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UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU

EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETUR A

PAULISTANA CONTEMPORÂNEA

PEDRO CARDOZO JÚNIOR

13/12/2017

SÃO PAULO

PEDRO CARDOZO JÚNIOR

EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETUR A


Dissertação de mestrado apresentada ao

Programa de Pós-Graduação da Universidade São

Judas Tadeu, para a obtenção do título de Mestre

em Arquitetura e Urbanismo.

Área de concentração: Arquitetura e Cidade.

Linha de Pesquisa: Projeto, produção e

representação.

Grupo de pesquisa CNPQ: Arquitetura:

abordagens alternativas e transdisciplinares.

Orientadora: Profª. Dra. Edite Galote Carranza.

SÃO PAULO

13/12/2017

Cardozo Júnior, Pedro. C268e Edifícios inteligentes e sustentáveis na arquitetura paulistana

contemporânea / Pedro Cardozo Júnior. - São Paulo, 2017. f.: il.; 30 cm.

Orientadora: Edite Galote Rodrigues Carranza. Dissertação (mestrado) – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo,

2017. 1. Sustentabilidade. 2. Edifícios – Automação. 3. Edifícios Comerciais. 4. Arquitetura – São Paulo. I. Carranza, Edite Galote Rodrigues. II. Universidade São Judas Tadeu, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Arquitetura e Urbanismo. III. Título

CDD 22 – 724

Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da Universidade São Judas Tadeu

Bibliotecária: Cláudia Silva Salviano Moreira - CRB 8/9237

NOME: CARDOZO JR., PEDRO

TÍTULO: EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETURA


DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

APRESENTADA À FACULDADE DE

ARQUITETURA E URBANISMO DA

UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU,

PARA A OBTENÇÃO DO TÍTULO DE

MESTRE EM ARQUITETURA E

URBANISMO.

ÁREA DE CONCENTRAÇÃO:

ARQUITETURA E CIDADE.

APROVADO EM:

BANCA EXAMINADORA

PROF. DR.: INSTITUIÇÃO:

JULGAMENTO: ASSINATURA:





AGRADECIMENTOS

À minha esposa e ao meu filho, que são a razão da minha vida, dedico este

trabalho com amor, admiração e gratidão.

Agradeço à orientadora, Profa. Dra. Edite Galote Carranza, pela oportunidade

que me concedeu em ser seu aluno, por ter acreditado em minha capacidade e pelas

excelentes orientações e ensinamentos nesse universo científico.

À Profª. Drª. Paula de Vincenzo Fidelis Belfort Mattos (Coordenadora do

Programa de Pós-graduação Stricto Sensu em Arquitetura e Urbanismo da USJT) pela

excelência em organizar um curso com professores tão competentes, pela

receptividade, apoio e incentivo.

Ao diretor da Faculdade de Tecnologia e Ciências Exatas Prof. Dr. Ângelo

Sebastião Zanini pelo incentivo e apoio.

Ao diretor da Faculdade de Letras, Artes, Comunicação e Ciências da

Educação Prof. Rosário Antônio D'Agostino pela excelente condução do curso.

Ao Pró-Reitor Prof. Luís Antônio Baffile Leoni pelo exemplo de profissionalismo,

incentivo e apoio.

Aos professores: Prof. Dr. Fernando Guillermo Vázquez Ramos, Prof. Dr. Luis

Octavio de Faria e Silva, Prof. Dr. Adilson Costa Macedo, Profa. Dra. Maria Isabel

Imbronito e Profa. Dra. Eneida de Almeida pelas excelentes aulas.

Aos profissionais: Arq. Daniela Hummel Mungai, Arq. Andrey Marques, Eng.

Vinícius Vaccari Muraca, Eng. Ricardo Yanai e Sra. Bianca Fort pela importante

colaboração.

A Instituição Universidade São Judas Tadeu que foi onde me graduei e que

proporcionou toda a estrutura de um excelente curso de Mestrado em Arquitetura e

Urbanismo.

“The two most important days in your life are the day you were born and the

day you find out why.”

Mark Twain

“Os dois dias mais importantes da sua vida são: o dia em que você nasceu, e

o dia em que você descobre o porquê. ”

Mark Twain.

RESUMO

Na Era Digital, o contínuo crescimento da população urbana e a decorrente

concentração de edifícios nas cidades e megacidades têm gerado aumento

exponencial na quantidade de resíduos, consumo de energia e recursos naturais

impactando o aquecimento global. Em 2016, as nações signatárias do Acordo de

Paris, incluindo o Brasil, se comprometeram a reduzir os gases de efeito estufa. Assim,

para atingir a sustentabilidade do ambiente construído deverão ser aplicados novos

conceitos, inclusive aplicações de controle e automação: domótica, inmótica e

urbótica, os quais estabelecem a transdisciplinaridade entre arquitetura, engenharia

elétrica (eletrônica, telecomunicações, controle e automação) e computação. A

implementação de sistemas automatizados tanto nas edificações quanto nas cidades

resulta em melhoria no desempenho, na segurança, no conforto, na flexibilidade de

uso dos espaços e, adicionalmente, contribui com a sustentabilidade ambiental. O

objetivo desse trabalho é apresentar como a tecnologia, principalmente a inmótica,

tem sido aplicada em projetos de edifícios corporativos considerados inteligentes e

sustentáveis, na cidade de São Paulo, edificados a partir da década 2000, com

certificação LEED, triple A e projetados pelo escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos.

Metodologicamente foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre os melhores

exemplos nacionais, como também internacionais, desse tipo de edifício; um

levantamento de projetos realizados na cidade de São Paulo; os principais recursos

de tecnologia e automação disponíveis e entrevistas com profissionais envolvidos.

Dessa forma, este trabalho visa contribuir com futuros projetos e pesquisas nas áreas

envolvidas, analisar quais as principais tendências desse tipo de edifício e entender

em que medida a produção arquitetônica contemporânea se insere neste novo

contexto.

Palavras-chave: Edifícios Inteligentes; Sustentabilidade; Tecnologia;

Automação; Arquitetura paulistana.

ABSTRACT

In the Digital Age, the continuous growth in urban population and the resulting

concentration of buildings in cities and megacities, has generated an exponential

increase in the amount of waste, energy consumption and natural resources, impacting

global warming. By 2016, signatory nations to the Paris Accord, including Brazil, have

pledged to reducing greenhouse gases. In order to achieve the sustainability of the

built environment, new concepts must be applied, including control and automation

applications: home, build and urban automation, which establish the transdisciplinarity

between architecture, electrical engineering (electronics, telecommunications, control

systems and automation) and computing. The implementation of automated systems

in both buildings and cities results in improved performance, safety, comfort, flexibility

of places use and additionally contributes to environmental sustainability. The

purposes of this work is to present how the technology, especially the inmotica, has

been applied in corporate buildings projects, considered as smart and sustainable, in

São Paulo city, built from the 2000 decade, with LEED certification, triple A and

designed by Aflalo / Gasperini Architects. As methodology a bibliographical research

was carried out on the best national examples, as well as international examples of

this type of building; a survey of this type of project in São Paulo city; the main

technology and automation resources available and interviews with professionals

involved. This work aims to contribute with future projects and research in the areas

involved, analyze the main tendencies of that type of building and understand what

extent the contemporary architectural production is inserted in this new context.

Keywords: Smart Buildings; Sustainability; Technology; Automation; São

Paulo’s Architecture.

Sumário

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1

2 ENGENHARIA E ARQUITETURA: INTERFACES E NOVAS TECNOLOGIAS .... 6

3 EDIFÍCIOS INTELIGENTES, SUSTENTÁVEIS E SUAS CERTIFICAÇÕES ...... 38

3.1 Conceitos: Inteligente, Salutar e Sustentável ..................................... 39

3.2 Conceitos: Domótica, inmótica e urbótica .......................................... 41

3.3 Certificações ....................................................................................... 43

4 EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS DO SÉCULO XXI: CASO SÃO

PAULO ...................................................................................................................... 53

4.1 São Paulo Corporate Towers ............................................................. 78

4.1.1 Ficha técnica ................................................................................ 79

4.1.2 Inmótica: controle e automação ................................................... 81

4.1.3 Salubridade .................................................................................. 82

4.1.4 Sustentabilidade ........................................................................... 84

4.2 BMX – Parque da Cidade ................................................................... 86

4.2.1 Ficha Técnica ............................................................................... 87

4.2.2 Inmótica: controle e automação ................................................... 89

4.2.3 Salubridade .................................................................................. 91

4.2.4 Sustentabilidade ........................................................................... 93

5 SISTEMAS DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO ................................................... 96

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 109

7 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 111

8 APÊNDICE A – PLANILHA GBC-BRASIL (CERTIFICAÇÕES LEED NA CIDADE

DE SÃO PAULO). ................................................................................................... 122

9 ANEXO A – CERTIFICADOS ATRIBUÍDOS AOS EMPREENDIMENTOS

ESTUDOS DE CASO .............................................................................................. 128

Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea

1

1 INTRODUÇÃO

Em setembro de 2016, o Brasil ratificou o Acordo de Paris, ou seja, o

compromisso internacional para reduzir emissões de gases de efeito estufa a fim de

colaborar com a redução do aquecimento global. Dessa forma, teve início uma nova

agenda para a produção do espaço construído: arquitetura e cidade. Segundo o

Ministério do Meio Ambiente, a construção civil tem papel fundamental a desempenhar

no desenvolvimento sustentável, o que implica alguns desafios, tais como: “na

redução e otimização do consumo de materiais e energia, na redução dos resíduos

gerados, na preservação do ambiente natural e na melhoria da qualidade do ambiente

construído” (BRASIL, Ministério do Meio Ambiente, [2016]). Diante desse cenário, as

recomendações do Ministério do Meio Ambiente vão no sentido de uma mudança dos

conceitos da arquitetura convencional, objetivando projetos mais flexíveis que

possibilitem fácil readequação para futuras mudanças de uso ou para atender novas

necessidades, afim de reduzir as demolições. Outra recomendação é a busca por

soluções que potencializem o uso racional de recursos naturais, reduzam a geração

de resíduos, diminuam perdas e possibilitem a reutilização de materiais.

Portanto, a produção arquitetônica denominada sustentável deverá levar em

consideração desde alternativas de baixo impacto, como o resgate e reciclagem de

materiais, até alternativas recorrentes à alta tecnologia, que possam contribuir na

economia energética ou na produção de energia limpa. Dessa forma, na Era Digital,

os projetos seguirão conceitos novos, tais como a utilização da automação em

residências (domótica), em edifícios (inmótica) e bairros ou cidades (urbótica), os

quais estabelecem a transdisiciplinaridade entre as disciplinas envolvidas no processo


2

de construção do espaço: arquitetura, engenharia elétrica (eletrônica,

telecomunicações, controle e automação) e computação (tecnologia da informação).

TABELA 1: ÍNDICE GLOBAL DE STARTUP EM ECOSSISTEMAS (2012). FONTE: (KOTKIN, 2014, P. 6).

Nestes termos, a presente dissertação visa apresentar como a tecnologia,

principalmente a inmótica (automação em edifícios), tem sido aplicada em projetos de

edifícios corporativos na cidade de São Paulo, a maior e mais influente cidade da

América Latina (tabela 1), segundo o ranking da BBC (SÃO PAULO, 2014), que foi

elaborado pela Civil Service College de Cingapura e a Chapman University. As

cidades foram avaliadas em oito categorias, que consideraram: conectividade aérea -

acesso a mercados globais -, diversidade - estrangeiros como força de trabalho -,

investimento estrangeiro direto - atratividade para investidores globais -, sedes de

empresas - localização de sedes de principais empresas globais -, produção de

serviços - importância das cidades nas redes de contatos das principais empresas de

serviços para indústrias importantes -, serviços financeiros - importância da cidade

como um centro financeiro global -, tecnologia e mídia – importância como centro de


3

tecnologia e mídia -, e domínio industrial - importância da cidade como um local

estratégico para as principais indústrias globais -, (KOTKIN, 2014, p. 6). Portanto, essa

dissertação pretende contribuir para ampliar o entendimento sobre a interface entre a

arquitetura e tecnologia; com enfoque na inmótica, ou seja, a interface entre

arquitetura e engenharia elétrica, no sentido da aplicação das tecnologias – eletrônica,

telecomunicações e sistemas de controle e automação, nos edifícios corporativos na

Era Digital.

Como metodologia foi realizada pesquisa bibliográfica sobre os melhores

exemplos nacionais ou internacionais desse tipo de edifício, a fim de analisar quais as

principais tendências e entender em que medida a produção arquitetônica paulistana

contemporânea se insere neste novo contexto. Também foi realizado um

levantamento de alguns projetos considerados edifícios inteligentes e sustentáveis na

cidade de São Paulo, edificados a partir da década 2000 e projetados pelo escritório

de arquitetura Aflalo/Gasperini Arquitetos, com produção expressiva em

empreendimentos desse tipo. Esse escritório com mais de 50 anos de atividade e

certificado pela Norma ISO 9001/2008 é responsável por mais de 1.250 projetos

construídos, sendo mais de 25 desses projetos considerados sustentáveis pela Green

Building Council Brasil. Desses projetos certificados, 3 deles são certificados com selo

Platinum, 20 certificados com selo Gold e 3 com selo Silver. Esse escritório, também

possui mais de 20 prêmios obtidos por suas obras1 sendo responsável por 13% do

estoque certificado no Brasil, conforme dados fornecidos pelo Arquiteto Andrey

Marques do escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos. Várias entrevistas com profissionais

1 Conforme dados obtidos em Aflalo/Gasperini Arquitetos. Quem Somos. Disponível em:

<http://aflalogasperini.com.br/quem-somos/#!/quem-somos>. Acesso em 11 abr. 2017.


4

envolvidos nesse tipo de projeto foram realizadas, e contribuíram no entendimento da

utilização da tecnologia e da automação nesse tipo de edifício.

Metodologicamente, a dissertação foi estruturada da seguinte forma:

• A introdução apresenta o contexto, recorte temporal, justificativa,

objetivo e metodologia.

• O segundo capítulo “Engenharia e arquitetura: interfaces e novas

tecnologias” versa sobre as influências de implementações tecnológicas

na produção do espaço construído elencando exemplos desde a

antiguidade até os dias atuais.

• O terceiro capítulo apresenta conceitos que caracterizam Edifícios

Inteligentes, salutares e sustentáveis, assim como definições de

aplicação da automação no espaço construído e as certificações

utilizadas atualmente.

• No quarto capítulo são apresentadas as tecnologias utilizadas em

Edifícios Inteligentes e analisados dois exemplares de edifícios: São

Paulo Corporate Towers (projeto 2008 / término da obra 2016), com

certificação LEED CS 3.0 Platinum, obtida em 10/04/2017 e o BMX -

Parque da Cidade (projeto 2010 / obras em andamento 2 ), com

certificação LEED ND 3.0 Silver, obtida em 16/12/2014. A escolha

desses empreendimentos seguiu o seguinte critério: edifícios

construídos em importantes eixos comerciais na cidade de São Paulo,

segundo Vargas (2014, p. 205), edifícios edificados a partir da década

2 Os edifícios corporativos: Torre Office Tarumã e Torre Sucupira foram entregues em 2015. O

shopping, o hotel categoria luxo e o edifício corporativo Torre Jequitibá estão em estágio avançado de obras com previsão de entrega ainda para 2017.


5

2000 e certificados pela Green Building Council Brasil com selos LEED

CS Gold, Platinum e LEED ND Silver (GBC, 2017).

• No quinto e último capítulo são apresentadas definições de sistemas de

controle e automação, assim como suas vantagens e desvantagens,

classificações e aplicações. Diferentemente dos capítulos anteriores,

este capítulo tem um caráter mais transdisciplinar, na medida em que se

aprofunda em conceitos técnicos praticados na disciplina de Engenharia

de Controle e Automação.

A seguir, serão apresentadas as interfaces entre arquitetura e engenharia no

decorrer da história enfatizando o surgimento da inmótica.


6

2 ENGENHARIA E ARQUITETURA: INTERFACES E NOVAS

TECNOLOGIAS

Ao longo da história, as transformações socioculturais e o desenvolvimento

técnico científico têm alterado a produção arquitetônica de edificações e o projeto

urbano. Porém, existe uma dificuldade em estabelecer o período inicial em que as

inovações tecnológicas influenciam fortemente a arquitetura de edifícios. Podemos

citar, como exemplos, a dificuldade de Frampton em estabelecer o início da arquitetura

moderna porque, segundo ele, “quanto mais rigorosamente se procura a origem da

modernidade, mais atrás ela parece estar” (FRAMPTON, 2008, p. IX). Ele recuou ao

século XVIII, quando as inovações tecnológicas que se sucederam ao longo desse

século contribuíram para o surgimento da arquitetura moderna. Addis (2009, p. 8)

entende que “desde os tempos mais remotos, a engenharia se desenvolveu conforme

o predomínio de um entre dois climas econômicos – guerra ou paz”. Ao longo dos

séculos, os projetos de engenharia tinham um caráter militar cujas atribuições incluíam

não somente a produção de armas, mas também o projeto e execução de trincheiras,

fortificações, edificações militares, soluções para fornecimento de água, modificação

de cursos de rios e construções de pontes emergenciais. Tais soluções tecnológicas

motivadas por conflitos em períodos de guerras teriam contribuído para a engenharia

civil em épocas de paz.

A arquitetura teve sua primeira influência dos sistemas de controle e automação

em 300 a.C., na Grécia antiga, com a utilização de um regulador com boia, projetado

por Ktesíbios de Alexandria (285 – 222 a.C.), que, segundo ADDIS (2009, p. 26), foi

um engenheiro militar egípcio que escreveu dois livros sobre mecânica aplicada à

guerra e às máquinas bélicas: “Memorando Sobre Mecânica” e “Belopoietica”; fez


7

vários estudos sobre a compressibilidade e elasticidade do ar, o que lhe rendeu o título

de “pai da pneumática” e foi o fundador e primeiro diretor da Escola de Engenharia de

Alexandria em 230 a.C. Ktesíbios também projetou catapultas, bombas de sucção,

máquinas movidas à água ou energia pneumática (guindaste hidráulico) e a clepsidra

ou relógio de água (figura 1). Esse dispositivo era movido à água e funcionava por

gravidade, utilizando o mesmo princípio da ampulheta. Esse foi o primeiro sistema de

controle de que se tem registro na História segundo Mayr (1970, p. 11). Marcus

Vitruvius Pollio (70 – 15 a.C.) descreve o relógio de água na passagem (9:8:4-7) de

seu tratado “De architectura” e classifica Ktesíbios como sendo um personagem tão

importante para a ciência quanto Arquimedes. A clepsidra foi utilizada ao longo da

história para medir períodos curtos, tais como a duração de um discurso de defesa

em um tribunal de justiça na Grécia antiga; a duração dos turnos de guarda das legiões

romanas; a duração de períodos em experimentos, como no caso de Galileu Galilei

no estudo da queda de corpos em 1610 e a medição do tempo à noite ou em condições

meteorológicas que não permitiam o uso de relógios de sol.

FIGURA 1: CLEPSIDRA OU RELÓGIO DE ÁGUA . FONTE: (MAYR, 1970, P. 12).


8

Na Ágora - que era o centro político e religioso de Atenas na Grécia antiga -

havia uma clepsidra na Torre dos Ventos (figura 2), também chamada de Horológio

de Andrônico. Essa torre octogonal foi construída por Andrônico de Cirro, um

astrônomo sírio, por volta do ano 50 a.C. A torre tem esse nome por causa dos oito

ventos mitológicos desenhados em relevo nos frisos externos. O relógio no interior da

Torre dos ventos funcionava com a água vinda da Acrópole (localizada no ponto mais

alto de Atenas). A Ágora, situada logo ao pé da Acrópole, concentrava templos e

edifícios públicos importantes, como escolas, prisão, casa de cunhagem e até mesmo

um moinho de azeite de oliva.

FIGURA 2: TORRE DOS VENTOS COM UMA CLEPSIDRA EM SEU INTERIOR . FONTE: DISPONÍVEL EM :

<HTTPS://LUGARESINESQUECIVEIS .FILES.WORDPRESS.COM/2013/09/DSC05475.JPG> ACESSO EM 19 MAR 2017.

Logo depois de Ktesibios, a ideia de controlar o nível de um líquido foi aplicada

por Philon de Bizâncio (280 – 220 a.C) ao projetar uma lâmpada a óleo (figura 3).

Nessa lâmpada, era mantido um nível constante de líquido no recipiente k a partir do

reservatório acima dele. O principal componente do arranjo era o tubo de subida

vertical m, localizado no meio do recipiente. Quando o nível do óleo do reservatório k

diminuia, a extremidade inferior do tubo ficava exposta fazendo o ar subir para dentro


9

do recipiente superior n, permitindo que o óleo fluísse através dos tubos capilares b –

e e c – d. Consequentemente, o nível do óleo subia até atingir a extremidade inferior

do tubo de subida, parando o fluxo ascendente do ar e, portanto, o fluxo descendente

de óleo (MAYR, 1970, p. 18).

