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Comparação ambiental de alvenaria estrutural e construção convencional: Aplicação ao edifício modelo

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Palavras-Chave: alvenaria, emissões, energia incorporada. Resumo. Os materiais de construção têm na sua produção consumos diferentes de energia e emissões diferentes de dióxido, principalmente convertidos em CO 2 equivalente. Estas diferenças resultam do tratamento da matéria-prima e das técnicas aplicadas na produção. Frequentemente, numa avaliação ambiental questiona-se que tipo de solução construtiva se torna mais benevolente para o ambiente. O presente estudo refere-se à comparação ambiental de um edifício modelo, que pelas dimensões e configuração estrutural pode ser considerado um edifício tipo que cumpre os requisitos habituais na construção habitacional portuguesa. Este edifício será materializado na solução construtiva convencional, betão armado com paredes de blocos cerâmicos e lajes maciças de betão armado, bem como na solução em alvenaria estrutural de blocos cerâmicos, em duas versões. Na primeira versão com lajes maciças de betão armado e na segunda versão com lajes aligeiradas em abobadilhas cerâmicas. O edifício modelo apresenta nas duas soluções construtivas condições no plano estrutural e no conforto ambiental conforme com as recomendações de ISO 14040, de modo a permitir e garantir a comparação entre as duas soluções. A comparação ambiental limita-se à quantificação dos parâmetros ambientais mais importantes, i.e., a energia incorporada e o dióxido de carbono CO 2 equivalente emitido. Os resultados deste estudo mostram que especialmente a solução construtiva em alvenaria cerâmica na versão 2 tem uma redução de 39% na emissão de dióxido carbono e de diminuição de 41% no consumo de energia, em comparação com a construção convencional. Estas diferenças são devidas à redução drástica de uso de betão armado na solução construtiva de alvenaria estrutural.
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Coimbra, Portugal, 2012!
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COMPARAÇÃO AMBIENTAL DE ALVENARIA ESTRUTURAL E
CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL: APLICAÇÃO AO EDIFÍCIO MODELO
Soheyl Sazedj
1*
, António José Morais
2
e Said Jalali
3
1: Engenharia Civil
Universidade de Évora
Polo da Mitra, 7002-554 Évora, Portugal
e-mail: sazedj@uevora.pt, web: http://www.uevora.pt
Investigador do CIAUD (Centro de Investigação em Arquitectura, Urbanismo e Design)
Faculdade de Arquitectura, Universidade Técnica de Lisboa
Rua Sá Nogueira Polo Universitário 1349-055 Lisboa, Portugal
e-mail: sazedj@fa.utl.pt, web: http://www.fa.utl.pt
2: Departamento de Tecnologias e Gestão de Construção
Faculdade de Arquitectura
Universidade Técnica de Lisboa
Rua Sá Nogueira Polo Universitário 1349-055 Lisboa, Portugal
e-mail: ajmorais@fa.utl.pt, web: http://www.fa.utl.pt
3: Escola de Engenharia
Universidade do Minho
Campus de Azurém, 4800-058 Guimarães, Portugal
e-mail: said@civil.uminho.pt, web: http://www.eng.uminho.pt
Palavras-Chave: alvenaria, emissões, energia incorporada.
Resumo. Os materiais de construções incorporam na sua produção consumos diferenciados de
energia e produzem emissões distintas de dióxido de carbono. Estas diferenças resultam da
própria natureza dos materiais e do diverso tratamento da matéria-prima e igualmente das
técnicas aplicadas na produção e na construção. Frequentemente, numa avaliação ambiental,
questiona-se que tipo de solução construtiva se torna mais benevolente para o ambiente. O
presente estudo refere-se à comparação ambiental de um edifício modelo, que pelas dimensões e
configuração estrutural pode ser considerado um edifício tipo que cumpre com os requisitos
habituais na construção habitacional portuguesa. Este edifício será materializado na solução
construtiva convencional, betão armado com paredes de blocos cerâmicos e lajes maciças de
betão armado, e para a comparação adota-se uma solução em alvenaria estrutural de blocos
cerâmicos, em duas versões paralelas. Na primeira versão com lajes maciças de betão armado e
na segunda versão com lajes aligeiradas em abobadilhas cerâmicas. O edifício modelo apresenta
nas duas soluções construtivas condições no plano estrutural e no conforto ambiental, conforme
com as recomendações da ISO 14040, de modo a permitir e garantir a comparação entre as duas
soluções. A comparação ambiental limita-se à quantificação dos parâmetros ambientais mais
importantes, i.e., a energia incorporada e o dióxido de carbono CO
2
equivalente emitido. Os
resultados deste estudo mostram que especialmente a solução construtiva em alvenaria cerâmica
na versão 2 tem uma redução de 39 % na emissão de dióxido carbono e de diminuição de 41 %
no consumo de energia, em comparação com a construção convencional. Estas diferenças são
devidas à redução drástica do uso de betão armado na solução construtiva de alvenaria estrutural.
