes poluentes nela contidos. O armazenamento é feito conjuntamente com as águas cinzentas do edifício em cisterna na cave e reutilizada para irrigar não só os terraços como os parques locais envolventes.

2. Gestão da Água

A questão da conservação e do uso racional da água necessita estar presente na nossa consciência colectiva. Em parte devido ao aumento do consumo médio diário por habitante, motivado pelo crescimento da população mundial e pelo progresso tecnológico; por outro lado temos assistido a um significativo aumento do número de cheias devido às alterações climáticas, ao crescimento dos grandes aglomerados urbanos e às limitações de drenagem.

A água doce será cada vez mais um recurso valioso sob o ponto de vista económico e estratégico, mas pelo contrário estamos a caminhar no sentido de o tornar um bem escasso e degradado do ponto de vista ambiental cada vez mais. Será que é necessário continuar a utilizar água potável para todas as funções residenciais quando só ingerimos 2% dela?

2.1.

Equipamentos sanitários e dispositivos de utilização mais eficiente
Estas são também noções que devem estar desde logo à partida no projecto, significando o aproveitamento de um bem precioso, como o é a água potável, bem como uma poupança económica real para o utilizador. Existem actualmente propostas para a certificação da eficiência hídrica de dispositivos e instalações, pelo que estará certamente para breve mais um selo a ter em conta na escolha de equipamentos.

2.1.1.

Sanitas
Opções simples são os autoclismos de baixa capacidade, 6 litros em vez de 9 litros, poupando-se cerca de 5400 litros de água por ano, autoclismos de descarga diferenciada com dois volumes. Outra opção são os objectos redutores de descarga introduzidos no tanque retirando volume de água.

2.1.1.1.

Sanitas com aproveitamento de composto
Existe também opção de utilizar o ancestral método de bacias em sistema seco – compostagem – uma solução que depende da localização da obra, da receptividade do utilizador, e da possibilidade de utilização do composto (ver Figura 62). Esta solução não necessita da água para o tratamento e transporte dos excrementos. É utilizada em alguns países da Escandinávia, porém é necessário ter em conta a legalidade do seu uso consoante legislação do país.

Outra possibilidade é o sistema de aproveitamento de composto com separação de líquidos do tipo Aquatron® comercializado pela Biohabitat em Portugal (ver Figura 62), do qual se descreve o funcionamento: quando é efectuada uma descarga da sanita, a urina, a água, excrementos e papel são transportados para um recipiente designado separador. Aqui, a água e a urina são separadas dos excrementos e papel, e conduzidas para a unidade UV onde são expostas aos raios ultravioletas para extermínio de bactérias e vírus, podendo ser conduzidas para a canalização das águas de lavagem ou para infiltração no solo. Os excrementos e papel após o separador são conduzidos para uma câmara biológica onde se dá a compostagem, com a ajuda de bactérias ou minhocas (a temperatura ideal para a compostagem é de 12-25 graus Celsius, o que é recomendável para moradias de carácter permanente; a compostagem não produz cheiro nem atrai moscas, dado que a câmaras biológica é ventilada e o excesso de líquido é drenado), ou seja, dá-se a transformação dos excrementos e papel em húmus (adubo orgânico). O sistema é já certificado na Suécia.

2.1.2.

Chuveiros
Deve-se ter em conta a eficiência do chuveiro através do caudal. Em vez dos tradicionais 13litros/minuto optar por 7litros/minuto disponíveis no mercado.

2.1.3.

Torneiras
Ter em conta a eficiência do modelo através do caudal. Em vez dos tradicionais 6L/minuto optar por modelos com 4litros/minuto disponíveis no mercado; de emulsionadores de caudal (filtros arejadores) nas torneiras onde é dispensável grande volume de água, como banca e lavatórios; aplicação de modelos com menor ângulo de abertura, para permitir um corte de fluxo mais rápido e com menos desperdícios; aplicação de modelos temporizados automáticos ou semi-automáticos em locais de grande afluência de público.

2.1.4.

Máquinas de lavar louça
Apesar de sair do âmbito da arquitectura, convém referir que há modelos no mercado com eficiência, evitando os habituais 15 litros/ lavagem.

2.1.5.

Máquinas de lavar roupa
Existem modelos no mercado com eficiência superior aos habituais 60 litros/ lavagem.

2.1.6.

Tecnologia de saneamento por vácuo
Principais vantagens:
As Instalações produzem grandes poupanças em tecnologia e uso da água; flexibilidade do percurso da tubagem permite aos arquitetos, engenheiros e construtores uma maior liberdade no projecto e instalação de edifícios; poupança de água (as sanitas de vácuo consomem apenas um litro de água por descarga em comparação com sanitas convencionais que utilizam entre seis ou dez litros); Sistema ideal para instalações onde existe uma elevada densidade de acessórios sanitários com exigências de poupança no uso da água. A tubagem pode ser instalada entre pavimentos e tectos suspensos dando a possibilidade de conexão de acessórios sanitários situados em níveis acima e abaixo, não precisam de declive natural. Além dos novos edifícios, é uma tecnologia ideal para aplicações em construções antigas a renovadas (ver descrição no ponto 1.8.14).

2.2.

SAAP Sistema de aproveitamento de águas pluviais

(Fonte: Bertolo, Elisabete Peres. jornadas Quercus arquitectura sustentável.2007)

Principais vantagens:
Redução significativa do consumo de água potável e do custo de fornecimento da mesma. Evita o desperdício de água potável em sanitas, limpezas exteriores, rega, lavagem de automóveis, etc; melhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem urbana, o que ajuda a controlar as cheias – controlo na origem; melhor qualidade para rega (isenta de cloro); aumento da longevidade de aparelhos electrodomésticos tais como máquinas de lavar e autoclismos (isenta de calcário); lavagem mais eficiente da roupa na máquina (redução até 50 % do sabão em pó).

Inconvenientes:
Custo de investimento com a instalação do sistema de aproveitamento; ponto de interligação entre o SAAP e a rede pública; manutenção e inspecção regular do sistema.

Os componentes de um SAAP:
Superfície de recolha ou (cobertura de naturocimento, à base de cimento ou telhas de argila, madeira tratada ou cobertura ajardinada); órgãos de condução(caleiras e tubos de queda); dispositivos de primeira lavagem first-flush com função de fazer o bypass da primeira chuvada de limpeza que normalmente contém muitas impurezas e sujidade vária; pequeno reservatório secundário para recepção desta água oriunda do first flush do tipo “tonel” ou do tipo auto-limpeza com válvula de flutuador; reservatório principal de armazenamento de água da chuva (betão armado, naturocimento, pedra, plásticos - fibra de vidro e polietileno- e metal-aço inox); tratamento (filtração, desinfecção, controlo de PH); descarga de excedentes; reforço da alimentação.

O reservatório representa o investimento mais significativo no SAAP. Até 2,50 m3 os reservatórios de PEAD são os mais competitivos; A partir de 2.5 m3 até aos 16 m3 os mais competitivos são os de betão armado, construídos in situ.

Cálculo da capacidade de reservatórios
Objectivos: Maximizar a eficiência e o grau de aproveitamento do sistema; evitar utilização de um volume excessivo para o reservatório.

(Ef) Eficiência do sistema de aproveitamento = Volume anual da água da chuva consumida
Volume anual consumido total

(G) Grau de Aproveitamento = Volume anual de água da chuva consumida
Volume anual de água da chuva

Factores que influenciam o dimensionamento: superfície do telhado ou área de recolha; coeficiente de escoamento; precipitação local; consumos.

2.2.1.

Caso prático
Moradia unifamiliar de 4 habitantes no Porto; reservatório com 6 m3 de capacidade;

2 cenários:

2.2.1.1.

Cenário 1: Água da chuva para consumo não potável; 6 m3.
Benefícios no consumo de água da rede pública:
a)Ef. = 86% (uma habitação);
Consumo não potável=61 m3/ano= 52 m3/ano (água da chuva)+9 m3/ano (rede pública)
b) Ef. = 75 % (duas habitações);
c) Ef. = 63 % (quatro habitações);
Benefícios de água no sistema de drenagem urbano:
a)G = 39% (uma habitação);
Volume útil= 132 m3/ano=52 m3/ano (aproveitados)+ 80 m3/ano (descarregados)
b) G = 34 % (duas habitações);
c) G = 29 % (quatro habitações).

2.2.1.2.

Cenário 2: Água da chuva para consumo não potável+banhos; 6 m3.
Benefícios no consumo de água da rede pública:
a) Ef. = 73% (uma habitação);
Consumo não potável + banhos=87 m3/ano=64 m3/ano (água da chuva)+23 m3/ano da (rede pública)
b) Ef. = 63 % (duas habitações);
c) Ef. = 53 % (quatro habitações);
Benefícios de água no sistema de drenagem urbano:
a) G = 48% (uma habitação);
Volume útil = 132 m3/ano= 64 m3/ano (aproveitados) + 68 m3/ano descarregados.
b) G = 42 % (duas habitações);
c) G = 35 % (quatro habitações);

2.2.1.3.

Análise económica do SAAP comparando as seguintes situações:
a) Não se investe no SAAP e aplica-se o dinheiro que se destinava à sua compra num investimento bancário;
b) Investe-se no SAAP.

O saldo (€) entre as duas situações, (2-1), é o lucro ou prejuízo obtido graças à instalação do SAAP.
Cenário1 : Água da chuva para consumo não potável (uma habitação) = projecto com rendibilidade de 7%
Cenário1 : Água da chuva para consumo não potável (quatro habitações) = projecto com rendibilidade de 14%

2.2.1.4.

Conclusões
Com a implementaçção deste sistema há uma redução substancial do consumo de água potável; há distribuição da carga da água da chuva no sistema de drenagem urbana; rendibilidades de 7% a 14% para o utilizador (uma ou quatro habitações); os SAAP beneficiam da economia de escala: agrupamentos de moradias, urbanizações, grandes superfícies comerciais e industriais, hoteis e estádios.
Fonte: (Bertolo, Elisabete Peres. jornadas Quercus arquitectura sustentável.2007)

2.3.

Tratamento de águas negras e cinzentas através de Fito-Etar (ver Cap. VII ponto 14.)

Principais vantagens da utilização de Fito-Etar:
a) Custos de exploração muito baixos; b) Integração paisagística; c) Sistema subsuperficial sem odores; d) O sistema subsuperficial não atrai insectos; e) Redução de volume de efluente; f) Sem consumo de energia; g) A água tratada pode ser utilizada para rega; h) Versatilidade e adaptação a diversas situações.

