Departamento de Artes & Design

TETO VERDE: EDIFICAES.

O

USO

DE

COBERTURAS

VEGETAIS

EM

Aluna: Manoela de Freitas Ferreira Orientadores: Alfredo Jefferson de Oliveira e Fernando Betim Paes Leme

Introduo O Eco-Design tem como nfase a elaborao de ferramentas e metodologias que possibilitem a incluso de parmetros ambientais no projeto. Para atingirmos o desenvolvimento sustentvel necessrio o desenvolvimento de solues projetuais que minimizem os impactos ambientais e maximizem a conservao dos recursos naturais decorrentes do uso e da produo destes objetos, sem deixar de atender simultaneamente as especificaes de qualidade, desempenho e custo. Neste aspecto, relevante o papel da ocupao humana nas cidades, concentrando e adensando demograficamente espaos urbanos despreparados para este aporte. As construes erguidas neste contexto esto condicionadas a tcnicas e referenciais de pocas em que os agravantes ecolgicos no eram percebidos. Repetimos insistentemente modos de agir que ignoram as necessidades de adequao s questes ambientais. Nossos equipamentos, objetos, incluindo as construes, devem ser analisados dentro de um novo contexto, onde as necessidades e solicitaes de convivncia com o ambiente requerem novos procedimentos no uso do espao habitado. As moradias representam um bem indispensvel para a sobrevivncia do homem, um direito exigido que determina comumente um fator de preocupao das cidades. A ocupao descontrolada do solo com a urbanizao acelerada e a verticalizao dos espaos que geram um aumento de servios de infra-estruturas a serem oferecidos, alm do aumento no consumo de energia, determinando conseqentemente um aumento na temperatura da cidade. A impermeabilizao do solo urbano, os aparelhos de refrigerao, os automveis e os materiais de construo que compem a malha urbana refletem o calor emanado pelo sol, numa atmosfera desprotegida de sua camada de oznio. A inrcia trmica acumulada pelos materiais, principalmente das coberturas das moradias, so grandes responsveis por este fator de desconforto climtico. Pesquisadores vem a algum tempo trabalhando em solues que minimizem estes fatos e uma alternativa conhecida desde os ancestrais a cobertura vegetal, ou seja, solues que utilizam jardins e gramados em substituio s tradicionais coberturas de telhas, laje, folhas de ao, dentre outras, que tradicionalmente cobrem as edificaes. Nas cidades esta tcnica vem sendo abordada timidamente em experincias esparsas, porm j de grandes impactos conceituais. O isolamento trmico propiciado pelas camadas vegetais permite um ambiente interno mais agradvel e diminui a reflexo e absoro de calor nas coberturas, baixando assim a temperatura emanada ao do espao envoltrio. O conseqente aumento da superfcie vegetal garante tambm elementos orgnicos que absorvem gs carbnico resultante da combusto dos veculos que circulam na cidade, colaborando com a reduo do efeito estufa. Considerando a contribuio destes dados na escolha de materiais e sistemas construtivos a serem implementados nas cidades, buscamos observar a importncia da

