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TETO VERDE: O USO DE COBERTURAS VEGETAIS EM - PUC-Rio

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TETO VERDE: O USO DE COBERTURAS VEGETAIS EM - PUC-Rio
Departamento de Artes & Design
TETO VERDE:
EDIFICAÇÕES.
O
USO
DE
COBERTURAS
VEGETAIS
EM
Aluna: Manoela de Freitas Ferreira
Orientadores: Alfredo Jefferson de Oliveira e Fernando Betim Paes Leme
Introdução
O Eco-Design tem como ênfase a elaboração de ferramentas e metodologias que
possibilitem a inclusão de parâmetros ambientais no projeto. Para atingirmos o
desenvolvimento sustentável é necessário o desenvolvimento de soluções projetuais que
minimizem os impactos ambientais e maximizem a conservação dos recursos naturais
decorrentes do uso e da produção destes objetos, sem deixar de atender simultaneamente as
especificações de qualidade, desempenho e custo.
Neste aspecto, é relevante o papel da ocupação humana nas cidades, concentrando e
adensando demograficamente espaços urbanos despreparados para este aporte. As construções
erguidas neste contexto estão condicionadas a técnicas e referenciais de épocas em que os
agravantes ecológicos não eram percebidos. Repetimos insistentemente modos de agir que
ignoram as necessidades de adequação às questões ambientais. Nossos equipamentos, objetos,
incluindo as construções, devem ser analisados dentro de um novo contexto, onde as
necessidades e solicitações de convivência com o ambiente requerem novos procedimentos no
uso do espaço habitado. As moradias representam um bem indispensável para a sobrevivência
do homem, um direito exigido que determina comumente um fator de preocupação das
cidades. A ocupação descontrolada do solo com a urbanização acelerada e a verticalização
dos espaços que geram um aumento de serviços de infra-estruturas a serem oferecidos, além
do aumento no consumo de energia, determinando conseqüentemente um aumento na
temperatura da cidade.
A impermeabilização do solo urbano, os aparelhos de refrigeração, os automóveis e os
materiais de construção que compõem a malha urbana refletem o calor emanado pelo sol,
numa atmosfera desprotegida de sua camada de ozônio. A inércia térmica acumulada pelos
materiais, principalmente das coberturas das moradias, são grandes responsáveis por este fator
de desconforto climático.
Pesquisadores vêem a algum tempo trabalhando em soluções que minimizem estes
fatos e uma alternativa conhecida desde os ancestrais é a “cobertura vegetal”, ou seja,
soluções que utilizam jardins e gramados em substituição às tradicionais coberturas de telhas,
laje, folhas de aço, dentre outras, que tradicionalmente cobrem as edificações. Nas cidades
esta técnica vem sendo abordada timidamente em experiências esparsas, porém já de grandes
impactos conceituais. O isolamento térmico propiciado pelas camadas vegetais permite um
ambiente interno mais agradável e diminui a reflexão e absorção de calor nas coberturas,
baixando assim a temperatura emanada ao do espaço envoltório. O conseqüente aumento da
superfície vegetal garante também elementos orgânicos que absorvem gás carbônico
resultante da combustão dos veículos que circulam na cidade, colaborando com a redução do
efeito estufa.
Considerando a contribuição destes dados na escolha de materiais e sistemas
construtivos a serem implementados nas cidades, buscamos observar a importância da
contribuição do eco-design no desenvolvimento de técnicas de aplicação das chamadas
coberturas verdes nas construções. Neste trabalho pretendemos levantar os casos situados na
cidade do Rio de Janeiro, analisar as condições, financeiras e culturais, que possibilitaram e
que possam a utilização deste conceito construtivo, verificar alguns aspectos ligados à
redução dos impactos ambientais e analisar possíveis contribuições do design no sucesso
destas iniciativas.
Objetivos
O objetivo da pesquisa é levantar as situações onde ocorrem projetos e construções
com teto verde no Rio de Janeiro e verificar as possibilidades de contribuição do design e
arquitetura em projetos a serem implantados. A pesquisa pretende ainda verificar as
possibilidades de soluções de baixo custo e alguns aspectos específicos sobre a propriedade
do sistema construtivo, através da realização de testes e modelos.