2.5.

Tratamento de águas negras e cinzentas: reutilização no local – o DESAR
Como exemplo de uma aproximação concreta científica às práticas da compostagem usando a tecnologia mais recente disponível, descreve-se agora o projecto DESAR Decentralised Sanitation and Reuse saneamento descentralizado e reutilização levado a cabo pelo sub-departamento de Tecnologia Ambiental da Wageningen University, Holanda [http://www.ete.wur.nl/UK/Projects/DESAR/]

O DESAR baseia-se na recolha e tratamento de:
a) águas negras (esgotos das sanitas)
b) resíduos sólidos orgânicos (cozinha)
c) águas cinzentas (águas residuais de lavagens e limpezas)
d) água das chuvas

Os resíduos sólidos e efluentes domésticos representam uma fonte potencial de nutrientes, energia e água. Na actual abordagem centralizada de recolha e tratamento o seu valor útil é em grande parte perdido. A separação na fonte e tratamento descentralizado leva a uma eficiente utilização de componentes valiosos e a pelo menos 25% de poupança no consumo de água potável. Através da aplicação da abordagem descentralizada no sector do saneamento público, pode ser obtida estimulação para reutilização de subprodutos reaproveitados. O saneamento descentralizado concentra-se na recolha selectiva na fonte de resíduos (água), em tratamento no local ou próximo e maximização das possibilidades de recuperação e reutilização de nutrientes, água e energia. No conceito DESAR são usados sanitas de vácuo de "extremamente" baixo fluxo (ver Cap.VII ponto 14), juntamente com o respectivo sistema de drenagem de águas negras. Graças a este baixo fluxo, as águas negras são fortemente concentradas e com alto teor energético. A aplicação da digestão anaeróbia permite a recuperação de biogás. A produção de biogás pode ainda ser aumentada quando os resíduos orgânicos de cozinha são co-digeridos. O biogás produzido é adequado para o aquecimento e /ou geração de electricidade, enquanto o restante material digerido é rico em nutrientes (azoto, fósforo, potássio) que pode ser recuperado e utilizado como adubo na agricultura. As águas cinzentas podem ser tratadas no local. Diversos sistemas de tratamento estão disponíveis, como o compacto e extenso (micro) tratamento aeróbio, sistemas de terras húmidas construídas e filtração por membranas. As águas cinzentas tratadas podem ser infiltradas no solo, juntamente com a água da chuva ou utilizados como uma fonte de água para lagos, parques e canais.

Resumindo a execução do DESAR oferece as seguintes possibilidades:
Consumo de água potável é reduzido em 25%; as águas residuais menos poluídas e tratadas (água cinzenta, tempestade de água) pode ser usados nas proximidades; o conteúdo energético do lixo orgânico é utilizado; simplifica a eliminação de resíduos orgânicos de cozinha; minerais e materiais orgânicos serão reutilizados ; evita ou minimiza a construção de infra-estruturas de esgotos complexas; previne sobrecargas nos sistemas de esgotos públicos; permite uma participação mais activa dos habitantes no uso da água e reutilização de recursos.

A primeira demonstração baseada em princípios DESAR foi construída em 32 casas em Sneek, Friesland em junho de 2006 (ver Figura 67).

3. Produção de resíduos

Um dos sectores mais intensivos na utilização de materiais é a construção. Segundo o World Watch Institute, a construção de edifícios e infra-estruturas consome entre 45% e 60% dos materiais extraídos da litosfera. Os nossos edifícios estão construídos por quantidades de materiais que facilmente podem chegar a um peso total de 2500 kg por metro quadrado construído, de diversos tipos, de origem e funcionalidade muito distintas e cuja extracção, transformação e derrame no meio ao finalizar a sua vida útil, supõe uma parte significativa do impacto ambiental global da nossa sociedade. Actualmente no contexto europeu, a construção é responsável, em média, pela produção de 30% do total de resíduos produzidos (produção, armazenamento, transporte, aplicação, manutenção, reparação e demolição). A diminuição de resíduos na construção pode ser conseguida através de soluções que passem por sistemas pré-fabricados (ver Cap. VI ponto 6.6). A organização e qualificação da equipa de construção escolhida para cada obra ditará também uma gestão eventual da produção de resíduos. Porém, a melhor maneira de lidar com estes resíduos é em primeiro lugar evitá-los. Depois deve-se tentar reciclar e reutilizar a maior quantidade possível. Por último e como medidas últimas a evitar temos a eliminação por incineração e deposição em aterro.

3.1.

Medidas para redução de resíduos e sua reutilização em projecto
É durante a fase de concepção, que os intervenientes no projecto, devem assegurar a utilização de materiais e de técnicas construtivas que garantam a reciclagem ou a futura reutilização dos resíduos resultantes da demolição/desmantelamento, devendo ser assegurados os seguintes princípios:

a) Evitar a utilização de materiais compósitos que não podem ser separados;
b) Evitar a ligação enrre os diversos elementos de construção de uma forma inseparável. Para se facilitar a reutilização e a reciclagem, deverá dedicar-se especial atenção ao método de união entre o material/elemento de construção e a estrutura do edifício. Os métodos de união mecânicos são preferíveis em relação aos químicos, pois facilitam a reutilização do material no frnal do seu ciclo de vida;
c) Projectar os edificios prevendo o seu futuro desmantelamento e não apenas a sua demolição.

3.2.

Medidas para redução de resíduos e sua reutilização em obra/estaleiro

a) Criar espaços no estaleiro para a separação e armazenamento dos resíduos, facilitando a valorização dos resíduos, potenciando a sua utilização na própria obra. No final da obra os resíduos remanescentes serão mais facilmente reutilizados/reciclados se estiverem separados por tipo.
b) Devolução ao fornecedor as embalagens que acompanham os materiais, responsáveis por uma grande parte dos resíduos produzidos na fase da construção. Ao obrigar os fornecedores a recolher as embalagens (muitas delas inúteis e com dimensões desajustadas), decerto que os produtores tudo fariam para que estas fossem reutilizadas, de modo a diminuírem os custos relacionados com esta operação.
c) Armazenar convenientemente os materiais em estaleiro, evitando a sua degradação devido à sua exposição aos agentes atmosféricos ou a choques acidentais.
d) Optar pelos contratos de fornecimento gradual somente na data em que estes são necessários, previnindo a degradação e permitindo um mehor controlo da quantidade de material necessária.
e) Inspeccionar o estado dos materiais no acto da sua recepção e sua posterior devolução ao fornecedor se estes estiverem eventualmente danificados.

3.3.

Converter resíduos em recursos
Os produtos usados na construção abrangem uma variedade muito grande de materiais de diversos tipos: pedras naturais, pedras artificiais, madeiras, têxteis, metais, plásticos, etc. A principal causa do impacte ambiental dos materiais é a geração e derrame de resíduos no seu fabrico. Assim, os problemas de mudança de clima devido às emissões de gases de efeito de estufa, destruição da camada de ozono, acidificação dos solos, eutrofização das águas continentais, “smog” no ar urbano, etc., são tudo problemas de derrame de resíduos dos processos produtivos que se expressam na forma de impactos ambientais que repercutem na biosfera e portanto na qualidade do meio que habitamos.

As emissões de gases de efeito de estufa associados ao fabrico dos materiais necessários para construir um metro quadrado de uma habitação padrão, são na ordem dos 700 kg de CO2, uma quantidade aproximadamente vinte vezes maior que a repercussão por metro quadrado das emissões anuais de CO2, que gerará o uso de energia necessário para habitar essa habitação. Eliminar os resíduos significará eliminar os impactos. A solução passa por fechar o ciclo dos materiais convertendo todos os resíduos novamente em recursos (ver Cap. VI ponto 6.8.)

4. Energia

A energia incorporada na execução de um edifício corresponde no máximo a 20% da energia total consumida durante a sua vida útil. A maior quantidade está associada ao seu funcionamento .( Mateus,Ricardo,Bragança,Luis, 2006, p84).
Os edifícios representam cerca de 29% do consumo de energia em Portugal em 2004, sendo os restantes divididos em 36% nos transportes, 33% na Indústria e 2% na Agricultira e Pescas. Na Europa eles representam 40% do consumo de energia.
Os edifícios têm um potencial de poupança de mais de 30% com medidas que têm viabilidade económica e são fáceis de implementar (Maldonado, Eduardo, 2007).
O consumo de energia no sector residencial divide-se da seguinte forma: 50% para produção de água quente sanitária; 25% para aquecimento e arrefecimento; 25% para iluminação. (Guedes de Almeida, Manuela, 2005).

4.1.

Sistemas Solares Passivos
São sistemas que têm como objectivo o aproveitamento doas ganhos solares para o aquecimento ambiente. Usam processos naturais (passivos) para funcionarem. Dividem-se em sistemas de ganho directo (sistemas mais simples e usuais, em que o aquecimento faz-se directamente através da radiação solar que entra por janelas ou outros vãos, usando para isso técnicas de o captar ou bloquear, consoante as necessidades) e sistemas de ganho indirecto (o aquecimento do espaço interior, devido ao sol, é feito indirectamente e não imediatamente, onde a radiação solar incide primeiro num elemento de armazenamento como uma estufa, uma parede ou outro libertando-o gradualmente num espaço temporal posterior).

4.1.1.

Ganho directo
Fenestração diferenciada consoante orientação, sombreamentos, massa térmica, isolamento térmico e cores dos materiais.
Nestes sistemas, o próprio edifício é usado como um colector solar. Durante o dia, a radiação solar incide e entra no espaço interior, sendo absorvida pelas diversas superfícies (chão e paredes). Mas nem só estas que o recebem directamente são beneficiadas, pois parte da radiação é reflectida para as restantes. Uma parte do calor absorvido pelas superficies é imediatamente transferida para o ar, podendo o restante ser armazenado por algum tempo nas paredes e lajes, dependendo da sua capacidade de armazenamento (inércia térmica). “Os materiais mais adequados a este fim são o betão ou blocos de betão maciço, o tijolo maciço ou a pedra. Materiais não maciços, como o tijolo furado, têm capacidade de armazenamento fraca. No entanto é preferível usar uma área maior do que uma espessura maior. Até cerca de 10 cm, a inércia térmica aumenta proporcionalmente à espessura. No entanto, a partir daí aumenta menos, sobretudo a partir dos 20 cm, pois o calor tem dificuldade em chegar às zonas mais afastadas. É normalmente importante que pelo menos a laje do pavimento seja maciça.” (OA,2003,p20-22).