contribuio do eco-design no desenvolvimento de tcnicas de aplicao das chamadas coberturas verdes nas construes. Neste trabalho pretendemos levantar os casos situados na cidade do Rio de Janeiro, analisar as condies, financeiras e culturais, que possibilitaram e que possam a utilizao deste conceito construtivo, verificar alguns aspectos ligados reduo dos impactos ambientais e analisar possveis contribuies do design no sucesso destas iniciativas. Objetivos O objetivo da pesquisa levantar as situaes onde ocorrem projetos e construes com teto verde no Rio de Janeiro e verificar as possibilidades de contribuio do design e arquitetura em projetos a serem implantados. A pesquisa pretende ainda verificar as possibilidades de solues de baixo custo e alguns aspectos especficos sobre a propriedade do sistema construtivo, atravs da realizao de testes e modelos. Metodologia Reviso bibliogrfica sobre o tema e levantamento de projetos e construes que aplicam o conceito de teto verde. Aps o estudo dos dados levantados, esto sendo realizados experimentos e testes dos modelos desenvolvidos e de algumas tcnicas alternativas de construo de coberturas vegetais. Levantamento Bibliogrfico A bibliografia sobre o assunto bastante vasta, tendo em vista o fato de ser a cobertura verde bastante disseminado entre os pases europeus, especialmente na Alemanha. Encontramos tambm alguns sites e publicaes americanas. De acordo com VILELA (2005), a cobertura verde vem, recentemente, conquistando adeptos na Amrica Latina, tendo no Mxico um grande interesse e aceitao. No Brasil o interesse ainda relativamente pequeno, com uma maior difuso no Rio Grande do Sul, onde encontramos algumas empresas especializadas na aplicao e construo de coberturas verdes. Esta maior difuso pode ser decorrente da influncia da imigrao alem ou pelos aspectos positivos na regulao da temperatura interna das residncias. A diminuio da rea verde nas grandes cidades e sua substituio por asfalto e cimento, impermeabilizao de grandes reas, coberturas de material cermico ou compsito de cimento e fibras minerais, impermeabilizam a superfcie diminuindo a absoro de umidade. Estes fatoress aumentam a temperatura ambiente e tem como conseqncia o uso acentuado de sistemas artificiais de refrigerao das construes. Todo este contexto, acrescido do intenso uso de veculos, como num ciclo vicioso acabam por acarretar que a temperatura do centro das grandes cidades seja de 4 a 11 mais alta que nos subrbios (LTSCH 1981 apud MINKE 2005). O uso de cobertura verde nas residncias e em instalaes comerciais e o aumento de reas jardinadas poderiam amenizar significantemente a temperatura, alm de contribuir para melhoria da qualidade de vida j que ajudaria, na purificao do ar, na absoro de poeira e/ou agentes poluentes e nas taxas de umidade e na reduo da poluio sonora. De acordo com MINKE 2005, provavelmente seria suficiente transformar de 20% de todos os telhados em cobertura verde para dobrar a quantidade de folhas de uma cidade, baseado no fato de que um telhado verde chega a ter de 5 a 10 mais folhas por rea que um parque aberto, amenizando os problemas de umidade, conforto ambiental e at mesmo aspectos sociolgicos. De acordo com o levantamento bibliogrfico, as coberturas verdes so eficientes na proteo das intempries e trazem significativas contribuies, que detalharemos a seguir:

