O que é desenvolvimento de baixo carbono em projeto e construção?
- Por que o desenvolvimento de baixo carbono é importante?
- Elementos de uma estratégia de desenvolvimento de baixo carbono
- Vantagens da adoção de uma estratégia de desenvolvimento de baixo carbono
- Como é um projeto de edifício de baixo carbono?
- Qual é o futuro do desenvolvimento de baixo carbono?
O desenvolvimento de baixo carbono é uma abordagem holística de projeto e construção que compreende a adoção de práticas ecológicas e de baixo consumo de energia, em constante evolução, objetivando a construção de um futuro melhor. Em termos gerais, trata-se do desenvolvimento “que supre as necessidades atuais sem comprometer a capacidade das futuras gerações de suprirem suas próprias necessidades”, segundo a Comissão Brundtland (PDF, pág. 16), uma conferência internacional de meados da década de 1980 que definiu, pela primeira vez, os conceitos básicos da visão renovável aceita hoje como princípio pelos líderes de mercado no mundo todo.
À medida que a tecnologia evolui e as mudanças climáticas reforçam a urgência de soluções sustentáveis, o desenvolvimento de baixo carbono deixa de representar apenas o futuro e passa a ser uma necessidade do presente. Não há como alcançar sustentabilidade geral no setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC) sem promover uma mudança radical na maneira de projetar e construir. Os edifícios são responsáveis por 38% (PDF, pág. 10) das emissões anuais de carbono no mundo todo: 28% de emissões operacionais geradas por aquecimento, refrigeração e energia, e 10% de materiais e construção civil. A redução desses índices vai se tornar uma tarefa ainda mais difícil em função de uma esperada onda de urbanização.
Por que o desenvolvimento de baixo carbono é importante?
A previsão é de que o metro quadrado construído duplique até 2060, atingindo o equivalente à construção de uma cidade de Nova York todos os meses nos próximos 40 anos. A descarbonização dos edifícios novos e existentes precisa ser um apelo imediato à ação. Nesse sentido, dois dos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU para 2030 dizem respeito às áreas edificadas: construção de infraestruturas resilientes e criação de cidades e comunidades sustentáveis.
Para avançar é preciso enfrentar vários desafios interligados. As áreas edificadas precisam acompanhar a evolução da rede elétrica – promovendo a eliminação gradual da infraestrutura baseada em combustíveis fósseis e impulsionando as opções de transporte elétrico. A má administração e o conservadorismo causaram atrasos, mas a tecnologia e a criatividade necessárias para essas transformações já existem.
Essas mudanças representam uma grande oportunidade para quem se dispõe a adotar uma abordagem diferente. O desenvolvimento de baixo carbono também pode ser um bom investimento: a Corporação Financeira Internacional acredita que o valor dos edifícios ecológicos chegará a US$ 24,7 trilhões até 2030.
Elementos de uma estratégia de desenvolvimento de baixo carbono
O desenvolvimento de baixo carbono é uma visão e um processo holísticos voltados para a melhoria do meio ambiente, que geralmente adotam os princípios de descarbonização, resiliência, circularidade e equidade. Quando bem executado, requer coordenação entre as áreas de arquitetura, engenharia e construção, com todas as equipes compartilhando ativos digitais desde o início para eliminar o desperdício do próprio trabalho e do produto acabado.
Talvez seja difícil visualizar esse processo com clareza no início. Mas é importante ter uma visão, ainda que não muito clara, porque outros aspectos serão enfocados. A visão compartilhada e as ferramentas digitais de um projeto precisam levar em consideração cada uma das etapas da vida útil de um edifício, incluindo a energia incorporada e os impactos do fim da vida útil do projeto. De posse dessas informações, as equipes podem se comprometer com um plano abrangente que especifique os materiais sustentáveis e práticas de construção apropriados.
Escolha criteriosa do local
Antes mesmo da construção de uma única parede, a escolha do local adequado para o projeto pode contribuir bastante para a redução das emissões. A máxima do setor imobiliário referente à importância da localização dos imóveis vale em dobro no caso dos projetos ecológicos.
