cluster do habitat sustentável - a integração do método lca na … · 2014-01-16 · 2....

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Avaliação do ciclo de

vida na construção

A Integração do Método LCA na

Avaliação e Certificação da

Construção Sustentável

Ricardo Mateus

Planear

ExecutarVerificar

Agir

Definirprioridades ambientais Integração

de preocupaçõesambientais na concepção e

desenvolvimento

Comunicaçãodo desempenho

ambiental

Monitorizaçãodo desempenho

ambiental

Monitorizaçãode sistemas





ÍNDICE

Apresentar as categorias de impacte ambiental de LCA que deverão ser

integradas nos sistemas de avaliação da sustentabilidade;

Apresentar e discutir as principais dificuldades na integração dessas

categorias;

Apresentar soluções para a utilização prática do método LCA nos

sistemas de avaliação da sustentabilidade.





CONTEXTO

A indústria da construção, nomeadamente o sector de edifícios, pela elevada

quantidade de recursos que consume e elevada quantidade de resíduos

que produz, apresenta grande impacte no meio natural.

Resíduos

armazenados

Resíduos

sólidos

Fumo, pó, ruído,

odores

eses, GEE’s

Calor residual

Energia

Água

Água residual

Uso do solo

Movimento

de terras

Erosão,

lixiviação

Alterações climáticas

Contaminação dos

rios, oceanos e da

água freática

Matérias-primas

Interferência com os

habitats vegetal e

animal





O objectivo das avaliações de sustentabilidade é reunir e reportar

informação para suportar as tomadas de decisão durante as diferentes

fases do ciclo de vida de uma construção.

Um edifício só poderá ser considerado sustentável quando assenta na

convivência harmoniosa das três dimensões do desenvolvimento sustentável:

ambiente, sociedade e economia.





A aplicação do método LCA nos edifícios e noutras construções é uma tarefa

complexa e morosa, pois:

No entanto…

No domínio dos sistemas de avaliação da sustentabilidade é amplamente

aceite que o método de Avaliação do Ciclo de Vida (LCA) é a melhor

abordagem para a avaliação dos efeitos ambientais de um material ou

produto.

• Uma construção incorpora centenas ou milhares de diferentes

produtos;

• Estão envolvidas dezenas de empresas durante a totalidade do seu

ciclo de vida;

• O ciclo de vida de um edifício é muito longo (mais do que 50 anos) e

por essa razão existem muitas incertezas.





Por estas razões as ferramentas LCA não são amplamente utilizadas pela

maior parte dos decisores, incluindo por aqueles que projectam, constroem,

adquirem ou ocupam os edifícios.

Estas abordagens são sobretudo utilizadas e desenvolvidas por

especialistas, na maior parte dos casos no meio académico.

De modo a contornar esta

realidade…

Os sistemas de avaliação da sustentabilidade incorporam abordagens LCA

simplificadas para uma utilização prática.

• Normalmente nesses sistemas, a avaliação do desempenho ambiental

não é baseado num método LCA normalizado;

• O método para a avaliação dos impactes ambientais de ciclo de vida varia

consoante o sistema e por isso os resultados da avaliação são

diferentes e não são comparáveis.





De modo a normalizar, facilitar a interpretação e a comparação de

resultados entre os sistemas desenvolvidos no contexto Europeu, o CEN tem

em curso o Comité Técnico 350. 350 (CEN/TC 350).

• Com base na CEN/TC 350, encontra-se em desenvolvimento um

conjunto de ferramentas de avaliação e certificação da

sustentabilidade da construção, adaptadas ao contexto português

(tradições, clima, sociedade, prioridades ambientais, economia e

enquadramento legal) .

SBToolPT

A prEN 15643-2 define as categorias de impacte ambiental que deverão ser

utilizadas na avaliação do desempenho ambiental dos edifícios Europeus.





Indicadores ambientais

Quantificação dos indicadores

Normalização dos indicadores

Avaliação Global

Agregação dos indicadores

Edifício Benchmarks

ETAPAS PARA A AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO AMBIENTAL NO

SISTEMA SBToolPT





De acordo com as futuras normas CEN a avaliação do desempenho ambiental

de um edifício deverá ser realizada com base na avaliação de 13 indicadores

ambientais:

DEFINIÇÃO DOS INDICADORES AMBIENTAIS

1. Alterações climáticas expressas em

Potencial de Aquecimento Global;

2. Destruição da camada de ozono

estratosférico;

3. Acidificação do solo e dos recursos hídricos;

4. Eutrofização;

5. Formação de ozono troposférico, expresso

em oxidantes fotoquímicos.