“Em Portugal a area de envidraçados orientada a sul (ou próximo) deve variar entre 10% e 20% da área do pavimento (…) a área dos elementos de armazenamento (paredes e lajes)deve ser pelo menos igula a 50% da area total do espaço interior. Estes devem ser construidos com materiais maciço, com espessura até 20 cm.As lajes devem ser revestidas com cores escuras, para aumentar captação solar, e não cobertas com alcatifas ou tapetes. Os elementos leves (com baixa capacidade de armazenamento devem ser revestidos com cores claras, para melhor reflectirem a radiação (...) O vidro duplo permite reduzir o calor transferido para cerca de metade do vidro simples. O uso de isolamento móvel (estores, por exemplo) pode 'conseguir um efeito semelhante ao vidro duplo, em fachadas Sul e no Inverno”. (OA,2003,p29). A fenestração deverá ter o máximo de área a sul (sombreada), e o mínimo a norte. A nascente e poente deverão existir proteções solares fixas verticais ou reguláveis (pelo exterior de preferência), uma vez que se trata dos ângulos de incidência solar mais difíceis de controlar. O comprimento de uma pála ou toldo horizontal deve ser cerca de 1/3 da altura entre a pála e o limite inferior da janela, grosso modo e para as latitudes de Portugal.

4.1.2.

Uso de vegetação
A prática vem da arquitectura popular, onde se faz muito uso dos elementos naturais. Utilizam-se espécies trepadeiras de folha caduca que formam autênticos cobertos na estação quente, deixando passar o sol na estação fria, quando ele é mais preciso. Utilizam-se árvores de grande porte e de folha caduca na definição de espaços de estar exteriores. Recorre-se a aplicações pontuais envasadas nas varandas mais expostas. A explicação para estas opções estão nas propriedades de “amenização das condições climáticas extremas e pelo estabelecimento de condições microclimáticas próxima do metabolismo humano.”(Sá, Ricado, 2005) responsáveis pela sensação de conforto que nos causam. Nos seguintes exemplos apresentados a questão do sombreamento e amenização climática é explorada também num sentido mais vasto, tirando partido do potencial formal. A vegetação pode ser também entendida como um sistema constructivo, com a particularidade que mais nenhum tem que é a de ser evolutivo, imprevisível e ter as suas próprias regras.(ver Figura 68).

4.1.3.

Ganho indirecto – parede de Trombe
O aquecimento do espaço interior é feito indirectamente. A radiação solar incide primeiro numa parede de armazenamento localizada entre um vidro e o espaço a aquecer. O calor armazenado é comunicado ao interior com desfasamento no tempo, após atravessar a parede. Para um sistema correctamente projectado, pode conseguir-se comunicar o máximo de calor ao espaço interior durante o período nocturno, sendo particularmente adequado a espaços com utilização nocturna. Este sistema implica a colocação de uma área envidraçada no exterior do edificio (para provocar o efeito de estufa), preferencialmente orientada a Sul. A face exterior da parede deve ser pintada com uma cor escura (preta), de forma a maximizar a absorção de radiação solar.
Os materiais que podem ser usados na parede são o betão, o tijolo, a pedra. Pode também usar-se uma parede de água, embora nesta o calor atravessa a parede mais rapidamente.
A espessura da parede desempenha um papel fundamental no comportamento deste sistema, uma vez que condiciona quer a quantidade de calor fornecida ao espaço habitado, quer a sua distribuição temporal. Os ganhos conseguidos com este sistema podem estimar-se conhecendo as dimensões da parede e as perdas do espaço.

A figura da esquerda (Figura 69) expressa a percentagem da energia solar (radiação diária) recebida que é ganha, para diferentes perdas do espaço, para uma parede de betão com 30 cm de espessura (os valores não são muito diferentes para espessuras entre 20 e 40 cm). As perdas do espaço podem ser estimadas a partir da figura da direita. Saliente-se que para a mesma área de captação (envidraçada), um sistema deste tipo conduz a ganhos inferiores aos de um sistema de ganho directo. Isto implica que num espaço sem sistemas artificiais de controlo da temperatura, se terá um nível médio de temperatura mais baixo do que num espaço com ganho directo (para as mesmas perdas potenciais por unidade de área). Deduz-se não ter grande interesse usar uma parede pouco espessa, pois o calor é comunicado ao interior cedo de mais. Por outro lado, uma parede demasiado espessa pode não chegar a transferir muito calor para o interior, pela dificuldade em atravessar a parede quando comparada com as perdas para o lado exterior. Assim, a espessura ideal (que depende do material) varia normalmente entre os 25 e os 40 cm. A Figura do meio (Figura 69) representa a variação de temperatura no interior de um espaço com uma parede de Trombe em betão de diferentes espessuras. Na época quente, estes sistemas devem ser sombreados de forma a evitar os ganhos solares, tal como se referiu para os sistemas de ganho directo, podendo ainda usar-se a ventilação nocturna como meio de arrefecimento, como se indicará no ponto a seguir. “Uma parede de Trombe deve ser revestida com uma cor escura do lado exterior e o vidro exterior deve ser colocado a uma distância da parede entre 10 e 15 cm. Valores indicativos para a área de parede (e envidraçado) variam entre 20% e 60% da área de pavimento do espaço a aquecer, para uma parede maciça (…) Estas percentagens são válidas para climas temperados, como é o caso em Portugal, sendo os valores mais elevados para locais mais frios.” (OA,2003,p32)

4.1.4.

Ganho indirecto – parede de Trombe ventilada
Este sistema consiste numa modificação da solução anterior descrita, através da introdução de aberturas para ventilação. Estas são usadas durante o período diurno para acelerar a transferência de calor para o espaço habitado, aproveitando a corrente de ar natural provocada pelo aquecimento do ar interior entre a parede e o vidro. Durante a noite elas são fechadas, para evitar a circulação e o arrefecimento do ar interior. Os materiais e espessuras normalmente usados neste sistema são idênticos aos da parede não ventilada. A configuração ventilada é mais interessante em espaços ocupados durante o dia, e em que não se pretende a entrada directa do sol. Tem vantagens nos climas mais frios, em que as temperaturas diurnas são baixas. Nos climas mais temperados, as temperaturas diurnas são mais altas, podendo não ser necessário aquecimento nessas alturas.
Durante as épocas quentes, a existência das aberturas permite a sua utilização para arrefecimento do edificio. Deverá existir uma outra abertura no topo do espaço entre o vidro e a parede, para que o ar interior, arrastado pelo ar mais frio proveniente de zonas mais frias do edificio, possa sair para o exterior. Deve ter-se em conta que a colocação de aberturas de ventilação cria circulação do ar até 2 a 3 horas depois do pôr-do-sol, pelo que após esse período deverão ser tapadas.

4.1.5.

Ganho indirecto – estufa anexa
Esta solução combina um sistema de ganho directo com um sistema de ganho indirecto. É construída uma estufa (ou solário) no lado Sul do edificio, com uma parede de armazenamento a separar a estufa do edificio. A estufa, que eventualmente pode também ser um espaço habitável, pelo menos em certas alturas, funciona como um sistema de ganho directo, enquanto o espaço adjacente funciona como um sistema de ganho indirecto, recebendo calor através de uma parede de armazenamento. A parede pode ser ou não ventilada, acumulando calor para utilização preferencial em período noctumo, no espaço adjacente. Os materiais e espessuras usados na parede são os já referidos nos pontos anteriores. Durante o Verão, podem usar-se aberturas no tecto da estufa que, junto com as aberturas da parede, arrefecem ambos os espaços (e a parede de armazenamento) durante a noite. No período mais quente é importante o adequado sombreamento da estufa em período diurno. A utilização desta solução tem de ter em conta o clima de modo a evitar excesso de ganhos solares, como em algumas zonas de Portugal mais quentes. “No caso de uma estufa anexa, e em climas temperados, deve usar-se uma área envidraçada a Sul entre 30% e 90% da área de pavimento do espaço a aquecer (contíguo à estufa)” (OA,2003,p32)

4.2.

Sistemas solares activos

4.2.1.

Colectores solares térmicos“Portugal, a par da Grécia e Espanha, é dos países com maior potencial de aproveitamento de energia solar na Europa. Com mais de 2300 horas/ano de insolação na Região Norte e 3000 no Algarve, Portugal dispõe de urna situação privilegiada para o desenvolvimento da energia solar. O aproveitamento da energia solar passa não só pela instalação de painéis solares, mas também pela construção de edifícios tecnicamente bem concebidos, que permitam significativas poupanças energéticas. As instalações solares térmicas existentes em Portugal, estão ligadas quase exclusivamente ao aquecimento de águas. Em Portugal, um metro quadrado de área de colector solar, poderá resultar em mais de 1000 kWh de energia térmica por ano.”(Mateus,Ricardo,Bragança,Luis, 2006, p25).
Os sistemas so1ares para o aquecimento de água são sistemas de aquecimento termoacumuladores. Estes sistemas utilizam a radiação so1ar para aquecer a água, podendo fornecer água quente, sem qualquer custo adicional para além da amortização do equipamento. A maior parte dos painéis so1ares vem equipada com sistema de aquecimento de apoio eléctrico ou a gás que entra em funcionamento sempre que a energia solar não satisfaça as necessidades (nos dias em que não há tanto sol).

4.2.1. 1.

Factores a ter em conta na escolha de um sistema solar de aquecimento de AQS:
Número de utilizadores do sistema; custo do sistema - os custos de aquisição, de operação e de manutenção, bem como a vida útil estimada para cada um dos sistemas, certos sistemas mais económicos são geralmente menos eficientes acarretando, por conseguinte, maiores custos de operação, quando o volume consumido de água quente é significativo; espaço disponível nas coberturas; sistema existente para aquecimento de AQS, no caso de reconversões, alguns sistemas de aquecimento podem ser substituidos facilmente por outros mais eficientes. A conversão dos antigos sistemas de fornecimento de água por gravidade a partir de um reservatório situado na cobertura, em que o aquecimento de água se realiza em termoacumulador eléctrico de baixa pressão, por um sistema de aquecimento solar montado na cobertura, com poucas alterações na rede de abastecimento de água; fontes de energia de apoio disponíveis - a utilização de certos tipos de sistemas de aquecimento de AQS é condicionada pelas fontes de energia disponíveis no local.