FIGURA 3: LÂMPADA A ÓLEO PROJETADA POR PHILON DE B IZÂNCIO. FONTE: (MAYR, 1970, P. 18).

Esse sistema automático de alimentação da lâmpada com uma quantidade

sempre constante de óleo influenciou a iluminação noturna das cidades nos séculos

seguintes e trouxe uma nova relação das pessoas com o espaço urbano, como mostra

a figura 4. No Brasil, a iluminação pública com lâmpadas de óleo de baleia foi

implantada a partir do século XVIII; na capital do Império, Rio de Janeiro, em 1794, e

na Imperial Cidade de São Paulo, em 1830 (ROSITO, 2010, p. 30).

FIGURA 4: LÂMPADA A ÓLEO SENDO UTILIZADA NA ILUMINAÇÃO NOTURNA DAS CIDADES . ILUSTRAÇÃO DE JOSÉ DOS REIS CARVALHO . A ILUMINAÇÃO DE AZEITE DE PEIXE . BND IGITAL DO BRASIL , 1851. FONTE: DISPONÍVEL

EM: <HTTP://BDLB .BN.BR/ACERVO/HANDLE /123456789/16259> ACESSO EM 06 JUN 2016.


10

O primeiro registro da influência da tecnologia na sociedade e na arquitetura

com relação ao meio ambiente ocorreu a partir do século III d.C, na Roma antiga. A

fim de obter equilíbrio entre oferta e demanda de lenha - ou sustentabilidade utilizando

o termo contemporâneo-, houve a necessidade de encontrar uma fonte alternativa

para o aquecimento da água dos banhos públicos e para a calefação dos ambientes

internos das edificações. Segundo Addis (2009, p. 44), em 80 a.C, Gaius Sergius

Orata (140 – 90 a.C), engenheiro hidráulico, projetou o hipocausto, para aquecer a

água de seus criadouros de peixes. O sistema de aquecimento e calefação de Orata

se popularizou rapidamente em Roma, aplicado em banhos públicos e casas privadas,

o que aumentou, consideravelmente, o consumo de lenha. O hipocausto (figura 5)

utilizava madeira como combustível e poderia consumir cerca de 120 Kg de madeira

por hora ou uma tonelada por dia. Como resultado, na época de Vitruvius, século I

a.C., a maior parte da Itália já estava desmatada. O desmatamento obrigou os

romanos a terem que importar madeira de localidades a centenas de quilômetros de

distância. A escassez e o alto custo desse combustível forçou os romanos a buscar

alternativas para a redução de custos e, consequentemente, um menor impacto na

natureza – claro que aqui o impacto ainda não tinha o sentido de preservação da

natureza que temos nos dias de hoje


11

FIGURA 5: EXEMPLO DE UMA EDIFICAÇÃO UTILIZANDO O AQUECIMENTO P OR HIPOCAUSTO. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTP://NERGIZA.COM/HIPOCAUSTO-EL-SUELO-RADIANTE -CON-MAS-DE-2000-ANOS /> ACESSO EM

12 JUN 2016.

Uma solução simples, sustentável e de baixo impacto foi apontada por

Vitruvius, que defendeu a prática construtiva grega de fechar as fachadas norte das

casas e abrir a fachada sul para o calor do sol aquecer as edificações. A adequação

do projeto seguindo a orientação solar foi, e continua sendo, uma das mais

importantes premissas de um projeto arquitetônico até os dias atuais. Outra solução

para a calefação das edificações nessa época foi utilizar novos materiais, tais como:

vidros, lâminas finas de mica ou selenita nas janelas para admitir, não somente a

entrada da luz, mas o aquecimento do ambiente devido ao efeito estufa. Tais soluções

técnicas foram utilizadas pelos construtores romanos, a partir do século I d.C. As

dificuldades dos romanos em buscar soluções alternativas foram semelhantes a que

encontramos nos dias atuais em relação à busca por alternativas aos combustíveis

fósseis.


12

A tecnologia também influenciou a sociedade e a arquitetura gerando o

adensamento da população nas cidades ao mesmo tempo que ia criando impactos

ambientais. Tem-se como exemplo o período medieval, quando os conceitos da

engenharia mecânica se difundiram por toda a Europa, na baixa idade média entre os

séculos XII e XV, resultando em uma revolução das manufaturas – as corporações

(arti na Itália, gilds na Inglaterra, Zünfte na Alemanha) (BENEVOLO, 1983, p. 260).

Esta revolução foi comparada por Addis (2009, p. 76) com a revolução industrial do

século XVIII. Villard de Honnecourt (1175 - 1240) deixou registros dessa tecnologia

em seu caderno de esboços de máquinas e ferramentas (figura 6), incluindo uma serra

de vaivém movida por uma roda d’água (ADDIS, 2009, p. 87).

FIGURA 6: CROQUI DE SERRARIA MOVIDA À ÁGUA (1.230) EXTRAÍDO DO CADERNO DE ESBOÇOS DE VILLARD DE HONNECOURT. FONTE: (ADDIS, 2009, P. 76).

Segundo Addis (2009, p. 77), a utilização da força da água e dos ventos nos

moinhos transformando o movimento circular em movimento axial; o conceito de

armazenagem de energia potencial num grande peso que pudesse ser levantado; o

surgimento da mola e os progressos na agricultura, gerando excedente de alimentos,

influenciaram no comportamento social, fazendo com que as pessoas passassem a


13

viver em grupos cada vez maiores. O aumento da complexidade das relações e

concentração de grupos sociais num determinado espaço teve consequências tanto

na arquitetura quanto nas cidades. Como exemplo, a necessidade de construir igrejas

maiores, palácios comunais e centros de aprendizagem que mais tarde se tornariam

Universidades. Com o passar dos anos, também houve o surgimento de obras de

infraestrutura como fornecimento de água, tratamento de esgoto, estradas, pontes e,

ainda, muralhas para proteger as riquezas das cidades.

Dentre as inúmeras inovações tecnológicas, podemos citar o controle da força

da água, ventos e vapor. Embora o conhecimento da utilização da energia gerada pela

força da água e dos ventos nos moinhos, transformando o movimento circular em

movimento axial, tenha sido aplicado em muitas frentes, como agricultura e

construção civil, o efetivo controle dessas forças só foi possível no século XVII, com a

invenção de James Watts (1736 – 1819) que detalharemos adiante. Nos dias atuais,

a utilização da energia proveniente das forças dos ventos ou das marés é um dos

caminhos para a produção de energia limpa e sustentável.

Nos primórdios da Era Industrial, século XVIII, a tecnologia aplicada no

desenvolvimento das máquinas movimentadas por força hidráulica influenciou os

projetos das construções na Grã-Bretanha. Essa tecnologia foi desenvolvida para a

indústria têxtil visando atender a tendências da moda naquela época. A tecnologia das

máquinas de pisoar seda (torcer a seda crua para fazer a fibra usada no processo de

fiação) trazida por John Lombe (1693 – 1722) da Itália, em 1716, mecanizou os

processos na indústria têxtil na Grã-Bretanha, com impacto direto no projeto das

edificações. Isto foi devido aos tipos e tamanhos das novas máquinas, que exigiam

mais espaço e energia para funcionarem. Outro dado importante que influiu

diretamente na configuração da edificação foi a necessidade de concentrar máquinas


14

de pisoar ao redor de uma única fonte de energia: o moinho. Assim, para as

instalações serem econômicas – financeiramente e espacialmente – a roda d’água do

moinho deveria ser grande o suficiente para alimentar várias máquinas ao mesmo

tempo (ADDIS, 2009, p. 256), por esse motivo, os projetos de edifícios deveriam ter

múltiplos pavimentos para reduzir a distância entre a fonte central de energia e as

máquinas (figura 7).

FIGURA 7: LOMBE 'S SILKMILL AT DERBY (FIAÇÃO DE SEDA DE THOMAS LOMBE ), 1721. DESENHO DE RECONSTRUÇÃO DA MÁQUINA DE FIAR MOVIDA À ÁGUA . FONTE: (ADDIS, 2009, P. 263).

A arquitetura industrial sofreu novas transformações depois do domínio da

energia a vapor. O desenvolvimento da máquina a vapor teve seu início por volta de

1712, quando o inglês Thomas Newcomen (1664 – 1729) idealizou uma máquina a

vapor atmosférico que poderia ser utilizada em minas de carvão profundas, em

Staffordshire, com menor risco de explosões e que - além de elevar a água das minas

que ficavam muitas vezes inundadas, devido à profundidade - poderia elevar cargas

para a superfície. Sua máquina foi um sucesso na Europa durante o século XVIII

devido ao custo de capital muito menor, uma vez que substituía os cavalos que eram

usados no trabalho.


15

Em 1765, James Watt (1736 – 1819), matemático e engenheiro; fabricante de

instrumentos científicos para a Universidade de Glasgow, estudando a máquina de

Newcomen, procurou uma maneira de aumentar sua eficiência e minimizar os custos

com o carvão utilizado como combustível. Foi, então, que elaborou uma máquina com

um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades

como propulsão de moinhos e tornos, pois o movimento de rotação substituía o

movimento retilíneo alternativo de um êmbolo. A máquina de Watt, que também servia

à fundição e minas de carvão, teve grande êxito e acabou substituindo as máquinas

de Newcomen, pois além da versatilidade, consumiam três vezes menos carvão. Para

alguns, foi a máquina de Watt que ocasionou a Revolução Industrial. James Watt fixou

o cavalo-vapor (CV) como unidade de medida para determinar a potência de uma

máquina. Na época, considerou a carga que um cavalo poderia elevar. Hoje o cavalo-

vapor é a potência necessária para elevar a um metro de altura uma massa de 75 kg

em um segundo.

Embora a máquina a vapor já existisse desde 1712, somente após 1765

obteve-se o pleno domínio da energia a vapor através da invenção do regulador de

esferas (figura 8), desenvolvido em 1765 e patenteado em 1769 por James Watt

(KATINSKY, 1997, p. 50). O desenvolvimento desse regulador, que ocorreu no século

XVIII, foi considerado o primeiro projeto de um controlador automático com

realimentação a ser utilizado em um processo industrial, o que foi um marco

importante da engenharia de controle e automação e influenciou a arquitetura e a

sociedade.


16

FIGURA 8: REGULADOR DE ESFERAS DE JAMES WATT. FONTE: (DORF, 2009, P. 4).

O objetivo desse sistema era controlar a velocidade de um motor a vapor e

tinha a finalidade de manter a velocidade de rotação do motor a um valor

predeterminado, apesar de todas as mudanças na carga e da pressão do vapor. Mayr

(1970, p. 2) descreve o seu funcionamento da seguinte forma: a velocidade de rotação

é medida por um par de pêndulos sob uma força centrífuga, que aumenta

proporcionalmente com a velocidade do motor. Um arranjo de alavancas é conectado

a uma mangueira com a válvula de vapor, de tal maneira que o fluxo de vapor é

estrangulado com o aumento da velocidade. Dessa forma, com menos pressão de

vapor, a velocidade do motor diminuirá. Porém, se a carga sobre o funcionamento do

motor aumentar repentinamente, sua velocidade diminuirá, assim como a velocidade

dos pêndulos, liberando a válvula de vapor e fornecendo mais pressão de vapor ao

motor, que acelera, aumentando a potência e, consequentemente, o torque do motor.

O controlador automático com realimentação criado por Watt - um dispositivo

aparentemente simples-, foi revolucionário e permitiu novas frentes para a produção

de máquinas industriais (teares), agrícolas (colhedeiras), imprensas (jornal e livros) e

de transportes (navios e trens).


17

A utilização da máquina a vapor nas fábricas aumentou a produção naquela

época e os lucros dos donos dessas fábricas cresceram na mesma proporção. Por

isso, os empresários ingleses começaram a investir na instalação de indústrias. As

fábricas se espalharam rapidamente e provocaram mudanças tão profundas que os

historiadores atuais chamam aquele período de Primeira Revolução Industrial. A

máquina a vapor trouxe uma maior capacidade de deslocamento de produtos e

pessoas e com mais velocidade, transformando o modo de vida e a mentalidade de

milhões de pessoas. Além disso, segundo Addis (2009, p. 274), James Watt fundou a

empresa Boulton e Watt, em 1773, juntamente com o comerciante e fabricante

Matthew Boulton e foram os pioneiros no fornecimento da iluminação a gás para

edificações, instalando essa forma de iluminação, em junho de 1806, na fiação de

Willian Strutt, em Derby. Embora o sistema, que era útil e prático no sentido da

produção fabril noturna, trazia problemas de segurança.

Os edifícios fabris daquela época eram extremamente vulneráveis aos

incêndios, que eram comuns devido aos materiais inflamáveis como fibra de algodão

ou pó de farinha combinados com vapor de óleo e as chamas utilizadas para

iluminação. Esses incêndios eram uma ameaça aos trabalhadores, materiais,

máquinas e à própria edificação. Em 1791, o Moinho de Farinha Albion (Albion Flour

Mills), projetado por Samuel Wyatt (figura 9), ruiu depois de um pequeno incêndio que

consumiu alguns pilares e os pisos da edificação, provocando o colapso de toda a

estrutura (ADDIS 2009, p. 265). Assim, à medida que os custos com os prêmios dos

seguros cresciam e se tornavam onerosos aos proprietários, novas tecnologias

surgiam para prevenção dos incêndios.


18

FIGURA 9: ALBION FLOUR MILLS , CONSUMIDO POR UM INCÊNDIO EM 1791. ILUSTRAÇÃO DE AUGUSTUS CHARLES PUGIN E THOMAS ROWLANDSON , EXTRAÍDO DO LIVRO THE MICROCOSM OF LONDON, RUDOLPH

ACKERMAN , LONDRES, 1808 - 1810. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.DOVESFARM .CO.UK /UPLOADS /IMAGES/LARGE /1048.JPG> ACESSO EM 26 MAR 2016.

Em 1793, o engenheiro William Strutt (1756 – 1830) projetou o primeiro piso “à

prova de fogo” bem-sucedido do mundo, para sua fábrica de fiação, Strutt's North Mill,

na cidade de Derby, leste da Inglaterra. Strutt criou um sistema construtivo (figura 10)

a partir de uma série de abobadilhas de tijolos, apoiados em vigas de madeira

sustentadas por pilares maciços de ferro fundido. Sobre as abobadilhas e vigas

aplicou areia e o piso assoalhado coberto por ladrilhos (ADDIS, 2009, p. 267).

FIGURA 10: MILFORD WAREHOUSE (DEPÓSITO MILFORD), INGLETERRA , 1792 – 1793. ENGENHEIRO:

WILLIAM STRUTT. DETALHES DO PISO À PROVA DE FOGO . FONTE: (ADDIS, 2009, P. 267).


19

O sistema criado por Strutt, além do impacto nas construções fabris daquela

época, contribuiu para o início de estudos estruturais, ou seja, a necessidade de se

criar estruturas de aço, com peso mínimo e de grande comprimento, se “tornou o

princípio chave da engenharia estrutural e permanece a base da maioria dos projetos

de engenharia atualmente, que buscam soluções ideais e com uso mínimo de energia

possível” (ADDIS, 2009, p. 256-266).

Como as edificações fabris “à prova de fogo” não eram baratas, custando cerca

de 25% a mais em relação às edificações semelhantes de madeira, surgiu a

necessidade de racionalizar a utilização das estruturas de ferro fundido. O engenheiro

Charles Woolley Bage (1751 – 1822) foi o primeiro a usar pilares e vigas de ferro

fundido, assim como a empregar cálculo de dimensionamento estrutural,

respectivamente, na Castle Foregate Mill, 1796 – 97 e Meadow Lane Mill, 1803

(SKEMPTON, 2002, p. 29).

No século XIX, Daniel D. Badger (1806 – 84) e James Bogardus (1800 – 74)

utilizaram a tecnologia do ferro, produzindo estruturas arquitetônicas de ferro fundido

buscando atender a uma demanda, que era proteger as edificações e seus interiores

contra incêndios. A demanda surgira em New York, após dois grandes incêndios, que

rapidamente se espalharam pela malha urbana, destruindo mais de 1000 edificações

construídas de madeira, em 1835 e 1845.

Também em New York, surgiu a tecnologia que revolucionaria a história da

arquitetura e do urbanismo mundial: o dispositivo de segurança dos elevadores. Em

1852, Elisha Graves Otis (1811 – 61) inventou um dispositivo que evitaria que o

elevador de passageiros caísse caso o cabo de suspensão se rompesse

possibilitando construir elevadores muito mais seguros (figura 11).


20

FIGURA 11: DISPOSITIVO DE SEGURANÇA PARA ELEVADORES INVENTADO E M 1852 POR ELISHA GRAVES OTIS. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.6SQFT.COM/ELISHA -OTIS-NOW-162-YEAR-OLD-INVENTION-MADE-

SKYSCRAPERS -PRACTICAL />. ACESSO EM 05/04/2017.

Segundo Nise (2009, p. 3), os elevadores antigos eram controlados

manualmente por cabos ou por um ascensorista, já os elevadores modernos são

totalmente automáticos e utilizam sistemas de controle para regular posição e

velocidade. O dispositivo foi utilizado pela primeira vez em 1859, em uma das obras

mais elegantes de Badger, o Eder V. Haughwout Building (figura 12), projeto de John

P. Gaynor, construído em New York.

FIGURA 12: E. V. HAUGHWOUT BUILDING (IMPORTANTE OBRA CAST -IRON ARCHITECTURE DE BADGER). DISPONÍVEL EM : <HTTP://NOVAYORKEVOCE .COM/WP-

CONTENT/UPLOADS /2015/10/HAUGHWOUT_BUILDING_FROM_SOUTH1318205594781.JPG> ACESSO EM 24 MAR 2016.


21

Depois da invenção de Otis, a interdisciplinaridade entre engenheiros civis,

mecânicos, eletricistas e arquitetos se tornou uma constante. Os engenheiros

mecânicos começaram a projetar elevadores de passageiros permitindo que

arquitetos projetassem edifícios cada vez mais altos. Isso foi revolucionário e

favoreceu a verticalização das cidades, permitindo o maior aproveitamento dos

terrenos, atendendo tanto a pressão dos preços dos terrenos quanto o aumento da

concentração populacional urbana.

A partir de meados do século XIX, a prosperidade comercial norte americana

estimulou muitos europeus a levarem para a América do Norte seus conhecimentos

em engenharia para edificações, contribuindo ao nascimento do edifício de múltiplos

pavimentos nos Estados Unidos (ADDIS, 2009, p. 7). Contudo, no início do século XX,

os projetos de edificações na Europa e na América do Norte se desenvolveram

conjuntamente com os avanços tecnológicos das telecomunicações, dos transportes

e da globalização, superando as barreiras físicas entre os continentes. Para Addis, a

principal diferença entre essas duas culturas – norte americana e europeia-, é que “os

engenheiros de construção europeus costumam ser criativos por questões de

curiosidade intelectual, quase que por diletantismo, enquanto os engenheiros norte-

americanos inovam para obter benefícios econômicos” (ADDIS, 2009, p. 8). Ele afirma

também que, nas últimas décadas, o Japão e outros países do oriente têm

desenvolvido muitos projetos baseados nas ideias ocidentais e que, devido às

características culturais e à globalização, as inovações em engenharia surgem na

Europa, mas desenvolvem-se com considerável sucesso comercial, principalmente

fora da Europa.

Contudo, construções de alvenaria fixariam um limite de altura, devido às suas

paredes cada vez mais grossas ocuparem mais espaço do piso. Assim, a ideia de


22

uma estrutura de aço capaz de suportar toda a carga foi apresentada pelos

engenheiros das oficinas de laminação aos arquitetos de Chicago, que a receberam

favoravelmente e aplicaram-na em seus projetos.

Os projetos arquitetônicos passaram a ter então, estruturas metálicas ou

“esqueletos metálicos”, fachadas marcadas pela regularidade horizontal e vertical das

filas simétricas de janelas, que passaram a serem maiores por não ter preocupação

com a estrutura da parede, concebendo plantas livres e de grande funcionalidade,

modernizando os sistemas de isolamento, saneamento, aquecimento e manutenção.

Dankmar Adler (1844 – 1900) e Louis Henry Sullivan (1856 – 1924), em 1879,

utilizaram-se da invenção das estruturas de aço para satisfazer as exigências

prementes da cidade de Chicago em pleno desenvolvimento, no processo de ser

reconstruída, depois de sua destruição pelo incêndio de 1871 (FRAMPTON, 2008, p.

54). O projeto mais conhecido de Adler e Sullivan é o Auditorium Building (figura 13),

construído em 1889, na cidade de Chicago.

FIGURA 13: AUDITORIUM BUILDING. CHICAGO (1889). FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://EN.WIKIPEDIA .ORG/WIKI/AUDITORIUM_BUILDING_(CHICAGO)#/MEDIA/FILE :A UDITORIUM_BUILDING_CHICA

GO_JUNE_30,_2012-92.JPG> ACESSO EM 24 MAR 2016.