O isolamento trmico conseqncia de dois fatores: a absoro da radiao das plantas durante o processo de fotossntese, que pode captar grande parte da energia e a espessura da cobertura verde que funciona como uma grande manta isolante. Estes fatores tambm contribuem para reduzir as variaes trmicas, estabilizando a temperatura entre as diferentes horas do dia, j que absorve energia durante as horas de insolao e mantm a temperatura interna durante a noite. O mesmo acontece durante as diferentes estaes do ano quando os tetos verdes esquentam no inverno a medida em que armazenam o calor nos ambientes internos, e no vero auxiliam a manter fresco este mesmo ambiente interno, uma vez que protegem da insolao direta estes ambientes. Esta caracterstica faz com que o uso de cobertura verde seja recomendado tanto em regies de clima frio quanto de clima quente. Em uma experimento realizado por VECCHIA et alli (2006), comparando a temperatura interna de mdulos construtivos cobertos diferentes telhados, temos que num dia de temperatura externa de 34,0C, a temperatura mxima no interior do mdulo de cobertura verde foi de 28,8C, bem menor do que as encontradas para as demais coberturas: telha cermica 30,4C, ao galvanizado 45C, telha de fibro cimento 31,0C e laje de concreto 34,7C, evidenciando a eficincia de isolamento trmico deste tipo de cobertura. O processo de fotossntese tambm tem papel fundamental na absoro de CO2 e os telhados com cobertura vegetal tambm contribuem para reduo do efeito estufa. A cobertura verde tambm contribui para a limpeza do ar, filtrando parte das partculas de poeira que ficam aderidas nas superfcies das folhas e que depois so levadas pela chuva. Outra contribuio interessante a reduo da poluio sonora que se d atravs da transformao da energia sonora em movimento das folhas e da significativa absoro da massa de cobertura. A capacidade de reteno de gua pela cobertura verde tambm tem sido mencionada em diversos trabalhos e se trata de outra interessante caracterstica, que tanto colabora com a regulao da umidade do ambiente, permitindo a evaporao de uma considervel quantidade de gua e o conseqente aumento da umidade do ar, como contribui para reduo do problema de drenagem da gua de chuvas. Numa cidade com grandes reas impermeveis a drenagem das guas fluviais pode ser um problema, pois toda gua da chuva corre imediatamente para os canais e drenos, que muitas vezes transbordam devido ao grande volume dgua. As coberturas verdes retm parte da gua, funcionando como pequenas encostas que liberam a gua mais lentamente evitando o colapso na drenagem urbana e aumentando a umidade nos dias seguintes. Segundo MINKE 2005, um teto verde com 20 cm de substrato de terra e argila expandida, por exemplo, possui capacidade de armazenar at 90mm de gua, ou seja, 90L de gua por m. Cita ainda a norma alem DIN 1986 que define o coeficiente de desge de guas pluviais para tetos jardim com um mnimo de 10 cm de espessura, em de 0.3. Isto significa que somente 30% da chuva que ca, desgua e 70% retida pelos tetos verdes e/ou so evaporadas, ndice que pode sofrer alteraes devido a inclinao do teto. Na realidade estes dados no se referem a uma regio tropical como o Rio de Janeiro, onde a intensidade das chamadas chuvas de vero certamente ultrapassam a capacidade de reteno de uma cobertura vegetal, reduzindo drasticamente o percentual de reteno, mas sempre contribuindo para diminuir a vazo imediata das guas fluviais. Diversos outros efeitos positivos secundrios foram levantados tais como aumento da rea para insetos e pssaros, efeitos estticos e psicolgicos, uma vez que suavizam e embelezam o ambiente em que se encontram. Foram tambm encontradas referncias que mencionam o aumento da durabilidade das coberturas como um efeito positivo. Na realidade a cobertura verde tem uma durabilidade indefinida por sua prpria natureza e protege a base impermevel, seja ela de concreto, telha ondulada, lonas ou filmes plsticos dos efeitos trmicos da insolao solar e das radiaes

ultravioletas, fazendo com que estes tenham uma durabilidade muito superior do que os similares convencionais que no utilizam cobertura vegetal.

Fig 1 Edifcio com cobertura verde. Fonte: MINKE (2005) Poucas so as dificuldades encontradas na utilizao de uma cobertura verde, no entanto alguns cuidados so necessrios, Como a cobertura vegetal necessita de um substrato vegetal ou terra para o plantio, isto pode acarretar em uma cobertura mais pesada do que as convencionais, o que implica na verificao ou, eventualmente, reforo da estrutura j existente. No caso de edifcios ou coberturas de lajes provavelmente no ser necessrio, especialmente no caso de cobertura vegetal extensiva, mas em casas que foram projetadas para telhados ligeiros como as telhas de cimento, certamente deveremos ter uma ateno especial ao clculo estrutural com eventuais aumentos de custo decorrentes deste reforo. Tambm no caso de construo de residncias provvel um aumento de custo decorrente de uma estrutura mais robusta. De qualquer forma, tanto num caso como outro, os eventuais aumentos no investimento inicial sero superados em pouco tempo pelos benefcios, em especial pela reduo do custo da regulao temperatura interna. De acordo com a classificao alem de telhados vivos (ECOTELHADO 2007), as coberturas verdes so divididas em dois grupos: extensivos com um substrato fino, pesando entre 70 e 170kg/m2 e intensivos com substratos mais espessos, pesando mais de 170 kg/m2. Quanto aos sistemas de aplicao e construo, encontramos basicamente trs tipos de cobertura verde:

A Contnua Neste tipo de cobertura verde, que a mais antiga e difundida, o substrato aplicado diretamente sobre a base, devidamente impermeabilizada e protegida por diferentes camadas.

Fig. 2 Diferentes camadas em uma cobertura verde. Fonte: E.P.A. (2007) As camadas se alteram de acordo com a base utilizada e o tipo de clima da regio. Nos lugares de clima frio necessrio uma camada que impea a condensao de vapor dgua na membrana isolante. No clima tropical basicamente encontramos a camada de impermebilizao, uma de drenagem, uma de filtragem e uma com a terra ou sustrato onde plantada a vegetao apropriada.