Para obter o máximo de radiação solar incidente, num dado local e clima, o colector deve ser orientado do modo mais favorável. Uma orientação SuI, com uma inclinação semelhante à latitude, maximiza o calor útil obtido durante um ano inteiro; no entanto pode haver interesse em favorecer o rendímento no Inverno, usando-se uma inclinação superior. A temperatura a que o liquido circula no colector, depende do tipo de aplicação pretendida. Para um sistema solar, por exemplo, se se pretender aquecer a água de uma piscina a temperatura de entrada nos colectores será da ordem dos 30°C, mas se se pretenderem aquecer águas domésticas a temperatura de entrada já será da ordem dos 50º-60°C. Uma temperatura de utilização mais alta implica, portanto, um rendimento mais baixo. Consoante as temperaturas de utilização pretendidas, existem diferentes tipos de colectores solares térmicos. De uma maneira geral, a maior sofisticação traduz-se num melhor rendimento a temperaturas de utilização mais altas, a par de um maior custo.
Enumeram-se de seguida os tipos de colectores existentes:

4.2.1.2.

Colectores sem cobertura
Os colectores mais simples não têm cobertura transparente nem isolamento. Só são adequados para aplicações a baixas temperaturas, como por exemplo o aquecimento de águas de piscinas no Verão.

4.2.1.3.

Colectores de placa plana
Um colector de placa plana funcionará normalmente com um rendimento médio anual entre 50% e 60%, quando utilizado para aquecimento de águas sanitárias. Um sistema destes tem, além dos colectores, um depósito de acumulação e tubagens de ligação, podendo ainda ter um depósito de energia auxiliar. A acumulação é aconselhável, atendendo à variação da radiação solar ao longo do dia, e ao possível desfasamento entre as horas de maior radiação e as horas de maior consumo. A circulação da água nos colectores pode fazer-se por meios naturais - termosifão - ou por meio de uma bomba circuladora - circulação forçada. O sistema de termosifão exige que o depósito de acumulação seja colocado a uma altura superior à do colector: a água desce do depósito para o colector por acção da gravidade, e sobe devido ao aquecimento ao tornar-se mais leve. O sistema de circulação forçada consome energia extra para accionamento da bomba - eléctrica - embora se trate de um valor normalmente bastante reduzido. É possível, por exemplo, usar uma pequena área de colectores fotovoltaicos para produzir a electricidade necessária ao accionamento da bomba circuladora. O sistema por termosifão só é adequado para pequenas instalações - habitações com poucas pessoas. Para sistemas de maior dimensão - balneários, edifícios com várias habitações - é necessário usar a circulação forçada. Esta conduz também a rendimentos médios mais elevados, porque o rendimento aumenta com o caudal de água circulado. Estes são os mais vulgarmente utilizados para aquecimento de águas domésticas.

4.2.1.3.

Colectores CPC Compound Parabolic Concentrator
Estes colectores têm superficies reflectoras que concentram a radiação nos tubos onde passa o líquido; são colectores fixos, tal como os de placa plana (não seguem o sol); são também usados para aquecimento de águas domésticas, mas com um melhor rendimento - isso implica que, para a mesma energia útil, não seja necessária uma área colectora tão elevada.

4.2.1.4.

Colectores de tubo de vácuo
Os colectores de tubo de vácuo têm menores perdas de calor e maior rendimento, pois o espaço em torno dos tubos (de vidro) é evacuado; podem usar-se também para aquecimento de águas domésticas (com menores áreas colectoras) ou para aplicações a temperaturas mais elevadas - produção de vapor ou frio. Nalguns colectores de tubo de vácuo, em vez de circular água liquida no interior dos tubos, circula um fluido que evapora ao receber a energia solar e condensa transferindo calor para a água - os tubos são designados por tubos de calor; têm um rendimento e um custo superior aos anteriores.

4.2.1.5.

Aquecimento ambiente com colectores solares
Outra possível aplicação para os colectores solares térmicos, consiste no aquecimento ambiente de edificios: os colectores aquecem água que depois circula no pavimento do edificio ou em radiadores. No caso de se utilizarem radiadores ou convectores, a temperatura aconselhada é mais elevada, pelo que serão necessários colectores com maior rendimento do que os de placa plana.
Um sistema solar de aquecimento de águas domésticas fornecerá, assim, uma determinada percentagem das necessidades energéticas de aquecimento de água. Essa percentagem é designada por fracção solar. Um sistema correctamente projectado, e nas condições climáticas de Portugal, fornecerá entre 60% e 70% das necessidades energéticas anuais. A fracção solar é mais baixa no Inverno, devendo ser de 100% nos meses de Verão. Aliás, no Verão haverá normalmente um excesso de energia solar disponível em relação às necessidades, mas esta não é aproveitada (não é útil).
Um dos problemas que se põe na prática, é o da escolha da área de colectores mais adequada a uma dada aplicação. Teoricamente seria possível obter toda a energia necessária ao aquecimento da água através do sol. No entanto, isso exigiria uma área de colectores muito elevada, o que na prática teria custos também muito elevados. Assim, a área é escolhida de forma a satisfazer uma boa fracção solar anual e um custo razoável. É possível escolher a área que optimiza os custos totais: do sistema (investimento) e da energia (auxiliar). Em habitações, a área mais aconselhada (e exigida pelo RCCTE) é de cerca de 1 m2 de colector por pessoa consumidora, tendo em conta consumos de água quente normais e a utilização de colectores o tipo placa plana.
Os colectores de placa plana têm um custo médio de cerca de 360 €/m2. Um sistema completo de aquecimento de águas domésticas poderá custar, em média, entr 420 e 560€/m2 de colector embora possa atingir valores mais baixos para áreas elevadas. Um colector de tubo e calor evacuado poderá custar 600 €/m2. (OA.2003.p42)

4.2.2.

Colectores solares fotovoltaicos
O efeito fotoeléctrico foi descoberto no século XIX, ao verificar que quando a luz solar incidia em certos materiais se produzia uma corrente eléctrica. Esse fenómeno demorou alguns anos a ser compreendido e desenvolvido, e só em 1958 apareceram células fotoeléctricas comerciais, cuja primeira utilização foi em satélites espaciais.

4.2.2.1.

Funcionamento do sistema
Os colectores solares fotovoltaicos são compostos por várias células fotoeléctricas e conseguem, desse modo, transformar directamente a luz solar em electricidade. As células fotoeléctricas usam materiais semi-condutores como o silício, de espessura muitíssimo reduzida. As células são compostas por uma finíssima camada superior de silício (contendo fósforo) e por uma camada inferior menos fina de silício (contendo boro). Ao incidir o sol na camada superior, e existindo uma carga eléctrica, gera-se corrente eléctrica contínua. Em condições de máxima insolação, uma célula com 160 cm2 pode produzir cerca de 2 W. Cada painel solar fotovoltaico pode produzir até 60 W, com uma tensão de 6 a 12 V.
Para obter potências mais elevadas as células são associadas, em série ou em paralelo, em módulos. Um colector fotovoltaico é composto por vários módulos. A percentagem da radiação solar incidente que é transformada em electricidade define-se como o rendimento de uma célula ou colector fotovoltaico. Note-se que no caso de um colector fotovoltaico o efeito de estufa provocado pela cobertura transparente prejudica o seu rendimento, enquanto que num colector térmico o beneficia. Nos colectores fotovoltaicos a cobertura é apenas usada para protecção das células dos elementos naturais (chuva, vento). A vida útil esperada para um painel solar fotovoltaico é de actualmente de 20 anos ou mais. Este tipo de sistema torna-se adequado a zonas urbanas, pois permite a produção de electricidade sem emissão de ruído e ocupa pouco espaço. As células solares utilizadas nos painéis solares fotovoltaicos são geralmente mono-cristalinas, poli-cristalinas ou silicio-amorfas. As mono-cristalinas são as que possuem maior rendimento transformam cerca de 20% da energia solar incidente em energia eléctrica - sendo também as mais caras, enquanto que as silício-amorfas são as de menor rendimento - cerca de 10% - sendo, em contrapartida as mais baratas.

4.2.2.2.

Rendimento e custos do sistema
É previsível uma melhoria dos rendimentos de células e colectores fotovoltaicos nos próximos anos. Primeiro, as tecnologias existentes são ainda passíveis de desenvolvimentos. Prevê-se para as células de silício monocrista1ino uma melhoria até um valor de rendimento típico de 21 % - nos próximos 40 anos. Em segundo lugar, novas tecnologias surgem, como a das recentes células de nova geração, que poderão chegar a um rendimento máximo da ordem dos 40%. Para os valores de rendimento dos módulos actua1mente existentes no mercado, as áreas colectoras a instalar variarão usualmente entre os 8 e os 12 m2/kW (para potência eléctrica de pico, ou máxima).
“O custo médio actual de colectores fotovoltaicos é de cerca de 6 €/W (potência eléctrica de pico), ou seja, 6000 €/kW, o que ainda os toma num meio relativamente dispendioso de produzir electricidade.Se tomarmos em conta o investimento necessário e a produção de electricidade durante um período de 20 anos (normalmente garantido pelos fabricantes), o custo de cada kWh produzido variará entre os 40 cêntimos - para um clima favorável- e os 80 cêntimos - para climas mais desfavoráveis - supondo uma potência instalada de 2 kW. Para uma potência instalada de 50 kW, os mesmos custos variariam entre 30 e 60 cêntimos/k: Wb. Isto quer dizer que, nas condições de Portugal, o custo será 3 a 4 vezes superior ao de aquisição de electricidade da rede (cerca de 10 cêntimos/kWh, em tarifa de horas de cheio) “,(OA.2003.p42)
Os sistemas fotovoltaicos devem também possibilitar o armazenamento de electricidade. Este é feito em baterias eléctricas, e permite a acumulação em períodos com excesso de produção para utilização em períodos de menor radiação. Um sistema fotovoltaico possui ainda normalmente um inversor de corrente - para passar da corrente contínua produzida nas células, para a corrente alternada necessária na maioria dos equipamentos eléctricos. O sistema pode ainda fornecer electricidade à rede (recebendo a compensação respectiva).

4.2.2.3.

Integração de módulos fotovoltaicos na construção
Com o crescimento das aplicações, passaram a desenvolver-se produtos que se integram nas fachadas dos edificios - módulos préfabricados com células. Esses produtos podem também utilizar-se para substituir partes existentes de um edificio. Desta forma, podem reduzir-se os custos de instalação de sistemas fotovoltaicos, pois o custo destes elementos integrados na estrutura é diluído no custo de construção. Estes elementos podem, tal como alguns dos elementos solares passivos, permitir jogar com o aspecto estético dos edificios: têm normalmente uma cor escura e efeitos de transparência que contrastam com o aspecto dos restantes elementos das fachadas (ver Figura 72).
Estão·a ser desenvolvidos e produzidos módulos solares sob a forma de material de construção que podem ser integrados nos diversos componentes de um edificio: telhas fotovoltaicas; painéis de cobertura fotovoltaicos; painéis de parede fotovoltaicos; envidraçados semi-translúcidos.