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Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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2!
1. INTRODUÇÃO
Pretende-se comparar o desempenho ambiental de dois processos construtivos de um edifício
considerado tipo, um com a estrutura em betão armado e blocos cerâmicos, que considere-se uma
construção convencional, e outro em alvenaria estrutural em duas versões diferentes; a primeira
versão tem lajes maciças de betão armado e a segunda versão tem lajes aligeiradas em
abobadilhas cerâmicas. O edifício modelo proposto corresponde às dimensões médias usuais nos
edifícios habitacionais. Uma vez que se trata também de construção em alvenaria estrutural, é
necessário o estabelecimento dos limites, em especial a altura e a relação entre planta e altura,
que permitem a utilização de construção em alvenaria estrutural. O edifício modelo em betão
armado, i.e. construção convencional, pelo contrário, não tem limites condicionantes no que diz
respeito à relação altura base, como acontece no caso da alvenaria estrutural [1].
Entretanto, estudam-se os problemas de estabilidade seguindo as indicações do Eurocódigo 6 que
regulamenta as estruturas de alvenaria e desenha-se um modelo paramétrico que abrange todos
os problemas de estabilidade. As dimensões e os vãos do modelo devem corresponder às
dimensões médias usuais. Neste sentido, para o modelo paramétrico estimam-se quatro vãos
diferentes, de 2 m, 4 m, 6 m e 7 m. Estes vãos referem-se às paredes estruturais e excluem-se as
paredes divisórias não estruturais. Portanto não se apresentam divisões como quartos, cozinhas
ou instalações sanitárias.
A planta dos modelos a estudar é apresentada na Figura 1 com uma área de construção de
167,6 m
2
:
Figura1. Planta R/Chão
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Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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O requisito fundamental para este estudo é a recolha de dados actualizados dos gastos
energéticos e de emissão de dióxido de carbono na produção de materiais de construção
considerados neste trabalho.
Neste modelo encontram-se quartos com dimensões usuais, com janelas e portas. Existe também
uma escada com patamar apoiado na parede exterior. Esta configuração com escada corresponde
ao cenário pior. Pelo Eurocódigo 6, as alturas livres, -direitos, diferentes no pano da parede
exterior podem causar excentricidades excessivas das forças internas verticais. Portanto, esta
configuração da escada prejudica a estabilidade, limita a altura e obriga a utilizar materiais mais
resistentes na construção em alvenaria estrutural. Consequentemente determina o recurso a
soluções mais poderosas, ou seja, a blocos cerâmicos mais resistentes, o que significa mais peso
e mais emissões e mais energia incorporada. O objectivo é criar um cenário mais desfavorável
para a alvenaria estrutural, para poder obter resultados mais esclarecedores no que respeita ao
potencial diferenciador da alvenaria estrutural.
Os outros parâmetros importantes intervenientes são a baixa resistência em relação à tracção na
zona das juntas e o perigo de ocorrência de encurvadura da parede, que resulta da altura e da
baixa aderência entre bloco e argamassa.
O edifício modelo vai ser analisado com duas soluções construtivas, uma em alvenaria estrutural
sem armadura e outra em construção convencional, o que significa uma estrutura reticulada em
betão armado e paredes exteriores e interiores em alvenaria, como é usual construir em Portugal.
Para salientar as diferenças entre o grau de utilização de betão armado, no modelo em alvenaria
estrutural, estudam-se duas versões diferentes, uma com lajes maciças em betão armado e outra
com lajes aligeiradas em abobadilha cerâmica.
