Pesquisadora do IPT faz estágio na Alemanha e na Suíça para capacitação em avaliação de ciclo de vida na construção
Fernanda Belizario Silva no Campus do ETH localizado na cidade de Zurique e campo de envelhecimento natural do Fraunhofer de Holzkirchen, onde a pesquisadora do IPT fez um curso sobre simulação higrotérmica
A pesquisadora Fernanda Belizario Silva, do Laboratório de Componentes e Sistemas Construtivos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas, participou do Programa de Desenvolvimento e Capacitação no Exterior (PDCE) do IPT com o objetivo de se capacitar na aplicação da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) como ferramenta de suporte à decisão na construção civil e identificar estratégias praticadas na Europa de simplificação da ACV.
Os estágios foram realizados pela engenheira civil do IPT no Fraunhofer Institute for Building Physics (IBP), na Alemanha, e no ETH, na Suíça. “O objetivo da minha capacitação foi ampliar os conhecimentos na área e entender como a avaliação do ciclo de vida está sendo adotada nos processos de tomada de decisão nesses dois países europeus em que a ferramenta está consolidada”, afirma ela.
Com financiamento da Fundação de Apoio ao IPT (Fipt), o primeiro treinamento de cinco meses aconteceu na cidade alemã de Stuttgart entre março e julho de 2019. A escolha do Fraunhofer foi motivada pelo fato de a instituição trabalhar com engenharia do ciclo de vida há mais de 30 anos – em 2019, o Departamento de Engenharia do Ciclo de Vida (GaBi, de Ganzheitliche Bilanzierung, em alemão), no qual Silva realizou seu treinamento, completou três décadas – e com uma ampla experiência na prestação de serviços às indústrias e ao poder público.
“Diversas instâncias dos governos alemães usam o Fraunhofer como apoio para o desenvolvimento de políticas públicas.
Ao planejar o meu PDCE, solicitei minha inserção em projetos em andamento a fim de vivenciar a dinâmica de trabalho, em vez de fazer um trabalho meu que estivesse à parte da rotina do instituto”, afirma ela.
ACV e eficiência energética – A pesquisadora do IPT acabou por fazer parte de um projeto de pesquisa de revitalização de um bairro da cidade de Stuttgart intitulado Stadtquartier 2050. O objetivo é criar um espaço que seja acessível e neutro em termos de emissão de gases de efeito estufa.
O projeto, que também inclui a revitalização de um bairro de outro município (Überlingen), envolve um total de 960 unidades residenciais e um investimento de 190 milhões de euros.
Apesar das diferenças entre os dois distritos escolhidos, o objetivo é o mesmo: os edifícios existentes devem ser reformados em termos de eficiência energética, e os novos devem ser construídos com o padrão de energia positivo. A pesquisa tem financiamento do Ministério Federal Alemão de Economia e Tecnologia (BMWi) e do Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF) como parte da iniciativa de financiamento da Construção Solar/Cidade com Eficiência Energética.
Os trabalhos da pesquisadora do IPT ficaram concentrados no projeto da cidade de Stuttgart: “Eles querem definir o melhor conceito de suprimento de energia para este bairro, com o menor impacto ambiental possível. A Alemanha é um país que enfrenta baixas temperaturas e o consumo de energia é alto para o aquecimento dos edifícios. É um impacto ambiental considerável, e uma questão importante para eles cumprirem as metas de redução de emissão de gases do efeito estufa, por conta da legislação alemã”.
O projeto conta com a participação de duas unidades do Fraunhofer IBP, uma dedicada à área de eficiência energética e a outra à ACV. Na primeira, a equipe trabalha basicamente no desenvolvimento de um software para o planejamento energético dos bairros por meio da inserção de dados das características dos edifícios, a fim de fazer a estimativa de consumo de energia; a segunda, que foi a área em que a pesquisadora do IPT se dedicou a executar simulações, é a responsável por calcular o impacto ambiental a partir de dados como o número e o tipo de equipamentos a serem instalados no edifício (caldeiras e bombas de calor, entre outros) e o combustível (óleo, gás ou fontes renováveis, como a biomassa).
É também calculado o potencial de geração de energia, por exemplo, por meio de energia solar fotovoltaica e o respectivo impacto ambiental.
Em alguns cenários, a geração de energia elétrica ultrapassa as necessidades; a energia excedente é então jogada na rede e o responsável pode considerar um ‘crédito ambiental’ correspondente ao impacto ambiental da energia elétrica do sistema público, com a finalidade de obter a ‘neutralidade climática’ para o bairro.
Como a meta na Alemanha é a redução na geração de energia em usinas termoelétricas e a migração para fontes renováveis no sistema público, a concessão de créditos pela geração de energia fotovoltaica deverá diminuir ao longo do anos, com o aumento no uso de fontes de energia limpa:
“Conheci toda esta questão de ACV dinâmica para considerar esta variação do impacto ao longo de um período, que trata as alterações temporais da produção ou dos próprios dados. Eu não havia estudado esta questão aqui no Brasil, e foi um aprendizado importante durante o PDCE”, afirma ela.
Simulação higrotérmica – O problema de umidade nos edifícios é uma patologia cada vez mais frequente. A pesquisadora aproveitou o período na Alemanha para visitar outros laboratórios do IBP e conheceu a divisão de Higrotérmica que é responsável por avaliar o comportamento de sistemas construtivos em relação à umidade e também realiza avaliações de durabilidade em seu campo de envelhecimento natural.
“Está acontecendo uma grande entrada de tecnologias leves no Brasil, como steel frame e wood frame; existem componentes destes sistemas que são sensíveis à umidade – por exemplo, um perfil metálico que pode sofrer corrosão ou uma peça de madeira sujeita à biodeterioração”, explica ela.
