Qual é o caminho para zerar as emissões de carbono?

• O que é emissão zero de carbono?
• Emissão zero de carbono: o papel da construção civil e sua história no setor de projeto e construção
• Gestão do carbono total: o que significa isso?
• Projeto de edifícios para uma economia circular
• Exemplos de projetos com meta de emissão zero de carbono
• Qual é o futuro da emissão zero de carbono?

Bombeiros usam os teleféricos da estação de esqui de Lake Tahoe para combater incêndios. Furacão inverte o fluxo do rio Mississippi. Termômetros marcam 49,5 graus Celsius – no Canadá. Enfraquecimento da gravidade é detectado na calota de gelo da Antártica. Parece o anúncio de um filme de catástrofe futurista? Mas não é: essas cenas são reais. Estão acontecendo neste exato momento e são causadas pelas mudanças climáticas.

Desde a Revolução Industrial, os seres humanos já lançaram mais de 2 mil gigatoneladas de dióxido de carbono na atmosfera. Essa camada cada vez mais espessa de agentes poluentes retentores de calor é a causa do aquecimento global.

O impacto do uso de combustíveis fósseis é alarmante: 8 milhões de pessoas morrem a cada ano vítimas da poluição. Só nos Estados Unidos, o uso de combustíveis fósseis causa mais de 50 mil mortes e US$ 445 bilhões em prejuízos econômicos todos os anos.

O nível de aquecimento global é diretamente proporcional ao volume de dióxido de carbono que as atividades humanas lançam na atmosfera. A equação é brutalmente simples: para que se estabilizem as mudanças climáticas, as emissões globais de carbono precisam cair para zero. Quanto mais isso demorar para acontecer, mais mudanças o clima vai sofrer.

O que é emissão zero de carbono?

Em poucas palavras, emissão zero é o estado em que o volume de gases de efeito estufa lançados na atmosfera é igual ao volume removido da atmosfera. A emissão zero é alcançada por meio da redução, compensação e remoção de carbono.

Por que a emissão zero de carbono é importante?

A emissão zero de carbono é importante porque as mudanças climáticas são um problema generalizado que se agrava a cada dia (PDF, pág. 8), e os especialistas concordam que a melhor forma de enfrentá-lo é reduzir o aquecimento global.

Em 2015, o Acordo de Paris estabeleceu um sistema de referência internacional para limitar a elevação das temperaturas no mundo todo a menos de 1,5 grau Celsius acima dos níveis pré‑industriais, o que reduziria de forma significativa o impacto das mudanças climáticas. Para que se alcance essa meta, a maioria dos especialistas acredita que as emissões globais de carbono precisam chegar a zero até 2050. Quase 200 países concordaram em tomar as providências devidas e alguns – como a França, Nova Zelândia e Suécia – determinaram a emissão zero por lei.

Para que se alcancem as metas de emissão zero até meados do século, é preciso reduzir drasticamente as emissões hoje. As providências tomadas na próxima década serão decisivas. “Não vai ser fácil, porque já estamos 1 grau Celsius acima das temperaturas pré‑industriais”, reconhece o arquiteto e educador Ed Mazria, fundador da Architecture 2030, que pretende transformar as áreas edificadas, que são hoje o principal emissor de gases de efeito estufa, em uma solução importante para a emergência climática. A exemplo dos muitos líderes da ala progressista do movimento, Mazria acredita que 2050 será tarde demais: “Para que os níveis se mantenham abaixo de 1,5 grau, precisamos reduzir radicalmente as emissões até 2030 e, depois, eliminá-las progressivamente até 2040.” Segundo Mazria, para garantir uma boa probabilidade (67%) de realização dessa meta de 2040, é preciso que as emissões globais de carbono caiam para 50% até 2030 e cheguem a zero até 2040.

Como a emissão zero se aplica ao setor de projeto e construção?