2. O EDIFÍCIO MODELO EM ALVENARIA ESTRUTURAL
A avaliação da estabilidade permite detectar e verificar os problemas de forma e geometria, e
potenciar o desenvolvimento de soluções mais específicas e adequadas. Por este motivo,
realizaram-se várias combinações de geometria, funções e altura para poder obter um sistema de
construção com os tipos adequados de blocos cerâmicos.
Trata-se de uma estrutura sem reforço com armaduras. Sendo assim, a análise tem em
consideração os problemas de tracção entre os blocos por motivo de excentricidade das forças
verticais, a ductilidade, a resistência à compressão e a dinâmica das forças sísmicas. Este estudo
tem importância para a quantificação dos materiais, uma vez que a análise ambiental depende da
quantidade e tipo do material.
Neste contexto, no modelo escolhido, todos estes parâmetros foram considerados e a
regulamentação em termos de estabilidade revela que o edifício pode ser construído com 3 pisos
cumprindo os preceitos do EC6 e do EC8, este último regulamenta a estabilidade sísmica.
Verifica-se também que o uso de blocos cerâmicos mais resistentes, como blocos de clínquer, nas
paredes divisórias no interior e blocos térmicos, com a resistência mínima normalizada no exterior,
aumenta a estabilidade exigida pelo EC6.
A escolha dos blocos cerâmicos tem em consideração os dados recentes de sustentabilidade
ambiental obtidos num levantamento aos produtos disponibilizadas pelas diversas fábricas e
instituições de ensaio. Os blocos devem também cumprir os requisitos da regulamentação para
edifícios, de modo a assegurar a qualidade e do bem-estar da habitação. Os regulamentos tidos
em consideração são:
Para o conforto ambiental e segurança contra incêndio
- Decreto-Lei n.º 80/2006 de 4 de Abril, o Regulamento das Características de Comportamento
Térmico dos Edifícios (RCCTE)
- Decreto-Lei 96/2008 de 9 de Junho e o Decreto-Lei n.º 129/2002 de 11 de Maio, que aprovou o
Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE)
- Decreto-Lei 146/2006 de 31 de Julho e o Decreto-Lei n.º 9/2007 de 17 de Janeiro que aprovou o
Regulamento Geral de Ruído (RGR)
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Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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Para a avaliação da estabilidade
Eurocódigo 2, parte 1-1, Projecto de estruturas de betão
Eurocódigo 6, parte 1-1, Design of Masonry structures
Eurocódigo 8, parte 1-1, Disposições para projectos de estruturas sismo-resistentes
Para uma visualização melhor de edifício modelo para estudar segue uma caracterização:
Características gerais de edifício
Edifício com paredes exteriores e interiores de alvenaria estrutural.
Número de pisos: 3, altura máxima de edifício 9.50 m
Cobertura plana
Uso: Habitação ou escritórios
Localização: Lisboa, Zona Sísmica e Eólica A
Características da cobertura e lajes
Versão 1: laje maciça de betão armado com 20 cm de altura
Versão 2: abobadilhas cerâmicas 40x16x25 cm, laje de 20 cm de altura, peso específico: 8,2kN/m
3
Características gerais das paredes
Paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos,
Paredes exteriores de tijolo térmico, e paredes interiores de clínquer.
Espessura: parede exterior 290 mm, tijolo térmico
parede interior 115 mm, tijolo clínquer
Resistência a compressão de blocos de 290 mm: f
b
= 10 N/mm
2
Resistência a compressão de blocos de 115 mm: f
b
= 45 N/mm
2
Peso específico de blocos de 290 mm: ρ = 18 kN/m
3
Peso específico de blocos de 115 mm: ρ = 13 kN/m
3
Argamassa: M7,5 (f
m
= 7,5 N/mm
2
)
Com o dimensionamento da estrutura definiram-se os blocos cerâmicos a utilizar nas paredes
exteriores e divisórias, por forma a permitir a análise ambiental.
3. O EDIFÍCIO MODELO EM CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL
O dimensionamento da estrutura em betão armado segue as linhas gerais da análise anterior. As
paredes exteriores serão construídas de modo a poderem cumprir o regulamento RCCTE,
mencionado, ou seja, com blocos cerâmicos térmicos para evitar gastos adicionais de isolamento
e para manter o edifício de betão armado igual ao de alvenaria estrutural em termos económicos.