O Fraunhofer IBP desenvolveu um dos softwares de simulação higrotérmica mais utilizados internacionalmente, chamado WUFI (que é um acrônimo para Wärme Und Feuchte Instationär, ou seja, calor e umidade transitórios). “Estamos começando a integrar esta simulação nas avaliações de desempenho de sistemas construtivos feitas no IPT, a partir da capacitação obtida também no PDCE do pesquisador Alexandre Cordeiro dos Santos, do Laboratório de Materiais de Construção Civil, mas a vinculação com a estimativa de vida útil ainda é um desafio e precisamos dessa informação também no ACV”, afirma ela.
A pesquisadora foi convidada a fazer um curso sobre simulação higrotérmica na unidade do instituto da cidade de Holzkirchen, o que deve auxiliar na interpretação dos resultados das avaliações feitas no laboratório e no avanço do uso da ferramenta no IPT.
ACV e tomada de decisão – Mesmo em países em que a ACV está mais desenvolvida, a pesquisadora observou que as avaliações utilizam basicamente bases de dados secundários e existe pouca coleta de dados nas indústrias. Em parte, explica ela, isso se deve ao fato de que a ferramenta está ficando cada vez mais complexa: “Está crescendo o número de categorias de impacto, mas isso gera um aumento na quantidade de dados necessários para os cálculos”.
Além disso, a maior parte dos estudos compara tecnologias diferentes – por exemplo, estrutura de concreto versus estrutura de aço – a partir de números médios de cada uma delas, extraídos dessas bases de dados de ACV. Muitos profissionais, explica a pesquisadora, não veem problemas em recorrer a dados médios para executar suas avaliações, porque consideram que a variação dos fabricantes em relação ao número médio é menor do que as diferenças entre tecnologias ou opções de projeto. Entretanto, há dúvidas sobre tal afirmação porque as fontes de incerteza não haviam sido comparadas entre si até então.
Para responder a essa pergunta, durante o estágio de três meses no Departamento de Construção Sustentável do ETH de Zurique, entre agosto e novembro de 2019, a pesquisadora realizou o estudo de ACV de um prédio em construção no campus da Universidade de São Paulo, ao qual tem acesso aos projetos detalhados em razão de sua tese de doutorado na Escola Politécnica da USP.
“Consideramos no estudo diversas fontes de incerteza para o impacto ambiental do edifício, incluindo as diferentes opções de projeto estrutural, a variação do impacto entre os fabricantes dos materiais de construção e as distâncias de transporte dos materiais, entre outros. Foram modeladas diversas fontes de variabilidade e usado um algoritmo desenvolvido por uma doutoranda do ETH, a pesquisadora Alina Galimshina, para descobrir a maior fonte de incerteza para o impacto ambiental”, afirma ela.
Os resultados apontaram que 56% da variação das emissões de gás carbônico da estrutura do edifício analisado é devido à diferença entre as opções de projeto estrutural, ou seja, à escolha do tipo de elemento pré-fabricado da estrutura, enquanto os 44% restantes se devem principalmente à variação de impacto ambiental entre os fabricantes de materiais de construção, em particular o concreto.
Por isso, a pesquisadora chama a atenção para a importância em selecionar os fornecedores de materiais de construção com base em informações de desempenho ambiental para não eliminar os benefícios alcançados pelos investimentos no projeto e, ao final, atender às expectativas iniciais. É fundamental, diz ela, que cada fabricante avalie o seu desempenho ambiental, o que requer um método simplificado de ACV.
“O ETH está estudando o que é necessário considerar em uma ACV simplificada para evitar que as decisões acabem aumentando um impacto e reduzindo outro. O IPT também está trabalhando no desenvolvimento de um método sintetizado: queremos restringir a quantidade de dados àquilo que realmente importa para a construção civil, para permitir o acesso à ferramenta por um maior número de empresas”, enfatiza ela.
O desenvolvimento de um método condensado é também o objetivo do doutorado da pesquisadora na Escola Politécnica da USP. “Apesar de ser um estudo simples, focado em um edifício, os resultados comprovam a importância de que cada fabricante faça a sua ACV, o que justifica o desenvolvimento do método simplificado, que ainda é muito questionado pelos especialistas no assunto”, completa ela.
Cenário brasileiro – Em uma comparação dos cenários brasileiro e internacional na adoção da ferramenta de avaliação de ciclo de vida, a pesquisadora do IPT considera que o Brasil ainda está dando os primeiros passos, enfatizando a questão ambiental como mais latente na Europa e com forte pressão da sociedade para a aprovação de leis. Os edifícios têm peso importante para atingirem estas metas e, em função disso, existem vários projetos para reduzir o impacto ambiental.
“Aqui as nossas maiores fontes de geração de gases do efeito estufa são o desmatamento e as atividades agrícolas. Não temos necessidade de aquecimento de ambientes e, por isso, os edifícios no Brasil têm um impacto relativamente baixo em relação ao restante da economia, o que acredito ser um dos responsáveis pela menor disseminação aqui do ACV e de ferramentas semelhantes”, diz ela. “Por outro lado, somos um país de 200 milhões de habitantes com diversas obras de infraestrutura a executar, e nosso impacto absoluto deve ser considerado por ser significativo”.
Os próximos passos para a pesquisadora em estudos de ACV incluem a elaboração de dois artigos com as equipes do Fraunhofer e do ETH, e discussões com os profissionais da instituição alemã para capacitação em estudos de higrotérmica e atendimento às demandas do laboratório em ensaios de sistemas construtivos leves.
Contato:
IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas
(11) 3767-4000
https://www.ipt.br