Em abril de 1970, esse edifício foi adicionado ao Registro Nacional de Lugares

Históricos pela National Register of Historic Places (NRHP), que é um órgão do


23

governo americano que detém a lista oficial dos lugares históricos da Nação (norte

americana) digna de preservação. Autorizado pela Lei de Preservação Histórica

Nacional de 1966.

Porém o primeiro edifício considerado um arranha céu foi o Home Insurance

Building, construído em 1885 e localizado na esquina de Adams e LaSalle Streets em

Chicago, Illinois. Projetado pelo engenheiro William LeBaron Jenney, o edifício foi

apoiado por uma estrutura revolucionária de aço, o que permitiu a maior altura e

estabilidade sem o maior peso da construção tradicional de alvenaria. O prédio foi

demolido em 1931 para dar lugar a outro arranha céu, o Field Building (também

conhecido como LaSalle Bank Building) (NEVES ,2002, p. 9).

No início da década de 1920, Le Corbusier começava a pôr em prática alguns

de seus sonhos ligados ao concreto armado, e escreveu seu livro Vers une

Architecture (Por uma Arquitetura), publicado no ano de 1923 em Paris. Ele apoiava

a interdisciplinaridade entre os engenheiros e arquitetos e a necessidade de se criar

um “espírito de produção em massa” para projetar, construir e habitar casas (ADDIS,

p. 513). Le Corbusier e seu conceito “máquina de morar” esteve imbuído do

denominado espírito da época das máquinas. Embora a casa não contemplasse

equipamentos mecânicos além de monta-carga.

"Nos EUA a altura dos edifícios aumentou rapidamente,

passando em duas décadas de 100 para 300 metros. Daí resultou uma

técnica inteiramente nova, do betão e do ferro, e métodos de proteção

contra incêndio. Outros corolários: o perfeito mecanismo das

circulações verticais mecânicas (elevador); a distribuição do ar

condicionado realizada tanto nas grandes construções como nos

vagões do caminho-de-ferro e nos navios, tanto nos túneis sob o


24

Hudson como nos aviões comerciais. A conquista da altura traz em si

a solução de problemas essenciais posto pela urbanização das

cidades modernas [...]” (CORBUSIER, 1977, p. 29)

Após a quebra da bolsa de valores de Nova York, em 1929, tem início uma

nova fase na economia americana. Richard Buckminster Fuller (1895-1983), físico,

inventor, cartógrafo, engenheiro, professor e arquiteto é considerado por alguns como

uma espécie de “Leonardo da Vinci” do século XX. Nos anos 1930, ele elaborou o

conceito “dymaxion”, cujo significado é dinamismo somado à eficiência. Seguindo seu

conceito, em 1933, Fuller constrói o protótipo da Casa Dymaxion, que integrou a

exposição “A century of progress”, em Chicago (GÖSSEL, LEUTHÄUSER, 1990, p.

213). Executada com materiais industrializados como alumínio e plástico, a Casa

Dymaxion (figura 14) seria produzida em série e poderia ser transportada ao seu local

de destino. De acordo com o projeto, a casa teria turbinas de vento sobre o telhado e

um grande sistema de cisternas para recolher e reciclar a água. A Casa Dymaxion

seria, talvez, o primeiro exemplar de uma habitação autônoma sustentável no século

XX e precursora da utilização de novas tecnologias.

FIGURA 14: RICHARD BUCKMINSTER FULLER E MAQUETE DA DYMAXION HOUSE, 1929. FONTE: (SCOTT, 2010, P. 20).


25

“Still, like most great humans prior to shifting their focus, Bucky

felt a need to sted back and examine his sitution in order to efficiently

move forward during what would become the fulfilment phase of his

life. Since acquire new information in a concentrated manner, the 1947

break was not as severe as his 1927 retreat. It did, nonetheless, signal

a transition to a uniquely differents period of activity fo Bucky.

That third Era was characterized by Fuller’s single-minded

focus on one invention and the two fields which contributed to the

creation of that invention. Thus, the geodesic dome, along with

mathematics and construction, dominated Fuller’s life from 1947

through 1970.” (SIEDEN, 2000, p. 295).

No século XX, as inovações tecnológicas implementadas pela indústria

eletrônica permitiram o desenvolvimento de dispositivos que revolucionaram

novamente a sociedade, as corporações e os projetos arquitetônicos. A Segunda

Guerra Mundial (1939 – 45) gerou a necessidade de projetar sistemas de controle

para desenvolver pilotos automáticos de aeronaves, sistemas de posicionamento de

antenas e radares, entre outros projetos militares. No campo da engenharia, tais

inovações tecnológicas promoveram o surgimento de um novo ramo da engenharia

elétrica denominado de controle e automação (DORF, 2009, p. 5).

O L'Institut du Monde Árabe em Paris (figura 15), projetado por Jean Nouvel

em 1981 e construído em 1987 foi um dos primeiros exemplares que incorporam a

automação na ideia de fachadas dinâmicas. A fachada sul foi inspirada na geometria

árabe de Mashrabiya e tem 27.000 diafragmas metálicos como os de uma câmera

fotográfica, com aberturas em diversos tamanhos e formas geométricas, abrindo e

fechando de acordo com as condições externas de luz. Esses diafragmas eram

controlados mecanicamente através de um computador central, com informações


26

obtidas por células fotossensíveis, onde o efeito final era de um ambiente interno com

um filtro de luz, muito comum na arquitetura islâmica.

FIGURA 15: DIAFRAGMAS METÁLICOS DO L'I NSTITUT DU MONDE ÁRABE . FONTE: FOTO DE SERGE MELKI . DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.FLICKR .COM/PHOTOS/SERGEMELKI /3388325271>. ACESSO EM: 1 DE AGO. 2017.

No Brasil, a história do controle e automação em edificações (no sentido do

edifício francês acima citado), teria início em 1953, quando surgiu o curso de Controle,

para alunos do segundo semestre do curso de Engenharia Eletrônica do ITA (Instituto

Tecnológico de Aeronáutica). O curso foi ministrado pelo professor americano Edward

W. Kimbark, PhD pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) e primeiro diretor

da Engenharia Eletrônica do ITA. Porém, o primeiro curso de Controle ministrado por

brasileiros só ocorreu em 1970, na Escola Politécnica da USP, ministrado pelos

professores Plínio B. L. Castrucci e Luis A. G. C. de Barros Barreto. Em nível de

graduação, somente nos anos 1980 surgiu o curso de Mecatrônica na escola

politécnica da USP sob a denominação de Engenharia Mecânica – Habilitação

Automação e Sistemas (Mecatrônica) e, posteriormente, a ênfase de controle e

automação na Engenharia Elétrica. Apenas em 05 de dezembro de 1994, com a

publicação da portaria no. 1.694, o MEC (Ministério da Educação e Cultura)

regulamenta a “Engenharia de Controle e Automação como uma habilitação

específica que tem sua origem nas áreas Elétrica e Mecânica do Curso de

Engenharia” (BRASIL, Ministério da Educação e do Desporto, 1994).


27

Aquele curso do ITA, surgiu em sintonia com o início da “Era Espacial”, em

1957, com o lançamento do primeiro satélite artificial pela União Soviética, o Sputnik,

dando-se início à miniaturização dos computadores e a necessidade de projetar

sistemas de controle mais complexos e com alta precisão. Esses sistemas foram

utilizados tanto para guerra quanto para a paz, como por exemplo, mísseis, sondas

espaciais e satélites (DORF, 2009, p. 5). A automatização nas residências (domótica),

nos edifícios (inmótica) e nas cidades (urbótica) tornou-se viável graças a uma

combinação de saberes que envolve engenharia civil, engenharia elétrica (eletrônica,

controle e automação) e arquitetura. Para Dorf (2009, p. 17), a informática e os

sistemas eletrônicos representam uma nova revolução, em suas palavras:

“A facilitação do trabalho humano pela tecnologia, um processo

que foi iniciado na pré-história antiga, está entrando em um novo

estágio. A aceleração no ritmo da inovação tecnológica inaugurada

pela Revolução Industrial tem até recentemente resultado,

principalmente, no deslocamento da força muscular humana das

tarefas de produção. A revolução atual na tecnologia computacional

está causando uma mudança social igualmente importante” (DORF,

2009, p. 17).

Segundo Peter Hall, a nova ciência "cibernética" - desenvolvida inicialmente

para a defesa do espaço aéreo no contexto da Guerra Fria - mudou o paradigma do

Planejamento Urbano a partir dos anos 1955, em suas palavras:

"[...] Mudança que afetou o urbanismo bem como muitas outras

áreas conexas do planejamento e do projeto. Inicialmente, suas

principais aplicações - já em meados da década de 50 - diziam

respeito, sobretudo, à defesa e ao espaço aéreo; eram os anos da

guerra fria, quando os Estados Unidos se empenhavam num programa

ruinoso a fim de construir novos e complexos sistemas de mísseis


28

eletronicamente controlados. Não tardou que, a partir desse campo,

se desenvolvesse outra aplicação. [...]

Aplicada primeiramente no histórico estudo de 1955 sobre o

transporte na área metropolitana de Detroit e posteriormente

desenvolvida no estudo de 1956 para Chicago, a nova ciência logo se

transformou numa metodologia padronizada, empregada em

literalmente centenas de estudos semelhantes, realizados primeiro

nos Estados Unidos e, a seguir, no mundo todo." (HALL, 2013, p. 389)

As transformações urbanas, acima citadas, estão intimamente relacionadas à

formação da denominada Sociedade Pós-Industrial nos países industrialmente

avançados, quando o percentual de trabalhadores no setor administrativo superou o

do setor industrial, como ocorreu nos EUA a partir de 1956 (DE MASI, 2000, p. 19).

Essa transformação das modalidades do trabalho está relacionada ao

desenvolvimento de circuitos integrados (CIs).

No final da década de 1970, o CI, que é um circuito eletrônico implementado

em um único dispositivo semicondutor, permitiu a miniaturização dos computadores e

estimulou o desenvolvimento de sistemas de controle digitais. Segundo Tocci (2007,

p. 427), os CIs têm tornado os sistemas digitais mais confiáveis por reduzirem a

quantidade de conexões externas entre os componentes. Podemos classificar esses

componentes de acordo com sua complexidade e integração de circuitos: SSI – small

scale integration -, MSI – médium scale integration -, LSI – large scale integration -,

VLSI – very large scale integration e ULSI – ultra large scale integration. Esses novos

componentes proporcionaram a criação de microcomputadores pessoais e essas

transformações tecnológicas geraram enorme impacto social – só comparável à

revolução industrial. Essa possibilidade de integração de circuitos é destacada por

Negroponte (1995, p. 105) e, segundo ele, a diminuição dos custos das memórias


29

semicondutoras possibilitou o aumento da capacidade de processamento gráfico e o

surgimento de programas com o objetivo de auxiliar na representação gráfica.

Ainda na década de 1970, o empenho dos engenheiros eletrônicos em

aumentar a capacidade de processamento dos microprocessadores proporcionou o

desenvolvimento de ferramentas computacionais que revolucionaram novamente

maneira de projetar arquitetura, como o CAD (Computer-Aided Desig), auxiliando o

arquiteto na representação gráfica de seu projeto. Na engenharia, essa capacidade

de processamento possibilitou o surgimento das ferramentas CAE (Computer-Aided

Engineering), permitindo não apenas definir as dimensões do produto concebido,

como também outras características baseadas em modelos matemáticos inseridos no

sistema, possibilitando realizar simulações e emulações durante o projeto. Esses

ambientes de desenvolvimento utilizados na engenharia são chamados de IDE

(Integrated Development Environment), como softwares para auxiliar no projeto de

sistemas microprocessados ou microcontrolados, por exemplo. Segundo Negroponte

(1995, p. 96), por volta de 1968, começaram a aparecer os microcomputadores, os

quais permitiram que a computação gráfica se desenvolvesse com processamento

autônomo (stand-alone). Da mesma forma esses microcomputadores se fizeram

necessários para obter sistemas de controle precisos e, em tempo real, para a

automação de máquinas e processos.

Porém, segundo Addis (2009, p. 545), na década de 1980, com evolução dos

microprocessadores e, consequentemente, o aumento da capacidade de

processamento, as ferramentas de desenvolvimento CAAD (Computer-aided

Architectural Design) possibilitaram realizar projetos que passaram de duas para três

dimensões e esse processo passou a ser chamado de modelagem. A partir de então,

o arquiteto ou projetista teria ao seu alcance uma nova forma de projetar, ou seja,


30

construiria no ambiente virtual, seu “modelo” tridimensional do projeto a ser construído

no mundo real (ADDIS, 2009, p. 545). A interdisciplinaridade entre as engenharias

eletrônica e mecânica possibilitou a interface entre o desenho e a manufatura, através

do CAM (Computer-Aided Manufacturing), que é um sistema microprocessado que

recebe informações de softwares CAD e traduz para um CNC (Computer Numerical

Control) como tornos ou impressora 3D, por exemplo. Esse sistema é muito utilizado

na indústria mecânica, aeroespacial e tem revolucionado a maneira de construção de

maquetes na arquitetura. Segundo Wilson Florio (2011, p.1), nas últimas décadas, o

grande desenvolvimento tecnológico nas áreas relacionadas às ferramentas de auxílio

ao projeto arquitetônico, tais como simulações e processos de produção de

componentes para a construção civil e, especial, programas de computador que

permitam a modelagem de superfícies complexas e sofisticadas, têm alterado a forma

de pensar arquitetura, em suas palavras:

"[...] a partir do programa Rhinoceros, que opera com recursos

NURB, e do Grasshopper, pôde-se avançar na investigação de formas

e superfícies de terceiro grau ou superior. Não se trata mais de operar

apenas sobre elementos geométricos como linhas e planos, trata-se

de operar sobre parâmetros que subjazem à construção da forma no

espaço (FLORIO, 2011, p. 2).”

Atualmente, é possível inserir modelos matemáticos nas ferramentas de

desenvolvimento, a fim de simular o comportamento de suas estruturas aos distúrbios

externos causados no sistema projetado. A ferramenta de projeto mais atual é o BIM

(Building Information Modeling), que, além da representação gráfica em 3D, permite a

simulação do comportamento de todos os elementos envolvidos no desenvolvimento

do edifício durante todo seu “ciclo de vida”, desde a fase de projeto, do uso do


31

empreendimento, até sua alteração ou demolição. Segundo o Arquiteto Andrey

Marques, todos os projetos desenvolvidos na Aflalo/Gasperini Arquitetos a partir de

2009 estão na plataforma BIM3. Nardelli destaca o aparecimento da tecnologia BIM,

em suas palavras:

“[...] permite vincular atributo aos objetos representados no

projeto, viabilizando desse modo o seu gerenciamento em diversos

níveis de informação o que permite desde a extração automática de

cortes e elevações, até a emissão de relatórios com tabelas

quantitativas, tudo atualizado automaticamente a partir de qualquer

mudança que se produza em qualquer nível de informação dos objetos

que compõem o projeto. (NARDELLI, 2007, p. 34) ”

Um modelo de um sistema de edificação, segundo Addis(2009, p. 546), deve

ter uma representação física da edificação e dos sistemas construtivos, implementada

em CAM; uma representação matemática que descreva o comportamento dos

sistemas envolvidos na edificação, como deformação de vigas sob carregamento,

passagem de luz, calor, umidade ou som através da pele da edificação; modelos

matemáticos das propriedades dos elementos construtivos, como rigidez,

condutividade térmica, reflexão e absorção acústica de um teto; possibilidade de

simular distúrbios ao sistema, como carregamento sobre a estrutura, efeito térmico

causado pela presença de pessoas, equipamentos ou radiação solar, danos causados

por um incêndio, consumo energético de equipamentos, etc.

Outra importante contribuição da utilização de CIs é a possibilidade de

implementar equipamentos de interface serial, possibilitando a transmissão de dados

entre os computadores. Segundo Mitchell (1995, p. 22), a rede de computadores afeta

3 Informação cedida pelo arquiteto Andrey Marques, em material recebido por e-mail, em 2017.


32

a forma de projetar, quando permite que um projeto feito no CAD possa ser

compartilhado simultaneamente por diversos participantes em uma sessão de design.

Segundo Barbosa (2006, p. 22), devido à crise econômica mundial ou “crise do

petróleo”, em 1973, têm início preocupações relacionadas à economia energética e a

preservação ambiental. Após constatação de que 1/3 da energia utilizada no mundo

era consumida pela construção civil, mais precisamente pelo setor de edificações,

surgiu a necessidade de uma administração mais eficaz desta energia através da

utilização de recursos tecnológicos como a aplicação de sistemas automatizados

(LANDERO, in NEVES, 2002, p. 11). O foco da atenção nos projetos arquitetônicos,

desde então, voltou-se para a eficiência energética, surgindo a necessidade de uma

gestão eficiente dos recursos utilizados para o funcionamento das edificações.

No Brasil, em 1968, havia registros de 550 edifícios que possuíam algum

sistema de controle automatizado; já em 1976 foram contabilizados 2.132 edifícios

com diferentes níveis de automação no mundo e, atualmente, não se concebe um

edifício, incluindo os residenciais, que não possua sistemas automatizados, segundo

Neves (2002, p. 11).

A partir de 1980, a fim de atingir uma eficiência energética, surgem edifícios

corporativos que fazem uso de inovações tecnológicas em eletrônica,

telecomunicações, sistemas de controle e automação; sendo chamados edifícios

inteligentes, uma tradução de marketing para smart buildings (Vargas, 2014, p. 186).


33

O edifício AT&T, inaugurado em 1984, projeto de Philip Johnson e John

Burgees, em Nova York, hoje denominado Torre Sony, foi considerado como sendo o

primeiro edifício inteligente além de ser um importante ícone da arquitetura pós-

moderna (VARGAS, 2014, p. X). Barbosa (2006, p. 22), também aponta como marco

inicial dos edifícios inteligentes o AT&T (figura 16), construído com 37 andares, 197m

de altura e possuindo uma estrutura altamente flexível, permitindo modificações em

seus interiores.

FIGURA 16: EDIFÍCIO DA AT&T – PRIMEIRO EDIFÍCIO INTELIGENTE , CONSIDERADO UM MARCO DO DENOMINADO PÓS-MODERNISMO – 1984 (MACLEOD, 2014).

O edifício também seria um marco inicial do Pós-modernismo na arquitetura

segundo Charles Jenks.

“They did as Post- Modern Classicism became a media event

in America in 1978, with Philip Johnson’s AT&Tt. This building was

news for three reasons. It was meant for a multinational company that

had more stockholders than any other in the world, it was set against

all the New York flat-topped skyscrapers, and it was designed by the

Modernist who established the International Style as a brand in 1932.”

(JENCKS, 2002, p. 129).


34

Seguindo a tendência internacional, o primeiro projeto na cidade de São Paulo

a fazer uso de novas tecnologias inteligentes, surge em 1983. Trata-se do Edifício

Citicorp Center (figura 17), projetado em 1983 pelo escritório Aflalo/Gasperini

Arquitetos, teve sua obra concluída em 1986, obteve certificação LEED EB_OM 3.0

Silver, em 13/12/2016, e certificação BB (double B). O projeto previu o gerenciamento

das instalações mediante cerca de 2500 pontos de supervisão integrados e o sistema

de condicionamento de ar usava um termo acumulador para fabricação noturna de

gelo suficiente para ser utilizado durante o dia. (BARBOSA, 2006, p. 24).

FIGURA 17: EDIFÍCIO CITICORP CENTER, SÃO PAULO , 1986, PROJETADO POR ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO E GASPERINI. PRIMEIRO EDIFÍCIO INTELIGENTE EM SÃO PAULO . FONTE: FOTO DO AUTOR ,

2017.

No século XXI embora os Edifícios Inteligentes utilizem tecnologias para criar

ambientes com clima e iluminação controlados, já no final do século XX surgiram

alguns questionamentos sobre essa prática:

1) Os edifícios inteligentes seriam ambientes salutares aos seus usuários? O

questionamento trouxe o estímulo e a preocupação em desenvolver edifícios com o

foco na saúde dos usuários (VARGAS, 2014, p. 191). Portanto, Edifícios Inteligentes

deveriam oferecer ambientes salutares a seus usuários passando a serem chamados


35

de healthy buildings. Um exemplo desse tipo de projeto que oferece uma solução

arquitetônica voltada ao aspecto da saúde de seus usuários é o SAS Frösundavik

Office Building (figura 18), em Estocolmo, Suécia, projetado pelo arquiteto Niels Torp,

construído em 1988 e que abrigou a sede da SAS Scandinavian Airlines até o ano de

2010. O edifício tem salas individualizadas, com janelas voltadas para uma grande

avenida, abertura para pequenas salas de estar, varandas e salas de reunião.

FIGURA 18: SAS FRÖSUNDAVIK OFFICE BUILDING. ESTOCOLMO, SUÉCIA, SUÉCIA, 1988. PROJETADO PELO ARQUITETO NIELS TORP. CONSIDERADO HEALTHY BUILDING . DISPONÍVEL EM :

<HTTP://WWW.SASGROUP.NET/EN/IMAGES/IMAGES-HISTORY/>. ACESSO EM 12 OUT 2016.