Metodologia
Revisão bibliográfica sobre o tema e levantamento de projetos e construções que
aplicam o conceito de teto verde. Após o estudo dos dados levantados, estão sendo realizados
experimentos e testes dos modelos desenvolvidos e de algumas técnicas alternativas de
construção de coberturas vegetais.
Levantamento Bibliográfico
A bibliografia sobre o assunto é bastante vasta, tendo em vista o fato de ser a
cobertura verde bastante disseminado entre os países europeus, especialmente na Alemanha.
Encontramos também alguns sites e publicações americanas. De acordo com VILELA (2005),
a cobertura verde vem, recentemente, conquistando adeptos na América Latina, tendo no
México um grande interesse e aceitação. No Brasil o interesse ainda é relativamente pequeno,
com uma maior difusão no Rio Grande do Sul, onde encontramos algumas empresas
especializadas na aplicação e construção de coberturas verdes. Esta maior difusão pode ser
decorrente da influência da imigração alemã ou pelos aspectos positivos na regulação da
temperatura interna das residências.
A diminuição da área verde nas grandes cidades e sua substituição por asfalto e
cimento, impermeabilização de grandes áreas, coberturas de material cerâmico ou compósito
de cimento e fibras minerais, impermeabilizam a superfície diminuindo a absorção de
umidade. Estes fatoress aumentam a temperatura ambiente e tem como conseqüência o uso
acentuado de sistemas artificiais de refrigeração das construções. Todo este contexto,
acrescido do intenso uso de veículos, como num ciclo vicioso acabam por acarretar que a
temperatura do centro das grandes cidades seja de 4º a 11º mais alta que nos subúrbios
(LÖTSCH 1981 apud MINKE 2005).
O uso de cobertura verde nas residências e em instalações comerciais e o aumento de
áreas jardinadas poderiam amenizar significantemente a temperatura, além de contribuir para
melhoria da qualidade de vida já que ajudaria, na purificação do ar, na absorção de poeira
e/ou agentes poluentes e nas taxas de umidade e na redução da poluição sonora.
De acordo com MINKE 2005, provavelmente seria suficiente transformar de 20% de
todos os telhados em cobertura verde para dobrar a quantidade de folhas de uma cidade,
baseado no fato de que um telhado verde chega a ter de 5 a 10 mais folhas por área que um
parque aberto, amenizando os problemas de umidade, conforto ambiental e até mesmo
aspectos sociológicos.
De acordo com o levantamento bibliográfico, as coberturas verdes são eficientes na
proteção das intempéries e trazem significativas contribuições, que detalharemos a seguir:
O isolamento térmico é conseqüência de dois fatores: a absorção da radiação das
plantas durante o processo de fotossíntese, que pode captar grande parte da energia e a
espessura da cobertura verde que funciona como uma grande manta isolante. Estes fatores
também contribuem para reduzir as variações térmicas, estabilizando a temperatura entre as
diferentes horas do dia, já que absorve energia durante as horas de insolação e mantêm a
temperatura interna durante a noite. O mesmo acontece durante as diferentes estações do ano
quando os tetos verdes esquentam no inverno a medida em que armazenam o calor nos
ambientes internos, e no verão auxiliam a manter fresco este mesmo ambiente interno, uma
vez que protegem da insolação direta estes ambientes. Esta característica faz com que o uso
de cobertura verde seja recomendado tanto em regiões de clima frio quanto de clima quente.
Em uma experimento realizado por VECCHIA et alli (2006), comparando a
temperatura interna de módulos construtivos cobertos diferentes telhados, temos que num dia
de temperatura externa de 34,0ºC, a temperatura máxima no interior do módulo de cobertura
verde foi de 28,8ºC, bem menor do que as encontradas para as demais coberturas: telha
cerâmica 30,4ºC, aço galvanizado 45ºC, telha de fibro cimento 31,0ºC e laje de concreto
34,7ºC, evidenciando a eficiência de isolamento térmico deste tipo de cobertura.