Estes blocos têm baixa resistência, dado que não existe necessidade de garantir resistência
estrutural, possuindo assim unicamente uma massa volúmica de 860 kg/m
3
. As lajes são maciças
de betão armado, conforme com a construção habitual, e têm sempre a mesma espessura para
manter a mesma qualidade estrutural e acústica, permitindo assim uma comparação mais
adequada. Em princípio e resumindo, as diferenças ocorrem nos pilares, que com as vigas
constituem uma estrutura reticulada de betão armado.
Na construção em betão armado, ao contrário do que acontece na alvenaria estrutural, as paredes
divisórias não m uma função estrutural e por isso podem ter menos resistência. Neste caso, a
estrutura reticulada é em betão armado e são utilizados blocos cerâmicos com menos resistência
à compressão porque são mais económicos.
Na análise estrutural do edifício modelo em betão armado, os Regulamentos de Segurança e
Acções e o de Estruturas de Betão Armado e Pré-esforçado, bem como o EC2 e o EC8, são
considerados.
A simulação de cálculo automático confirma as dimensões e verifica que as dimensões das vigas,
lajes e dos pilares estão dentro do estado limite, bem como, o modelo em alvenaria estrutural.
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Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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5!
4. OS DADOS AMBIENTAIS
A análise ambiental será baseada na verificação de energia incorporada e na quantidade de
dióxido de carbono emitido na fabricação e transporte dos materiais de construção, para ambos os
modelos, o de alvenaria estrutural e o em construção convencional. Uma avaliação da vida útil da
obra e dos recursos humanos envolvidos também serão necessários para se poder fazer uma
comparação global. Tendo em atenção que a utilização de energia e emissão de CO
2
são os
parâmetros mais relevantes na avaliação ambiental, optou-se por considerar somente estes dois
parâmetros na análise comparativa das duas soluções estudadas.
Os dados usados para os blocos cerâmicos foram recolhidos das especificações divulgadas pela
empresa Preceram [2], uma fábrica de grande dimensão, que utiliza tecnologia avançada na
produção, e dos documentos, INVENTORY OF CARBON AND ENERGY (ICE) [3] da
Universidade de Bath (UB) de 2008, e da publicação do Centro Tecnológico da Cerâmica e do
Vidro (CTCV), “DADOS DE REFERÊNCIA PARA BENCHMARKING” [4] de 2004.
Além destes dados referidos, também se recorreu aos dados obtidos nas seguintes publicações
espanholas, GUÍA DE L’EDIFICACIÓN SOSTENIBLE [5] e ECOLOGIA DOS MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO [6] com dados ecológicos gerais e actualizados dos materiais de construção, que
se podem considerar como referencial, uma vez que estes dados são levantados a nível Europeu.
As instituições e autores referidos em cima apresentam os dados de acordo com o tipo de energia
utilizada na produção, nomeadamente de energia eléctrica e térmica, e em função da dimensão da
fábrica, pequena, média e grande dimensão. Em geral a estatística e os resultados obtidos
baseiam-se mais na utilização da energia térmica, uma vez que a energia eléctrica tem um
contributo de cerca de 20%. Os valores utilizados neste contexto são valores mistos e
consideraram-se as dias para se aumentar a probabilidade de uma comparação justa dos
dados.
Tabela 1. Comparação de consumo de energia e emissão de CO
2
na fábrica do bloco cerâmico
UB
CTCV
PRECERAM
Energia Incorporada (MJ/kg)
3,0
1,37
1,02
Emissões de CO
2
(kgCO
2
/kg)
0,22
0,112
0,100
Na Tabela 1 nota-se que os dados do CTCV são significativamente mais baixos. A razão encontra-
se no período de análise dos dados. As outras instituições analisaram os dados das fábricas
durante um período de vários anos, começando em 1995. Entretanto estes dados, que são valores
médios, reflectem também os anos em que a indústria ainda não tinha tomado medidas para
reduzir a energia e a poluição na produção. Ao contrário, o levantamento do CTCV refere-se
apenas ao ano 2004, com os dados mais recentes da indústria, que m aplicando as novas
tecnologias de fabricação que introduzem medidas de redução da energia e da poluição. Os
valores das fábricas portuguesas incorporam já o avanço tecnológico. Pelo protocolo de Quioto, os
países industriais acordaram uma redução de 25 a 40% das emissões até 2020. Portanto, uma
vez que esta investigação quer analisar os futuros possíveis desenvolvimentos, inclina-se pelos
valores que a fábrica indica, pois já incorpora os avanços tecnológicos alcançados.