Em 2014, o Grupo Hassell de Arquitetura projetou o Edifício Medibank Place

(figura 19), em Melbourne, Austrália, que é considerado atualmente um edifício

inteligente com o propósito de criar melhores condições de trabalho para os seus

membros, funcionários e comunidade. Com espaços de trabalho dimensionados para

maximizar o bem-estar e produtividade dos colaboradores da seguradora australiana,

já foi classificado como o edifício mais salutar do mundo e ganhou diversos prêmios,

inclusive o Inside World Festival of Interiors Awards na categoria edifício corporativo

em 2015. Entre outros aspectos do projeto, a iluminação é adaptada aos ritmos

circadianos e acompanha os ciclos da luz natural. Os espaços verdes com mais de 2

milhares de plantas, ajudam a manter a qualidade do ar interior. Há uma quadra

poliesportiva e uma academia no térreo para que os funcionários possam se exercitar


36

durante o dia. Os acessos a todos os andares podem ser feitos por escadas ou

rampas, estimulando a caminhada e o exercício físico. Enfim, o projeto tem como

objetivo criar um dos locais de trabalho mais salutares do mundo, que vai além do

Trabalho Baseado em Atividades (ABW - Activity Based Working) convencional para

criar o Trabalho Baseado na Saúde (HBW - Health Based Working) - uma abordagem

que coloca a saúde mental e física das pessoas em primeiro lugar.

FIGURA 19: EDIFÍCIO MEDIBANK PLACE , PROJETADO PELO GRUPO HASSEL , EM 2014, EM MELBOURNE , AUSTRÁLIA . CONSIDERADO O EDIFÍCIO MAIS SALUTAR DO MUNDO . DISPONÍVEL EM :

<HTTPS://WWW.HASSELLSTUDIO .COM/EN/CMS-PROJECTS/DETAIL /MEDIBANK -PLACE -720-BOURKE -STREET>. ACESSO

EM 12 OUT 2016.

2) Os edifícios inteligentes estariam comprometimentos com os princípios da

sustentabilidade para a construção civil - antes, durante e depois de suas obras?

Apenas para fornecer uma noção de valores dos recursos naturais consumidos, John

(2000, p. 15) aponta como destinados à construção civil de 14% a 50% da totalidade

de recursos naturais extraídos, conforme o país. Assim, surge uma nova forma de

entender o edifício corporativo. Ele deve, obrigatoriamente, contemplar a questão

ambiental também, com enfoque na ventilação e iluminação natural, melhor

aproveitamento da energia, redução do uso de recursos não renováveis na sua

construção, entre outros compromissos com a sustentabilidade. Surgem, então, as

edificações denominadas eco buildings, green buildings ou Sustainable Buildings que

foram traduzidos para Edifícios Ecológicos, Edifícios Verdes e Edifícios Sustentáveis,


37

respectivamente (ROCKENBACH, 2007, p. 53). Essa nova definição de edifício

inteligente passa a incorporar as preocupações com sustentabilidade, exigindo maior

controle de operação e manutenção (VARGAS, 2014, 192). Segundo Carranza (2012,

p. 47), o livro “Primavera Silenciosa”, publicado em setembro de 1962, é considerado

o marco inicial do Ecologismo e da revolução ambiental, por sua repercussão, que foi

além do meio acadêmico e apontou os impactos do uso de pesticidas na agricultura.

Hoje a sustentabilidade não é um objetivo a ser alcançado, nem uma situação

estanque, mas sim um processo e um caminho a ser seguido. Atualmente, há uma

demanda social em implementar projetos comprometidos com intenções e decisões

que resultem em obras mais sustentáveis. A definição de sustentabilidade pode ser

extraída do Relatório Brundtland, de 1987, – “desenvolvimento que vem ao encontro

das necessidades presentes sem comprometer a capacidade das gerações futuras

em prover suas próprias necessidades e aspirações” (HALL, 2013, p. 485). A

sustentabilidade é baseada em três aspectos: o ambiental, o econômico e o social,

que devem coexistir em equilíbrio. Estes aspectos representam variáveis

independentes e as escolhas resultantes serão diferentes em cada situação. O

arquiteto William McDonough acredita que o design verde pode prevenir o desastre

ambiental e impulsionar o crescimento econômico. Ele defende o design do "berço ao

berço", que considera o ciclo de vida completo de um produto - desde a criação com

materiais sustentáveis até o descarte e reciclagem do material. Em suas palavras:

"A tentativa de alcançar essa meta na última década

impulsionou a evolução de uma abordagem totalmente nova do

projeto. Quando se toma a sério a ideia de que o conceito de

desperdício pode ser eliminado dos mundos da arquitetura, do

comércio, da indústria e do transporte - na verdade, de todos os

setores da sociedade -, o campo de ação do projeto muda


38

radicalmente. Não só somos obrigados a incluir o mundo material em

nossas considerações de projeto, como também temos de imaginar os

materiais de maneira nova. No mundo atual do tentar ser 'menos ruim',

os materiais geralmente seguem o caminho irreversível para o

incinerador ou o aterro, e os gerenciadores de resíduos intervêm aqui

e ali para retardar a jornada do berço ao túmulo. (SYKES, 2013, p.

168)"

A fim de atestar a preocupação dessas edificações com princípios da

sustentabilidade surgem os denominados “selos verdes” ou “certificados verdes” que

originaram o conceito de “edifícios certificados”. As principais certificações utilizadas

no cenário internacional e no Brasil serão apresentadas no capítulo seguinte. Assim

como serão apresentadas definições e nomenclaturas utilizadas nessa dissertação.

3 EDIFÍCIOS INTELIGENTES, SUSTENTÁVEIS E SUAS

CERTIFICAÇÕES

No século XXI, talvez o grande desafio da produção arquitetônica será

conceber residências, edifícios e cidades inteligentes, salutares e sustentáveis. Tais

preocupações influenciam a produção das casas, edifícios e cidades inteligentes, que

são denominadas smart houses, smart buildings e smart cities. Dessa forma surge um

novo conceito de empreendimentos que diminuem os impactos ambientais na

construção (materiais e técnicas), operação (consumo energético, resíduos e

manutenção) e demolição (ruídos, vibrações, consumo energético e geração de

resíduos). Degani (2002, p. 3) identifica aspectos e impactos ambientais associados

ao ciclo de vida de edifícios, como planejamento, implantação, uso, manutenção e

demolição. Segundo Degani, a extração de recursos naturais para produzir materiais


39

de construção causa grandes impactos ambientais, além de alterações na flora e

fauna do entorno destes locais de exploração. Nesse sentido, as novas tecnologias,

como ferramentas para auxiliar a elaboração de projetos arquitetônicos ou urbanos –

CAD, CAE, CAM, BIM, GIS -; equipamentos e dispositivos eletrônicos, como

sensores, circuitos integrados, controladores, computadores e equipamentos de

telecomunicações podem contribuir para obter a inteligência desejada nesses novos

empreendimentos. Embora tais equipamentos eletrônicos, após seu uso, também

gerem o lixo eletrônico que necessita de descarte e reciclagem apropriados.

A seguir, discutiremos a evolução dos conceitos - inteligente, salutar e

sustentável-, assim como o surgimento das certificações verdes.

3.1 Conceitos: Inteligente, Salutar e Sustentável

O conceito de “inteligente” – uma tradução livre do conceito “smart buildings”

se alterou no tempo desde o seu surgimento nos anos 1980. Em um primeiro

momento, um edifício “inteligente” poderia ser entendido como uma questão

relacionada ao mercado ou à propaganda (marketing) segundo Vargas (2014, p. 186).

Contudo, o conceito “edifício inteligente” refere-se também àquele que proporciona

ambientes salutares aos usuários – embora esta seja uma atribuição da boa

arquitetura - já que o conceito de “inteligente” está intimamente relacionado ao

conceito healthy buildings (edifício salutar), nos termos atuais. No entanto, um “edifício

inteligente e salutar” não pode ser completamente “inteligente e salutar” se não estiver

comprometido com o conceito de “sustentabilidade”. Rockenbach (2007, p. 53) define

que “edifícios Inteligentes” são aqueles comprometidos com os princípios da

sustentabilidade para a construção civil. Assim, o conceito “inteligente e salutar” seria

ampliado para “edifício inteligente, salutar e sustentável” ou, em termos atuais, eco

buildings (edifícios ecológicos), green buildings (edifícios verdes) ou sustainable


40

buildings (edifícios sustentáveis). Ainda segundo Rockenbach, (2007, p. 34), a

utilização da automação nos edifícios e a preocupação com a saúde dos usuários e

com a sustentabilidade ganharam mais uma conotação: high performance buildings

(edifícios de alta performance). A fim de contemplar toda essa imbricação de

conceitos, no presente trabalho serão cotejados os edifícios que priorizem a qualidade

dos projetos, levando em consideração a saúde do usuário – física e psicológica;

edifícios que utilizem inovações tecnológicas em eletrônica, telecomunicações e

controle e automação; e edifícios que contemplem princípios da sustentabilidade; os

quais serão nomeados apenas como: edifícios inteligentes e sustentáveis .

As principais características que determinam a “inteligência” de um

empreendimento são:

• Controle e Automação: tecnologia ou uma combinação de tecnologias

que permitem a gestão automática de todos os recursos e serviços.

• Telecomunicações: infraestrutura para redes de dados, voz e imagem.

• Eficiência energética: utilização de tecnologias para cogeração de

energia e redução do consumo.

• Computação (tecnologia de informação): processamento das

informações, gerência de banco de dados, integração dos demais

sistemas com computadores, notebooks e smartphones.

• Segurança: portaria, câmeras de segurança, alarmes e sensores.

• Projeto arquitetônico inteligente: otimização do uso do espaço

disponível, aproveitamento da iluminação e ventilação naturais,

possibilidade de uso misto e aproveitamento do calor do Sol para

calefação dos ambientes.


41

• Ferramentas de desenvolvimento para o projeto: no sentido da

representação gráfica, confecção de maquetes eletrônicas e simulações

de ambientes.

• Saúde: oferecimento de soluções arquitetônicas e tecnológicas voltadas

ao aspecto da saúde de seus ocupantes.

• Sustentabilidade: comprometimento com os princípios da

sustentabilidade para a construção civil - antes, durante e depois de suas

obras.

Algumas características específicas são aplicadas apenas a bairros e cidades

inteligentes (smart cities) como:

• Mobilidade urbana: facilitar a circulação de pessoas e cargas no espaço

urbano, reduzindo os congestionamentos.

• Saúde e educação: agilizar e adaptar os serviços para o cidadão

proporcionando acesso a programas de saúde e educação.

• Segurança pública: reduzir a criminalidade e o tempo de resposta a

emergências.

• Saneamento, incluindo gerenciamento de resíduos sólidos.

• Boa governança, especialmente e-governançe e participação cidadã.

3.2 Conceitos: Domótica, inmótica e urbótica

Ferreira (2009, p. 78) define domótica como sendo a tecnologia ou uma

combinação de tecnologias que controlam e automatizam processos em uma

residência. Segundo ele, a inteligência do sistema está na capacidade de aprender,

em função das solicitações de cada usuário, controlando automaticamente os

sistemas de iluminação, acessos, som ambiente, entre outros processos. A domótica,

também pode ser definida como a tecnologia que proporciona algum nível de


42

automação dentro da casa, segundo. Neves (2002, p. 36). Historicamente, em 1966,

o engenheiro James F. Sutherland, da Westinghouse Corporation, projetou o primeiro

computador doméstico digital dedicado à automação residencial o Electronic

Computing Home Operator ou ECHO IV. Esse dispositivo multifuncional

implementaria o controle de temperatura interna de cada quarto, faria a gestão do

estoque de alimentos e produtos de limpeza, gestão do inventário de cada família,

armazenaria receitas culinárias e possibilitaria a troca de mensagens entre os

ocupantes da residência (SPICER, 2000).

Quando a automação é implementada em edifícios ou conjunto de unidades

habitacionais é denominada como inmótica. Segundo Ferreira (2009, p. 78), a

principal diferença entre domótica e inmótica é a escala e grau de sofisticação; a

primeira possui menor quantidade de pontos a serem controlados e sua complexidade

é menor que a segunda. De acordo com Teza (2002, p. 24), a inmótica (automação

de edifícios) será responsável pelo controle dos processos comuns em um

condomínio residencial ou comercial, tais como: elevadores, iluminação, acessos -

pedestres e veículos -, áreas de lazer, entre outros. Na década de 1980, o conceito

inmótica ganhou força, com a automação de sistemas hidráulicos, iluminação,

ventilação e climatização. Dessa forma, houve a popularização do conceito “edifício

inteligente”, que coincidiu com o aumento da preocupação com o meio ambiente e

que estendeu a aplicação da automação ao aumento da eficiência energética e

contribuição com a sustentabilidade do ambiente construído: “Um edifício inteligente

tem a vantagem de ser flexível e de acompanhar as demandas de mercados em

transformação” (DE MARTINI, 2015).

Nos anos 2000, a terminologia inmótica foi estendida para sistemas de

automação que atuam em cidades: surgindo, assim, a urbótica. Entende-se por


43

urbótica todos os serviços e instalações públicas urbanas que são automatizados, a

fim de melhorar a gestão de energia, segurança, bem-estar, conforto e comunicações

de todos os usuários desses serviços públicos. Podendo ser definida como a

integração da tecnologia no projeto inteligente de uma cidade (smart cities), a urbótica

é um termo que entrou em uso nos últimos anos, quando as palavras domótica e

inmótica começaram a se tornar obsoletas em suas definições de novas soluções

tecnológicas que estavam sendo oferecidas para as cidades em termos de

automação. Nos dias atuais, essas soluções desempenham um papel essencial no

projeto, gestão e uso de equipamentos urbanos: tanto através de obtenção de

informações ou contextos utilizando sensores e câmeras para que decisões possam

ser tomadas e ações possam ser executadas pelos gestores; na análise e

processamento dos dados; permitindo a otimização de recursos e aumentando a

eficiência de todo processo de gestão urbana; quanto permitir o acesso à informação

pelo usuário-cidadão. A automação de cidades é aplicada, também, na rede de

energia elétrica inteligente (smart grid), irrigação de áreas verdes públicas, segurança

do cidadão e do patrimônio público, rede de semáforos inteligentes, na coleta de lixo

e na mobilidade urbana.

3.3 Certificações

A certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design),

desenvolvida pelos EUA em 1991, é um certificado que orienta e atesta o

comprometimento de uma edificação com os princípios da sustentabilidade para a

construção civil - antes, durante e depois de suas obras. Segundo Spitzcovsky (2012)

o selo foi emitido em mais de 130 países de todo o mundo e é considerado, hoje, a

principal certificação de construção sustentável para os empreendimentos do Brasil,

onde é representado oficialmente pelo GBC-Brasil (Conselho de Construção


44

Sustentável do Brasil), que foi criado no país em 2007. Esta certificação pode ser

aplicada para todos os edifícios durante o planejamento, desenvolvimento ou

utilização do empreendimento. No Brasil existem 8 tipos de selos LEED diferentes:

• LEED NC, para novas construções ou grandes projetos de renovação;

• LEED ND, para projetos de desenvolvimento de bairro;

• LEED CS, para projetos na envoltória e parte central do edifício;

• LEED Retail NC e CI, para lojas de varejo;

• LEED Healthcare, para unidades de saúde;

• LEED EB_OM, para projetos de manutenção de edifícios já existentes;

• LEED Schools, para escolas e

• LEED CI, para projetos de interior ou edifícios comerciais.

Os Projetos que buscam a certificação LEED são analisados por 7 quesitos:

uso racional da água; eficiência energética; redução, reutilização e reciclagem de

materiais e recursos; qualidade dos ambientes internos da edificação; espaço

sustentável; inovação e tecnologia e atendimento a necessidades locais, definidas

pelos próprios profissionais da GBC (Green Building Council), que variam de

empreendimento para empreendimento. Cada quesito tem um peso diferente na

avaliação - a categoria Eficiência Energética, por exemplo, vale 37 pontos, enquanto

a categoria Qualidade dos Ambientes Internos vale 17. O empreendimento avaliado

pode conseguir até 110 pontos, sendo que, para receber a certificação LEED, é

preciso ter pontuação superior a 40. Todos possuem pré-requisitos (práticas

obrigatórias) e créditos (recomendações) que, à medida que atendidos, garantem

pontos extras à edificação.


45

Quanto maior a pontuação da edificação, melhor será o nível do selo

conquistado. O nível da certificação é definido, conforme a quantidade de pontos

adquiridos. Existem quatro tipos (GBC, 2017):

• Selo LEED, conferido a empreendimentos que tiveram mais de 40

pontos;

• Selo LEED Silver, para edificações com mais de 50 pontos;

• Selo LEED Gold, para empreendimentos com pontuação superior a 60

e

• Selo LEED Platinum, para edificações que conquistaram mais de 80

pontos.

Um exemplo de empreendimento certificado pelo GBC-Brasil é o edifício Eco

Berrini (figura 20), projetado pelo escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2007,

concluído em 2011, em São Paulo, que obteve certificação LEED CS 2.0 Platinum em

2012 por estabelecer uma série de estratégias como o uso racional da água, o

tratamento e reaproveitamento de águas cinzas, eficiência energética, gestão de

resíduos e consumo racional de materiais na obra.

FIGURA 20: EDIFÍCIO ECO BERRINI, SÃO PAULO , 2011, PROJETADO POR ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO E GASPERINI. EDIFÍCIO INTELIGENTE EM SÃO PAULO COM CERTIFICAÇÃO LEED CS 2.0 PLATINUM .

DISPONÍVEL EM : <HTTP://AFLALOGASPERINI .COM.BR/BLOG /PROJECT/ECO-BERRINI/>. ACESSO EM 13 MAI. 2017


46

Outra certificação internacional importante é a BREEAM (Building Research

Establishment Environmental Assessment Method) que significa Método de Avaliação

Ambiental da Building Research Establishment (BRE), instituição inglesa responsável

pela criação do selo em 1990. A BRE utiliza medidas de avaliação de desempenho

reconhecidas internacionalmente aplicadas a partir de uma ampla gama de categorias

e critérios relacionados à energia, água, ambiente interno (saúde e bem-estar),

poluição, transporte, materiais, resíduos, ecologia e processos de gestão.

Globalmente, há mais de 561.200 edifícios certificados com a BREEAM e quase

2.263.200 edifícios registrados para avaliação desde que foi lançado em 19904 .

Devido ao altíssimo nível de exigência da certificação BREEAM, sua introdução no

cenário brasileiro ainda é recente e pouco desenvolvida.

O The Edge, sede da consultora Deloitte, em Amsterdã, projetado pelo

escritório de arquitetura PLP Architecture, em 2015, obteve a certificação BREEAM

com uma classificação de 98.36%, a mais alta e a primeira atingida por um edifício de

escritórios. Por esse motivo, o The Edge é considerado o edifício mais ambiental do

mundo (RANDALL, 2015).

Um dos motivos para sua alta pontuação, é que o The Edge produz mais

eletricidade do que consome. Esta conquista se tornou possível pela utilização de uma

série de painéis solares, alguns dos quais são colocados na fachada, intercalados

com as janelas e outros nos telhados de edifícios vizinhos. Outra contribuição com a

economia de energia é a utilização de energia geotérmica. Os painéis de iluminação

também são inovadores e uma vez conectados, além de absorverem pequenas

quantidades de tensão, possuem cerca de 28.000 sensores que detectam o

4 Dados obtidos em Building Research Establishment Ltd. (BRE). Disponível em:

<http://www.breeam.com/>. Acesso em 17 mai. 2017.


47

movimento, luz, temperatura, umidade e até mesmo níveis de dióxido de carbono.

Todos os dados obtidos pelos sensores são transmitidos em tempo real para um

sistema de controle central que é o responsável por tornar o The Edge (figura 21),

possivelmente, o espaço corporativo mais inteligente do mundo em uso hoje.

FIGURA 21: EDIFÍCIO THE EDGE, PROJETADO PELO ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA PLP, EM 2015. CONSIDERADO O EDIFÍCIO MAIS AMBIENTAL DO MUNDO . DISPONÍVEL EM :

<HTTP://WWW.ARCHDAILY .COM/785967/THE-EDGE-PLP-ARCHITECTURE/57181FFDE58ECEC7B1000013-THE-EDGE-PLP-ARCHITECTURE-PHOTO>. ACESSO EM: 19 ABR . 2017.