Em Portugal, a potência fotovoltaica instalada era pouco superior a I MW(pico), em 2001. Desta, 52% correspondiam ao sector doméstico - sistemas isolados da rede; 20% correspondiam ao sector dos serviços - emissores de telemóvel, parquímetros, sistemas sos, etc; e 26% correspondiam a sistemas ligados à rede eléctrica. Tendo em conta os objectivos do programa E4 (ver Cap. XI ponto 2), que contempla uma meta de 39% da electricidade produzida, por via renovável em 10-15 anos, será de esperar uma potência fotovoltaica instalada de 40 a 50 MW até lá (saliente-se que a maior parte dos 39% serão produzidos por via eólica e hídrica). Como os edificios são o maior consumidor de electricidade, espera-se que a utilização de colectores fotovoltaicos e elementos integrados cresça acentuadamente nos próximos anos.

4.2.3.

Sistemas solares com arrefecimento
Estes são sistemas solares que permitem arrefecimento, usando máquina de frio tradicional (de absorção), alimentada por calor proveniente de colectores solares térmicos, podendo ser integrado com um sistema de aquecimento ambiente, tendo assim as duas funções de arrefecimento e aquecimento (situação indicada para Portugal, porém ainda com pouca implementação).

4.3.

Redução do consumo energético na iluminação e electrodomésticos
A iluminação e os electrodomésticos são responsáveis em média por 25% do consumo energético nos edificios, sendo por isso necessário ter em consideração uma série de aspectos de modo a diminuir os consumos a este nível.

4.3.1.

Iluminação – práticas para eficiência
O consumo de electricidade na iluminação tem vindo a aumentar substancialmente nos últimos anos devido principalmente à construção de habitações com maiores áreas e à utilização de maior número de pontos de luz. A iluminação artificial de um espaço está intimamente relacionada com as suas dimensões, reflectáncia das superficies interiores e com a actividade que nele se desenvolve.

4.3.1.1.

Tipos de lâmpadas e respectiva eficácia energético.
A eficácia luminosa das lâmpadas, muitas vezes designada por "rendimento luminoso" (T), é caracterizada peIa razão entre o fluxo luminoso (em lúmen) produzido e a energia elécttica (em Watt) consumida pela lámpada. Enumeram-se de seguida os tipos de lâmpadas mais correntes: Lâmpadas incandescentes – da energia que consomem apenas 5% a 10% se transforma em energia luminosa. O seu rendimento luminoso é na ordem dos 12lm/W.
Lâmpadas de halogéneo são também um tipo de lâmpadas incandescentes. Possuem maior durabilidade (cerca de 2000 horas). Existem lâmpadas que trabalham em corrente normal (220-240V) enquanto que outras trabalham em baixa tensão (é preciso usar um transformador para reduzir a tensão da rede). Estas últimas têm uma eficácia cerca de 15% superior às outras. O seu rendimento luminoso é na ordem dos 15lm/W.
Lâmpadas fluorescentes compactas - LFC - podem possuir balastro electrónico ou balastro magnético (convencional). As que possuem balastro electrónico são mais eficientes do que as que possuem balastro convencional. Podem ter uma eficácia da ordem de 60 lm/W.
Lâmpadas fluorescentes tubulares - precisam dum arrancador para funcionar. A maioria destas lâmpadas pode ser usada com balastro convencional ou electrónico. As que usam balastro electrónico são mais eficientes. A sua eficácia situa-se na gama de valores de 20 a 80 lm/W.

4.3.1.2.

Privilegiar sempre a iluminação natural.
Esta é uma ferramenta básica da arquitectura (Kahn fala inclusivé da construção com a luz). A luz natural não passa apenas pela questão de caracterizar e valorizar os ambientes interiores, mas sobretudo por uma questão psicológica e de saúde. Nos espaços de trabalho, por exemplo, a luz natural deve ser obrigatória. O homem necessita da luz directa ou difusa, precisa de sentir as variações de luminosidade, precisa de ter a noção da hora solar, e esta é uma preocupação primeira da arquitectura.

4.3.1.3.

Preferir acabamentos de cor clara nas superficies interiores reflectoras.
Os acabamentos de cor clara reflectem melhor a luz, o que reduz a quantidade de iluminação necessária. A utilização de cores claras e escuras poderá ser pensada neste sentido de colaborar na iluminação dos espaços. As paredes onde se inserem os vãos do compartimento poderão suportar melhor as cores escuras pelo interior, enquanto que as superfícies nos lados opostos à colocação dos vãos e pavimentos por possuirem um efeito essencialmente reflector, deverão possuir cor claras.

4.3.1.4.

Criar os dois tipos independentes de iluminação em cada espaço: geral e pontual.
A existência destes dois tipos de iluminação reduz em muito os consumos na medida em que certas actividades feitas nos espaços não necessitam de iluminação específica, mas apenas uma intensidade minima para primeiro reconhecimento do espaço. Seguidamente poderão então ser usados dispositivos de iluminação pontual com mais intensidade para as actividades mais prolongadas e específicas.

4.3.1.5.

Adequar o tipo e a potência das lâmpadas à utilização do espaço.
As lâmpadas fluorescentes devem ser aplicadas quando se necessite de iluminação artificial por longos períodos de tempo, não são adequadas para espaços onde se necessite de luz de imediato. Em compartimentos pouco utilizados ou utilizados por períodos curtos, como por exemplo, instalações sanitárias, despensas, lavandarias, as lâmpadas mais adequadas são as incandescentes.

4.3.1.6.

Prever a existência de vários circuitos de iluminação em cada espaço
Prever circuitos comandados por interruptores independentes. A existência de vários circuitos de iluminação independentes permite optimizar a quantidade de lâmpadas acesas num determinado momento.

4.3.1.7.

Utilizar interruptores "inteligentes" em certos compartimentos e em espaços exteriores.
A utilização de interruptotes com sensor de movimento é adequada em locais utilizados com pouca frequência e por curtos penodos de tempo, ou onde se preveja que exista grande probabilidade das lâmpadas ficarem acesas por esquecimento. No entanto, é necessário não esquecer que este tipo de interruptores consume continuamente uma certa quantidade de energia, que pode ir até l0W em alguns casos.

4.3.1.

Electrodomésticos – eficiência
Actualmente, tem-se verificado o aparecimento de uma gama cada vez maior de novos electrodomésticos que passaram a ser integrados nos edifícios, o que tem induzido o aumento dos consumos de e1ectricidade por esta via. Tabela 6 - guia prático da eficiência energética EDP (fonte: www.edp.pt); tabela com consumos médios de alguns aparelhos (fonte: Grupo CPFL energia Brasil www.cpfl.com.br)

A Directiva 92/75/CEE do Conselho, de 22 de Setembro de 1992 criou a etiquetagem energética dos e1ectrodomésticos, incentivando os produtores a desenvolverem equipamentos mais eficientes e por outro alertar os consumidores que para além do custo inicial, o custo de funcionamento dos equipamentos é outra componente que não pode ser ignorada. A classificação A ou B deve ser a escolha indicada.

4.3.2.

O exemplo do Atelier Non-Electric
Este atelier investiga para uma vida digna e com qualidade vida sem electricidade. Professor Yasuyuki Fujimura mentor do projecto tem mais de 1100 invenções patenteados no Japão. O Japão teve um preço a pagar por concentrar-se na alta tecnologia, sem respeito e preocupação ambiental. A rápida industrialização do Japão causou poluição excessiva do ar e ambiente. "Eu não quero os países em desenvolvimento a copiar a tecnologia de países industrializados Eu quero pessoas nos países em desenvolvimento para inventar tecnologia simples usando materiais locais disponíveis para responder a alguns dos seus problemas", diz Prof Fujimura. Para Fujimura as invenções cientificas devem ter um rosto humano e ajudar as pessoas a lidar com a vida em seus ambientes escolhidos. Com sua empresa a Atelier Non-Electric, concentra-se na pesquisa e desenvolvimento de produtos que sejam amigos do ambiente e benéficas para a saúde das crianças. Tenta agora popularizar o seu Leap Frog Theory que defende a criação de indústrias independentes e sustentáveis nos países em desenvolvimento. Na Mongólia, inventou um frigorífico não eléctrico para a população nómada e desenvolvimento de rádios e televisões utilizando materiais locais. Para Nigéria inventou uma bateria reutilizável e secadores de peixes solares. Na América Latina junto com as comunidades rurais estudou dispositivos mais eficazes e mais adequadas para o desenvolvimento agrícola dos países. No Zimbábue estudou um dispositivo que permite explorar a energia solar para uso em computadores num programa governamental.

4.4.

Redução do consumo energético na produção de água quente (ver Cap.VI ponto 4)

4.5. Produção de energia a partir de outras fontes renováveis

4.5.1

Micro-turbinas eólicas
Também designados aerogeradores, transformam a energia cinética do vento em energia mecânica e consequentemente em energia eléctrica. Existem vários tipos de aerogeradores, que variam na forma e no tamanho. O mais comum é o de turbina de eixo horizontal com pás, que é similar à hélice de um avião. Os aerogeradores não são apropriados a zonas urbanas, pois a turbina tem de ser montada numa torre e produz algum ruído em funcionamento. Os aerogeradores domésticos são geralmente sistemas autónomos de produção de electricidade e são projectados para carregar um conjunto de baterias. Os aerogeradores produzem energia alternada a diferentes voltagens - em função da velocidade do vento. É assim, necessário rectificar a energia produzida na voltagem correcta para o carregamento das baterias. Este processo é semelhante ao que ocorre nos automóveis. Na maior parte das vezes, a potência dos aerogeradores domésticos varia na gama dos 300 W aos 5 000 W, mas em alguns casos podem-se utilizar turbinas de 10 000 W a 20 000 W. (Mateus,Ricardo,Bragança,Luis, 2006, p78)

4.5.2

Micro-hidrogeradores
Os micro-hidrogeradores transformam a energia mecânica da água em movimento em energia e1éctrica. Com uma adequada fonte de água, os micro-hidrogeradores são uma fonte de energia mais fiáve1 do que os geradores solares ou do que as micro-turbinas eólicas, pois o rendimento deste é menos dependente das condições climatéricas. Os micro-hidrogeradores domésticos podem produzir corrente contínua (DC) ou corrente alternada (AC). Os de corrente alternada são projectados para carregar uma série de baterias, a partir das quais e depois de se converter a energia em energia alternada, se fornece o edifício. As unidades AC estão preparadas para satisfazer directamente as necessidades energéticas do edifício. Estes sistemas podem ser instalados em terrenos atravessados por ribeiros, em locais com nascentes de água situadas numa encosta, em furos artesianos com adequada pressão, ou podem ser instalados em série com o ramal de abastecimento de água de um edificio quando a pressão disponível na rede é excessiva. A potência dos micro-hidrogeradores DC varia na gama dos 100 W aos 3 000 W, enquanto que as unidades AC atingem potências na gama dos 300 W aos 20000 W. (Mateus,Ricardo,Bragança,Luis, 2006, p78-79)

4.5.3.

