Kapasitetsutvikling

2.3.2.1. Enquadramento

O excesso de emissões de carbonopara a atmosfera é referido como um dos fatores principais de impacte ambiental da atividade humana, que em grande parte são provenientes da queima de combustíveis fósseis para produção de energia elétrica [1].

Fig. 2.14 - Emissões de carbono a nível mundial devidas à produção de energia, dados do World Energy Outlook de 2009, citado em [1]

O acréscimo do consumo e necessidades energéticas ao longo dos anos deve-se ao aumento populacional mundial, à melhoria das suas condições de vida e especialmente pelo acesso a energia elétrica mais generalizado [1].

O setor da construção utiliza a energia elétrica em todas as fases do ciclo de vida do edifício, desde a necessária à extração das matérias-primas, à produção de materiais de construção, em operação dos empreendimento e inclusive na desativação do mesmo por desmantelamento ou reciclagem de componentes. Um dos princípios fundamentais da construção sustentável, e da construção de edifícios sustentáveis é precisamente a economia de energia, tal como já fora referenciado nos pontos antecedentes.

2.3.2.2. Energia Incorporada nos Materiais de Construção

A embodied energy, ou energia incorporada, compreende a energia utilizada durante toda a vida útil dos materiais de construção, passando pelos processos de extração de matérias-primas, transporte e transformação, transporte e aplicação em obra, e fim de vida com a desconstrução e processos de reciclagem e reutilização se aplicável [7] [1].

No entanto, a suposição dos processos incluídos na energia incorporada num edifício ou num produto é alvo de alguma subjetividade. Dixit [21] refere que os estudos de investigação fornecem recorrentemente as suas próprias definições e considerações, dificultando a comparabilidade entre eles. Existem diversas abordagens em termos de vida útil de materiais, devidamente exploradas no capítulo 3.3.3 referente às variantes da avaliação do ciclo de vida dos materiais.

Mateus [20] afirma que a energia incorporada nos materiais pode atingir 6 a 20% da energia total consumida durante a vida útil de um edifício, considerando os sistemas construtivos utilizados, o tipo de utilização, o grau de conforto exigido e o clima.

Na energia incorporada no material pode-se destacar ainda a energia primária incorporada (PEC ou

Primary Energy Consumption) que incide sobre os recursos energéticos consumidos durante a produção,

nomeadamente a extração das matérias-primas, transporte até ao local de processamento e transformação do produto. A PEC corresponde a cerca de 80% da energia incorporada do material, sendo a remanescente percentagem destinada aos restantes processos do ciclo de vida, nomeadamente ao transporte do produto da fábrica ao estaleiro, processos de montagem, manutenção e reabilitação e incluindo o desmantelamento e demolição.

Os consumos energéticos relativos à produção de materiais de construção variam de país para país, e são dependentes dos processos construtivos adotados para cada material. Podem ser consultados em publicações específicas, bases de dados, e ou fornecidas pelos produtores.

Nos gastos energéticos totais em edifícios pouco eficientes, a parcela mais significativa de energia despendida pertence à fase operacional (descrita no ponto 2.3.2.4.), com peso de 85 a 90% em relação à energia incorporada nos materiais utilizados. O aumento das necessidades de eficiência energética, e o esforço de implementação da construção sustentável, resulta num aumento da energia incorporada nos edifícios, com maiores exigências a nível da seleção e especificações técnicas de materiais. A energia incorporada num edifício com reduzido consumo energético pode representar 45% da energia total, numa vida útil de 50 anos [1].

O transporte é uma parcela importante para a energia incorporada nos materiais de construção, tanto das matérias-primas como do material. O transporte pode ser realizado por via aérea, marítima, ferroviária ou ferrovia, sendo a energia de transporte requerida para cada material de grosso modo dependente da sua massa específica, e da distância percorrida. Berge [22] revela alguns valores sobre as emissões de dióxido de carbono inerentes à utilização dos transportes referidos.

Quadro 2.3 - Energia gasta e emissões de CO2 segundo o modo de transporte, adaptado de [22] [1].