Impactes ambientais expressos em categorias

de LCA

Impactes ambientais baseados em dados de

inventário de ciclo de vida (LCI), mas não

expressos nas categorias de LCA:

1. Utilização de recursos não renováveis,

para além da energia primária;

2. Utilização de produtos reciclados/

reutilizados, para além da energia primária;

3. Utilização de energia primária não

renovável;

4. Utilização de energia primária renovável;

5. Consumo de água potável;

6. Armazenamento de resíduos não

perigosos;

7. Armazenamento de resíduos perigosos;

8. Resíduos nucleares (separados dos

resíduos perigosos).





A lista de indicadores ambientais da CEN foi desenvolvida de forma a potenciar

a utilização dos dados existentes nas Declarações Ambientais de Produto

(EPD).

No futuro todos os métodos Europeus normalizados para a avaliação da

sustentabilidade dos edifícios deverão considerar a mesma lista de

indicadores.





Categorias e parâmetros ambientais do sistema SBToolPT (15)

Dimensão Categorias Parâmetros PID

DA -

Ambiental

C1 - Alterações

climáticas e

qualidade do ar

exterior

Valor agregado das categorias de impacte

ambiental de ciclo de vida do edifício por m2

de área útil de pavimento e por ano

P1

C2 – Uso do

Solo e

Biodiversidade

Percentagem utilizada do índice de

utilização líquido disponível P2

Índice de impermeabilização P3

Percentagem da área de intervenção

previamente contaminada ou edificada P4

Percentagem de áreas verdes ocupadas

por plantas autóctones P5

Percentagem de área em planta com

reflectância igual ou superior a 60% P6





Dimensão Categorias Parâmetros PID

DA -

Ambiental

C3 - Eficiência

Energética

Consumo de energia primária não renovável na

fase de utilização

P7

Quantidade de energia que é produzida no edifício

através de fontes renováveis

P8

C4 - Materiais

e resíduos

sólidos

Percentagem em custo de materiais reutilizados P9

Percentagem em peso do conteúdo reciclado do

edifício

P10

Percentagem em custo de produtos de base

orgânica que são certificados

P11

Percentagem em massa de materiais substitutos

do cimento no betão

P12

Potencial das condições do edifício para a

promoção da separação de resíduos sólidos

P13

C5 - Utilização

eficiente da

água e

efluentes

Volume anual de água consumido per capita no

interior do edifício

P14

Percentagem de redução do consumo de água

potável

P15

Categorias e parâmetros ambientais (cont.)





1) Utilizar as EPD dos produtos de construção (o SBToolPT utiliza uma lista de 5

categorias de impacte intermédio. Essas categorias em conjunto com a energia

primária incorporada são as mesmas que estão referenciadas nas EPDs).

Problema: uma vez que não são obrigatórias é muito difícil obter a EPD da

maior parte dos materiais e produtos da construção.

Extracto de uma EPD de um material de construção

A maior parte dos problemas têm lugar na quantificação dos indicadores

ambientais, expressos em categorias de impacte de LCA.

Soluções

QUANTIFICAÇÃO DAS CATEGORIAS DE IMPACTE AMBIENTAL





2) Utilizar métodos e ferramentas LCA externos (p.e. Programa SimaPro e

método CML 2 baseline 2000 para a quantificação das categorias de impacte

ambiental e o método Cumulative Energy Demand para a avaliação da

energia primária incorporada).

Problema: os procedimentos LCA são muito morosos e exigem

normalmente um conjunto de competências que os limita a serem utilizados

por especialistas.

3) Desenvolver e utilizar bases de dados com informação

acerca da média das categorias de impacte ambiental e

energia incorporada para os principais elementos

construtivos (paredes, pavimentos, envidraçados, etc.) e

materiais de construção.

Solução

adoptada.





Base de dados de LCA (exemplo)

A Base de Dados cobre 52 soluções construtivas (36 soluções de paredes e

16 de pavimentos) e 34 materiais de construção (está em constante

actualização e ampliação).





Etapa do ciclo de vida e processos considerados na base de dados de LCA.

Processos considerados no SBToolPT





Nos impactes da fase de montagem são considerados os valores de LCI

(Life-cycle Inventory) da base de dados Ecoinvent, correspondentes ao

contexto de Portugal/Europa.

Na fase de fim-de-vida, considera-se o seguinte cenário para os resíduos:

• Separação de 80% dos resíduos metálicos do fluxo de resíduos;

• Transporte dos resíduos (por via terrestre) numa distância média de 50 Km;

• Reciclagem dos resíduos metálicos;

• Deposição em aterro dos restantes resíduos.