Outra certificação recorrente neste mesmo contexto é a certificação francesa

HQE – GBC (Haute Qualité Environnementale – Green Building Council Mundial) que

significa (Alta Qualidade Ambiental – Conselho de Construção Sustentável Mundial),

desenvolvida em 2002. Esta certificação é atribuída à construção civil e gestão de

edificações, bem como para projetos urbanos. A HQE-GBC tem como objetivo

promover o desenvolvimento sustentável tanto na escala arquitetônica quanto nas

instalações e infraestrutura na escala urbana. Assim, a certificação tem como

finalidade inserir o edifício em um projeto de desenvolvimento sustentável ampliado,

ou seja, avalia o desempenho da edificação e do planejamento urbano no que diz

respeito às suas principais características: ambiente, energia, saúde e conforto. A


48

certificação HQE – GBC é o resultado de um longo processo transdisciplinar, que

envolve arquitetos, engenheiros, fornecedores de produtos específicos e respectiva

cadeia produtiva industrial. O critério de avaliação da HQE – GBC é baseado no

desempenho, portanto não existe pontuação. São considerados três níveis de

desempenho: bom, superior e excelente. Para obter a certificação são necessárias

pelo menos três categorias no nível excelente, quatro no superior e sete no

desempenho bom, totalizando quatorze itens, baseados nos resultados das

auditorias5.

Um exemplo de edifício corporativo que obteve certificação HQE é o edifício

Lumière (figura 22), localizado em Paris, construído em 1992 e projetado pelo

arquiteto Henri La Fonta. O Lumière recebeu sua certificação baseada nas

classificações mais altas de “desempenho” em 11 categorias operacionais, que

incluem a avaliação de itens tais como: controle acústico, controles de qualidade do

ar e redução dos resíduos nas operações, entre outros

FIGURA 22: EDIFÍCIO LUMIÈRE, 1992, PARIS, PROJETADO PELO ARQUITETO HENRI LA FONTA. DISPONÍVEL

EM: <HTTP://BR.TISHMANSPEYER.COM/PROPERTIES/LUMIERE>. ACESSO EM: 14 MAI. 2017

5 Conforme dados obtidos no sítio oficial da Haute Qualité Environnementale – Green Building

Council Mundial (HQE). Disponível em: <http://www.hqegbc.org/accueil/>. Acesso em 17 mai. 2017.


49

A certificação AQUA-HQE (Alta Qualidade Ambiental - HQE) também é uma

certificação internacional da construção sustentável desenvolvida a partir da

certificação francesa HQE (Haute Qualité Environnementale) e adaptada à realidade

brasileira. Esse sistema foi lançado em abril de 2008, pela Fundação Vanzolini. Seus

referenciais técnicos foram desenvolvidos considerando fatores climáticos e culturais,

bem como normas técnicas brasileiras (ABNT - NBR) e demais regulamentações

municipais e estaduais, além da cultura arquitetônica. Assim, tal como a certificação

HQE, a certificação AQUA de Qualidade Ambiental do Edifício é feita para cada uma

das 14 categorias de preocupação ambiental que determina os seguintes níveis:

1)Base, 2) Boas Práticas e 3) Melhores Práticas, conforme perfil ambiental definido

pelos empreendedores na fase de pré-projeto.

Para um empreendimento ser certificado, conforme demonstra o gráfico (figura

23), um empreendedor deve alcançar no mínimo um perfil de desempenho com 3

categorias no nível Melhores Práticas, de 4 categorias no nível Boas Práticas e de 7

categorias no nível Base6.

FIGURA 23: PERFIL MÍNIMO DE DESEMPENHO PARA CERTIFICAÇÃO AQUA-HQE. DISPONÍVEL EM : <HTTP://VANZOLINI .ORG.BR/AQUA /CERTIFICACAO -AQUA -EM-DETALHES />. ACESSO EM 17 MAI. 2017.

6 Conforme dados obtidos no sítio oficial da AQUA-HQE. Certificação AQUA-HQE em detalhes.

Disponível em: <http://vanzolini.org.br/aqua/certificacao-aqua-em-detalhes/>. Acesso em: 16 mai. 2017.


50

Portanto, o sistema de avaliação da AQUA-HQE se pauta na análise de 14

categorias divididas entre 4 famílias:

• Eco-construção

Relação do edifício com o seu entorno;

Escolha integrada de produtos, sistemas e processos construtivos;

Canteiro de obras com baixo impacto ambiental.

• Gestão

Gestão da energia;

Gestão da água;

Gestão dos resíduos de uso e operação do edifício;

Manutenção - Permanência do desempenho ambiental.

• Conforto

Conforto hidrotérmico;

Conforto acústico;

Conforto visual;

Conforto olfativo.

• Saúde

Qualidade sanitária dos ambientes;

Qualidade sanitária do ar;

Qualidade sanitária da água.

Assim, para um projeto - arquitetônico ou urbano -, obter a certificação AQUA-

HQE, o empreendimento recebe três auditorias presenciais ao longo de seu


51

desenvolvimento, a fim de verificar se todos os critérios de sustentabilidade foram

atendidos, a saber:

• Fase Pré-Projeto – fase durante a qual se elabora o programa de

necessidades, documento destinado aos projetistas para a concepção

arquitetônica e técnica de um empreendimento.

• Fase Projeto – fase durante a qual os projetistas, com base nas

informações do programa, elaboram a concepção arquitetônica e técnica

de um empreendimento.

• Fase Execução – fase durante a qual os projetos são construídos, tendo

como resultado final a construção de um empreendimento.

Como um exemplo de edificação com certificação AQUA-HQE, podemos citar

o Edifício Torre Tarumã (figura 24), na cidade de São Paulo, integrante do

Empreendimento BMX - Parque da Cidade, projetado pelo escritório Aflalo/Gasperini

Arquitetos, em 2010, com sua obra finalizada em 2015, que já foi avaliada em todas

as fases supracitadas (anexo A).

FIGURA 24: TORRE TARUMÃ (PARQUE DA CIDADE) – SÃO PAULO , COM CERTIFICAÇÃO AQUA-HQE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.


52

Outra certificação brasileira, a triple A7 foi criada pelo Núcleo de Real Estate da

Escola Politécnica da USP para avaliar a qualidade de edifícios corporativos. A Triple

A avalia os edifícios sob o contexto da indústria da construção civil, de seus usuários,

dos principais atributos prediais detectados para o edifício em processo de

classificação – de acordo com o estado onde a edificação se insere. Essa classificação

avalia o estado dos “atributos embarcados”- equipamentos eletrônicos, de

telecomunicação e de automação, tanto no edifício, quanto em sua vizinhança,

levando ainda em consideração, os anseios dos usuários. Esta avaliação é expressa

através de pontuação que se confere a cada atributo relevante para ocupantes de

edifícios de escritórios e tem como resultado o enquadramento numa escala

hierárquica de classificação, a saber: AAA, AA, A, BBB, BB, B e C.

Assim, o topo da escala de classificação é o Triple A (AAA), compreendendo

os empreendimentos que apresentam a mais alta qualidade, no que se refere aos

padrões construtivos e de tecnologia de sistemas prediais. O edifício, para ser

certificado na categoria Triple A, deve ter projeto arquitetônico-tecnológico inovador,

atingindo o mais alto nível de tecnologia embarcada, excepcional padrão construtivo,

preocupação com a qualidade do ambiente de trabalho, total controle do usuário sobre

seu ambiente, atenção à imagem externa da edificação e localização de destaque

dentro da malha urbana - este último atributo utilizado apenas na classificação

regional.

Na cidade de São Paulo, a certificação Triple A foi atribuída aos seguintes

edifícios: São Paulo Corporate Towers, empreendimento da Camargo Corrêa

7 Dados obtidos no Núcleo de Real Estate da Escola Politécnica da USP, Departamento de

Engenharia de Construção Civil: Sistema de Classificação de qualidade. Disponível em: <http://www.realestate.br/site/conteudo/pagina/1,116+O-SISTEMA-DE-CLASSIFICAÇÃO-DA-QUALIDADE.html>. Acesso em 24 nov. 2016.


53

Desenvolvimentos Imobiliários e o BMX – Parque da Cidade, com obra realizada por

Odebrecht Realizações Imobiliárias. Todos projetados pelo escritório Aflalo/Gasperini

Arquitetos e objetos de estudo de caso da presente dissertação que serão

apresentados no capítulo 4.

4 EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS DO

SÉCULO XXI: CASO SÃO PAULO

Como mencionado anteriormente no capítulo 1, a questão ambiental talvez seja

uma das principais agendas para inúmeras disciplinas em virtude dos compromissos

firmados em encontros internacionais como a COP21 em Paris, desdobramento da

Agenda 21. O emprego de inovações tecnológicas, como o uso de dispositivos de alta

tecnologia, automação, telecomunicações e computação, aplicados em projetos

urbanos, residenciais e corporativos, desde suas concepções contribuirá para atingir

essas metas. Porém, além da contribuição com a sustentabilidade, essas tecnologias

proporcionam conforto, eficiência, precisão, conectividade e segurança.

O presente capítulo terá como foco discorrer sobre alguns dos principais

quesitos que, conforme mencionado no capítulo 3, determinam a “inteligência” de

empreendimentos ou seja, Edifícios Inteligentes e Sustentáveis nos termos desta

dissertação, saber: inmótica, eficiência energética, segurança, saúde e

sustentabilidade. A seguir serão detalhadas as tecnologias e equipamentos

disponíveis no cenário internacional e alguns já disponíveis no mercado brasileiro e

na cidade de São Paulo, em especial, relativos aos dois estudos de caso do presente

trabalho.


54

Inmótica e a eficiência energética

A iluminação é um item muito importante no projeto arquitetônico de

empreendimentos inteligentes e a automação possibilita controlar a iluminação de um

ambiente com o propósito de criar diferentes cenários. Através da dimerização é

possível proporcionar conforto em um ambiente onde a iluminação deve ser

controlada, como no exemplo de uma sala de reuniões em um empreendimento

corporativo. O sistema de controle da intensidade luminosa através da dimerização

está disponível e já é utilizado na cidade de São Paulo.

A automação da iluminação de um ambiente também pode gerar economia de

energia. Por exemplo, a utilização do sensor crepuscular (figura 25), pode ligar ou

desligar as lâmpadas de acordo com a intensidade de iluminação natural externa.

Quando a iluminação natural externa diminuir até o nível ajustado no sensor

crepuscular, as lâmpadas do ambiente são acesas automaticamente, mantendo o

ambiente iluminado e proporcionando conforto aos ocupantes. Porém, quando a

intensidade de iluminação natural externa aumentar, as lâmpadas são desligadas

automaticamente, evitando um consumo de energia desnecessário (figura 26). Na

figura 25 é possível observar um modelo de sensor crepuscular já disponível e

utilizado no mercado paulistano


55

Outra possibilidade de automatizar a iluminação pode ser obtida através do

controle de abertura e fechamento de brises e toldos, contribuindo para o conforto e a

economia no consumo de energia no edifício. Um exemplo dessa automação pode

ser encontrado na biblioteca em Surry Hills (figura 27), projetada em 2009 pelo

escritório de arquitetura FJMT (Francis-Jones Morehen Thorp) e construído por

WBHO Pro Build, na cidade de Sydney.

FIGURA 27: BRISES DA BIBLIOTECA EM SURRY HILLS . FONTE: FOTO DE JOHN GOLLINGS . DISPONÍVEL EM : <HTTP:// IMAGES.ADSTTC.COM/MEDIA/IMAGES/5008/ED6B /28BA /0D27/A700/0D00/LARGE_JPG/STRINGIO.JPG?1414

536349A>. ACESSO EM: 30 DE JUL . 2017.

FIGURA 25: SENSOR CREPUSCULAR . FONTE: MANUAL DO SENSOR TXA025. DISPONÍVEL

EM:<HTTP://WWW.HAGER.NL/PRODUCTEN/KNX-GEBOUWAUTOMATISERING /KNX-

GEBOUWAUTOMATISERING /LICHTBESTURING -EN-SCHAKELACTOREN /SCHEMERSCHAKELAARS /TXA025/87248.HTM>.

ACESSO EM 29 ABR 2017.

FIGURA 26: FUNCIONAMENTO DO SENSOR CREPUSCULAR . FONTE: FINDER,

2017.


56

Os brises, na fachada principal, possuem sensores para captar a radiação

solar, controlar o ângulo de abertura e posicioná-los de forma a proteger a fachada da

radiação solar direta, vendavais e chuva, permitindo um bom aproveitamento da

iluminação natural (figura 28).

FIGURA 28: MECANISMO DE CONTROLE DOS BRISES B IBLIOTECA EM SURRY HILLS . FONTE: FOTO DE JOHN GOLLINGS . DISPONÍVEL EM :

<HTTP:// IMAGES.ADSTTC.COM/MEDIA/IMAGES/5008/ED66/28BA /0D27/A700/0CFF/LARGE _JPG/STRINGIO.JPG?1414536346>. ACESSO EM: 30 DE JUL . 2017.

A possibilidade de programar o horário de abertura e fechamento de brises,

também proporciona conforto e privacidade aos ocupantes do edifício. Essa

automação pode ser aplicada em cortinas e persianas, tanto em residências, quanto

em edifícios corporativos. Porém, esse tipo de automação da abertura e fechamento

de brises não está disponível e nem sendo utilizado na cidade de São Paulo.

A automação de brises transforma o conceito de fachada de um elemento

arquitetônico estático para um elemento flexível e dinâmico: fachadas dinâmicas. Com

a automação, as fachadas interagem e respondem as variações de clima: luz solar,

vento, chuva, neve ou tempestade de areia. Além de exercer influência no impacto

visual dos edifícios, essa automação aumenta o tempo de vida das fachadas e

proporciona economia no consumo de energia.


57

Um exemplo mais atual de implementação de fachada dinâmica pode ser

observado nas Torres Al-Bahr (figura 29), em Abu Dhabi, concluídas em 2012,

projetadas pelo arquiteto Abdulmajid Karanouh, do escritório de Arquitetura Aedas e

por engenheiros da Arup. A fachada dinâmica, inspirada no 'Mashrabiya', é composta

por telas organizadas como uma série de padrões geométricos repetidos e

controladas por computador para responder ao movimento do sol, desdobrando-se

como um guarda-chuva quando o sol as atinge. A temperatura na superfície externa

das janelas pode chegar até a 90º C durante o dia em Abu Dhabi.

FIGURA 29: FACHADA DINÂMICA E VERSÁTIL EM RELAÇÃO AO PADRÃO EST ÉTICO - TORRES AL-BAHR . FONTE: ELWAZER, 2012.

Essa automação da fachada protege o vidro da irradiação solar, mantêm o

ambiente interno com uma temperatura agradável e reduz o brilho intenso da

iluminação externa, tornando essa iluminação natural difusa. Esse método

proporciona uma economia de energia na iluminação artificial e uma redução de 50%

no consumo do ar condicionado (ELWAZER, 2012). Apesar de algumas empresas no

mercado paulistano fornecerem brises articulados podendo alterar o visual da fachada

de um edifício, esses sistemas não são automáticos.


58

Outra contribuição da automação para a iluminação de ambientes pode ser

obtida através da utilização de sensores de presença nos ambientes, contribuindo

com a economia de energia. Esses dispositivos eletrônicos, disponíveis e utilizados

nos empreendimentos que são estudos de caso, têm a capacidade de identificar

deslocamentos de massas de calor (pessoas/animais/veículos) dentro de um campo

de atuação de um sensor infravermelho passivo (PIR - passive infrared sensor), como

mostra a figura 30.

FIGURA 30: ESQUEMA DE LIGAÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DE ALCANCE DO SENSOR DE PRESENÇA. FONTE: SCHNEIDER, 2015, P. 244.

Esse dispositivo deve ser utilizado em ambientes onde há necessidade de

automatizar a iluminação por diversos motivos como, por exemplo, iluminar

automaticamente uma garagem durante a circulação de um veículo, desligar

automaticamente a iluminação em ambientes comunitários no caso de ausência de

pessoas por períodos prolongados, controlar a iluminação em corredores e escadas,

entre outras aplicações. Tais dispositivos são especialmente importantes quando

pensamos em usuário com necessidades especiais como idosos, cadeirantes e


59

deficientes (amputados, sem membros, etc). Alguns desses dispositivos permitem a

regulagem tanto do período que a iluminação permanecerá acionada, quanto da

intensidade luminosa, proporcionando uma economia ainda maior em ambientes que

não necessitam de iluminação intensa, nem de acionamento por longos períodos.

Outra finalidade da utilização desse dispositivo é contribuir com a segurança do

patrimônio acionando um alarme no caso de uma invasão por exemplo, ou com a

segurança das pessoas, iluminando um ambiente onde estas transitam com as mãos

ocupadas, evitando acidentes.

A iluminação externa também pode ser automatizada a fim de contribuir com o

conforto, a segurança e colaborar com a economia de energia. Essa automação,

também disponível e utilizada no BMX - Parque da Cidade, pode ser realizada por

temporizadores eletrônicos ou sensores fotoelétricos. Um temporizador (timer)

possibilita programar o tempo que a iluminação externa ficará ligada. Trata-se de um

dispositivo eletrônico que controla um interruptor, possibilitando a manutenção de um

conjunto de lâmpadas acesas por um determinado período de tempo. Alguns desses

dispositivos permitem a programação de tempos que variam de 0.05s à 300h, como

mostrado na figura 31.

FIGURA 31: TEMPORIZADOR ELETRÔNICO . FONTE: SCHNEIDER, 2017, P. 1.


60

O sensor fotoelétrico ou sensor solar também é um dispositivo eletrônico que

contribui com automação da iluminação externa, proporcionando o controle da

intensidade de iluminação artificial nas áreas externas de acordo com a intensidade

da luz solar. O sensor solar pode ser encontrado em relés fotoelétricos (figura 32),

com o objetivo de acionar a iluminação externa artificial quando a luz solar diminui a

um nível configurado.

FIGURA 32: RELÉ FOTOELÉTRICO . FONTE: EXATRON, [2017].

Esses sensores utilizam a mesma tecnologia empregada na iluminação pública

das ruas paulistanas, que acendem a iluminação dos postes imediatamente quando

detectam a falta de luminosidade natural. Essa automação contribui com a segurança

patrimonial e pessoal, iluminando automaticamente áreas externas no período noturno

e sinalizando rotas habituais para os frequentadores de um empreendimento, por

exemplo.

Inmótica: a segurança e a redução no consumo de rec ursos naturais

O sensor de proximidade é outro dispositivo eletrônico muito utilizado e

presente na automação dos empreendimentos que foram analisados como estudos

de caso. Esse sensor identifica a presença de um objeto sem haver a necessidade de

contato direto e físico com o objeto. Seu modo de funcionamento depende do

propósito e do material a ser detectado, havendo quatro tipos: infravermelho, acústico,

capacitivo e indutivo (ALVES, 2013).


61

O sensor de proximidade com radiação na faixa infravermelho (figura 33)

detecta objetos a partir da reflexão dessa radiação. Um equipamento com esse sensor

emite um feixe de luz invisível com frequência entre 1011 HZ à 1015 HZ e quando um

objeto entra em seu raio de alcance, o dispositivo consegue detectar e medir sua

distância por meio de cálculo de frequência do sinal recebido (DORMA, [2017], P. 10).

FIGURA 33: SENSOR DE PROXIMIDADE. FONTE: IMAGEM DE JAMES WELCH , 2014. DISPONÍVEL

EM:<HTTP://WWW.WELCH-GROUP.CO.UK /WP-CONTENT/UPLOADS /2014/01/DORMA-DOORS.JPG> ACESSO EM 06 JUL 2017.

A utilização desse sensor em portas automáticas pode ser observada nos

empreendimentos que são estudos de casos neste capítulo, como mostra a figura 34

a e b.

(B)

(A)

FIGURA 34: SENSOR DE PROXIMIDADE UTILIZADO EM PORTAS AUTOMÁTICA S. (A) INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. (B) INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

Além de ser utilizado na automação de portas - não apenas por conveniência -

, esse dispositivo também é utilizado em sistemas de segurança evitando acidentes

por esmagamento de objetos ou pessoas, especialmente com necessidades especiais


62

como cadeirantes e idosos. Esse dispositivo é chamado de sensor infravermelho ativo

(IVA) (figura 35), que ao detectar algum obstáculo no campo de passagem do sensor,

a fotocélula envia um sinal para a automação interromper o fechamento da porta e

reverter o seu movimento, evitando assim possíveis impactos e acidentes (PPA, 2017,

p. 72).

FIGURA 35: SENSOR DE PROXIMIDADE INFRAVERMELHO ATIVO (IVA). FONTE: PPA, 2017, P. 72.

Nas aplicações em segurança há possibilidade de implementar barreiras

invisíveis utilizando o sensor de proximidade fotoelétrico unidirecional. O emissor é

alinhado de maneira que o máximo de luz transmitida chegue ao receptor (figura 36).

Esse receptor, por sua vez, recebe a luz transmitida de tal modo que é separada de

outras fontes de luz do ambiente. Qualquer interrupção nesse feixe de luz causa a

ativação de uma saída, ativando um alarme no caso de serem transpassadas por

objetos ou pessoas invasoras (CONTRINEX, 2006, p. 83).

FIGURA 36: SENSOR DE PROXIMIDADE FOTOELÉTRICO UNIDIRECIONAL . FONTE: CONTRINEX, 2006, P. 83.