As emissões de carbono são associadas a todas as estruturas construídas, tanto durante o processo de construção como na fase de operação. Um edifício de energia zero equilibra as emissões de gases de efeito estufa da energia tradicional por meio da redução do consumo, para minimizar as emissões de carbono, usando energias renováveis, como a eólica e a solar, ou adquirindo compensações de carbono para alcançar um ponto de equilíbrio.

As metas de energia zero da construção civil são, no mínimo, ambiciosas. “Até 2030, as áreas edificadas deverão reduzir à metade suas emissões e 100% dos novos edifícios deverão ter emissão zero de carbono na fase de operação. Além disso, o retrofit de eficiência energética dos ativos já existentes deverá estar a todo vapor”, sugere Victoria Burrows, diretora do programa Advancing Net Zero do World Green Building Council. “É necessário reduzir o carbono incorporado em pelo menos 40%, com os principais projetos alcançando no mínimo 50% de redução. Até no máximo 2050, todos os ativos novos e já existentes deverão ter emissão zero em todo o ciclo de vida, e isso inclui as emissões operacionais e incorporadas.”

É inegável o impacto das áreas edificadas sobre as emissões mundiais. “Estamos caminhando para a duplicação das áreas edificadas até 2060”, observa Clay Nesler, líder mundial de edifícios e energia do programa WRI Ross Center for Sustainable Cities do World Resources Institute. “Se fizermos as contas, isso equivale à construção de uma outra cidade de Nova York todos os meses. Esses edifícios vão precisar ter aquecimento, refrigeração e iluminação, oferecer um ambiente confortável e saudável e ser resilientes ao impacto das mudanças climáticas.

“Se as cidades e os países quiserem alcançar a emissão zero, não há como conseguir isso sem se concentrar nos edifícios, já que eles representam 39% das emissões globais de carbono e um percentual ainda maior nas cidades”, acrescenta Nesler. “Mas [os edifícios] também representam a melhor oportunidade de usar a tecnologia disponível para promover reduções imediatas que se revelam econômicas ao longo de seu ciclo de vida.”

Emissão zero de carbono: o papel da construção civil e sua história no setor de projeto e construção

Em um curto período de tempo, a emissão zero deixou de ser apenas um conceito científico e passou a ser uma prática atraente, tornando-se, por fim, uma diretriz.

Antes da Revolução Industrial, os edifícios estavam mais próximos da emissão zero do que hoje. O calor e a luz eram gerados pela queima de biomassa, a ventilação fornecia ar puro, e os sistemas mecânicos ainda não haviam sido amplamente implementados.

Foi no início do século XX que os projetistas, engenheiros e construtores começaram a levar em consideração o impacto ambiental das estruturas. Na década de 1970, o conflito no Oriente Médio fez disparar os preços do petróleo e impôs uma mentalidade de economia de energia. Líderes do governo e da indústria começaram a se preocupar com a dependência dos combustíveis fósseis.

Em 1998, o U.S. Green Building Council lançou o LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), que consiste em um sistema de classificação da utilização de materiais, água e energia nos edifícios recém‑construídos.

Em 2002, Mazria fundou a Architecture 2030, uma organização sem fins lucrativos dedicada a alterar o curso das mudanças climáticas. Em 2006, a Architecture 2030 lançou o 2030 Challenge, que requer que os edifícios recém‑construídos se tornem neutros em carbono até 2030. O American Institute of Architects respondeu a essa iniciativa com o 2030 Commitment, que acompanha o progresso em direção às metas do 2030 Challenge.

Em 2006, o Living Building Challenge elevou o nível dos padrões dos edifícios e de seu desempenho sustentável.

Em 2015, quase 200 países se comprometeram com o Acordo de Paris sobre o Clima para redução gradual da poluição. Em 2019, a Comissão Europeia criou o Pacto Ecológico Europeu, um conjunto de iniciativas para promover a neutralidade climática na Europa até 2050.

Gestão do carbono total: o que significa isso?

No setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC), a gestão do carbono total diz respeito ao processo de medição e gestão do volume total de carbono incorporado e operacional de um edifício. “O complicado é que o termo emissão zero é usado geralmente em relação à energia operacional”, comenta Tony Saracino, gerente sênior de sucesso de sustentabilidade da Autodesk. “O termo emissão zero, em seu sentido verdadeiro, deve ser usado para descrever os edifícios que promovem a medição, gestão e redução das emissões totais de carbono – da soma do carbono incorporado e do carbono operacional – para zero ou menos.”

Carbono incorporado

Toda construção tem um impacto climático oculto em função do carbono incorporado – as emissões de carbono geradas pela extração dos recursos e pela refinação, fabricação e logística. O carbono incorporado de todos os materiais utilizados nos edifícios e na infraestrutura é difícil de ser rastreado, mas é responsável por 11% das emissões globais de gases de efeito estufa. As emissões de carbono operacional de um edifício podem ser reduzidas com o tempo por meio de reformas de eficiência energética e do uso de energias renováveis. No entanto, as emissões de carbono incorporado permanecem após a construção do edifício.

A construção civil é o maior consumidor de matéria‑prima do mundo. Segundo a Architecture 2030, o carbono incorporado será responsável por mais da metade das emissões totais das novas construções até 2030.

Com a previsão de 232 bilhões de metros quadrados dos novos edifícios que serão construídos até 2060, é fundamental manter o carbono incorporado sob controle hoje e alcançar a emissão zero de carbono na construção civil. Ferramentas como a EC3 (Calculadora de Carbono Incorporado) de código aberto ajudam as partes interessadas a tomar decisões bem fundamentadas ao escolher materiais com o menor impacto de carbono.

Carbono operacional

Carbono operacional é o volume de carbono que uma estrutura emite durante seu uso, que inclui gestão e manutenção. O carbono operacional é responsável por 28% das emissões mundiais. Esse percentual aumentará com a expansão das áreas edificadas ao longo das próximas três décadas.

O projeto de edifícios de alto desempenho resulta na construção de edifícios eficientes, seguros e confortáveis – e que excedem os padrões de desempenho e os regulamentos de redução de gases de efeito estufa. Isso é alcançado com a combinação de técnicas e ferramentas que otimizam o consumo de energia, o uso dos materiais e a segurança e o conforto dos ocupantes, beneficiando-se, sempre que possível, de fontes de energia renováveis.

Tecnologias digitais, como o processo BIM (Modelagem de Informações da Construção), permitem que os projetistas façam simulações do uso da energia. No entanto, apesar das melhorias proporcionadas pela tecnologia, o processo de projeto está se tornando mais complexo.

“Quando projetamos esses edifícios de carbono zero, além de garantir que a estrutura seja sólida, temos que analisar os níveis de luminosidade, já que estamos usando mais iluminação natural”, explica Nesler. “Precisamos prever o impacto de elementos como os telhados verdes e telhados brancos. Temos que determinar a melhor orientação para o edifício. Também é preciso fazer uma simulação bastante detalhada da energia, porque a energia renovável tem que ser compatível com as cargas reais de aquecimento, refrigeração e iluminação do edifício. Além disso, temos que exercer diversos tipos de controle sobre o edifício.”

Compensações de carbono

As compensações de carbono ajudam as empresas a atingir as metas de sustentabilidade por meio da neutralização de suas emissões de carbono, viabilizada por investimentos em projetos que evitam ou reduzem o consumo de carbono. Essas compensações assumem, às vezes, a forma de créditos de carbono, em que um crédito corresponde à remoção de 1 tonelada métrica de dióxido de carbono da atmosfera ou à não produção desse volume de dióxido de carbono.

Os construtores podem investir em projetos de compensação de terceiros ou iniciar seus próprios programas, como plantio de árvores, parques eólicos, centrais elétricas geotérmicas e projetos de energia solar.

Remoção de carbono

As estratégias de redução das emissões, apesar de serem uma etapa essencial do caminho para a emissão zero, não são suficientes. Para alcançar essa meta, é preciso adotar estratégias efetivas de remoção do carbono da atmosfera.