Fig 3 Residncia com telhado verde. Fonte: ECOTELHADO (2007)

Fig. 4 Aplicao de cobertura verde em parte da casa. Foto: Fernando Betim B - Mdulos pr-elaborados o tipo de cobertura desenvolvida para rpida aplicao e normalmente comercializada por empresas especializadas. Geralmente uma espcie de bandeja rgida com os substratos e as plantas j crescidas para colocao direta e imediata sobre as coberturas convencionais. O tamanho da bandeja permite um fcil manuseio e o resultado imediato. Por serem plantadas em grande quantidade, este tipo de soluo facilita o uso de diferentes plantas em uma mesma bandeja.

Fig. 5 - colocao de placas. Fonte: ECOTELHADO (2007)

Fig. 6 manuteno de cobertura vegetal. Fonte: ECOTELHADO (2007) C - Area Com a vegetao separada da base ou cobertura, esta soluo praticamente uma cobertura viva da cobertura tradicional, traz algumas vantagens estruturais na instalao mas no tem o mesmo efeito isolantes das anteriores.

Fig.7 Cobertura area com plantio de maracuj. Fonte: BERNARDES (2007), foto de Adilson Manoel Godoy/FSP Na figura 7, Julio BERNARDES (2007) apresenta o caso de aplicao de uma tela metlica com cobertura de ps de maracuj sobre uma cpula de acrlico do prdio do Centro de Educao Permanente em Sade Pblica, amenizando a temperatura sem interromper a iluminao e reduzindo o rudo da chuva neste tipo de cobertura.

importante uma prvia definio da vegetao a ser adotada, escolhendo espcies de pouco crescimento, que necessitem de pouco extrato vegetal e que sejam adaptadas ao clima da regio, evitando dificuldades na manuteno. A empresa gacha Ecotelhado adota as espcies do gnero sedum da famlia das Crassulaceas por considerar adequadas j que o lento crescimento diminui a manuteno e que so resistentes as condies adversas.. Outros aspectos como a incidncia solar, ndices pluviomtricos, temperatura do local, ventos dominantes e a inclinao do telhado verde e a necessidade de reteno de gua pela vegetao devem ser considerados na escolha da vegetao a ser adotada. Fatores estticos e olfativos tambm podem contribuir na escolha. A definio da inclinao do teto fundamental para o projeto de uma cobertura vegetal. Enquanto nos tetos planos devemos ter uma preocupao com a drenagem para evitar que o excesso de umidade apodrea as razes, nos muito inclinados necessrio o uso de travamentos para evitar que a terra e o substrato deslizem. A soluo mais recomendada a de coberturas levemente inclinadas, que facilitam a drenagem sem as complicaes de deslizamento.

Fig.8e9 Substituio de telhado por cobertura verde na Alemanha. Fonte: MINKE (2007)

Fig 10 e11 Construo de telhado verde em Itamonte - MG Foto: Fernando Betim

Levantamento de casos na cidade do Rio de Janeiro. Tivemos dificuldade em levantar os casos de uso de cobertura verde na cidade do Rio de Janeiro devido a falta de cadastro ou registro sobre o assunto. Localizamos poucas casas, como a da figura 12, mas a falta de uma anlise mais detalhada nos impediu de tirar muitas concluses sobre a incidncia na cidade. Durante o levantamento surgiu a questo se deveramos ou no considerar as coberturas ajardinadas como cobertura verde. No Rio de janeiro, em especial na Zona Sul, freqente o uso particular das coberturas dos edifcios que normalmente incluem jardins e piscinas. A tecnologia de impermeabilizao e drenagens destes jardins suspensos praticamente a mesma de uma cobertura vegetal, mas como a inteno sempre decorativa, resolvemos no incluir em nossa lista. Inmeras coberturas tm jardins e so cobertas por telha de amianto e cimento ou outro sistema convencional. De acordo com a arquiteta Silvia Rola (in VILELA 2005), as reas verdes do municpio do Rio de Janeiro somam 27,51% do total da rea da cidade. Considerando que o ndice de rea verde ideal para cada ser humano de 12m2/habitante, o Rio estaria muitssimo bem, com nada menos que 57,4m2/habitante. No entanto, observa-se a presena de ilhas de calor em determinados pontos da cidade, provocadas pela falta de vegetao. Por mais que se tenha uma rea verde dentro de um municpio, sua concentrao em determinadas regies s benfica para quem mora prximo". Considerando a dificuldade encontrada, passamos a focar o trabalho na experimentao e no desenvolvimento de solues de cobertura vegetal de baixo custo, adequadas ao nosso clima.