63

Sensores de proximidade também contribuem com a sustentabilidade do

ambiente construído através da implementação de torneiras com fechamento

automático (figura 37), como no Shopping Cidade São Paulo e Torre Matarazzo,

projetado por Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2007 que teve sua obra terminada em

2015 e obteve a certificação LEED CS 2.0 Gold, em 11/02/2016.

FIGURA 37: AUTOMAÇÃO DA VAZÃO DE PIAS INSTALADO NO TORRE MATARAZZO . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

O acionamento automático, eletrônico e ativado por sensor, libera apenas a

quantidade de água necessária para cada uso. Alguns modelos realizam o

desligamento automático após 30 segundos de uso em caso de sensor obstruído.

Segundo alguns fabricantes, existe a possibilidade de economia de até 85% de água.

Porém, o controle da vazão em torneiras, no empreendimento Parque da

Cidade, é feito mecanicamente, vide figura 38.

FIGURA 38: AUTOMAÇÃO DA VAZÃO DE TORNEIRAS REALIZADA MECANICAME NTE. INSTALADA NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Outra contribuição com a economia de recursos naturais é a utilização de

mictórios secos nos banheiros masculinos. No empreendimento Parque da Cidade,


64

segundo o Eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, o modelo de

mictório seco tem um tratamento especial de esmalte que impede a aderência de

qualquer líquido em sua superfície.

Um outro tipo de sensor de proximidade, sensor acústico, envia impulsos

ultrassônicos em intervalos cíclicos. Quando esses pulsos são refletidos em algum

objeto, o eco resultante é recebido e convertido em sinal elétrico. A detecção do eco

recebido fica dependente da distância do sensor ao objeto ou obstáculo. A medida do

tempo de atraso do recebimento do sinal em relação ao envio permite a medição da

distância percorrida pelo som. “Os objetos a serem detectados podem ser sólidos,

líquidos, granulares ou pós” (CONTRINEX, 2006, p. 130). Esse tipo de automação

pode ser utilizado, por exemplo, para realizar medição de volume de líquidos

corrosivos ou contaminantes, como no reservatório de urina (figura 39) utilizado na

automação da bomba de esgotamento instalada no BMX - Parque da Cidade.

FIGURA 39: AUTOMAÇÃO DO RESERVATÓRIO DE URINA , INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Um outro tipo de sensor de proximidade é o sensor capacitivo, que baseia-se

no princípio da alteração na frequência de oscilação de um circuito ressonante,

proporcionalmente a alteração da capacitância formada por uma placa sensível e o

ambiente (dielétrico), devido à aproximação de um corpo qualquer. A mudança na


65

frequência ocasionada pela alteração da capacitância é enviada a um circuito

detector, que transforma a variação da frequência em nível de tensão elétrica, a fim

de controlar alguma saída de potência. A grande vantagem desse tipo de sensor é

sua versatilidade quanto a variedade de materiais que pode identificar, como papel,

madeira, plástico, vidro e até líquidos, pois todos interferem na capacidade do sistema

de armazenar energia elétrica. Um exemplo de utilização desses sensores na cidade

de São Paulo pode ser observado em telas touchscreens, de totens instalados em

corredores de Shopping Centers, para fornecer informações aos usuários.

O último tipo de sensor de proximidade é indutivo. Esse tipo de sensor detecta

a presença de metais, especialmente em ambientes molhados ou com muita sujeira,

sem a necessidade de ter contato físico com os objetos. Esse sensor usa um campo

magnético que é afetado por metais presentes nas proximidades. A bobina de um

circuito oscilador convencional gera um campo magnético da alta frequência que

surge da face sensorial. Qualquer objeto metálico encontrado neste campo absorve

uma parte da energia que é detectada e avaliada pelo circuito eletrônico do dispositivo.

Esse tipo de sensor de proximidade tende a ser mais sensível a objetos condutores

de energia elétrica e é mais encontrado em fábricas, em controles de robôs e braços

mecânicos no processo de produção.

Inmótica e o conforto ambiental

A temperatura é outra grandeza física que pode ser controlada e automatizada

pelos sistemas de inmótica. O principal motivo de automatizar a temperatura é

proporcionar conforto aos ocupantes do empreendimento e os principais componentes

dessa automação são os equipamentos de ar condicionado (split) em escritórios, fan

coils e chillers em edifícios. Fan Coil é o equipamento indicado para climatizar

grandes ambientes ou locais abertos, onde os climatizadores convencionais não


66

conseguem fornecer refrigeração necessária e demandam uma grande quantidade de

cargas térmicas de dissipação. Um exemplo de utilização desse tipo de sistema de

refrigeração pode ser observado no São Paulo Corporate Towers. Nesse

empreendimento, cada fan coil (figura 40) é responsável pela refrigeração de um

andar inteiro.

FIGURA 40: FAN COIL INSTALADO EM UM ANDAR NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

O sistema de refrigeração Chiller consiste no resfriamento da água, tornando-

a ideal para arrefecer o ar, produtos ou equipamentos. Esse sistema, quando utilizado

em conjunto com determinados equipamentos de ar-condicionado como o fan coil, por

exemplo, possibilita a climatização dos ambientes e o controle da temperatura e da

umidade relativa, além da movimentação, filtragem e renovação do ar.

Podemos observar na figura 41 (a) uma torre de resfriamento de um chiller e

na figura 41 (b) a bomba primária, ambas instaladas no empreendimento Parque da

Cidade. Segundo o engenheiro Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht,

um sistema de automação controla a potência do chiller proporcionalmente a

demanda do empreendimento.


67

(a) (b)

FIGURA 41: (A) TORRE DE RESFRIAMENTO DO CHILLER . (B) BOMBA PRIMÁRIA DO CHILLER . AMBOS INSTALADOS NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

No caso do empreendimento São Paulo Corporate Towers, segundo o Eng.

Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, os chillers são utilizados na

configuração “duplex série-série”, muitas vezes denominada “série contra fluxo” (figura

42). Essa configuração faz o controle da refrigeração de forma gradual e com

eficiência, exigindo menor potência para atingir a temperatura desejada.

FIGURA 42: CHILLERS INSTALADOS NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS NA CONFIGURAÇÃO SÉRIE CONTRAFLUXO .FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.


68

Adicionalmente aos climatizadores, o termostato (figura 43) é um dispositivo

destinado a manter constante a temperatura de um determinado sistema, através de

automação. Esse componente, presente nos empreendimentos que são estudos de

caso, é muito utilizado na automação da temperatura e tem como objetivo manter a

temperatura dentro de uma determinada faixa de variação preestabelecida em um

ambiente como, por exemplo, uma sala comercial, uma adega, uma dispensa, uma

piscina, um boiler, entre outros ambientes. Esse componente é composto,

fundamentalmente, por dois elementos: o sensor de temperatura e o controlador.

FIGURA 43: TERMOSTATO INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

Inmótica e a segurança patrimonial, pessoal e infor mações

A segurança é um quesito muito presente em Edifícios inteligentes,

proporcionando segurança patrimonial, pessoal e de informações confidenciais. O

principal sistema tecnológico, utilizado nos empreendimentos analisados como

estudos de caso e que contribui com essa segurança, é o controle de acessos, além

dos sensores de presença, mencionados anteriormente, a fim de evitar invasões. O

controle de acesso permite cadastrar, organizar e controlar o fluxo de pessoas e

produtos em um empreendimento de forma padronizada, a fim de evitar problemas de

segurança. Alguns sistemas permitem obter comunicação visual com todas as áreas


69

comuns do empreendimento, através de câmeras (figura 44) e acionar sonoramente

um alarme de invasão tomando determinadas ações para cada zona do

empreendimento.

FIGURA 44: CÂMERA DE SEGURANÇA INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

A identificação do usuário utilizada pelos empreendimentos que são estudos

de caso, para o controle de acesso, pode ser feita através de cartões RFID (Radio-

Frequency IDentification), que é uma tecnologia de comunicação por rádio frequência

de curto alcance (figura 45a) ou por biometria. Um sistema de RFID é composto por

transponders (cartão ou etiqueta), chamados de RF tags, transceptores ou leitores

com antenas e um controlador para tratamento dos dados. As RF tags podem ser

utilizadas para pessoas, animais, produtos, embalagens e cartões. Assim que o

transceptor receber os dados transmitidos pelas RF tags, executa o processamento

da informação, que pode ser a liberação da passagem por uma catraca, por exemplo

(figura 45 b).


70

(a) (b)

FIGURA 45: CONTROLE DE ACESSO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. (A) CARTÃO DE RFID. (B) CATRACAS DE ACESSO . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

As tecnologias mais utilizadas no controle de acesso por biometria são:

impressão digital, scanner de íris, reconhecimento de voz e reconhecimento facial.

A identificação por impressão digital baseia-se em um scanner que captura a

imagem da impressão digital de um indivíduo - sendo exclusiva - que proporciona

plena confiabilidade de identificação. Ela é aplicada em sistemas de segurança

diversos, desde clubes esportivos, segurança em instituições bancárias e também em

hospitais. Segundo Pinto (2016), o Hospital Sírio Libanês, na região central de São

Paulo, utiliza um sistema de segurança com biometria para acessar o estoque de

medicamentos, que apenas permite o acesso após a validação da impressão digital.

O hospital Albert Einstein implantou em 2016 o sistema beira-leito, que registra a

unidade de medicamento que foi ministrada a cada um dos pacientes e por qual

profissional, em todos os departamentos, incluindo pronto atendimento e setor

cirúrgico.

A análise dos padrões sonoros emitidos pelas cordas vocais, também é um

método de biometria, conseguindo distinguir entre os mais diversos tipos de timbres

de voz previamente coletados e armazenados em um banco de dados.


71

A biometria por scanner de íris baseia-se em capturar imagens dos olhos em

altíssima resolução e comparar as informações com um banco de dados. Essa

identificação também pode ser realizada por meio de uma fotografia tirada a uma

distância de 10 a 60 cm, eliminando o contato físico com o aparelho.

O reconhecimento facial faz uma análise do rosto das pessoas, e usa como

referência características do ser humano que nunca mudam, como as medidas do

rosto, distância entre os olhos, distância entre a boca, nariz e olhos, queixo, boca e

linha de cabelos, mesmo depois da realização de cirurgias plásticas estas

características permanecem.

Inmótica e salubridade

A automação também contribui com a segurança e manutenção da saúde dos

ocupantes de um empreendimento, através da utilização de sensores capazes de

identificar situações de perigo ou prejuízos à saúde. Esses detectores, disponíveis no

mercado paulistano, para gás GLP ou gás metano (figura 46), monitoram o ambiente

emitindo um alarme sonoro e visual quando detectar a presença de uma determinada

quantidade do composto no ar. O detector de gás natural deve ser instalado, no

máximo, à 0,5m do teto e o detector de GLP, à 0,4m do piso, no máximo (figura 46).

Alguns equipamentos que utilizam esse tipo de sensor possuem contatos auxiliares

que podem ser conectados a elementos externos como luzes, sirenes e eletroválvulas

para interromper o fornecimento do gás, reduzindo o risco de incêndio e explosões

(SCHNEIDER, 2012, p.1.).


72

FIGURA 46: DETECTOR DE GAS GLP OU METANO. FONTE: SCHNEIDER: SCHNEIDER, 2015, P.51.

Nas estruturas de estacionamentos fechados, os gases compostos por

monóxido de carbono (CO) e dióxido de nitrogênio (NO2) são os contaminantes aéreos

mais abundantes e apresentam preocupações consideráveis sobre a segurança e a

saúde dos usuários do empreendimento. De acordo com os níveis de toxidade desses

compostos, alguns sintomas são relacionados à saúde dos frequentadores do

ambiente de acordo com a tabela 2. A automação controla a concentração desses

gases através da ventilação forçada, utilizando sensores que sejam sensíveis à

presença desses compostos, enviando ao controlador informações sobre a

concentração desses gases. Além da questão da segurança, a automação pode

contribuir com a sustentabilidade, evitando que a ventilação artificial opere

constantemente, diminuindo o consumo de energia elétrica (HONEYWELL, 2015, p.

2).


73

TABELA 2: NÍVEIS DE TOXIDADE DE MONÓXIDO DE CARBONO E DIÓXIDO DE NITROGÊNIO E OS SINTOMAS DE

SAÚDE RELACIONADOS . FONTE: HONEYWELL, 2015, P. 3.

Ainda discorrendo sobre a contribuição da automação com a segurança e a

saúde dos ocupantes, podemos citar o detector de fumaça, que é um dispositivo de

segurança que atua em conjunto com sistemas de alarme de incêndio central. Esse

dispositivo de segurança, que detecta fumaça, é utilizado nos empreendimentos que

são estudos de caso e, geralmente atua como um indicador de incêndio, emitindo um

sinal para um painel de controle de alarme de incêndio, que age no corte de

fornecimento de energia elétrica, sinalizando - sonora e visualmente - e acionando

extintores, abrindo janelas e comunicando via telefone o proprietário ou a central de

segurança


74

FIGURA 47: DETECTOR DE FUMAÇA INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

Existem dois tipos de detectores de fumaça (figura 47): sensores por ionização

ou fotoelétricos. Cada tipo detecta distintamente diferentes tipos de incêndios, assim

alarmes de sensores duplos, que utilizam os dois tipos de sensores, têm crescido em

popularidade. Esses detectores consistem basicamente de duas partes: um sensor

para detectar a fumaça e um alarme eletrônico, podendo ser alimentados por bateria

de 9 volts ou por 120V, ligados a um sistema de alarme de incêndio central.

Detectores de fumaça por ionização contêm uma quantidade muito pequena de

um material radioativo, o amerício-241, protegido por um recipiente de cerâmica,

dentro de uma câmara de ionização e mantendo o ar ionizado (carregado

eletricamente). No caso de um incêndio, a fumaça entra no detector e penetra na

câmara de ionização. As partículas da fumaça absorvem o ar ionizado e o neutralizam,

interrompendo o fluxo da corrente elétrica. Uma placa de um circuito eletrônico

percebe essa queda na corrente e aciona o alarme. Já os detectores fotoelétricos

possuem um led (light-emitting diode) infravermelho posicionado em um ângulo de 90º

em relação a um fototransistor e com um painel preto de fundo servindo de anteparo.

Com a entrada de fumaça pela câmara o feixe infravermelho torna-se visível por Efeito

Tindal e o alarme será ativado.


75

Inmótica e eficiência energética

Com relação à redução no consumo de energia, algumas tecnologias utilizadas

em elevadores podem contribuir favoravelmente. Um exemplo é a adoção de um

sistema regenerativo, que permite a utilização de parte da energia devolvida pelo

elevador durante seu funcionamento para a rede elétrica interna da edificação,

resultando em 35% de economia. Esse sistema está presente nos empreendimentos

que são estudos de caso.

No sistema convencional, parte da energia que foi devolvida pelo elevador é

dissipada num banco de resistores e transformada em calor. Isso acontece porque o

equipamento devolve uma parcela da energia consumida em dois momentos: quando

sobe com a cabina abaixo da metade da sua capacidade ou quando desce com a

capacidade acima de 50%. Com o sistema regenerativo, a energia é devolvida a partir

da instalação de mais um inversor e essa energia gerada pelo sistema regenerativo

pode ser usada em outros elevadores do edifício ou pode ser destinada a outras áreas

do empreendimento. Outra opção eco eficiente são as máquinas gearless, que

operam sem engrenagem e dispensam o uso de óleo lubrificante, reduzindo o risco

de vazamentos e o problema com o descarte do óleo. Este equipamento tem um

consumo de energia 30% menor em comparação com os modelos convencionais.

Segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, esse sistema é

utilizado no BMX - Parque da Cidade e o resultado também é positivo para os usuários

do elevador, pois a gearless, garante viagens mais confortáveis devido à aceleração

e frenagens suaves e alta precisão de nivelamento em cada pavimento,

independentemente da carga e do percurso realizado. Ainda com relação a aplicação

de tecnologias em elevadores, a antecipação de chamada e destino contribui com a

redução do consumo de energia. Nesse sistema, o passageiro informa o andar de


76

destino ainda no hall e, antes de entrar no elevador, há uma indicação de qual

máquina irá atendê-lo. O sistema amplia a capacidade de tráfego de um conjunto de

elevadores com economia de eletricidade da ordem de 30% (ESTEFAM, 2012).

Segundo o eng. Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, o sistema de

antecipação de chamadas é utilizado no São Paulo Corporate Towers, onde o usuário

digita o andar desejado no momento que solicitar o elevador. Porém, já está sendo

implantado o sistema de antecipação de chamada que interage com as catracas e os

cartões de RFID.

Outra contribuição com a sustentabilidade e o bem-estar dos ocupantes do

edifício, presente nos empreendimentos que são estudos de caso, é a utilização de

vidros espectralmente seletivos ou Low-e, que é abreviação de low emissivity (baixa

emissividade). Esses vidros inteligentes podem otimizar os ganhos solares e efeitos

de sombreamento. A emissividade é uma característica do vidro à qual pode ser

atribuído um valor numérico conhecido como fator U. Esse fator é um valor numérico

que mensura a emissividade do vidro, ou seja, sua capacidade de transferir calor por

meio de condução. Quanto menor o Fator U, menos calor o vidro transfere, ou seja,

enquanto o vidro comum tem emissividade de 0,89, o low-e pode chegar a 0,03.

Outro fator importante na característica de um vidro é o fator G, denominado

de Coeficiente de Ganhos de Calor Solar (Solar Heat Gains Coefficient: SHGC); este

coeficiente mede os ganhos de calor solar. Quanto menor for o valor deste fator

(próximo de 0.3), maior será a capacidade da janela em reduzir ganhos de calor solar

– o que é particularmente importante em climas quentes, como São Paulo, em janelas

onde se quer reduzir ao máximo os ganhos de calor.


77

Esse tipo de vidro foi desenvolvido inicialmente para ser aplicado em edifícios

de países de clima frio, quando o objetivo é conservar o calor dentro do ambiente.

Porém, o Low-e foi adaptado para o clima tropical ao receber uma câmara de controle

solar que, além de permitir a passagem de luz, possui propriedades refletivas.

Segundo o eng. Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, o São Paulo

Corporate Towers utiliza vidros Low-e, insulados e laminados com baixa transmissão

de calor e alta transmissão de luz, trazendo conforto térmico e acústico e reduzindo a

exigência sobre os sistemas de ar condicionado para manutenção da temperatura. O

eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, também informa que o BMX

- Parque da Cidade utiliza esse tipo de vidro inteligente, conforme a figura 48.

FIGURA 48: VIDRO LOW-E, INSULADO E LAMINADO INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Embora a inmótica seja um dos mais importantes quesitos para definir se um

edifício é inteligente e sustentável nos dias atuais, não é o único. Para que um edifício

seja considerado plenamente inteligente e sustentável, dentro dos parâmetros desta

dissertação, é necessário que ele incorpore, além das tecnologias acima citadas,

outros quesitos, como por exemplo: materiais e técnicas construtivas adequadas;

programas computacionais paramétricos, como o Green BIM (Building Information

Modeling direcionado para Edifícios Verdes) para projetos - arquitetônico e

complementares; e que o projeto arquitetônico incorpore e atenda às novas práticas

comportamentais sustentáveis, como por exemplo, infraestrutura adequada para


78

descarte seletivo de lixo, espaços para bicicletário associados à vestiários,

demarcação de vagas para veículos compartilhados entre outras.

Na sequência analisaremos os exemplares de edifícios inteligentes e

sustentáveis na cidade de São Paulo: São Paulo Corporate Towers e BMX - Parque

da Cidade.

4.1 São Paulo Corporate Towers

O São Paulo Corporate Towers (figura 49) é considerado, nos dias atuais, o

edifício mais inteligente e sustentável existente na cidade de São Paulo, por possuir

as certificações Triple A e LEED CS 3.0 Platinum, nesta atingindo 96 pontos em

10/04/2017, ou seja, a maior pontuação já atingida por um edifício brasileiro conforme

tabela 3, apêndice A. O projeto realizado pelo escritório Pelli Clarke Pelli Architects foi

“nacionalizado”, ou revisado e adaptado às condicionantes brasileiras pelo escritório

Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2008 e as obras foram finalizadas em 2016.

FIGURA 49: SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. CERTIFICAÇÃO LEED CS 3.0 PLATINUM COM 96 PONTOS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.


79

O São Paulo Corporate Towers, também denominado VIOL durante sua

construção, possui duas torres com térreo, área de varejo e 30 andares tipo, além de

ático. A Torre Norte possui um mezanino e heliponto com capacidade para 18t,

considerado o maior do Brasil, por atender a aeronaves de grande porte em um

edifício. Possui, também, um bloco destinado ao programa de conveniências ou

“Amenities”, composto por centro de convenções, restaurantes e cafeteria,

distribuídos em dois níveis. O empreendimento também oferece a opção de

implantação de cozinhas (tipo full service) com exaustor próprio nos pavimentos, além

da possibilidade de acessos exclusivos entre andares de uma mesma empresa. O

empreendimento possui um prédio técnico para a entrada de energia, geradores e

chillers, com 3 subsolos, térreo e pavimento superior. Além de possuir um pé direito

de aproximadamente 12m no Lobby e de 2,90m nos demais andares. Os andares têm

área BOMA (Bulding Owners and Managers Association) variável entre 1.805 m² e

2.570 m². A área total do terreno do empreendimento é de 38.858,82 m², com área

permeável de 9.600 m², somando, ao todo, 18.000 m² de área ajardinada.