Produção de gas biometano (ver Cap. VI ponto 2.5.)

5. Salubridade dos edifícios e conforto ambiental

5.1.

Iluminação natural
“Em Portugal a area de envidraçados orientada a sul (ou próximo) deve variar entre 10% e 20% da área do pavimento”. (OA.2003.p30) Fenestração diferenciada consoante orientação: ter o máximo de área a sul (sombreada), e o mínimo a norte. A nascente e poente deverão existir proteções solares fixas verticais ou reguláveis (pelo exterior de preferência), uma vez que se trata dos ângulos de incidência solar mais difíceis de controlar. É muito importante sombrear as clarabóias e outros envidraçados, durante a estação quente. Tal é mais fácil nos envidraçados verticais, desde que orientados a Sul, utilizando palas como as das janelas, a aba do telhado ou o prolongamento de lajes pode também servir para o efeito. Nas clarabóias o sombreamento é ainda mais importante, porquanto a sua configuração favorece a maior captação de radiação solar. Neste caso, devem usar-se dispositivos exteriores para impedir a entrada de radiação no interior.

Apesar de a entrada de luz zenital ser de difícil controle quando executada sem dispositivos de oclusão, e ser mesmo desaconselhada tanto nas práticas solares passivas como no actual RCCTE, é esse mesmo um dos temas que Renzo Piano usou na sua obra da Cy Twombly Gallery em Houston nos EUA (ver Figura 74 a Figura 76). Partindo do conceito de luz difusa zenital, trazendo o céu para cada sala, procura aqui sublimar essa modelação da luz explorando-a profundamente. O modo como a luz passa as várias camadas sucessivas que a filtram, fazem com que não chegue aos espaços de modo descontrolado, o que o tornaria impossível a sua climatização e consequente fruição pelo público. Por vezes todas estas regras deverão ser questionadas, sobretudo neste caso onde o resultado está à vista, sendo uma referência na utilização da luz na arquitectura.

Para além de vidros, outros materiais translúcidos podem ser usados de modo a permitir a iluminação natural do espaço interior. Destes, salientam-se os materiais de isolamento transparentes MIT. Eles permitem a entrada parcial da luz natural, ao mesmo tempo que criam uma luminosidade difusa, evitando o desconforto visual por vezes criado por excessiva luz directa.

5.2.

Ventilação natural
A concepção de sistemas de ventilação natural contribui para a diminuição dos fenómenos de condensações pois elimina o excesso de teor de humidade nos espaços interiores. O movimento do ar pode dever-se a dois efeitos: acção do vento sobre o edifício, que provoca pressões mais altas numas fachadas (onde incide o vento) e mais baixas noutras, ou diferenças de temperatura entre o ar exterior (mais frio) e o ar interior (mais quente). O aquecimento do ar faz com que ele se tome mais leve (menos denso), tendo tendência a subir, e sendo substituído por ar mais frio - cria uma corrente de ar ascendente. Estes processos naturais (passivos) podem ser utilizados para assegurar níveis mínímos de ventilação num edifício, e também para o seu arrefecimento durante o Verão.
Em climas com diferenças de temperatura relativamente elevadas entre o dia e a noite (caso dos temperados marítimos e outros), é muito eficaz o arrefecimento nocturno no Verão. As aberturas do edifício devem conservar-se fechadas durante o período diurno, sendo estrategicamente abertas à noite de modo a provocar a ventilação transversal do edifício. Esta deve fazer uso de entradas do ar exterior pela zona do edifício a que corresponde a incidência dos ventos dominantes, saindo o ar pelas aberturas situadas em pontos mais altos do edifício (pisos superiores ou telhado). O ar sobe, pelo aquecimento a que é sujeito, ao receber o calor acumulado durante o dia nas várias massas térmicas existentes no espaço interior, que assim são arrefecidas.
A ventilação natural pode ser intensificada com o a utilização de um elemento vulgarmente designado por “chaminé solar”. Trata-se de uma coluna vertical com a forma de uma chaminé, cuja superfície exterior é envidraçada, de forma a receber a radiação solar. Pode existir uma parede ou placa no interior do envidraçado ou, por exemplo, pode usar-se uma parede construída em material transparente (tijolo transparente ou outro). O aquecimento do ar na chaminé, devido aos ganhos solares, provoca a sua subida. Consegue estabelecer-se uma corrente de ar, pois o ar que sobe é substituido por ar novo mais frio que provém das zonas mais frias do edificio, ou do exterior (por aberturas e infiltrações). Através da colocação de um registo é possível regular o caudal de ar. A ventilação pode também ser incrementada com o auxílio de um exaustor movido pela acção do vento (eólico).

O projecto deve-se apropriar das propriedades naturais de materiais simples para criação de espaços com conforto ambiental adaptado às condições climáticas, como neste caso dos Sambuichi architects, Japão na casa construída em Shimane (ver Figura 77). Nesta região montanhosa de estâncias de ski, o clima é de extremos: fortes quedas de neve e fortes ventos predominantes de norte no inverno contrastando com o elevado calor e humidade no verão. A estratégia é a de ventilação passiva, agindo os espessos gaviões de pedra rachada como mediadores das condições interiores e exteriores de humidade e temperatura.Arrefecem o ar no verão e protegem dos ventos frios no inverno. O ar entra a norte na zona mais baixa, arrefecendo pelo meio das rochas e passando ao longo da casa. Pela forma do telhado e com o aumento de temperatura vai sair na fachada sul e mais quente da casa.

6. Matérias-Primas

6.1.

Energia incorporada no material
Energia que resulta do somatório da energia consumida durante a extração das matérias-primas, seu transporte para as unidades de processamento, seu processamento, aplicação em obra, manutenção e demolição, assim distribuida: Energia primária incorporada (PEC do inglês Primary Energy Consumption) representa cerca de 80% (extração das matérias-primas, seu transporte para as unidades de processamento e seu processamento). Os cerca de restantes 20% dizem respeito à energia consumida durante a vida útil do edifício (transporte para estaleiro de obra, fase de construção, manutenção, reabilitação, remoção e demolição). Em Portugal distribui-se do seguinte modo a energia total consumida pela indústria transformadora: as indústrias responsáveis pelo fabrico do cimento consomem cerca de 11%; as indústrias cerâmicas e do vidro, grandes fornecedores da construção consomem 15,7%. Quanto mais elaborado for o processamento maior será esta energia primária. Sempre que a durabilidade dos materiais não seja comprometida e as reserva de matéria-prima o permitam, devem ser utilizados materiais com baixa energia primária, como por exemplo, a madeira.

Se a estes factores juntarmos o ciclo de vida total de uma construção, poderemos ter uma ideia do impacte de uma casa padrão (SH Standard Home) face a uma casa energeticamente eficiente (EEH Energy Efficient Home) conforme o estudo, life cycle analysis of a residential home in michigan,de 1998, da Universidade do Michigan, EUA.

6.2.

Preferência por materiais e técnicas locais
Tal como a definição de energia primária incorporada PEC indica, os custos e impactes de transporte devem ser motivo de escolha de materiais, do mesmo modo que uma consciência social e moral nos deverá levar a optar por soluções existentes na região, com o objectivo de contribuimos para a economia local. Um exemplo disso é a insustentabilidade que se está a gerar com a brusca e súbito de países em vias de desenvolvimento (como Angola, Moçambique, Dubai, etc) que devem tomar estes factores em conta.

Mais uma vez é com um exemplo de Renzo Piano desta vez para o banco Lodi em Milão. O uso de uma técnica regional com uma adaptação à tecnologia actual (fachada ventilada; estrututa de suporte através de elementos metálicos; colocação na horizontal) é feito exemplarmente, utilizando o barro terracota como matéria-prima (lajetas) na forma de tema para mais este estudo profundo que é cada obra do arquitecto. O barro é além do mais o material de eleição com menos consumo de energia primária (ver Figura 80 e Figura 81).

6.3.

Durabilidade, manutenção e conservação dos materiais
As tecnologias e sistemas de construção a utilizar deverão ser pensados numa óptica de durabilidade e flexibilidade para se poderem de igual modo adaptarem a novas utilizações. Quanto maior o ciclo de vida de uma obra, maior será o período de tempo de amortização dos impactes ambientais da fase de construção. Os custos com operações de manutenção e conservação são hoje muito elevados. Opções iniciais na escolha dos materiais a utilizar tem de ter estes factores em conta quando se pretende uma visão de longo prazo da obra com um bom envelhecimento.
É o caso do museu Cy Twombly Gallery, em Houston nos EUA (ver Figura 82), onde Renzo Piano optou pela utilização de lajetas pré-fabricadas de aglomerado de pedra, para uma obra que se quer eterna, sólida, do mesmo modo que se baseia na pedra local, acrescentando-lhe a mais valia de ser um material derivado de resíduos de pedra, denotando a vertente responsável e ecológica do arquitecto. A sua busca e pesquisa constante estão demonstradas nestes protótipos à escala real que ele fazia questão de construir para uma percepção da escala, da materialidade, de modo a se aperceber do pormenor do cunhal, por exemplo.

6.4.

Composição química e toxicidade
Os avanços da química e da medicina comprovam hoje em dia que certas substâncias devem ser, a todo o custo, evitadas. O mercado tem a tendência ambígua de esconder certos factos por um lado (como os gases CFC ou o formaldeido) como por outro de empolgar aqueles que poderão nem conter o perigo anunciado (o caso do perigo do amianto, que foi quase que mitificado, muitas vezes exageradamente). Contudo, são estes excessos de zelo que obrigam o mercado a melhorar a sua oferta e assim evolui a construção. São exemplos de substâncias comprovadamente a evitar: os CFC (Clorofluorocarbonetos); os HCFC (Hidroclorofluorocarbonetos) presentes sobretudo no poliestireno expandido (EPS), no poliestireno expandido extrudido (XPS) e na espuma rígida de poliuretano (PUR).