Segundo o Sustainable Design Guide (Guia de projeto sustentável) do Los Alamos National Laboratory (Laboratório Nacional Los Alamos), estas são algumas das práticas relacionadas ao local:
- uso das condições do local, como topografia, incidência de luz solar, sombra e vento, para economizar energia
- preservação da vegetação existente
- integração arquitetônica do edifício à paisagem do entorno
A escolha de um bom local para a construção ajuda a minimizar transtornos: considere a possibilidade de fazer o retrofit das estruturas existentes ou reutilizar brownfields (terrenos industriais) para reduzir o impacto ambiental, evitando a interferência em bacias hidrográficas e corredores de vida selvagem, e usar a vegetação nativa em projetos de paisagismo. Essas medidas maximizam a capacidade de redução das emissões de carbono do local. A escolha de um local urbano acessível a pé e situado próximo a comodidades e transporte público também pode reduzir as emissões de transporte.
Ferramentas como o Autodesk Insight ajudam os arquitetos a projetar dando prioridade à eficiência energética e à otimização ambiental. O Autodesk Spacemaker, uma ferramenta baseada em inteligência artificial utilizada nas etapas iniciais de um projeto, permite a análise e o feedback em tempo real, orientados por dados, da incidência de vento e da iluminação natural. Com isso, o Spacemaker está ajudando os profissionais do setor imobiliário a avaliar o impacto da localização e da orientação dos edifícios.
Esse planejamento é importante principalmente para a infraestrutura de energia renovável, como as estações eólicas e as instalações solares. A estimativa é de que os investimentos em geração de energia limpa dupliquem nos próximos cinco anos e passem a exigir um planejamento inteligente para evitar possíveis danos ecológicos, em especial aos habitats de vida selvagem.
É importante conciliar as visões e os layouts criativos com a seleção dos materiais. No desenvolvimento de baixo carbono, o planejamento depende em grande parte dos métodos do processo de produção.
Os proprietários de edifícios estão buscando identificar o melhor uso possível de seus bens imóveis para aumentar o desempenho geral de seu patrimônio imobiliário e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto no meio ambiente. Com a reforma e o reaproveitamento dos imóveis existentes, os proprietários podem se adaptar com mais rapidez às necessidades dos ocupantes e até mesmo expandir sua atuação para novos mercados acompanhando as mudanças no setor imobiliário.
Criatividade e sustentabilidade no projeto arquitetônico e na engenharia
É importante conciliar as visões e os layouts criativos com a seleção dos materiais. No desenvolvimento de baixo carbono, o planejamento depende em grande parte dos métodos do processo de produção – por exemplo, o uso de cadeias de suprimentos locais, eliminando os custos de transporte e envio, pode contribuir para a redução do carbono incorporado. Uma etapa de construção de baixo carbono está condicionada à aquisição adequada e à implementação dos procedimentos apropriados.
A aquisição deve reduzir, renovar e, se tudo o mais falhar, deve compensar as emissões de carbono dos processos de fabricação, envio e uso de materiais. Em alguns casos, por exemplo, a construção em madeira laminada pode contribuir para a redução da pegada de carbono de um edifício, uma vez que armazena carbono na estrutura do prédio. A orientação dada no início do projeto – verificando, por exemplo, se o aço utilizado é altamente reciclável e provém de uma cadeia de suprimentos de baixo carbono –, surte efeito ao longo da vida útil do edifício. Os arquitetos e engenheiros também precisam especificar materiais de construção de baixo carbono em suas propostas, indicando aqueles que exigem menos água, energia, substâncias químicas tóxicas e produtos de limpeza. Com o tempo, essa abordagem também promove a redução dos custos de manutenção.
Materiais de construção de baixo carbono
Em um edifício, o carbono incorporado proveniente de materiais estruturais pode chegar a 80%. Por isso, o desenvolvimento sustentável precisa contar com opções de baixo carbono. As opções de materiais de construção de baixo carbono também podem incluir materiais reaproveitados, como a madeira recuperada e o aço reciclado. (O setor de construção civil é famoso por descartar os materiais não utilizados.) Só o concreto tradicional produz por ano quase 8% de todo o CO2 do mundo. É possível encontrar alternativas mais ecológicas em novos materiais, como:
- tijolos feitos de material de construção recuperado
- concreto reciclado
- misturas de concreto que reduzem o impacto de carbono
Novas técnicas e abordagens minimalistas de projeto – como linhas suaves, tetos expostos e pisos de concreto polido – também reduzem o volume total de material utilizado.