Para os dados referentes ao betão e cimento utilizam-se as mesmas fontes, com excepção dos
dados para Portugal. Aqui serve o documento da Empresa CIMPOR, maior produtor de cimento
em Portugal que revela no seu último relatório anual “RELATÓRIO DE SUSTENTABILIDADE ’08”
[7] os valores relacionados com a produção de cimento em 2008.
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Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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6!
Tabela 2. Comparação de consumo de energia e emissão de CO
2
na fábrica do cimento
UB
CIMPOR
IC
UM
Energia incorporada (MJ/kg)
4,6
3,591
7,02
4,00
Emissão de CO
2
(kgCO
2
/kg)
0,83
0,676
-
-
Na Tabela 2 os dados da CIMPOR são mais relevantes para Portugal, uma vez que representam o
consumo energético e a poluição real de ano 2008 e não representam, como nas outras fontes,
valores médios de vários anos e se refiram a dados de outros países.
Considera-se que o cimento constitua cerca de 14 % do betão, a água (com razão
água/cimento = 0,5) representa entre 6 e 7 % e os restantes 80% correspondem aos agregados.
Pode-se concluir que, proporcionalmente, a emissão de CO
2
na central de betão é de
0,10 kgCO
2
/kg, com 0,095 para o cimento (14 %) e 0,005 (80 %) para os agregados, considerando
que a contribuição da água é desprezável.
A emissão de CO
2
na produção de agregados é resultante da trituração dos agregados utilizando
energia térmica e a mistura na central de betão é realizada com energia elétrica. Confirma-se que
no documento ICE o valor da emissão de CO
2
na produção de agregados é igual, uma vez que o
processo quer seja em Portugal ou Inglaterra é igual, e não grande desenvolvimento
tecnológico neste processo, visto que a poluição neste processo, para além do , é baixa. Da
mesma forma, pode-se determinar os valores para o consumo de energia envolvido na produção
de betão. O valor atribuído para o betão é de 0,81 MJ/kg, com 0,504 para o cimento e 0,307 para
os agregados. Estes valores aparecem no levantamento (S) da tabela seguinte.
Tabela 3. Comparação de consumo de energia e emissão de CO
2
no fabrico de Betão
UB
S
IC
UM
Energia incorporada (MJ/kg)
0,95
0,81
1,008
1,00
Emissão de CO
2
(kgCO
2
/kg)
0,13
0,10
-
0,065
A recolha de dados relativos à produção de aço, nomeadamente os varões utilizados no betão
armado, e a análise e justificação dos dados relativamente à energia incorporada e à emissão de
CO
2,
torna-se muito difícil e complexa. Em primeiro lugar, porque a indústria do aço é, entre as
indústrias em geral, um dos maiores produtores de CO
2
no mundo. A indústria do aço consciente
do problema assume esta responsabilidade e na Europa vários projectos de desenvolvimento
de tecnologia visando a redução de emissão de CO
2
no processo de fabrco, bem como estudos
relativos à armazenagem de CO
2
e à sua utilização na produção da electricidade. O mais
conhecido projecto é o ULCOS (Ultra Light CO
2
Steel Manufacturing). ULCOS é um consórcio
envolvendo a indústria e respectivas associações empresariais e a União Europeia. O projecto
está entrou em 2009 na sua segunda fase (ULCOS II) e tem por objectivo principal reduzir as
emissões de CO
2
para metade. De igual modo tem ocorrido um desenvolvimento significativo na
redução da poluição nos últimos 15 anos, com o recurso à utilização do forno eléctrico. Neste
momento a indústria está ainda longe da meta definida e pretendida e as respectivas associações
não revelam os dados actuais das emissões que hoje em dia se verificam no processo de fabrico.
Em segundo lugar, o problema está na complexidade do fabrico do aço e nos diferentes métodos
utilizados na produção. Além deste facto alguns dados encontrados referem-se ao aço cru e
outros ao aço trabalhado, pronto para a utilização na construção. Mais ainda deve-se ter em
atenção se trata de um aço virgem ou aço reciclado.