6.5.

Massa de construção / inércia térmica
Esta é uma ferramenta preciosa na concepção dos espaços. Quanto menor for a massa de um edifício, menor será a quantidade de energia incorporada. A construção leve em madeira deveria por isso ser preferível à construção em betão, pela menor energia incorporada que representa, porém não nos podemos esquecer do comportamento térmico do edifício (a sua inércia térmica). A seleção de um material com baixa energia incorporada e com mau comportamneto térmico comprometeria os objectivos do projecto ecológico, pois o consumo energético durante a vida útil do edifício acabaria por ser maior. Uma possibilidade é a de usar as caraterísticas físicas em proveito da função de cada espaço e elemento da obra, tal como o Edward Cullinan na sua casa Marvin na Califórnia em 1960 (ver Figura 83). “De um lado, uma série de pequenas células, iluminadas de forma zenital, é construída com blocos de cimento para abrigar actividades secundárias, como lavar, vestir e cozinhar. É uma construção tectónica, ancorada na rocha que contrasta com a leveza da galeria de madeira e vidro.” (Gili Galfetti, Gustau,2002,p76)

6.6.

Utilização de sistemas pré-fabricados.
A diminuição de resíduos na construção pode ser conseguida através de soluções que passem por sistemas pré-fabricados, que impliquem apenas montagem e assemblagem no local, deixando os processos poluentes (fabrico, corte, redimensionamento, soldadura, raspagem, etc) confinados a uma unidade central com todas as condições adequadas, e fora do local da obra. Em 1970 o finlandês Kristian Gullichsen concebeu o sistema moduli (ver Figura 84), numa época de atracção pelo “faça-você-mesmo”, onde se pretendia que as moradias utilizassem elementos standard, fabricados em série e distribuidos internacionalmente. Construiram-se 60 casas que se adaptavam às condições do terreno, porém a exploração em escala não se revelou rentável e o projecto cessou.

Paralelamente também o atelier Arquiporto arquitectos do Porto, têm desenvolvido este conceito nos dias de hoje através do conceito modular system (ver Figura 85), com aplicações concretas muito interessantes e flexíveis no que respeita a múltiplos usos e locais.

O pavilhão móvel IBM de Renzo Piano (ver Figura 86 e Figura 87), com uso de materiais naturais e formas biomórficas criando tecnologia que se inserem em cenários naturais distintos. O sistema modular é aqui explorado de forma sublime, ganhando a obra uma dimensão tremenda. O esqueleto sugerido torna-se um organismo quase vivo que sugere movimento e dinamismo.

6.7.

Impacte ecológico dos materiais de construção comuns
Factor que reflecte o impacte ambiental do material que decorre em toda a cadeia de actividades que se desenvolvem desde a extracção das matéria-primas até à sua montagem no edifício. Costumam-se utilizar as emissões de dióxido de carbono (CO2), denominado PAG potencial de aquecimento global e mede-se em gramas equivalentes de CO2, um dos gases mais responsáveis pelas alterações climáticas.

6.8.

Possibilidade de reciclagem e reutilização
A solução passa por fechar o ciclo dos materiais convertendo todos os resíduos novamente em recursos. Um resíduo não é senão a matéria-prima de um recurso. Se recolhemos todos os resíduos materiais dos processos de extracção, manufactura e utilização de qualquer produto e os reorganizarmos até à qualidade original em que os recolhemos do meio ambiente, teremos evitado os impactos ambientais associados ao seu derrame e teremos regenerado o recurso para que esteja novamente disponível. Fechar os ciclos materiais, devolvendo os resíduos à qualidade de recursos, é uma estratégia que nos conduz à sustentabilidade. Para isso existem dois caminhos. O primeiro caminho é usando a biosfera como a “máquina” capaz de recolher os resíduos e convertê-los novamente em recursos, através dos seus próprios processos naturais. É o caminho dos materiais renováveis.O segundo caminho é usando o nosso próprio sistema técnico. Organizando a gestão adequada dos resíduos, desenhando os processos para reciclá-los e convertê-los novamente em recursos. É o caminho dos materiais não renováveis.

6.8.1.

Fechando o ciclo através da biosfera
Renovar os materiais renováveis: quando a biosfera é a grande máquina

6.8.1.1.

O exemplo da madeira
A madeira é o material natural por excelência e em conjunto com os tecidos de fibras vegetais e animais, era o recurso básico da maioria das civilizações prévias à revolução industrial. Tais materiais são recursos que nos permitem manufacturar produtos cujos resíduos, uma vez cumprida a sua função, podem ser devolvidos ao meio natural que os produziu, e com o tempo, transformar-se novamente no recurso original pela própria acção da natureza. No entanto, esta máquina natural deve usar-se adequadamente. A árvore é, simultaneamente, madeira e fábrica de madeira: sem uma gestão adequada que tenha em mente a capacidade de produção da biosfera, consumindo os recursos a uma taxa superior à sua regeneração, não fazemos senão destruir todo o sistema. Analogamente, a reintegração dos resíduos no meio ambiente deve ser feita na forma e velocidade adequadas para poder ser assimilada pelo meio natural.

6.8.1.2.

O exemplo da cortiça
Na manufactura da cortiça aproveitam-se todas as partículas do material para o fabrico de placas para isolamento, pavimentos e revestimentos, assim como combustível livre de emissão de substâncias tóxicas. Tanto o resíduo de fabrico como o material que provém da recolha selectiva, é reciclado da mesma forma em que se fabrica: é triturado e aglomerado sob pressão e a baixa temperatura (250 e 300ºC), utilizando as suas próprias resinas como adesivo. Graças a ele, possui um baixo conteúdo de energia de fabrico, de 4 mega joules por quilograma, que é quatro vezes menor que as lãs minerais e vinte vezes menor que as espumas sintéticas. Proteger o organismo vivo e com ele a paisagem. Um bosque cultivado com sobreiros, é algo mais que uma futura colheita de cortiça para manufacturar, já que a acção natural destas árvores é indispensável para manter o equilíbrio do ecossistema das terras áridas em que vivem. Prescrevendo a cortiça como isolamento ou revestimento, optamos por um material renovável e de baixo conteúdo energético, mas isso não é tudo, além disso estamos a assegurar a continuidade da sua produção e com ela a preservação da paisagem natural.

6.8.1.2.

Vernizes naturais: recursos renováveis e toxicidade zero
Existe uma nova geração de produtos, baseados em matérias-primas naturais que são fabricados há décadas na Europa, que são capazes de evitar todos os efeitos tóxicos comentados. E ainda mais: utilizam apenas materiais renováveis. Resíduos que nutrem em vez de contaminar. Os vernizes e pinturas naturais são fabricados a partir de azeites e resinas vegetais (madeira, linhaça, tung, colofónia, etc.) evitando completamente os dissolventes orgânicos na sua composição, quer dizer, os derivados do petróleo. São considerados produtos não tóxicos e aplicam-se com bons resultados sobre madeira, cortiça, cerâmica e, no caso dos tapa-poros, também sobre betão. Os diluentes universais incorporados, ou bem utilizados para diluir, são uma combinação de extractos de casca de frutos cítricos destilada, azeites balsâmicos e outras substâncias de origem natural, podendo-se utilizar com qualquer produto oleoso, resinoso, gorduroso ou sebáceo, sendo também não tóxicos. A sua utilização reduz drasticamente o impacto ambiental, já que no seu fabrico se utilizam quantidades de energia mínimas comparadas com as pinturas baseadas em dissolventes orgânicos.

6.8.2.

Fechando o ciclo através da técnica
A biosfera não é capaz de recolher a maioria dos resíduos do metabolismo industrial e reconstruir os recursos originais. A nova tarefa da indústria será renovar os materiais não renováveis: fechar o ciclo dos materiais.

6.8.2.1.

Cerâmicas eficientes cozidas a baixa temperatura
Uma boa parte da cerâmica plana que utilizamos possui melhores prestações técnicas que as que o seu uso exige. Quando isso acontece, no fabrico há um excesso de matérias-primas e energia que se poderia evitar. Existem já cerâmica que se produz por solidificação hidrotérmica (endurecimento por humidade e calor controlados) a baixa temperatura, entre 500 e 900ºC. Uma temperatura bastante inferior à habitual de 1100-1800ºC, que tem um consumo de energia de produção 6 vezes maior. Esta tecnologia, cujas origens na Europa remontam a 100 anos atrás, permite obter um material cujas qualidades técnicas estão a metade do caminho entre um colo natural coesivo-resistente e o grés de porcelana comercial, com suficientes prestações para as exigências da maioria dos pavimentos e revestimentos. Já se comercializa uma primeira versão desta nova cerâmica e o seu nome é Ecocarat. A frequência de renovação dos pavimentos e revestimentos em edifícios residenciais ou comerciais, em muitos casos, só alcança uns 10-15 anos. Se utilizarmos neles produtos cerâmicos com uma durabilidade muito superior, é certo que desaproveitaremos uma boa parte da sua vida útil. Um dos critérios a ter em conta na hora de prescrever produtos, portanto, deve ser o ajuste das suas qualidades às necessidades de uso reais, assegurando-nos que aproveitaremos a 100% a energia e os materiais utilizados.

6.8.2.2.

Explorando novas minas de aço
O aço, como muitos metais, demora várias dezenas de anos a reciclar e é um dos poucos recursos que se valorizam em todo o processo de demolição, simplesmente fazendo uma separação selectiva. Admite um número ilimitado de processos de fusão sem que se altere a sua qualidade e, de acordo com o Corus Construction Centre, a partir do quarto ciclo a energia de fabrico reduz para 25% e 30%, em relação ao aço fabricado a partir de mineral de ferro, carvão, pedra calcária e uma baixa proporção de sucata. Se a poupança energética é importante, é ainda muito mais importante a redução de emissão de gases de efeito de estufa, já que segundo a Universidade de Sydney o CO2 libertado para a atmosfera na fusão do metal, pode reduzir até aos 74% quando se trata de aço 100% reciclado, já que não se utiliza carvão, nem pedra calcária, como no processo tradicional. A combinação dos factores, a grande massa de aço que já é reciclado em todo o mundo e a extensão da tecnologia do forno de arco voltaico (EAF) permitem a produção de novo metal a partir de 100% sucata. Aço a partir de 100% sucata.

6.8.2.3.