A ferramenta EC3 (Calculadora de Carbono Incorporado), que trabalha em conjunto com o software BIM (Modelagem de Informações da Construção), faz o mapeamento dos materiais em um nível básico após o detalhamento do projeto de um edifício. A calculadora permite visualizar com rapidez métricas importantes, como o carbono incorporado e a estimativa de emissões de gases de efeito estufa de todos os materiais fabricados, transportados e montados em um projeto, além dos custos de manutenção dos materiais e de fim da vida útil.
Cuidado na montagem dos materiais
Uma vez reunidos os materiais adequados, é preciso dedicar o mesmo cuidado ao montá-los. A melhoria da gestão BIM e da colaboração digital no canteiro de obras pode proporcionar economia financeira, energética, de tempo e de materiais. A adoção de métodos mais eficientes, como a construção enxuta, possibilita uma melhor gestão de projeto, eliminando o desperdício e reduzindo o carbono incorporado. Segundo o Lean Construction Institute, 70% dos projetos de construção civil atrasam ou ultrapassam o orçamento.
A construção pré-fabricada, modular e industrializada também pode encurtar os prazos de projeto, codificar a construção e reduzir o desperdício durante o ciclo de vida do projeto. Por exemplo, o prédio da prefeitura da cidade holandesa de Venlo pode ser desmontado e remontado em outro local com uma estrutura totalmente diferente. A BamCore desenvolveu um sistema de engenharia personalizada para projeto e fabricação de painéis híbridos de bambu que oferece mais materiais renováveis para prédios comerciais baixos e residências. Por fim, uma nova e crescente geração de caminhões e equipamentos pesados totalmente elétricos abriu caminho para os canteiros de obras de energia renovável.
Operação e manutenção de edifícios de baixo carbono
O projeto dos edifícios inteligentes e sustentáveis não termina quando as equipes de construção desmontam os canteiros de obras. A operação e a manutenção são atividades permanentes que oferecem meios de diminuir as contas de energia e, com isso, a poluição. Pesquisadores da ONU verificaram que as emissões da operação de edifícios atingiram recordes em 2019. Uma melhor prática de construção e uma tecnologia mais inteligente de operação estão se tornando o novo padrão. É preciso reduzir rapidamente as emissões da operação de edifícios para alcançar as metas do Acordo de Paris.
A tecnologia e os dados relacionados à operação de edifícios permitem que os proprietários dos prédios maximizem a eficiência dos sistemas de aquecimento, refrigeração e climatização. Isso é possível com o auxílio de sensores sofisticados e gêmeos digitais – um modelo de simulação digital de um edifício, com atualização contínua, que utiliza inteligência artificial e aprendizado de máquina para monitorar, manter e otimizar o desempenho do modelo físico. Esses avanços tecnológicos também oferecem a manutenção preditiva, em que um sistema de sensores e monitoramento em tempo real identifica quando algo começa a oscilar além do limite estabelecido e implementa os ajustes necessários, para garantir economia financeira, de energia e de tempo, antes que ocorram interrupções. Isso permite manter o desempenho dos ativos no nível mais próximo possível da eficiência máxima.
Desativação e reutilização de edifícios após o fim da vida útil
Até mesmo prédios desativados ou que estejam prestes a serem demolidos têm valor sustentável para construtoras holísticas inteligentes. O paradigma do século XX da venda ou demolição de bens imóveis, em que empresas de sucata vasculham os edifícios demolidos em busca de peças, funciona até certo ponto. No entanto, as soluções digitais oferecem melhores alternativas de reciclagem e recuperação, além de uma abordagem mais conscienciosa.
Com o uso de gêmeos digitais em programas como o Autodesk Tandem e de passaportes de materiais (um banco de dados de todos os materiais utilizados em um projeto), os prédios antigos podem se tornar verdadeiros bancos de materiais. Dessa forma, vigas de aço ou tijolos usados, rastreados desde a instalação, podem ser recuperados e receber uma segunda vida útil na fachada de outro edifício. A reutilização desses materiais torna-se mais fácil e vantajosa quando se conhecem bem os componentes de um edifício antes da demolição. Sem um roteiro de desconstrução, a maior parte do material das construções antigas acaba indo para os aterros sanitários.