!
Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
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7!
Decidiu-se por estabelecer valores médios, uma vez que é praticamente impossível dispor dos
valores rigorosos, porque cada encomenda de varões pode vir de uma fonte diferente e quase
nunca é possível definir a energia incorporada do aço fornecido, e as emissões de CO
2
com rigor.
Os dados fornecidos de relevância são mais uma vez do documento ICE de Universidade de Bath.
Os documentos “Energy Management (SI) [8], e “Insights from Steel Benchmarks and the
Environment” (TK) [9], embora que não são completos mas confirmam os dados mencionados.
Tabela 4. Comparação de consumo de energia e emissão de CO
2
na fábrica de aço
UB
SI
TK
virgem
reciclado
média
cru
virgem
Energia incorporada (MJ/kg)
29,20
8,8
17,4
18,4
-
Emissão de CO
2
(kgCO
2
/kg)
2,77
0,45
1,40
1,36
2,0
Considerando os dados da Tabela 4 e os factos acima mencionados, os valores médios dos
varões no documento ICE da UB reflectem mais realisticamente a realidade e são mais
adequados para esta análise. Sendo assim, o valor médio, considerando 59% de aço reciclado
(normal para a produção de varões na Europa, no resto de mundo este valor pode variar entre
35,5 e 39 %) [3], para o consumo de energia considerado será de 17,40 MJ/kg, e a poluição criada
de CO
2
será de 1,40 kgCO
2
/kg.
De acordo com as tabelas 1-4 obtém-se os seguintes dados para a quantificação da energia
incorporada e da emissão do dióxido carbono para as duas opções construtivas estudadas.
Emissão de dióxido carbono
Unidades cerâmicas 0,100 kg CO
2
/ kg
Betão 0,100 kg CO
2
/ kg
Aço 1,400 kg CO
2
/ kg
Argamassa de resistência de 5 a 10 MPa 0,213 kg CO
2
/ kg
Energia incorporada
Unidades cerâmicas 1,02 MJ
/ kg
Betão 0,81 MJ
/ kg
Aço 17,40 MJ / kg
Argamassa de resistência de 5 a 10 MPa 1,40 MJ / kg
Estes dados referem-se à fabricação dos materiais de construção à saída da fábrica. Portanto
deve-se considerar também as emissões e a energia incorporada no transporte dos materiais da
fábrica até a obra, bem como a energia consumida na sua aplicação em obra aquando da
construção.
Para a emissão de CO
2
no transporte dos materiais de construção devem-se considerar os
factores descritos de seguida.
O documento “CODE FOR SUSTAINABLE HOMES” [10] fornece os dados para a quantificação de
emissão de CO
2
no transporte. A maioria deste tipo de transporte é realizada em modo rodoviário
quer a nível nacional quer no seio da União Europeia. Os regulamentos nacionais que se aplicam
em termos de tipo e medidas de camiões que podem transportar os materiais de construção estão
baseados nas directivas e regulamentos de União Europeia. A guia “International Road Transport
Guidedo ano de 2006 mostra as normas gerais e de acordo com estas directivas calcula-se o
transporte com camiões articulados com mais do que seis eixos para o limite de transporte de 37
toneladas em Portugal e de 36 toneladas máximas em Espanha.
O fabrico de betão pode ocorrer em estaleiro, ou seja, por utilização de betão pronto. No último
caso a distância não pode ultrapassar 50 km para garantir um preço económico e evitar problemas
técnicos com o início da presa do betão. Em princípio, em Portugal encontra-se sempre uma
central de betão a uma distância razoável, a menos de 50 km e uma vez que se trata de uma obra
da pequena/média dimensão, justifica-se recorrer ao betão pronto. Para betão pronto utilizam-se
!
Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
!
8!
normalmente camiões betoneiras móveis de 12 toneladas de capacidade, que são camiões com
capacidade inferior a 33 toneladas. Assim, utilizam-se camiões com capacidades inferiores e
superior a 33 toneladas.
Conforme o documento mencionado acima, a emissão de CO
2
no transporte com camiões de
capacidade inferior a 33 toneladas é de 0,747 kgCO
2
/km e nos camiões de capacidade superior é
de 0,929 kgCO
2
/km.