Categorias consideradas na base de dados de LCA e métodos utilizados na

quantificação

Categoria Unidade Método de LCA

Destruição de recursos abióticos [kg Sb equiv.] CML 2 baseline 2000

Potencial de aquecimento global (GWP) [Kg CO2 equiv.] PCC 2001 GWP 100a

Destruição do ozono estratosférico (ODP) [Kg CFC-11 equiv.] CML 2 baseline 2000

Potencial de acidificação (AP) [Kg SO2 equiv.] CML 2 baseline 2000

Potencial de eutrofização (NP) [Kg PO4 equiv.] CML 2 baseline 2000

Criação de ozono fotoquímico(POCP) [Kg C2H4 equiv.] CML 2 baseline 2000

Energia primária não renovável [MJ equiv.] Cumulative Energy Demand

Energia primária renovável [MJ equiv.] Cumulative Energy Demand





Os impactes totais de ciclo de vida de um edifício são quantificados

numa abordagem bottom-up (i.e. os impactes totais do resultam do

somatório dos impactes de cada elemento construtivo).

Impactes incorporados

componentes

não-lineares

Ai*Ii

÷

Impactes incorporados

em componentes

lineares

(Estrutura)

+

Impactes totais incorporados

nos componentes do edifício

=

Impactes totais

incorporados no

edifício

(/m2.ano)

Fronteira de tempo da

Avaliação LCA

(anos)

÷Área útil do edifício

(m2)

1ª Etapa: Quantificação dos impactes incorporados nos componentes do edifício:





Impactes totais

Incorporados no edifício

(/m2.ano)

2ª Etapa: Quantificação dos impactes totais de ciclo de vida associados aos

materiais e produtos utilizados

Impactes ambientais

dos cenários de

manutenção

(/m2.ano)

=

Impactes totais de

ciclo de vida

(/m2.ano)

+

Potencial de Aquecimento global (GWP)

Potencial de destruição da camada de ozono (ODP)

Potencial de Acidificação (AP)

Potencial de Oxidação Fotoquíma – Smog (POCP)

Potencial de Eutrofização (EP)

Esgotamento das reservas de combustíveis fósseis (FFDP)





Depois de quantificadas as categorias de impacte ambiental do edifício em

avaliação, o passo seguinte consiste na quantificação dos valores

correspondentes aos Benchmarks:

Prática convencional: corresponde aos impactes de um edifício virtual, que

apresenta o mesmo volume e forma do edifício em avaliação, mas que utiliza

as tecnologias construtivas e os materiais de construção normalmente

utilizados no local/região (pré-definidas e quantificadas no Guia de

Avaliação).

Melhor prática: corresponde a um edifício virtual que apresenta 25% dos

valores das categorias de impacte ambiental correspondentes ao edifício

convencional.





NORMALIZAÇÃO DOS PARÂMETROS

Tem como objectivo evitar os efeitos de escala na agregação dos

parâmetros e resolver o problema de alguns parâmetros serem do tipo

“maior é melhor” e outros do tipo “maior é pior”.

Para além de tornar adimensionais os valores dos parâmetros, converte

valores entre a melhor prática e de referência numa escala compreendida

entre 0 (valor de referência/convencional) e 1 (melhor valor).

A título de exemplo, a normalização da energia total anual não-renovável

necessária para aquecimento e arrefecimento (incluindo produção de água

quente) é realizada da seguinte forma:

Denominação: PENR

Unidade: kWh/m2.year

Valor: 100

Valor Convencional: 140

Melhor Prática: 35

38,014035

140100

PP

PPP

*ENR

*

ENR

*ENRENR

ENR





Os valores normalizados são convertidos numa escala, de A+ a E:

1,00P

1,00P70,0

0,70P40,0

0,40P10,0

0,10P00,0

P00,0

Melhor Prática

Prática convencional





AGREGAÇÃO DOS PARÂMETROS - Pesos

• Os pesos dos parâmetros ambientais considerados no SBToolPT

resultam da distribuição dos pesos das categorias ambientais do método

TRACI. (extensão, intensidade e duração do impacte)

Tabela 1: Importância relativa de cada um dos impactes ambientais segundo a EPA dos EUA





CONCLUSÕES

A concepção, construção e utilização sustentável de edifícios são baseados na

avaliação do desempenho ambiental, social (relacionado com os

utilizadores e aspectos regulamentares) e custos de ciclo de vida.

A sua aplicação directa na construção sem prévia simplificação

é uma tarefa muito complexa (grande número de diferentes

materiais, actores, processos e ciclo de vida prolongado)

O método LCA é considerado a melhor abordagem para avaliar com rigor o

desempenho ambiental de um produto.

No entanto…





O desenvolvimento (por especialistas) de bases de dados de LCA que

cubram as tecnologias construtivas e os materiais de construção mais

utilizados são uma boa solução para aumentar o rigor da avaliação do

desempenho ambiental, sem contudo tornar as ferramentas de avaliação e

certificação demasiado complexas para serem utilizadas na prática.

• Apesar das distorções nos resultados da avaliação, causadas pela

utilização de valores médios de mercado, esta é para já a melhor

solução para permitir a implementação prática do método LCA

nas avaliações da sustentabilidade e assim permitir aos

projectistas o desenvolvimento de edifícios mais sustentáveis.




vida na construçãoMuito obrigado pela

atenção.

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