Quando a jornada de dados do projeto resulta em um gêmeo digital, os arquitetos e projetistas têm boas condições para implementar a reutilização adaptativa. O uso da tecnologia de projeto generativo ajuda os arquitetos a rever e reformular layouts para alcançar o melhor uso possível do espaço disponível. A abordagem do passaporte de materiais também pode incentivar a elaboração de projetos criativos para edifícios abandonados. Uma melhor compreensão das construções antigas ou de patrimônio histórico permite que os arquitetos, engenheiros e construtores reutilizem os principais componentes das estruturas existentes ou transformem os materiais reciclados no ponto central de um novo projeto. Em Sydney, o novo Quay Quarter Tower reutilizou 68% de um edifício da década de 1970, economizando em energia incorporada o equivalente a 10 mil viagens aéreas de Sydney a Melbourne.
Vantagens da adoção de uma estratégia de desenvolvimento de baixo carbono
Proteger o planeta também protege as finanças – principalmente no que diz respeito às estratégias de desenvolvimento de baixo carbono. Essas estratégias costumam agilizar várias etapas da construção, o que pode baixar sensivelmente o custo de um projeto. Além disso, construir com alta eficiência energética promove uma considerável economia de custos de energia ao longo da vida útil de um projeto. Segundo o Three Percent Club, a atenção concentrada na eficiência energética, com a adoção de medidas como descarbonização, eletrificação, eficiência e digitalização, produz um retorno de US$ 3 para cada US$ 1 investido. Muitos prédios educacionais e empresariais do mundo já economizaram milhões com projetos sustentáveis avançados. A Universidade de Stanford verificou que os projetos ambiciosos de retrofit de edifícios inteiros geraram uma economia média de 24% ao ano.
Várias pesquisas também demonstram que as pessoas que trabalham em edifícios sustentáveis apresentam melhor desempenho. Projetos biofílicos e biomiméticos são exemplos de como alguns arquitetos estão trazendo a natureza para os projetos, proporcionando bem-estar aos ocupantes dos edifícios. Esses projetos usam materiais melhores e aumentam a circulação do ar e a iluminação natural, eliminando combustíveis fósseis e substâncias químicas nocivas. Com isso, também apresentam um forte argumento de venda para os proprietários de prédios comerciais: gastar menos com energia e obter mais produtividade. O U.S. Green Building Council constatou que os funcionários de prédios comerciais sustentáveis são mais felizes, mais saudáveis e mais produtivos.
No fim das contas, todo edifício é um ativo. Menores custos e maior satisfação dos ocupantes tornam os edifícios mais atraentes. Além disso, com o grande aumento do investimento ESG (investidores interessados nos aspectos ambientais, sociais e de governança corporativa que exigem planos de construção e operação sustentáveis), os projetos mais ecológicos se transformam em verdadeiros ímãs para investimento de capital. A sustentabilidade está se tornando um aspecto cada vez mais comum nos sistemas financeiros, promovendo o planejamento criterioso das construções, a redução do carbono incorporado e referências climáticas ambiciosas. Na verdade, são trilhões de dólares de capital com requisitos de sustentabilidade que estão em jogo. Com isso, a discussão acerca das práticas de sustentabilidade no ecossistema de arquitetura, engenharia e construção (AEC) torna-se indispensável tanto do ponto de vista ambiental como financeiro.
Como é um projeto de edifício de baixo carbono?
Na prática, os edifícios de baixo carbono criaram uma arquitetura inovadora e mais econômica. As limitações relativas à eficiência energética ou à reutilização de um prédio antigo oferecem, na verdade, combustível criativo aos arquitetos e projetistas, com resultados mais atraentes.