O processo de fotossíntese também tem papel fundamental na absorção de CO2 e os
telhados com cobertura vegetal também contribuem para redução do efeito estufa.
A cobertura verde também contribui para a limpeza do ar, filtrando parte das partículas
de poeira que ficam aderidas nas superfícies das folhas e que depois são levadas pela chuva.
Outra contribuição interessante é a redução da poluição sonora que se dá através da
transformação da energia sonora em movimento das folhas e da significativa absorção da
massa de cobertura.
A capacidade de retenção de água pela cobertura verde também tem sido mencionada
em diversos trabalhos e se trata de outra interessante característica, que tanto colabora com a
regulação da umidade do ambiente, permitindo a evaporação de uma considerável quantidade
de água e o conseqüente aumento da umidade do ar, como contribui para redução do
problema de drenagem da água de chuvas. Numa cidade com grandes áreas impermeáveis a
drenagem das águas fluviais pode ser um problema, pois toda água da chuva corre
imediatamente para os canais e drenos, que muitas vezes transbordam devido ao grande
volume d’água. As coberturas verdes retêm parte da água, funcionando como pequenas
encostas que liberam a água mais lentamente evitando o colapso na drenagem urbana e
aumentando a umidade nos dias seguintes.
Segundo MINKE 2005, um teto verde com 20 cm de substrato de terra e argila
expandida, por exemplo, possui capacidade de armazenar até 90mm de água, ou seja, 90L de
água por m². Cita ainda a norma alemã DIN 1986 que define o coeficiente de deságüe de
águas pluviais para tetos jardim com um mínimo de 10 cm de espessura, em de 0.3. Isto
significa que somente 30% da chuva que caí, deságua e 70% é retida pelos tetos verdes e/ou
são evaporadas, índice que pode sofrer alterações devido a inclinação do teto. Na realidade
estes dados não se referem a uma região tropical como o Rio de Janeiro, onde a intensidade
das chamadas chuvas de verão certamente ultrapassam a capacidade de retenção de uma
cobertura vegetal, reduzindo drasticamente o percentual de retenção, mas sempre
contribuindo para diminuir a vazão imediata das águas fluviais.
Diversos outros efeitos positivos secundários foram levantados tais como aumento da
área para insetos e pássaros, efeitos estéticos e psicológicos, uma vez que suavizam e
embelezam o ambiente em que se encontram.
Foram também encontradas referências que mencionam o aumento da durabilidade das
coberturas como um efeito positivo. Na realidade a cobertura verde tem uma durabilidade
indefinida por sua própria natureza e protege a base impermeável, seja ela de concreto, telha
ondulada, lonas ou filmes plásticos dos efeitos térmicos da insolação solar e das radiações
ultravioletas, fazendo com que estes tenham uma durabilidade muito superior do que os
similares convencionais que não utilizam cobertura vegetal.
Fig 1 – Edifício com cobertura verde. Fonte: MINKE (2005)
Poucas são as dificuldades encontradas na utilização de uma cobertura verde, no
entanto alguns cuidados são necessários,
Como a cobertura vegetal necessita de um substrato vegetal ou terra para o plantio,
isto pode acarretar em uma cobertura mais pesada do que as convencionais, o que implica na
verificação ou, eventualmente, reforço da estrutura já existente. No caso de edifícios ou
coberturas de lajes provavelmente não será necessário, especialmente no caso de cobertura
vegetal extensiva, mas em casas que foram projetadas para telhados ligeiros como as telhas
de cimento, certamente deveremos ter uma atenção especial ao cálculo estrutural com
eventuais aumentos de custo decorrentes deste reforço. Também no caso de construção de
residências é provável um aumento de custo decorrente de uma estrutura mais robusta. De
qualquer forma, tanto num caso como outro, os eventuais aumentos no investimento inicial
serão superados em pouco tempo pelos benefícios, em especial pela redução do custo da
regulação temperatura interna.
De acordo com a classificação alemã de telhados vivos (ECOTELHADO 2007), as
coberturas verdes são divididas em dois grupos: extensivos com um substrato fino, pesando
entre 70 e 170kg/m2 e intensivos com substratos mais espessos, pesando mais de 170 kg/m2.