4.1.1 Ficha técnica

Endereço: Rua Funchal 160, 164 - Rua Pequetita 190, 194, 196, s/n - Av. Pres.

Juscelino Kubitscheck, 1819 e 1851- Vila Olímpia – São Paulo, SP.

Tipologia: Comercial e serviços.

Data do projeto: Janeiro/2010.

Data da conclusão da obra: 2016.

Área do terreno: 38.858,82 m².

Área construída: 257.799,74 m².

Arquitetura :

Autor: Pelli Clarke Pelli Architects.


80

Co-autor: Aflalo/Gasperini Arquitetos (Roberto Aflalo, Felipe Aflalo, Grazzieli

Gomes e José Luis Lemos).

Coordenador: Flavia Marcondes.

Arquitetos: Geane Kaori Natsumeda, Paula Homsi, Luciana Maki, Livia Fantin,

Camila Suganuma e Renata Scheliga.

Estagiários: Júlio Cesar Teodoro, Guilherme Lemos e Mayara Barbosa.

Construção :

Cliente: Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário.

Acústica: Akkerman Acústica.

Alvenaria / vedações: Addor e Associados.

Ar condicionado, climatização e pressurização: Teknika Projetos e

Construções.

Automação e controle: Bosco e Associados.

Caixilharia e fachada: Permasteelisa North America e Tecnofeal – Esquadrias

de Alumínio.

Drenagem: CONTAG ENGENHARIA

Elétrica, hidráulica e combate a incêndio: MHA Engenharia.

Estrutura de concreto: França & Associados.

Estrutura metálica: CODEME.

Fundações: Consultrix.

Garagem: Ghoubar & Goubar.

Impermeabilização: Proassp Assessoria e Projetos

Irrigação: Regatec.

Limpeza de fachada – equipamento na cobertura: Gondomatic e Lerch Bates.

Luminotécnica: Studio IX.

Paisagismo: Balmori Associates e Sergio Santana.

Pavimentação: LPE Engenharia.


81

Segurança: Global Advising.

4.1.2 Inmótica: controle e automação

O empreendimento utiliza o sistema de automação BMS (figura 50) completo

(Building Management System), que é um sistema inteligente de gerenciamento

predial e controle de acesso interligado à chamada de elevadores e sistema de

tarifação individual de energia elétrica e água.

FIGURA 50: SISTEMA DE AUTOMAÇÃO BMS INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Além de colaborar com a sustentabilidade, devido ao controle do consumo de

recursos como energia elétrica e água, esse sistema de automação também controla

a temperatura ambiente dos pavimentos, através da automação dos chillers e dos fan-

coils; e da qualidade do ar, através do controle das rodas entálpicas, que serão

detalhadas mais adiante. Esse controle do clima e da qualidade do ar contribui

diretamente com a saúde dos ocupantes do empreendimento. Dessa forma, atende

plenamente ao conceito de inmótica, ou seja, é um edifício inteligente no sentido

adotado nesta dissertação.


82

Como veremos a seguir, a inmótica participa diretamente na “inteligência”, na

salubridade e na sustentabilidade do edifício.

4.1.3 Salubridade

O empreendimento São Paulo Corporate Towers é considerado inteligente

também pelo fato de proporcionar um ambiente salutar aos seus ocupantes.

FIGURA 51: RODA ENTÁLPICA INSTALADA NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Um dos itens que contribui com a salubridade do empreendimento é a utilização

de rodas entálpicas, que são equipamentos dotados de rodas térmicas ou trocadores

de ar que permitem que o ar frio de retorno do sistema de condicionamento, que nos

sistemas convencionais seria apenas expurgado, possa ser reaproveitado para fazer

o resfriamento do ar externo que será utilizado. Dessa forma, a roda entálpica (figura

51), que também é conhecida como recuperador de energia, pode recuperar a energia

térmica fria que seria exalada do edifício pelo sistema de exaustão, aproveitando esta

energia térmica fria para diminuir o consumo de energia elétrica do sistema de

refrigeração. Esta redução de carga térmica externa, dependendo da velocidade, pode

chegar a 80% representando uma economia no consumo de energia elétrica em torno

de 20%. Portanto, o ar de renovação troca calor com o ar de retorno do ambiente.

Dessa forma pode-se reduzir muito o consumo de energia elétrica dos chillers ou


83

condensadoras, obtendo significativa economia de energia em comparação aos

sistemas convencionais de 100% de renovação de ar externo.

A fim de obter o máximo de produtividade do sistema de renovação de ar, o

sistema de automação utiliza sensores de CO2 (dióxido de carbono) nos ambientes

(figura 52). Quando o sistema de controle de malha fechada verifica que houve um

aumento da quantidade de CO2 no ambiente, o controlador aumenta a ventilação de

ar renovado para tornar o ambiente mais salutar.

FIGURA 52: SENSOR DE CO2 INSTALADO NO SISTEMA DE CONTROLE DE VENTILAÇÃO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

O sistema de automação utiliza sensores de CO (monóxido de carbono) para

atuar na exaustão de gases tóxicos nas garagens (figura 53). Como apresentado

anteriormente, nesse capítulo, a concentração desse gás é completamente nocivo à

saúde dos seres humanos e a inmótica contribui diretamente na salubridade desse

ambiente, acionando os exaustores quando a concentração de CO atinge níveis

nocivos aos usuários e funcionários do empreendimento. É importante salientar que o

sistema de automação contribui com a sustentabilidade no sentido de acionar os

exaustores apenas quando houver necessidade ou diminuir a potência dos exaustores

para níveis suficientes à quantidade de gases presentes na atmosfera.


84

FIGURA 53: SENSOR DE CO (MONÓXIDO DE CARBONO ) INSTALADO NA GARAGEM DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

4.1.4 Sustentabilidade

Segundo o Eng. Ricardo Yanai, engenheiro responsável pelas instalações

durante a obra do São Paulo Corporate Towers pela construtora Camargo Corrêa, o

fluido refrigerante utilizado no resfriamento do ambiente é a água, com o código de

refrigerante R718, que tem um índice de ODP (Ozone Depletion Potencial) de 0,0, que

é o potencial de destruição da camada de ozônio. Apenas para fornecer um parâmetro

de comparação, o CFC (clorofluorocarboneto) R11 tem um ODP de 1,00, e o HCFC

(hidroclorofluorocarboneto) R22, tem um índice de ODP de 0,055. Com relação ao

índice GWP (Global Warming Potential) o R718 tem um índice de 0,0, o R11 tem um

índice de 3.500 e o R22, um índice de 1.500.

Outra contribuição com a sustentabilidade do empreendimento proporcionada

pelo sistema de automação é a utilização de inversores de frequência no controle da

potência dos chillers, possibilitando a realização do controle P (proporcional) ao invés

de on/off. Essa automação contribui com a redução do consumo de energia elétrica.


85

Todo sistema de refrigeração dissipa calor no processo de resfriamento.

Porém, no São Paulo Corporate Towers essa dissipação é utilizada para cogeração

de energia, proporcionando uma redução no consumo de energia elétrica. Na figura

54, pode-se observar o trocador de calor utilizado nesse processo.

FIGURA 54: TROCADOR DE CALOR PROVENIENTE DOS CHILLERS , UTILIZADO NA COGERAÇÃO DE ENERGIA . INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Como foi mencionado anteriormente nesse capítulo, outras estratégias, além

da inmótica, devem ser adotadas para atingir a inteligência do empreendimento. No

caso do São Paulo Corporate Towers foi previsto no projeto a implementação de

bicicletário (figura 55), estimulando o uso de bicicletas aos funcionários e visitantes,

contribuindo com a diminuição da poluição da atmosfera, com a saúde das pessoas e

com a fruição do trânsito.

FIGURA 55: B ICICLETÁRIO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.


86

Finalmente, a inmótica contribui com a redução do consumo de água através

de uma estação meteorológica instalada no empreendimento, que fornece

informações para o sistema de automação que controla a irrigação de toda a área

verde através do sistema de gotejamento.

4.2 BMX – Parque da Cidade

Construído onde se localizava a antiga fábrica da Monark, o BMX – Parque da

Cidade (figura 56) é um empreendimento de 82.200 m2 que participa do Climate

Positive Development Program. Esse programa apoia o desenvolvimento de projetos

de grande escala urbana que consigam demonstrar que as cidades podem crescer de

maneira sustentável e reduzir a emissão de CO2, contribuindo com a salubridade nas

cidades. Esse é considerado o empreendimento mais sustentável da América Latina

com essas proporções e obteve as certificações Triple A e LEED ND 3.0 Silver, em

16/12/2014 (anexo A).

FIGURA 56: BMX – PARQUE DA CIDADE. (PROJETO 2010 / OBRAS EM ANDAMENTO ). PROJETADO PELO ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO /GASPERINI. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

O empreendimento multiuso conta com 5 torres corporativas, um hotel

categoria luxo, um shopping center com previsão para 200 lojas, além de cinema,

teatro, praça de alimentação e duas torres residenciais. A primeira torre (Sucupira) foi

entregue em novembro de 2015. Em 2017, foi a entregue a torre Jequitibá, com 28

andares. As torres Aroeira, Paineira e Jatobá estão em processo de desenvolvimento

e com previsão de entrega ainda em 2017. O projeto prevê um parque linear aberto


87

ao público com restaurantes, quiosques, cafés, ciclovia, pista de cooper, bicicletários

públicos, espaço cultural, parque infantil, feira de orgânicos, equipamentos para

terceira idade, espaços de contemplação, praças, lago e espelhos d’água supridos

com sistema de biorretenção.

4.2.1 Ficha Técnica

Endereço: Rua Engenheiro Mesquita Sampaio, nº 782, Chácara Sto. Antônio –

São Paulo, SP.

Tipologia: Corporativo, Office, Hotel, Residencial e Shopping.

Projeto: 2010.

Obras em andamento. Porém, os edifícios corporativos Torre Office Tarumã e

Torre Sucupira foram entregues em 2015. O shopping, o hotel categoria luxo e o

edifício corporativo Torre Jequitibá estão em estágio avançado de obras com previsão

de entrega ainda para 2017.

Área do terreno: 81.777,18 m².

Área construída: 595.929,94 m².

Arquitetura :

Autor: Aflalo & Gasperini Arquitetos

Arquitetos: Tânia Yang, Natércio Cortês, Ricardo Claro, Marisa Terashima,

Eduardo Babadopulos, Gustavo Oliveira, Stefano Lionello, Joyce Campos e Luis

Gustavo Dias.

Construção :

Cliente: Odebrecht Realizações Imobiliárias

Acústica: Acústica Engenharia S/C Ltda.


88

Ar condicionado, pressurização, ventilação e exaustão: Thermoplan

Engenharia Térmica Ltda.

Automação, proteção contra incêndio, segurança patrimonial, infraestrutura de

dados, lógica e telefone: SI2 Consultoria - Soluções Inteligentes Integradas.

Elétrica, hidráulica, sprinkler e instalações: Projetar Engenharia e Consultoria

Técnica S/C Ltda.

Caixilharia: A E C Consultores.

Drenagem: KF2 Engenharia e Consultoria.

Fundações: Consultrix S.A. Engenheiros Consultores Associados.

Assessoria aeroportuária: GPC – Assessoria Aeroportuária.

Luminotécnica: Mingrone Iluminação.

Paisagismo: Pâmela Burton & Company Landscape Architecture / DW Santana

Associados S/C Ltda.

Impermeabilização: PROASSP.

Consultoria de Engenharia de Tráfego: Sergio Michel Sola.

Sustentabilidade: ARUP USA.

Consultoria Resíduos: D&B Consultoria e Projetos Ambientais Ltda. / GRI

Gerenciamento de Resíduos Industriais / ENVAC.

Consultoria CO2: Personal CO2 Zero.

Consultoria Transporte Sustentável: GREEN Mobility.

Consultoria Triple A: CB Richard Ellis.

Consultoria LEED: CTE Centro de Tecnologia de Edificações.


89

4.2.2 Inmótica: controle e automação

O empreendimento tem um sistema de automação BMS (figura 57) completo

(Building Management System) que, segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da

Construtora Odebrecht, monitora a iluminação, o consumo de recursos como energia

elétrica e água, permitindo a tarifação individual de ambos, e é integrado ao sistema

de chamada de elevadores.

FIGURA 57: SISTEMA DE AUTOMAÇÃO BMS INSTALADO NO BMX – PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO

AUTOR , 2017.

Assim como vimos no empreendimento São Paulo Corporate Towers, esse

sistema de automação também colabora com a sustentabilidade e a salubridade,

controlando a temperatura ambiente dos pavimentos, através da automação dos

chillers e dos fan-coils.

Um importante exemplo da contribuição da inmótica com a sustentabilidade

nesse empreendimento é o sistema automatizado de coleta de resíduos à vácuo da

empresa Envac. A seguir será apresentado o funcionamento desse sistema.


90

O usuário pode depositar seus resíduos, 24 horas por dia, nos pontos de coleta

internos e externos (figura 58). Existem pontos de coleta específicos para diferentes

frações de resíduos.

FIGURA 58: PONTOS EXTERNOS DE COLETA DE RESÍDUOS À VÁCUO IMPLEM ENTADO NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

O resíduo é transportado por um fluxo de ar, através de uma rede de tubulações

subterrâneas (figura 59), que conectam os pontos de deposição à central de coleta.

Com isto, o transporte convencional realizado por veículos é bastante reduzido.

FIGURA 59: TUBULAÇÃO SUBTERRÂNEA DE TRANSPORTE DE RESÍDUOS À VÁ CUO IMPLEMENTADA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

A central de coleta recebe as diferentes frações de resíduos e armazena cada

uma em contêineres herméticos dedicados a cada tipo de resíduo (figura 60), onde os

estes irão permanecer armazenados até que se complete o seu volume, para

posteriormente serem enviados ao seu destino final. Não há exposição de resíduos

ou manuseio do mesmo durante a coleta.


91

FIGURA 60: CONTÊINER DEDICADO AO SISTEMA DE COLETA DE RESÍDUOS AUTOMATIZADO DO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Essa automação libera espaços, em áreas públicas do empreendimento ou

dentro das edificações, que podem ser utilizadas de forma mais criativa e eficiente:

como áreas verdes ou áreas para pedestres e usuários. Além disso, as tubulações

subterrâneas utilizadas para transportar os resíduos até a central de coleta, diminui o

trânsito de caminhões pesados. Com isso, as emissões de poluentes e o nível de ruído

são reduzidos aumentando a segurança e o conforto dos habitantes ou usuários do

empreendimento. A utilização de um sistema de coleta de resíduos automatizado

contribui com a saúde dos ocupantes e funcionários do empreendimento, minimizando

sensivelmente as condições de exposição dos trabalhadores e aumentando a

salubridade do seu local de trabalho.

Vale aqui ressaltar que esse sistema automatizado de coleta de resíduos à

vácuo é utilizado em Songdo, na Coréia do Sul, considerada a Cidade mais inteligente

do mundo e em Barcelona, na Espanha.

4.2.3 Salubridade

O empreendimento BMX – Parque da Cidade, assim como o São Paulo

Corporate Towers, também utiliza a inmótica para contribuir com a saúde dos

ocupantes através da utilização de sistemas automatizados para controlar o clima, a


92

quantidade de CO2 no ambiente, a utilização de vidros low-e e automação de exaustão

nas garagens.

Porém, assim como foi mencionado anteriormente, a inmótica não é o único

quesito que proporciona saúde e bem-estar aos usuários. Uma implementação

importante, prevista no projeto, é a criação de bicicletário e vestiários para usuários

do empreendimento, assim como ciclovias. Outra implementação importante para a

saúde e bem-estar dos frequentadores do empreendimento é a instalação de totens

para chamada de emergências (figura 61) em todo o empreendimento.

FIGURA 61: TOTEM PARA CHAMADA DE EMERGÊNCIA INSTALADO EM ÁREA P ÚBLICA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

O projeto foi planejado de maneira a criar um sombreamento das ruas, redução

das ilhas de calor e o plantio de mais de 1000 árvores, sendo cerca de 30 espécies

nativas.


93

4.2.4 Sustentabilidade

O Parque da Cidade, assim como foi mencionado anteriormente, utiliza um

sistema de esgotamento à vácuo e mictório seco (figura 58).

(a) (b)

FIGURA 62: (A) BACIA ESPECIAL PARA ESGOTAMENTO À VÁCUO E (B) MICTÓRIO SECO INSTALADOS NO PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

A bacia para esgotamento à vácuo e o mictório seco possui um esmalte

especial que impede a aderência de qualquer tipo de resíduo sólido ou líquido.

Portanto, o mictório esgota a urina por gravidade e acumula no reservatório da figura

39. Porém, no caso da bacia, segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora

Odebrecht, é utilizado um litro de água para cada esgotamento que acontece por

sucção. No empreendimento, o sistema de esgotamento à vácuo (figura 59) fica no

subsolo a fim de monitoramento e manutenção.

FIGURA 63: SISTEMA DE ESGOTAMENTO À VÁCUO INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.


94

A contribuição do sistema de automação no sistema de esgotamento à vácuo

e dos mictórios secos com a sustentabilidade do empreendimento é muito importante,

visto que há significativa redução no consumo de água.

Além da captação, retenção e reuso de águas pluviais, o empreendimento

utiliza o sistema de automação para irrigação automatizada, através das informações

obtidas de uma estação meteorológica.

O empreendimento BMX – Parque da Cidade tem uma estação de tratamento

de águas cinza totalmente automatizada.

FIGURA 64: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS CINZAS INSTALADA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

Essa automação no tratamento de água contribui com a redução no consumo

de água e reduz a sobrecarga no sistema público de saneamento.

Como foi mencionado anteriormente nesse capítulo, outras estratégias, além

da inmótica devem ser adotadas para atingir a inteligência do empreendimento. No

caso do BMX – Parque da Cidade, o projeto previu o destino de vagas de

estacionamento exclusivas para veículos compartilhados (figura 65).


95

FIGURA 65: VAGAS EXCLUSIVAS PARA VEÍCULOS COMPARTILHADOS (BMX – PARQUE DA CIDADE). FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.

Outra implementação realizada no BMX – Parque da Cidade, que contribui com

a sustentabilidade, é a infraestrutura para recarga de veículos elétricos (figura 66) e a

destinação de vagas exclusivas para veículos desse tipo.

FIGURA 66: TOTEM PARA RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS INSTALADO N O BMX – PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.

Como foi apresentado nesse capítulo, os edifícios inteligentes e sustentáveis

utilizam tecnologias, como a inmótica a fim de contribuir com o conforto, qualidade de

vida e a saúde de seus ocupantes, com a eficiência e precisão do controle de seus

equipamentos e processos e com a otimização do consumo de recursos naturais e da

energia elétrica. Assim como foi descrito no capítulo 3, a inmótica não é a única

característica de um edifício inteligente. Novas tecnologias, materiais, técnicas de


96

projetos, implementações e atitudes devem ser incorporadas a esses novos

empreendimentos, a fim de proporcionar maior conforto, um ambiente salutar aos

usuários e contribuir com a sustentabilidade do ambiente construído.

No próximo capítulo, serão descritos alguns conceitos do controle e automação

que estão presentes na inmótica e que possam contribuir com a transdisciplinaridade

entre as diversas áreas de conhecimento atuantes em um projeto de edifício

inteligente e sustentável.

5 SISTEMAS DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Esse capítulo tem como objetivo discorrer sobre os conhecimentos necessários

para a compreensão das definições utilizadas em projetos de sistemas de controle,

assim como possibilitar a compreensão de sistemas que foram exemplificados ao

longo dessa dissertação. Esse capítulo, diferentemente dos anteriores, se aprofunda

em conceitos próprios da engenharia de controle e automação. Dessa forma, ele

pretende atingir a transdisciplinaridade entre diversas áreas de conhecimento, visto

que apresenta quais são as possibilidades que um sistema de controle pode oferecer

ao arquiteto e demais projetistas de um Edifício Inteligente e Sustentável. Trata-se de

um capítulo que pode ser entendido nos termos de Nicolescu (1999, p. 49). Para ele,

um dado objeto de estudo só pode ser aprofundado mediante fecunda abordagem

pluridisciplinar, ou seja, abordagem que ultrapasse as disciplinas, a

interdisciplinaridade para chegar à unidade do conhecimento: a transdisciplinaridade.

Em suas palavras:

“A transdisciplinaridade, como o prefixo ‘trans’ indica, diz

respeito àquilo que está ao mesmo tempo entre as disciplinas, através

de diferentes disciplinas e além de qualquer disciplina. Seu objetivo é


97

a compreensão do mundo presente, para o qual um dos imperativos é

a unidade do conhecimento” (NICOLESCU, 1999, 51).