Na quantificação da energia incorporada pelo transporte é de notar que a relação do consumo da
energia no transporte em relação à produção do material transportado, expresso em percentagem,
seria igual nas duas soluções construtivas.
O transporte é realizado principalmente pela via rodoviária, dadas as distâncias serem pequenas,
e o consumo energético por camiões é de 0,000402 MJ/(kg.km); um valor pequeno, para as
distâncias comuns até 100 km, em comparação com os dados de energia incorporada, mas com
suficiente importância para ser considerado neste estudo.
5. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
Para as duas soluções construtivas, o edifício modelo está dimensionado para uma aplicação
mínima dos materiais de construção, garantindo-se no entanto a verificação dos regulamentos
mencionados anteriormente. A comparação das quantidades de materiais de construção utilizados
para as duas estruturas pode mostrar a tendência e a direcção deste estudo, uma vez que as
quantificações seguintes são todas dependentes dessas quantidades.
Tabela 5. Comparação da Massa em kg, Construção Convencional (CC) Alvenaria Estrutural
(AE) Versão 1
Material
CC
AE
Diferença
(CC-AE)
Diferença
(%)
Tijolo (exterior)
99.849
219.866
-120.037
-120
Tijolo (interior)
23.793
45.211
-21.418
-90
Betão
457.691
284.836
+172.855
+38
Aço, armadura
26.838
19.712
+7.126
+27
Argamassa
25.844
27.282
-1.438
-6
TOTAL
634.015
596.907
+37.108
+6
Nota: CC: Construção Convencional; AE: Alvenaria Estrutural; P: Produção
Versão 1: Laje maciça; Versão 2: Laje abobadilha
Tabela 6. Comparação da massa em kg, Construção Convencional (CC) Alvenaria Estrutural
(AE) Versão 2
Material
CC
AE
Diferença
(CC-AE)
Diferença
(%)
Tijolo (exterior)
99.849
219.866
-120.037
-120
Tijolo (interior)
23.793
45.211
-21.418
-90
Abobadilha
0
48.871
-48.871
-
Betão
457.691
145.350
+312.341
+68
Aço, armadura
26.838
6.762
+20.076
+75
Argamassa
25.844
27.282
-1.438
-5,6
TOTAL
634.015
493.342
+140.673
+22
!
Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
!
9!
Tabela 7. Comparação de emissões de CO
2
(kg CO
2
) e as percentagens de emissões por material
CO
2
emitido
CC
AE Versão 1
AE Versão 2
P
%
P
P
%
Betão
45.769
45,2
28.484
14.535
23,7
Blocos cerâmicos
12.364
12,2
26.508
31.395
51,3
Argamassa
5.505
5,5
5.811
5.811
9,5
Aço, armadura
37.573
37,1
27.597
9.467
15,5
Total a saída de fabrica
101.211
100,00
88.399
61.208
100
Transporte
5.577
5,2
5950
4.044
6,2
TOTAL
106.788
94.349
65.251
As tabelas 7 e 8 mostram que no caso de construção convencional os materiais principais são o
betão e o aço, com 45 e 37 %, na emissão de CO
2
, e com 37 % e 47 % na energia incorporada.
No caso da versão 2 de alvenaria estrutural os materiais principais são os blocos cerâmicos e o
betão, com 51 e 24 % na emissão de CO
2
, e com 54 % e 20 % na energia incorporada. Portanto,
na versão 2 da alvenaria estrutural, o maior emissor e consumidor de energia, i.e. o aço, não tem
uma contribuição significativa. Nesta versão a utilização do aço é significativamente reduzida. A
laje aligeirada utiliza muito menos varões de aço. Ao contrário, na versão 1, com lajes maciças, a
utilização de varões de aço é muito elevada. Pois, na versão 1 do edifício modelo, embora propicie
uma melhoria, devida à ausência dos pilares, em comparação com a construção convencional, as
contribuições nas emissões de CO
2
e no consume de energia continuam a ser elevadas. Assim, a
versão 2 de alvenaria estrutural, devido à grande redução da quantidade de aço, torna-se
ambientalmente mais favorável, como se pode verificar nos valores totais.