Quanto aos sistemas de aplicação e construção, encontramos basicamente três tipos de
cobertura verde:
A – Contínua
Neste tipo de cobertura verde, que é a mais antiga e difundida, o substrato é aplicado
diretamente sobre a base, devidamente impermeabilizada e protegida por diferentes camadas.
Fig. 2 – Diferentes camadas em uma cobertura verde. Fonte: E.P.A. (2007)
As camadas se alteram de acordo com a base utilizada e o tipo de clima da região. Nos lugares
de clima frio é necessário uma camada que impeça a condensação de vapor d’água na
membrana isolante. No clima tropical basicamente encontramos a camada de
impermebilização, uma de drenagem, uma de filtragem e uma com a terra ou sustrato onde é
plantada a vegetação apropriada.
Fig 3 – Residência com telhado verde. Fonte: ECOTELHADO (2007)
Fig. 4 – Aplicação de cobertura verde em parte da casa. Foto: Fernando Betim
B - Módulos pré-elaborados
É o tipo de cobertura desenvolvida para rápida aplicação e normalmente é
comercializada por empresas especializadas. Geralmente é uma espécie de bandeja rígida com
os substratos e as plantas já crescidas para colocação direta e imediata sobre as coberturas
convencionais. O tamanho da bandeja permite um fácil manuseio e o resultado é imediato.
Por serem plantadas em grande quantidade, este tipo de solução facilita o uso de
diferentes plantas em uma mesma bandeja.
Fig. 5 - colocação de placas. Fonte: ECOTELHADO (2007)
Fig. 6 – manutenção de cobertura vegetal. Fonte: ECOTELHADO (2007)
C - Aérea
Com a vegetação separada da base ou cobertura, esta solução é praticamente uma
cobertura viva da cobertura tradicional, traz algumas vantagens estruturais na instalação mas
não tem o mesmo efeito isolantes das anteriores.
Fig.7 – Cobertura aérea com plantio de maracujá. Fonte: BERNARDES (2007), foto de
Adilson Manoel Godoy/FSP
Na figura 7, Julio BERNARDES (2007) apresenta o caso de aplicação de uma tela
metálica com cobertura de pés de maracujá sobre uma cúpula de acrílico do prédio do Centro
de Educação Permanente em Saúde Pública, amenizando a temperatura sem interromper a
iluminação e reduzindo o ruído da chuva neste tipo de cobertura.
É importante uma prévia definição da vegetação a ser adotada, escolhendo espécies de
pouco crescimento, que necessitem de pouco extrato vegetal e que sejam adaptadas ao clima
da região, evitando dificuldades na manutenção. A empresa gaúcha Ecotelhado adota as
espécies do gênero sedum da família das Crassulaceas por considerar adequadas já que o lento
crescimento diminui a manutenção e que são resistentes as condições adversas..
Outros aspectos como a incidência solar, índices pluviométricos, temperatura do local,
ventos dominantes e a inclinação do telhado verde e a necessidade de retenção de água pela
vegetação devem ser considerados na escolha da vegetação a ser adotada. Fatores estéticos e
olfativos também podem contribuir na escolha.
A definição da inclinação do teto é fundamental para o projeto de uma cobertura
vegetal. Enquanto nos tetos planos devemos ter uma preocupação com a drenagem para evitar
que o excesso de umidade apodreça as raízes, nos muito inclinados é necessário o uso de
travamentos para evitar que a terra e o substrato deslizem. A solução mais recomendada é a de
coberturas levemente inclinadas, que facilitam a drenagem sem as complicações de
deslizamento.
Fig.8e9 – Substituição de telhado por cobertura verde na Alemanha. Fonte: MINKE (2007)
Fig 10 e11– Construção de telhado verde em Itamonte - MG Foto: Fernando Betim
Levantamento de casos na cidade do Rio de Janeiro.