Transporte Energia [Mj/ton km] CO2 [g/ton km]

Avião 33 – 36 1650

Rodoviária (gasóleo) 0,8 – 2,2 50 – 175

Ferroviária (gasóleo) 0,6 – 0,9 80

Ferrovia (eletricidade) 0,2 – 0,4 –

Barco 0,3 – 0,9 15 – 25

Os materiais de construção locais, provenientes de extrações e transformadoras próximas do local de utilização, ou materiais com baixa massa volúmica, permitem a redução dos impactes ambientais resultantes do transporte [1] [7] [22].

Berge [22] afirma ainda que é necessária a seleção exigencial de materiais de construção, onde é equilibrada a energia incorporada à produção e a energia incorporada no transporte. Materiais com processos de produção que requerem elevada energia poderão ser uma escolha ambientalmente mais aceite quando comparado com outro material ecológico mas que tenha grandes emissões durante o seu transporte. O mesmo defende Szalay [23] afirmando que a parcela de energia incorporada nos materiais de construção pode exceder a energia operacional quando não são tidos em conta os fatores acima descritos.

2.3.2.3. Conceito de Emergia

O conceito de emergia foi introduzido por Odum em 1983, e tal como é citado em Torgal [1], pode ser definido como “a energia disponível de um único tipo (correntemente do tipo solar) usada direta ou

indiretamente para produzir um produto ou para prestar um serviço”. Esta noção sugere uma

diferenciação entre a energia proveniente de fontes renováveis e não renováveis, distinguindo o contributo de ambas na energia incorporada de um produto.

A unidade de emergia é expressa em emergy joule, ou emergia solar, e uma unidade de material apresenta-se em solar transformity, ou transformidade solar. Um material com baixa energia incorporada é reconhecido como amigo do ambiente, tal como os materiais reciclados. Mas, relativamente à emergia, estes materiais apresentam valores mais elevados [1].

Nesta lógica, é possível recorrer a um rácio energia/massa como indicador de potencial de reciclagem de um material, sendo que produtos que exibam valores mais elevados neste indicador apresentam maiores vantagens na sua reciclagem.

Na análise de ciclo de vida dos materiais ao longo da vida útil de um edifício, ainda durante a fase de conceção, podem ser valorizados materiais com maior possibilidade de reaproveitamento com base nos cenários de fim do ciclo de vida (reutilização, reciclagem e deposição) e dos seus valores de emergia.

2.3.2.4. Energia Despendida na Fase de Operação

A energia utilizada durante a fase de operação dos edifícios, também entendida como energia operacional, relaciona-se com as necessidades de aquecimento, arrefecimento, iluminação, ventilação, utilização de equipamentos elétricos e outros usos relacionados com a operação do edifício [21] [23].

Fig. 2.16 - Energia utilizada na produção de vários isolamentos térmicos [1]

PUR – Poliuretano XPS – Poliestireno Extrudido EPS – Poliestireno Expandido

A energia operacional depende dos padrões de utilização do edifício, das características ambientais a que se encontra exposto, e da sua eficiência energética que está intimamente relacionada com a seleção de materiais que contribuem para a redução do consumo [6].

Com vista ao aumento da eficiência energética dos edifícios e a redução das necessidades energéticas para conforto térmico durante a fase operacional, são utilizados na envolvente dos edifícios materiais com elevada resistência térmica [7] [1]. Estes são identificados como isolantes térmicos, e são produtos que revelam uma elevada energia incorporada, com níveis de toxicidade significativos inerentes ao seu processo de fabrico [7].

Pelo seu contributo na redução dos consumos de energia operacional, as espessuras dos isolantes térmicos aplicados na envolvente dos edifícios têm vindo a crescer, representando maiores gastos de material. Pode-se observar na figura 2.17 a evolução de espessuras de isolamento térmico em coberturas para alguns países nos finais do século passado.

A energia consumida na fase operacional é, portanto, reduzida com a implementação de materiais com elevada eficiência térmica, mas é necessário um dimensionamento compensado das espessuras destes materiais devido à influência acentuada na energia incorporada do edifício, tendo em consideração igualmente os riscos toxicológicos inerentes à sua produção.