Tabela 8. Comparação de energia incorporada (MJ), percentagem do consumo de energia por
material e pelo consumo total da fabricação dos materiais
Energia incorporada
CC
AE Versão 1
AE Versão 2
P
%
P
%
P
%
Betão
370.730
37,1
230.717
28,32
117.734
19,83
Blocos cerâmicos
126.114
12,6
270.379
19,05
320.227
53,93
Argamassa
36.182
3,6
38.195
3,84
38.195
6,43
Aço, armadura
466.981
46,7
342.989
48.79
117.659
19,81
Total na saída da
fabrica
1.000.007
100
882.279
100
593.815
100
Transporte
27.989
2,7
23.851
2,32
16.168
2,65
TOTAL
1.027.996
906.131
609.982
Nota: CC: Construção Convencional; AE: Alvenaria Estrutural; P: Produção
Versão 1: Laje maciça; Versão 2: Laje abobadilha
!
Soheyl Sazedj, António José Morais e Said Jalali
!
10!
A solução construtiva em alvenaria cerâmica, na versão 2, tem uma redução de 39 % na emissão
de dióxido carbono e de 41 % no consumo de energia, quando comparada com a construção
convencional.
A Tabela 9 apresenta os valores por m
2
de construção para as três opções estudadas.
Tabela 9. Comparação de energia incorporada e emissão de CO
2
por m
2
de construção
CC
AE Versão 1
AE Versão 2
Energia incorporada (MJ/m
2
)
2044
1801
1213
Emissão de CO
2
(kgCO
2
/m
2
)
212
188
130
Salienta-se que estas diferenças são devidas à redução drástica de betão armado na solução
construtiva de alvenaria. Num estudo seguinte analisar-se o mesmo edifício modelo, mas na
solução convencional com lajes aligeiradas de abobadilhas prefabricadas em betão.
REFERÊNCIAS
[1] S. Sazedj, Análise de Sustentabilidade de Alvenaria Estrutural, tese de doutoramento,
Faculdade de Arquitectura, Universidade Técnica de Lisboa, (2012)
[2] Grupo Preceram, Pombal, (2010)
[3] G. Hammond e C. Jones, Inventory of Carbon and Energy (ICE), Department of
Mechanical Engineering, University of Bath (UB), Bath, (2008)
[4] Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV), Reference Data for Benchmarking,
Coimbra, (2004)
[5] F. Rovira, L. Josep e M. Casado, Institut Cerdà (IC), Guía de l’edificación sostentible,
Barcelona, (1999)
[6] S. Jalali, F. E. Marcelo e J.A. Nelson, Ecologia dos Materiais de Construção, B. Berge,
1999, traduzido e adaptado para português, Universidade Minho (UM), Guimarães, 2007
[7] CIMPOR, Cimentos de Portugal, SGPS, SA., Relatório de Sustentabilidade ’08, Lisboa,
(2008)
[8] Stahlinstitut VDEh und Wirtschaftsvereinigung Stahl im Stahl-Zentrum, Energy
Managemente, http://www.stahl-
online.de/Deutsch/Linke_Navigation/Technik_Forschung/Energie_und_Umwelttechnik/Ene
rgiewirtschaft.php?highmain=2&highsub=3&highsubsub=1, Düsseldorf, 2010, (última
consulta Maio 2011)
[9] HJ. Weddige, Thyssen Krupp Steel, Insights from steel Benchmarks and the
environmente, Essen, (2009)
[10] Department for Communities and Local Government, UK, Code for Sustainable Homes,
Technical Guide, Version 2, London, (Maio 2009)
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Análise de Sustentabilidade de Alvenaria Estrutural, tese de doutoramento, Faculdade de Arquitectura
  • S Sazedj
S. Sazedj, Análise de Sustentabilidade de Alvenaria Estrutural, tese de doutoramento, Faculdade de Arquitectura, Universidade Técnica de Lisboa, (2012)
Relatório de Sustentabilidade '08
  • Cimentos Cimpor
  • De Portugal
  • S A Sgps
CIMPOR, Cimentos de Portugal, SGPS, SA., Relatório de Sustentabilidade '08, Lisboa, (2008)
Ecologia dos Materiais de Construção, B. Berge, 1999, traduzido e adaptado para português
  • S Jalali
  • F E Marcelo
  • J A Nelson
S. Jalali, F. E. Marcelo e J.A. Nelson, Ecologia dos Materiais de Construção, B. Berge, 1999, traduzido e adaptado para português, Universidade Minho (UM), Guimarães, 2007