Os métodos de remoção de carbono abrangem estratégias naturais, como a restauração florestal e a gestão do solo, estratégias de alta tecnologia, como a captura direta do ar e a mineralização avançada, e estratégias híbridas, como a remoção de carbono pelos oceanos.

Nas áreas edificadas, as iniciativas de remoção de carbono incluem a captura do carbono lançado pelas chaminés, a transformação das emissões industriais em materiais de construção e o armazenamento de carbono em materiais como o concreto.

“Os empreendimentos mais interessantes são aqueles que possibilitam uma grande redução da pegada de carbono do concreto ou que até mesmo produzem um tipo de concreto com pegada de carbono negativa, que constitui, portanto, um sumidouro de carbono“, observa a Dra. Claire White, professora adjunta de engenharia civil e ambiental da Universidade de Princeton. “Existem tipos alternativos de cimento com, no mínimo, 70% a menos de emissões de CO₂ do que o cimento portland. Precisamos desses materiais se quisermos baixar de forma significativa a pegada de carbono do concreto e fazer a transição para um setor com emissão zero de carbono.”

Projeto de edifícios para uma economia circular

A economia circular – uma proposta de lixo zero que se concentra no uso contínuo e na reutilização dos recursos – está ganhando força na arquitetura. Essa mentalidade vai além da reciclagem. Trata‑se de apoiar a ideia do reaproveitamento no âmbito do projeto e da construção. A implementação desse ciclo fechado implica a adoção de uma abordagem de cima para baixo, que compreenda todos os aspectos, desde o desempenho de cada um dos materiais até a finalidade do próprio edifício.

Como projetar e construir um edifício para alcançar circularidade?

Projetar para circularidade significa levar em consideração todo o ciclo de vida do edifício e mais além – em uma abordagem “do berço ao berço“.

“Imagine uma estante”, propõe Saracino. “Talvez esteja em condições muito ruins para ser consertada. Mas, em vez de simplesmente descartá-la, é possível usar as prateleiras para criar outro objeto que precise de tábuas do mesmo comprimento e largura. É assim que o projeto inteligente pode resultar na circularidade.”

O mesmo conceito pode ser aplicado a um edifício. “Pense nos sótãos de fábricas antigas que foram convertidos em habitações”, sugere Saracino. “São um ótimo exemplo da circularidade em um edifício. Um prédio em que um dia funcionou uma fábrica serve hoje de residência e, às vezes, com um mínimo de intervenção – as mesmas grandes vigas de sequoia do teto, as colunas e o piso ainda estão lá.”

Para a obtenção do máximo de benefícios da circularidade no projeto de edifícios, a digitalização de ponta a ponta é fundamental, afirma Nesler: “Um esboço em crayon no iPad se transforma em um modelo BIM. Simulamos tudo, otimizamos o projeto [para alcançar o uso ideal da energia] e descobrimos o volume de carbono que está incorporado nos materiais.”

“Em seguida, baixamos essas informações para um sistema que associa dados a todos os sensores e dispositivos do edifício. Assim, podemos não apenas controlar o edifício com eficiência, mas também transformá-lo em um gerador de energia, em vez de consumidor“, explica. “O edifício armazena, administra e, sim, usa um pouco de uma energia que esperamos seja limpa. Além disso, as paredes de concreto e as vigas de aço têm uma etiqueta. Dessa forma, daqui a 50 anos, quando demolirmos esse edifício, saberemos todos os materiais que ele contém.”

“As comunidades carentes são as mais afetadas pelas mudanças climáticas, mas também são as que mais se beneficiam de construções mais eficientes e mais sustentáveis.” – Clay Nesler, programa WRI Ross Center for Sustainable Cities do World Resources Institute.