Primeiramente, algumas definições são necessárias para a introdução aos

sistemas de controle e automação. “Um sistema de controle é a interconexão de

componentes formando uma configuração de sistema que produzirá uma resposta

desejada para esse sistema” (DORF, 2009, p. 2).

Projetistas de sistemas de controle utilizam uma representação gráfica dos

sistemas, denominada diagrama de blocos. Ogata (2010, p. 14) define um diagrama

de blocos como sendo uma representação gráfica das funções desempenhadas por

cada componente de um sistema e do inter-relacionamento que existe entre eles.

Um componente ou processo a ser controlado pode ser representado

graficamente por um bloco (figura 67), onde um sinal de entrada é processado para

fornecer um sinal de saída variável, frequentemente com um ganho.

FIGURA 67: PROCESSO A SER CONTROLADO (DORF, 2009, P. 2).

Um atuador é um dispositivo de potência que interfere diretamente no processo

a fim de proporcionar uma saída que se aproxime do valor desejado. Um atuador pode

ser, por exemplo, um motor elétrico de um elevador ou de um brise, uma bomba de

um sistema de água gelada, a resistência de aquecimento de um boiler, a válvula de

controle de vazão de uma bomba de recalque, etc.

“Um distúrbio é um sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da

variável de saída de um sistema” (OGATA, 2010, p. 3). Podemos exemplificar um

distúrbio como sendo o repentino aumento da temperatura de um ambiente devido a


98

um repentino aumento na quantidade de pessoas ou utilização de equipamentos em

um ambiente,

Os sistemas de controle de malha aberta são sistemas em que o sinal de saída

não exerce nenhuma influência na ação do controle e, portanto, usa um dispositivo de

atuação para controlar o processo diretamente, sem usar realimentação conforme

mostrado na figura 68 (OGATA, 2010, p. 7; DORF, 2009, p. 2).

FIGURA 68: SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA (SEM REALIMENTAÇÃO ) (DORF, 2009, P. 2).

Um exemplo de um sistema de controle de malha aberta pode ser observado

quando o próprio usuário ajusta a intensidade luminosa de um ambiente através da

manipulação de um dimmer. Nesse caso, quando a intensidade da iluminação natural

alterar, a iluminação artificial continuará com a mesma intensidade que foi ajustada

anteriormente pelo usuário e com o mesmo consumo de energia.

Um sistema de controle mais eficiente é o sistema de controle com

realimentação (malha fechada), que é um “sistema que estabelece uma relação de

comparação entre a saída e a entrada de referência (set point), utilizando a diferença

como meio de controle” (OGATA, 2010, p. 6). Adicionalmente, Dorf (2009, p. 2) define

que a diferença entre a saída desejada e a saída real é considerada como erro e que

deverá ser corrigida pelo controlador. Quando o erro é igual a zero, significa que a

saída do sistema apresenta o mesmo valor ajustado como entrada de referência e o

controlador não deve alterar a potência aplicada no atuador, não interferindo no

processo. Porém, no caso de obter um erro diferente de zero, a saída do controlador

deve fazer com que o atuador interfira no processo para reduzir esse erro. Na figura

69, por exemplo, observa-se o diagrama de blocos de um sistema de controle com


99

realimentação negativa, porque o sinal medido da saída é subtraído da entrada de

referência e usado como erro . Nesse caso, se o erro for positivo, o controlador deve

amplificar a potência do atuador, a fim de atingir na saída um valor igual ao do set

point desejado. Contudo, no caso de obter um erro negativo, o controlador deve

atenuar a potência do atuador.

FIGURA 69: SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA (COM REALIMENTAÇÃO ) (DORF, 2009, P. 2).

Um somador (figura 70) pode ser representado por um círculo, com os sinais

indicados dentro ou fora do círculo. O sinal positivo ou negativo na extremidade de

cada seta indica se cada sinal deve ser somado ou subtraído. As quantidades a serem

somadas ou subtraídas devem ter as mesmas grandezas físicas e mesmas unidades

(OGATA, 2010, p. 15).

FIGURA 70: SOMADOR (OGATA, 2010, P. 15).

Um exemplo de sistema com realimentação pode ser observado na automação

da iluminação através da utilização de sensores crepusculares, brises automatizados,

sensores fotoelétricos ou sensores solares. Essas automações tem o objetivo de

manter a iluminação do ambiente sempre constante, compensando a alteração da

intensidade de luminosidade natural por compensação da luminosidade artificial,

proporcionando maior conforto e redução no consumo de energia.


100

Automação (do latim Automatus, que significa mover-se por si) é o controle de

um processo por meios automáticos em vez de manuais, sem a necessidade da

interferência humana. Segundo Rockenbach (2007, p. 29), “é um sistema em que os

processos operacionais em fábricas, estabelecimentos comerciais, hospitais, etc. são

controlados e executados por meio de dispositivos mecânicos ou eletrônicos,

substituindo o trabalho humano”. A automação pode ser implementada em diversos

setores, como industrial, comercial, biológico, residencial (domótica), predial

(inmótica) e urbano (urbótica). Segundo Dorf (2009, p. 4), na sociedade industrial o

objetivo é aumentar a produção, de modo a compensar aumentos salariais e custos

inflacionários.

As vantagens de utilizar sistemas de controle nas automações são diversas,

como por exemplo, a capacidade de movimentar grandes equipamentos com uma

precisão de posicionamento, o que não seria possível sem esses sistemas. Nise

(2009, p. 2) ilustra esse exemplo com um sistema de controle de um elevador, que

transporta rapidamente pessoas ou produtos ao destino, parando automaticamente

no andar desejado. Na figura 71 ele mostra que as principais medidas de desempenho

desse sistema de controle são a resposta transiente e o erro. A resposta transiente

afeta principalmente o conforto dos passageiros e o erro no regime estacionário afeta

a segurança dos passageiros, caso não fique nivelado com o piso do andar.


101

FIGURA 71: RESPOSTA DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE UM ELEVADOR (NISE, 2009, P. 19).

As principais vantagens de implementar automação utilizando sistemas de

controle, segundo Nise (2009, p. 2) são:

• Amplificação da potência: no exemplo do elevador de carga, a

capacidade de um motor elétrico em transformar a energia elétrica em

movimento com torque suficiente para transportar grandes pesos é

essencial. Porém, um sistema de controle pode automatizar a velocidade

e o posicionamento do elevador com a precisão necessária sem a

necessidade de um ascensorista.

• Controle remoto: os sistemas de controle também são utilizados em

locais remotos ou perigosos. Como exemplo, podemos citar um robô que

trabalha em ambiente radioativo ou contaminado. Outro exemplo, um

tanto menos complexo seria o controle de vazão automático para o

reservatório de água de um edifício, que mantém o reservatório cheio

sem a necessidade de uma pessoa atuar na válvula de vazão.

• Conveniência da forma da entrada: a forma com que o usuário ajusta o

valor da entrada de referência pode ser mais conveniente se for

adaptada pelo sistema de controle. Em um sistema de controle de


102

temperatura ambiente, por exemplo, pode ser mais conveniente um

ajuste em um termostato ou um display que mostra a temperatura

digitalmente, do que colocar a quantidade de calor desejada na entrada

como valor de referência.

• Compensação por perturbação: a capacidade de um sistema de controle

em manter a saída desejada mesmo na presença de perturbações é

outra vantagem da sua utilização. Podemos citar como exemplo, um

sistema inteligente de controle de temperatura de um ambiente que

deverá compensar o esfriamento repentino, no caso de uma janela ser

totalmente aberta permitindo que uma grande quantidade de ar frio

adentre o ambiente, ou compensar o aquecimento provocado pela

presença repentina de uma grande quantidade de pessoas no ambiente.

Segundo Ogata (2010, p. 19) a maioria dos controladores pode ser classificada

de acordo com suas ações de controle:

• Controladores On-Off (duas posições);

• Controladores proporcionais;

• Controladores proporcional-integrais;

• Controladores proporcional-derivativos e

• Controladores proporcional-integral-derivativos.


103

Nos controladores on-off, o elemento atuador opera somente em duas

posições, que, geralmente, são simplesmente liga ou desliga. Segundo Ogata (2010,

p. 19), esses controladores são relativamente simples e de baixo custo, sendo essas

as razões de serem bastante utilizados em sistemas de controle domésticos e

industriais. Nas figuras 72(a) e 72(b), pode-se observar o diagrama de blocos de um

controlador on-off.

FIGURA 72: (A) DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR ON -OFF; (B) DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR ON -OFF COM INTERVALO DIFERENCIAL (HISTERESE) (OGATA, 2010, P. 20).

Considerando o sinal de saída como sendo a função u(t) e o sinal de erro e(t),

o controlador on-off mantém o sinal u(t) em um valor máximo U1 ou mínimo U2,

dependendo do sinal de e(t). Assim, se e(t) ˃ 0 tem-se que u(t) = U1; caso e(t) ˂ 0 tem-

se que u(t) = U2. O intervalo de variação permitido ao sinal de erro antes de ocorrer a

comutação é denominado intervalo diferencial ou histerese e pode ser observado na

figura 72(b). Algumas vezes essa histerese acontece devido a um atrito não

intencional ou de um atraso no movimento dos mecanismos; entretanto, muitas vezes

ele é provocado intencionalmente, para evitar uma operação muito frequente do

mecanismo de on-off, afirma Ogata (2010, p. 19).


104

Como exemplo de utilização desse tipo de controlador pode-se observar, na

figura 73(a), um sistema de controle de nível de líquido em um reservatório. Esse

sistema utiliza uma válvula eletromagnética (figura 73-b) para controlar a vazão de

entrada de líquido, que nesse caso pode ser constante ou nula.

FIGURA 73: (A) SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL DE LÍQUIDO ; (B) VÁLVULA ELETROMAGNÉTICA (OGATA,

2010, P. 20).

A figura 74 mostra uma curva exponencial de enchimento e outra de

esvaziamento do reservatório. Quando o sinal de saída atinge os limites estabelecidos

pela histerese fica continuamente oscilando entre os valores de mínimo e máximo do

intervalo diferencial. O tamanho do intervalo diferencial deve levar em consideração a

precisão necessária para o sistema e o tempo de vida útil do componente comutador.

FIGURA 74: CURVA DO NÍVEL DO LÍQUIDO H(T) RELATIVA AO SISTEMA MOSTRADO NA FIGURA 53(A) (OGATA, 2010, P. 20).


105

Outro tipo de controlador é o controlador com ação proporcional, que produz

um sinal de saída que é proporcional à amplitude do erro e(t), sendo Kp a constante

de proporcionalidade ou ganho proporcional. “Qualquer que seja o mecanismo real ou

tipo de energia utilizada na operação, o controlador proporcional é essencialmente um

amplificador com um ganho variável” (OGATA, 2010, p. 20), que pode atuar como uma

amplificação ou uma atenuação no sistema. Comparado com a ação liga-desliga (on-

off), esse método possui a vantagem de eliminar as oscilações do sinal de saída. O

diagrama de blocos de um controlador proporcional é apresentado na figura 75.

FIGURA 75: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL .

A equação do sinal de saída de um controlador proporcional é: u(t) = Kp . e(t)

Esse tipo de controlador é muito eficaz na economia de recursos naturais ou

de energia elétrica, pois ao invés de trabalhar apenas com as opções de desligar ou

ligar uma bomba ou motor elétrico, pode ajustar a potência entregue para essas

cargas em valores intermediários, contribuindo com a sustentabilidade do

empreendimento.

A integral do erro y é a soma de todos os valores instantâneos do sinal do erro

dentro de um intervalo de tempo, como mostra a figura 76, sendo uma forma de

aumentar a eficiência do controlador para alguns sistemas. A principal função da ação

integral é fazer com que, em regime permanente, o sinal de erro seja nulo. Entretanto,

a ação integral, se aplicada isoladamente, tende a piorar a estabilidade relativa do

sistema, em regime transitório. Para minimizar este fato, a ação integral é, em geral,


106

∫+=t

dtteTi

Kpkptu

0

)(e(t) )(

utilizada em conjunto com a ação proporcional constituindo-se o controlador PI

(proporcional – integral).

FIGURA 76: EXEMPLO DE INTEGRAL : SE F (X) ≥ 0; ENTÃO A INTEGRAL DE F (X) É A ÁREA SOB A CURVA Y = F (X) DE A ATÉ B. (STEWART, 2005, P. 379).

A ação de um controlador proporcional – integral é representada em diagrama

de blocos da figura 77.

FIGURA 77: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – INTEGRAL .

A equação do sinal de saída do controlador proporcional – integral é:

∫+=t

dtteTi

Kpkptu

0

)(e(t) )( , onde Ti significa tempo integrativo (OGATA, 2010, p. 21).

A saída de um processo apresenta, intuitivamente, uma certa inércia com

relação a modificações na variável de entrada. Esta inércia explica-se pela dinâmica

do processo que faz com que uma mudança na variável de controle provoque uma

mudança considerável na saída do processo somente após um certo tempo. Uma

outra interpretação é que, dependendo da dinâmica do processo, o sinal de controle

estará atrasado para corrigir o erro. Este fato é responsável por transitórios com

grande amplitude e período de oscilação, podendo, em um caso extremo, gerar

respostas instáveis. A ação derivativa, quando combinada com a ação proporcional,

tem justamente a função de antecipar a ação de controle a fim de que o processo

reaja mais rápido. Neste caso, o sinal de controle a ser aplicado é proporcional a uma


107

predição da saída do processo. O diagrama de blocos de um controlador PD é

apresentado na figura 78.

FIGURA 78: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – DERIVATIVO.

A equação do sinal de saída de um controlador proporcional – integral é:

dt

tdeTdKpkptu

)(e(t) )( += ; onde Td significa tempo derivativo (OGATA, 2010, p.

21).

Portanto, “a combinação das três ações controladoras tem as vantagens

individuais de cada uma das três ações de controle” (OGATA, 2010, p. 21) fazendo

com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, possivelmente zerado

pela ação integral e obtida a saída desejada com uma antecipação de ajuste da

velocidade pela ação derivativa. O diagrama de blocos de um controlador proporcional

– integral – derivativo é apresentado na figura 79.

FIGURA 79: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – INTEGRAL – DERIVATIVO.

A equação do sinal de saída do controlador proporcional – integral – derivativo

é: dt

tdeTdKpdtte

Ti

Kpkptu

t )()(e(t) )(

0∫ ++= ; onde Kp representa o ganho

proporcional, Ti significa tempo integrativo e Td o tempo derivativo.

Esses conceitos podem ser aplicados em diversos sistemas para controlar

processos mecânicos, elétricos, biológicos e climáticos entre outros, a fim de obter os

dt

tdeTdKpkptu

)(e(t) )( +=

dt

tdeTdKpdtte

Ti

Kpkptu

t )()(e(t) )(

0∫ ++=


108

resultados desejados para automatizar esses processos. Porém, as teorias dos

sistemas de controle podem ser aplicadas em edifícios para automatizar a

temperatura ambiente, o fornecimento de água gelada, a iluminação, os controles de

acessos e diversos processos em um edifício inteligente e sustentável.

Um exemplo da aplicação dos conceitos do controle e automação na

arquitetura pode ser apresentado no já citado projeto da clepsidra. A clepsidra

necessitava da manutenção do reservatório com uma quantidade constante de água

a fim de obter maior precisão. Portanto, esse processo deveria ser automático para o

melhor desempenho de todo o sistema.

O diagrama de blocos do regulador da clepsidra é apresentado na figura 80 por

Mayr (1970, p. 16), onde ele apresenta um sistema de controle de malha fechada,

com realimentação negativa – “sistema que estabelece uma relação de comparação

entre a saída e a entrada de referência (set point), utilizando a diferença como meio

de controle” (OGATA, 2010, p. 6). Esse sistema é modelado da seguinte maneira: a

válvula recebe como entrada o erro “e”, proveniente da diferença entre o nível

desejado “r” e o nível atual “h” do reservatório. A pressão da água “p” fornecida para

o sistema é modelada como sendo um distúrbio - “Sinal que tende a afetar de maneira

adversa o valor da variável de saída de um sistema” (OGATA, 2010, p. 3). O

reservatório de regulação recebe um fluxo de água na entrada e a boia serve como

elemento de realimentação negativa, fechando a válvula quando o erro for igual à zero

e abrindo a válvula quando o erro for positivo.


109

FIGURA 80: DIAGRAMA DE BLOCOS DO SISTEMA DE CONTROLE REALIMENTA DO DO REGULADOR COM BÓIA DE KTESÍBIOS (MAYR, 1970, P. 16).

Observa-se, tanto nas tecnologias apresentadas, quanto nos exemplares,

objetos de estudos de casos do capítulo 4 que, em sua maioria, os sistemas de

controle implementados no ambiente construído são on-off ou proporcionais. Alguns

casos que necessitam de maior precisão ou segurança utilizam sistemas de controle

PID.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta dissertação constatou que os avanços tecnológicos, principalmente na

engenharia de controle e automação, na engenharia eletrônica, na engenharia de

telecomunicações e na computação tem influenciado os projetos de edifícios

corporativos na cidade de São Paulo nas últimas décadas. Essas novas tecnologias

têm contribuído com as recomendações do Ministério do Meio Ambiente que vão no

sentido de uma mudança dos conceitos da arquitetura - convencional ou que vem

sendo praticada-, objetivando estar em sintonia com as determinações da COP 21,

que definiu metas para redução do efeito estufa, as quais poderão ser atingidas

mediante a transdisciplinaridade entre arquitetura, engenharia eletrônica, engenharia

de telecomunicações e engenharia de controle e automação. A transdisciplinaridade

entre as disciplinas de projeto, tem proporcionado construção de edifícios corporativos


110

considerados inteligentes, salutares e sustentáveis na cidade de São Paulo, os quais

contemplam os seguintes quesitos: utilização de computação (tecnologia de

informação); segurança pessoal e patrimonial; projeto arquitetônico inteligente;

utilização de modernas ferramentas de desenvolvimento no projeto; preocupação com

a saúde de seus ocupantes; e comprometimento com a sustentabilidade. Esses

quesitos estão presentes nos empreendimentos que são estudos de casos analisados

e sinalizam que os projetos mais recentes na cidade de São Paulo estão em sintonia

com as metas da COP 21, além disso, há uma sincronicidade entre arquitetura

paulistana contemporânea e a arquitetura praticada no cenário internacional.

Assim, podemos concluir que automação predial tem uma contribuição direta e

inequívoca para inteligência, salubridade e sustentabilidade dos edifícios corporativos

contemporâneos, implementados na cidade de São Paulo, e que, tanto os dispositivos

quanto equipamentos necessários à essa automação e outros elementos utilizados

em projetos inteligentes estão disponíveis no mercado da construção civil paulistana.

Por fim, o estudo revelou ainda que a arquitetura contemporânea paulistana

está seguindo um novo e irreversível caminho, rumo à produção de Edifícios

Inteligentes e Sustentáveis.


111

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SCHNEIDER Electric Brasil Ltda. Materiais elétricos para instalação residencial

e predial. www.schneider-electric.com.br . São Paulo, 2015. Disponível em:

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www.schneider-electric.com.br . São Paulo, ago. 2017. Disponível em:

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em: 05 ago. 2017.


122

8 APÊNDICE A – PLANILHA GBC-BRASIL

(CERTIFICAÇÕES LEED NA CIDADE DE SÃO PAULO).

TABELA 3: EMPREENDIMENTOS CERTIFICADOS , PROJETADOS PELO ESCRITÓRIO AFLALO /GASPERINI ARQUITETOS NA CIDADE DE SÃO PAULO . FONTE: ARQ. ANDREY MARQUES (ESCRITÓRIO AFLALO /GASPERINI

ARQUITETOS).


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TABELA 4: EMPREENDIMENTOS CERTIFICADOS OU EM FASE DE CERIFICAÇ ÃO NA CIDADE DE SÃO PAULO . FONTE: GBC - GREEN BUILDING COUNCIL BRASIL . DISPONÍVEL EM :

<HTTP://WWW.GBCBRASIL .ORG.BR/EMPREENDIMENTOS-LEED.PHP>. ACESSO EM: 05 ABR . 2017.


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9 ANEXO A – CERTIFICADOS ATRIBUÍDOS AOS

EMPREENDIMENTOS ESTUDOS DE CASO

FIGURA 81: CERTIFICADO LEED CS 3.0 GOLD ATRIBUÍDO AO EMPREENDIMENTO BMX – PARQUE DA CIDADE - TORRE SUCUPIRA EM 14/12/2016. FONTE: FORNECIDO PELO EMPREENDIMENTO BMX – PARQUE DA

CIDADE.


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FIGURA 82: CERTIFICADO AQUA – HQE ATRIBUÍDO AO EMPREENDIMENTO BMX- PARQUE DA CIDADE –

TORRE TARUMÃ EM 16/07/2014. FONTE: FORNECIDO PELO EMPREENDIMENTO BMX – PARQUE DA CIDADE .