A recolha do vidro converte o resíduo em recurso
Na Europa geram-se anualmente cerca de 1,2 milhões de toneladas de resíduo de vidro plano, provenientes da demolição e reabilitação de edifícios, que quase não são reciclados devido às dificuldades que existem para o separar de outros materiais colados. Ao mesmo tempo, 9,4 milhões de toneladas de vidro de embalagens são recolhidas por uma gigantesca rede de recolecção urbana, podendo ser reciclado na totalidade. Na indústria da construção o vidro utilizado é um resíduo, mas no sistema de recolha maciça é um recurso. Cada quilograma de vidro usado que se incorpora no fabrico de novo vidro, representa uma poupança de 1,2 quilogramas de matérias-primas que evitamos extrair da crosta terrestre. Mas não se poupam apenas areia, soda, pedra calcária e outras substâncias, também se diminui o consumo de energia de fabrico, reduzem-se as emissões de CO2 (gás que favorece o aquecimento global do planeta) directamente relacionadas com a energia e a fusão das matérias-primas e finalmente, evita-se o derrame de resíduos. A chave para aumentar a reciclagem no vidro plano está na gestão da obra, onde se dispõe de material de suficiente pureza, imita o sistema de recolha urbana, separando-o dos outros materiais, classificando-o em contentores independentes e finalmente gerindo em rede grandes volumes.

6.8.2.4.

O plástico usado cria novos materiais
Na produção dos materiais plásticos o petróleo - um recurso que, recordemos, está a esgotar-se - usa-se em duplicado, pois é fonte de energia e matéria-prima. O seu fabrico consome muita energia (até 100 mega joules por quilograma, mais que quase qualquer outro material), emite compostos tóxicos (monóxido e dióxido de carbono, óxidos de nitrogénio, compostos à base de cloro, fenóis, formaldeídos, etc.) e uma vez acabada a sua vida útil habitualmente convertem-se em resíduos cuja degradação no meio natural pode necessitar de centenas de anos. A maioria dos plásticos pode ser reciclada, ainda que devendo superar dois obstáculos importantes que são: a baixa pureza do recurso e a disposição de quantidade suficiente de cada tipo de composto para tornar economicamente possível a gestão. Um primeiro bom exemplo são as placas e tabuleiros fabricados a partir de todo o tipo de plásticos provenientes da recolha urbana (contentores amarelos), triturados e prensados, livres de colas e adesivos e com muito boa resposta à humidade. Outro caso é o das placas acústicas fabricadas à base de aglomeração de diversas partículas de espuma de poliuretano, um composto que possui uma altíssima capacidade de absorção acústica em todas as frequências de som. Em ambos os casos, trata-se de produtos 100% reciclados, com origem dentro e fora do mercado da construção, e ao mesmo tempo 100% recicláveis por nova trituração e aglomerado. O que é resíduo para uns, é recurso para outros.

6.8.2.5.

Novos usos para betão usado
Aproximadamente 60% do peso de um edifício com estrutura de betão armado, é composto por granulados pétreos naturais, que se encontram contidos principalmente nesse material. Tratam-se de fragmentos de pedras naturais que se extraem de pedreiras, cujas características técnicas são muito semelhantes ao produto que se obtém da trituração do próprio betão.Sob determinadas condições técnicas e normativas, é possível substituir uma boa parte dos granulados pétreos naturais por este novo material, que até há pouco tempo era visto como resíduo. O betão usado, uma vez separado o aço das suas armações e todos os materiais colados que poderiam alterá-lo, é triturado e separado em diferentes granulometrias, convertendo-se desta forma num componente apto para o fabrico de novo betão cujo comportamento mecânico é semelhante ao dos compostos baseados exclusivamente em granulados pétreos naturais (a resistência estrutural pode chegar a 80 ou 90%). Por cada metro cúbico de betão novo que consumimos, é necessário quase outro metro cúbico de pedra natural de distinta granulometria, podendo-se substituir, como vimos, boa parte dela reciclando o betão usado, que muitas vezes se encontra no mesmo local da obra, ou obter-se em unidades de reciclagem. Reciclando o betão diminuímos ao mesmo tempo três impactos ambientais: A extracção de rochas naturais da pedreira, o derrame contaminante do betão usado e o transporte de todo esse material.

6.8.2.6.

Desenhar os materiais para que poupem matéria
Do ponto de vista ambiental não há melhor material do que aquele que não utilizamos, nem melhor energia do que aquela que não consumimos, e nisto a sua concepção tem muita influência. A empresa Trespa produz painéis para uso interior e exterior que têm sido aperfeiçoados ao longo de 30 anos, fabricando-se na actualidade com 85% de materiais renováveis (madeira proveniente de florestas certificadas) e resíduos industriais (metade dos aglomerantes), reduzindo ao longo desses anos o consumo de matérias-primas extraídas da crosta terrestre e economizando até 33% de energia. Trespa, além disso, reutiliza agora as suas próprias sobras e as placas que se retiram de obra (recolhidas até 300km das suas fábricas) como matéria-prima para novos painéis, perfazendo até 10% da sua composição. O material que não pode utilizar-se desta forma transforma-se - mediante uma incineração segura e livre de metais pesados, halogéneos ou biocidas - em combustível de produção, recuperando-se até 50% da energia gasta originalmente. Seleccionando materiais "optimizados" reduzimos o gasto de matéria e energia do nosso projecto e também ajudamos as indústrias que se esforçam por melhorar o desempenho ambiental dos seus produtos, a fazê-lo cada vez melhor.

6.8.2.7.

O caso do alumínio
Este material é um dos materiais acusados de mau comportamento ambiental, tal como é utilizado muitas vezes. Mas às suas inegáveis vantagens técnicas, o alumínio acrescenta outra: ser reciclável. As peças de alumínio podem fundir-se e voltarem a ser utilizadas praticamente quantas vezes se deseje, sem perder as qualidades notáveis para a maioria das utilizações. Ainda que muita gente ainda não saiba, existem produtos realizados com alumínio 100% reciclado. E nessa reciclagem usam-se quantidades muito exíguas de energia e praticamente sem gerar resíduos de outros materiais. Unida à sua durabilidade, que permite fazer uma máxima quantidade de utilidade obtida por quilograma de alumínio, o facto de ser reciclável, que reduz o impacto ambiental em 90%, torna possível uma gestão que permite usar um capital de grande valor técnico (o alumínio já fabricado) em ciclos fechados, diminuindo ao mínimo os impactos ambientais na comparação com outros materiais alternativos para as mesmas utilizações. Do pior ao melhor.

6.8.2.8.

Ter em atenção as práticas das empresas com que trabalhamos.
Características de uma indústria do século XXI
Zero resíduos: Desaparece o conceito de resíduos, já que directamente não são permitidos no processo industrial. Quando os resíduos se convertem em recursos eliminam-se os derrames sólidos contaminantes.
Emissões não contaminantes: As chaminés devem desaparecer porque ainda que se capturem as emissões tóxicas libertadas e as cinzas contaminantes, o problema continua: a toxicidade concentra-se. Corta-se assim uma segunda ligação contaminante para a biosfera.
Energia renovável: Utilizar energias solares detém o bombeamento de petróleo e as suas emissões contaminantes associadas. Outras ligações contaminantes com a biosfera e a litosfera deixam de existir. Estabelece-se um novo e sustentável, com origem no sol.
Encerramento dos ciclos materiais: deixam de se extrair matérias-primas da crosta terrestre e isto quer dizer fabricar apenas a partir de materiais antes considerados como resíduos. É desactivada outra ligação insustentável com a litosfera e aparece outra sustentável, sem lhe tocar.
Transporte eficiente: O movimento físico é reduzido à sua mínima expressão e além disso é mais eficiente (por exemplo, com motores a pilhas de hidrogénio a partir de biomassa). As emissões de CO2 são neutralizadas com árvores absorvedoras.
Implicação ambiental de todas as partes: As mudanças não podem ser apenas “dentro de portas” da indústria, já que são necessários fornecedores que tragam matérias-primas e serviços ambientalmente correctos e clientes que exijam compra verde, para tornar possíveis economicamente as novas ligações sustentáveis. Redesenho do comércio: A comercialização (dominante) baseada nos custos da extracção deixa lugar a outra, centrada nos custos da reposição, que implica assumir o cargo da conversão dos resíduos em recursos. A mudança da venda para aluguer no mercado da alcatifa representa este conceito. Com a aplicação destes conceitos leva-nos a deixar de estar no problema para fazer parte da solução.
Não há materiais bons ou maus, materiais sustentáveis ou insustentáveis. Existem formas insustentáveis de os utilizar. (fonte: Cuchí, Albert.2005)

6.9.

Factor económico dos materiais
A selecção dos materiais e componentes de construção não pode ter apenas em consideração o seu custo de aquisição, não pode esquecer que durante o período de vida dos edifícios, os materiais e componentes sofrem degradações pelo seu uso, pelo que é necessária a sua manutenção e até mesmo substituição mais do que uma vez.
Aceitando que a vida útil de um edifício de construção recente se desenvolve num periodo de 50 até 100 anos, facilmente se constata que o período mais alargado e consequentemente onde ocorrem maiores investimentos, corresponde às fases de exploração (operação), manutenção e reabilitação. Assim, a análise de custos do material deve incidir sobrerudo nestas fases. Quanto maior a durabilidade de um material, menores serão os custos nestas fases. Outras componentes de custo importantes, mas correntemente ignoradas são: o custo de desmantelamento/ demolição e o custo de eliminação. A capacidade criativa é particularmente útil nos casos de limitação de recursos económicos.
É o exemplo deste projecto encomendado pelo governo do Chile ao grupo de arquitectos Elemental (ver Figura 89).

Uma difícil tarefa de albergar 100 famílias que ilegalmente tinham ocupado uma quinta com o orçamento de 7500 dólares por família para compra de terreno, infraestruturas e arquitectura. Com uma construção corrente seria possível apenas construir 30 m2, porém a opção foi a de construir metade de uma casa de 72 m2, constituída pelos espaços fundamentais da habitação e com mais exigências construtivas, deixando o restante volume para uma outra fase que se saberia ir existir de auto-construção. A arquitectura assumiu aqui um caráter assumidamente flexível, podendo suportar acrescentos, expansões, acompanhando a vida da comunidade, adaptando-se a ela. Tal redução de custos foi também só possível com um estudo aprofundado de materiais locais, acessíveis e correntes que permitissem encaixar-se em tão baixoorçamento. Por vezes são desafios desta natureza que despertam nos arquitectos uma criatividade no verdadeiro sentido da palavra.