Como projetar edifícios como bancos de materiais

Os processos de construção atuais tratam os materiais de modo ineficiente. As estruturas são projetadas para aplicações limitadas. E se, em vez disso, os edifícios fossem considerados como locais de armazenamento temporário de materiais e componentes valiosos? É essa a ideia por trás do conceito do edifício como um banco de materiais.

“Um edifício é composto de todos esses elementos”, observa Saracino. “Há madeira nos pisos, algumas lajes de concreto e tubulação de cobre. Todos esses materiais estão depositados nesse banco que é o edifício. Podemos, portanto, construir um edifício de modo que, no fim de sua vida útil, saibamos o que está contido nesse banco. E vai ser fácil identificar os componentes. Não vamos apenas destruir o edifício com uma bola de demolição.”

A digitalização está se tornando uma etapa cada vez mais importante no projeto de edifícios como bancos de materiais. “Hoje, quando derrubamos uma parede, não temos a menor ideia do que ela contém”, comenta Nesler. “Um modelo BIM vai fornecer todos os detalhes referentes aos materiais presentes e facilitar a reutilização, refabricação e outros processos afins.”

Exemplos de projetos com meta de emissão zero de carbono

No mundo todo, é possível encontrar inspiração tanto em projetos grandes como pequenos que apontam a direção no caminho para a emissão zero.

• A Build Change está construindo e reforçando residências em países propensos a terremotos e vendavais, usando materiais disponíveis na região e adaptados às condições climáticas locais.
• O edifício Unisphere da United Therapeutics, situado nos arredores de Washington, D.C. (EUA), é um dos maiores edifícios de energia zero do mundo, com mais de 12 mil metros quadrados.
• A equipe de projeto da Skanska responsável pelo Kendeda Building for Innovative Sustainable Design, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, está conseguindo cumprir os requisitos de desempenho do Living Building Challenge, em parte devido à utilização de materiais recuperados, como caibros de cenários desmontados de filmes.
• A BamCore criou um sistema voltado para o projeto e fabricação de painéis híbridos de bambu que oferece mais materiais renováveis para prédios comerciais baixos e residências.
• Quando a BuildX Studio construiu o Sachibondu Rural Health Centre na Zâmbia, a empresa adquiriu ou produziu localmente mais de 80% dos materiais de construção, como madeira recuperada e blocos reguladores de temperatura feitos de terra compactada.

Qual é o futuro da emissão zero de carbono?

É possível alcançar emissão zero, mas as metas estabelecidas para meados do século requerem um esforço colaborativo de todas as partes interessadas e uma diretriz. No entanto, segundo Nesler, o setor privado também precisa ser proativo. “Nem todas as autoridades que estabelecem as diretrizes têm experiência em construção de edifícios e economia de energia”, observa. “O setor privado pode trazer credibilidade e praticabilidade para as discussões.”

Com os países avançando rumo à emissão zero, é fundamental desenvolver a resiliência nas comunidades vulneráveis do mundo que menos contribuem para as emissões de carbono, mas que sofrem alguns dos maiores impactos na saúde e economia. “As comunidades carentes são as mais afetadas pelas mudanças climáticas, mas também são as que mais se beneficiam de construções mais eficientes e mais sustentáveis, porque as intervenções que fazemos nos edifícios para zerar suas emissões de carbono também os tornam mais confortáveis e saudáveis”, explica Nesler.

“O complicado é encontrar meios de pagar esse custo inicial dos edifícios de melhor desempenho ou arcar com o custo de uma grande reforma e pagar por ela com o tempo”, acrescenta. “Existem vários modelos de negócio criativos voltados para o setor privado que talvez ofereçam uma solução para essas comunidades.”

É justamente nisso que o setor de arquitetura, engenharia e construção (AEC), mais do que qualquer outro, pode ser o principal agente de mudança. “Quando a comunidade de arquitetura aceitou o fato de que contribuiu para as mudanças climáticas, eles aderiram ao movimento porque, como projetistas, são ensinados a tornar o mundo um lugar melhor”, comenta Mazria. “É o dever da profissão.”