Tivemos dificuldade em levantar os casos de uso de cobertura verde na cidade do Rio
de Janeiro devido a falta de cadastro ou registro sobre o assunto. Localizamos poucas casas,
como a da figura 12, mas a falta de uma análise mais detalhada nos impediu de tirar muitas
conclusões sobre a incidência na cidade. Durante o levantamento surgiu a questão se
deveríamos ou não considerar as coberturas ajardinadas como cobertura verde. No Rio de
janeiro, em especial na Zona Sul, é freqüente o uso particular das coberturas dos edifícios que
normalmente incluem jardins e piscinas. A tecnologia de impermeabilização e drenagens
destes jardins suspensos é praticamente a mesma de uma cobertura vegetal, mas como a
intenção é sempre decorativa, resolvemos não incluir em nossa lista. Inúmeras coberturas têm
jardins e são cobertas por telha de amianto e cimento ou outro sistema convencional.
De acordo com a arquiteta Silvia Rola (in VILELA 2005), “as áreas verdes do
município do Rio de Janeiro somam 27,51% do total da área da cidade. Considerando que o
índice de área verde ideal para cada ser humano é de 12m2/habitante, o Rio estaria muitíssimo
bem, com nada menos que 57,4m2/habitante. No entanto, observa-se a presença de ‘ilhas de
calor’ em determinados pontos da cidade, provocadas pela falta de vegetação. Por mais que se
tenha uma área verde dentro de um município, sua concentração em determinadas regiões só é
benéfica para quem mora próximo".
Considerando a dificuldade encontrada, passamos a focar o trabalho na
experimentação e no desenvolvimento de soluções de cobertura vegetal de baixo custo,
adequadas ao nosso clima.
Fig. 12 – Casa residencial na Barra da Tijuca com cobertura e muro verde.
Experimentos
Atualmente, além de iniciarmos o desenvolvimento de alguns experimentos para o
desenvolvimento de soluções de baixo custo, estamos acompanhando dois casos de
construção de cobertura verde na PUC-Rio, casos de coberturas planas, uma apoiada em laje e
outra em madeira. Os experimentos visam dar continuidade ao desenvolvimento de coberturas
vegetais de tecnologia simples e de baixo custo e pretendemos aplicar os resultados dos
experimentos em duas coberturas verdes em edificações rurais a serem construídas durante o
segundo semestre de 2007.
No experimento optamos por desenvolver um teto verde de baixo custo, levemente
inclinado, apoiado em caibros de eucalipto roliço e coberto por uma camada de filme plástico
e/ou lona, uma camada de drenagem de geomanta e uma camada de terra. Verificaremos a
capacidade estrutural dos caibros de eucalipto, a capacidade de drenagem da cobertura e a
eficiência das camadas propostas.
Na construção do modelo em escala real poderemos testar o comportamento de
algumas espécies de plantas.
Seguem as fotos de um ensaio preliminar com a utilização da geomanta em contato
direto com a terra plantada.
Fig. 13 a 18 – Experimento preliminar
Apesar de uma série de dificuldades e atrasos, já começamos a construir os
experimentos, mas ainda não temos resultados para uma análise e escolha das melhores
alternativas, o que deverá ocorrer no final deste ano, com a continuidade deste projeto.
Conclusão
Apesar dos inúmeros benefícios decorrentes da utilização da cobertura vegetal, tais
como contribuição para a redução do efeito estufa e estabilidade térmica, foram observados
poucos casos de construções que utilizam cobertura verde na cidade do Rio de Janeiro.
Os estudos mostraram a existência de diversas soluções alternativas de baixo custo que
poderiam ser desenvolvidas. O trabalho encontra-se em andamento, especificamente na fase
de realização dos testes e construção de modelos alternativos, visando a seleção de
alternativas a serem testadas em uma construção real.
Um teto verde possui diversas características de uma melhor inserção no mundo que
ora vivemos, tanto para os lugares frios, quanto para os lugares quentes.
Efeitos estéticos, bem como o seu sistema físico construtivo e suas soluções para o conforto
ambiental, se enquadram filosoficamente numa demanda esperada do que é qualidade de vida.
Bibliografia
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VECHIA F. et alli - Avaliação do comportamento térmico de coberturas verdes leves
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VILELA, Soraia – "Telhados verdes": pequenos pulmões para grandes cidades. Texto
publicado no site www.dw-world.de em 12.11.2005
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