Fig. 12 Casa residencial na Barra da Tijuca com cobertura e muro verde.

Experimentos Atualmente, alm de iniciarmos o desenvolvimento de alguns experimentos para o desenvolvimento de solues de baixo custo, estamos acompanhando dois casos de construo de cobertura verde na PUC-Rio, casos de coberturas planas, uma apoiada em laje e outra em madeira. Os experimentos visam dar continuidade ao desenvolvimento de coberturas vegetais de tecnologia simples e de baixo custo e pretendemos aplicar os resultados dos experimentos em duas coberturas verdes em edificaes rurais a serem construdas durante o segundo semestre de 2007. No experimento optamos por desenvolver um teto verde de baixo custo, levemente inclinado, apoiado em caibros de eucalipto rolio e coberto por uma camada de filme plstico e/ou lona, uma camada de drenagem de geomanta e uma camada de terra. Verificaremos a capacidade estrutural dos caibros de eucalipto, a capacidade de drenagem da cobertura e a eficincia das camadas propostas. Na construo do modelo em escala real poderemos testar o comportamento de algumas espcies de plantas. Seguem as fotos de um ensaio preliminar com a utilizao da geomanta em contato direto com a terra plantada.

Fig. 13 a 18 Experimento preliminar Apesar de uma srie de dificuldades e atrasos, j comeamos a construir os experimentos, mas ainda no temos resultados para uma anlise e escolha das melhores alternativas, o que dever ocorrer no final deste ano, com a continuidade deste projeto. Concluso Apesar dos inmeros benefcios decorrentes da utilizao da cobertura vegetal, tais como contribuio para a reduo do efeito estufa e estabilidade trmica, foram observados poucos casos de construes que utilizam cobertura verde na cidade do Rio de Janeiro. Os estudos mostraram a existncia de diversas solues alternativas de baixo custo que poderiam ser desenvolvidas. O trabalho encontra-se em andamento, especificamente na fase de realizao dos testes e construo de modelos alternativos, visando a seleo de alternativas a serem testadas em uma construo real. Um teto verde possui diversas caractersticas de uma melhor insero no mundo que ora vivemos, tanto para os lugares frios, quanto para os lugares quentes. Efeitos estticos, bem como o seu sistema fsico construtivo e suas solues para o conforto ambiental, se enquadram filosoficamente numa demanda esperada do que qualidade de vida. Bibliografia BERNARDES, Jlio- Telhado verde ameniza efeitos de calor e poluio . texto divulgado em 19.03.2007 no site www.usp.br/agen/UOLnoticia.php da Agncia USP de Notcias. EPA - U.S. Enviornmental Protection Agency GreenRoofs. Texto divulgado no site www.epa.gov/hiri/strategies/greenroofs.html, 2007 KAZAZIAN, T. Haver a Idade das Coisas Leves. So Paulo: SENAC, 2005 MANZINI, E. e VEZZOLI, C. O Desenvolvimento de Produtos Sustentveis. So Paulo: Edusp, 2002, ISBN 85-314-0731-1 MINKE, Gernot. Techos Verdes. Espanha: EcoHabitar. 2005 RAF, S. et alii. EcoHouse- A Casa Ambientalmente Sustentvel. Porto Alegre: Bookman, 2006 VAN LENGEN, J. Manual do Arquiteto Descalo. Porto Alegre: Livraria do Arquiteto, 2002 VECHIA F. et alli - Avaliao do comportamento trmico de coberturas verdes leves (CVLs) aplicada aos climas tropicais. site www.shs.eesc.usp.br/pessoal/docentes . So Paulo USP, 2007 VILELA, Soraia "Telhados verdes": pequenos pulmes para grandes cidades. Texto publicado no site www.dw-world.de em 12.11.2005