Em Epernay, na França, a empresa de arquitetura OuyOut projetou um novo espaço para a associação contábil CDER. Desaconselhando a demolição de um prédio antigo e nada atraente, a empresa fez o retrofit do edifício e remodelou sua fachada. A beleza deslumbrante da parte externa, com uma fachada dupla de curvas sinuosas e canteiros suspensos, combina com o centro da região de Champagne. Esse projeto também propiciou melhor isolamento térmico, reduzindo drasticamente os custos com energia.
Em Miami, um projeto residencial sofisticado recém-concluído, o Grove Central, exibe materiais de construção sustentáveis e painéis solares no telhado. Os elementos de impacto ambiental mais duradouro desse complexo talvez sejam sua localização e as conexões de transporte. Situado próximo a uma estação de VLT, o Grove Central facilita o transporte multimodal sem carro. O complexo tem ainda uma loja acessível a pé e comodidades, como um centro social, o que ajuda a reduzir as emissões de carbono causadas pelos deslocamentos para trabalho e compras. A exemplo do empreendimento da OuyOut, esse projeto residencial sustentável não impõe sacrifícios ao estilo de vida. Com certeza, o projeto criativo e responsável oferece mais valor estético e vantagens aos usuários do que os tradicionais.
Uma ideia semelhante em uma escala maior foi adotada pela Magnolia Quality Development Corporation, da Tailândia, com o projeto WHIZDOM 101. A cidade inteligente e sustentável de mais de 68 mil metros quadrados é uma visão integrada de trabalho, vida pessoal e lazer. As comodidades sofisticadas da área residencial incluem pista de jogging, ciclovia, biblioteca e ampla área verde. Criado com projeto digital para reduzir o volume de material de construção necessário, o complexo planejou microclimas na área externa para reduzir o calor e implantou controles de sistema inteligente para monitorar e diminuir o consumo de energia em tempo real. De modo geral, o projeto reduz o uso de energia em 30% e de água em 40%.
Em Atlanta, o Kendeda Building for Innovative Sustainable Design está se empenhando para alcançar a certificação completa do programa Living Building Challenge e é reconhecido hoje como um dos edifícios mais inovadores e sustentáveis da região sudeste dos Estados Unidos. O Kendeda Building, situado no Instituto de Tecnologia da Geórgia, é um espaço educacional de 3.400 metros quadrados construído com madeira laminada. O prédio tem telhado verde, cisternas para coleta e reutilização da água da chuva e uma cobertura de painéis solares, entre outros recursos sustentáveis. O próprio edifício é regenerativo: devolve mais ao meio ambiente do que obtém.
Qual é o futuro do desenvolvimento de baixo carbono?
A jornada do desenvolvimento de baixo carbono é circular. Ao analisar a economia circular, a Accenture estima que uma mudança mundial no sentido da reutilização do que se costuma jogar fora ou desperdiçar pode render uma economia de US$ 4,5 trilhões. Operações de reutilização e reciclagem mais bem fundamentadas, comprometidas com a redução das emissões de carbono, ajudariam as construtoras a encontrar meios criativos e econômicos de reutilizar os materiais das áreas edificadas. Segundo a Ellen MacArthur Foundation, as cidades produzem 50% dos resíduos mundiais e podem se tornar campos de provas para um movimento de projeto mais evoluído e inspirado na natureza.
Uma visão do futuro talvez seja a White Arkitekter – a empresa sueca que lançou o processo White ReCapture em 2020. Esse processo faz a leitura a laser de uma estrutura existente e conta com as ferramentas Autodesk BIM 360, Revit e ReCap para determinar o valor de cada um de seus componentes e as possíveis maneiras de reutilizá-los. Recentemente, a empresa usou esse processo para economizar US$ 1 milhão só em móveis para um novo prédio da prefeitura.
Cada etapa da trajetória da construção sustentável usa dados e tecnologia para conectar arquitetos, engenheiros e trabalhadores da construção civil, além de gerir o fluxo dos materiais: como são adquiridos, montados e, por fim, desativados e reciclados. À medida que a reutilização se torna mais fácil, menos onerosa e mais comum, os tijolos e vigas dos prédios antigos passam a ser considerados ativos mais valiosos. Com a crescente urbanização e o surgimento de edifícios cada vez mais altos no mundo inteiro, o desenvolvimento sustentável de baixo carbono vai garantir que essas construções resistam de fato à ação do tempo.