TELHADO ECOLÓGICO: A importância da implantação em centros urbanos

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – (Anhanguera Educacional Faculdades de Campinas – Uniderp), Campinas, 2020. RESUMO A crescente ocupação territorial, a grande concentração de edificações e a falta de planejamento, bem como ordenamento do solo, têm contribuído para o surgimento de grandes impactos ambientais nos centros urbanos, responsáveis por contribuir para a degradação de ecossistemas, o esgotamento de recursos naturais, o agravamento do efeito estufa e consequentemente, redução da capacidade de suporte do planeta. Em meio a este contexto, o telhado verde surge como uma solução construtiva e ecológica de extrema importância para minimizar os distúrbios decorrentes da urbanização e adaptar as construções ao meio. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo principal demonstrar a importância da implantação de coberturas verdes em centros urbanos, de modo a apresentar os conceitos e princípios deste instrumento, evidenciando seus benefícios para estas áreas.

A metodologia utilizada consistiu na revisão bibliográfica de artigos, dissertações, monografias e teses, disponíveis na Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações e nos mais diversos meios eletrônicos, de caráter confiável. ABSTRACT The increasing territorialoccupation, the great concentration of buildings and the lack of planning, as well as land planning, have contributed to the emergence of major environmental impacts in urban centers,responsible for contributing to the degradation of ecosystems, the depletion of natural resources, the worsening of the greenhouse effect and consequently, reduction of the planet's support capacity. In the midst of this context, the green roof emerges as a constructive and ecological solution of extreme importance to minimize the disturbances resulting from urbanization and adapt the constructions to the environment. Thus, the main objective of this work is to demonstrate the importance of the implementation of green roofs in urban centers, in order to present the concepts and principles of this instrument, evidencing its benefits for these areas.

The methodology used consisted of the bibliographic review of articles, dissertations, monographs and theses, available in the Brazilian Digital Library of Theses and Dissertations and in the most diverse electronic media, of a reliable character. From the data collected as well as presented, it was possible to observe that green roofs represent an ecologically correct tool, economically viable and socially fair, capable of offering benefits to both the population, as well as industries and companies. Extensivos 13 4. Semi-intensivos 14 4. Intensivos 15 4. COMPOSIÇÃO ESTRUTURAL 16 4. Suporte Estrutural 17 4. Melhoria do Conforto Térmico e Conservação de Energia 27 4. Durabilidade 29 4. Aumento de Áreas Verdes 29 5. METODOLOGIA DA PESQUISA 30 6. RESULTADOS E DISCUSSÕES 31 7. Esta tecnologia é capaz de proporcionar um melhor conforto térmico, o aproveitamento de águas pluviais, a redução de superfícies impermeáveis e da poluição, uma vez que, possibilita a adaptação da construção ao meio, estabelecendo equilíbrio entre a expansão urbana e os ecossistemas.

O que pode contribuir para o conceito de desenvolvimento sustentável e, consequentemente, favorecer um planejamento baseado em princípios sustentáveis. Acredita-se que os telhados ecológicos sejam uma alternativa para o setor da construção civil e assim, para a melhoria da qualidade ambiental e social das edificações, que constituem elementos fundamentais para o desenvolvimento do país (OLIVEIRA, 2009). Uma vez que, podem propor a economia de energia, a redução de consumo e da emissão de gases poluentes (poluição do ar), a manutenção do ciclo hidrológico local e o aumento da vida útil da estrutura (PALMEIRA, 2016). Sendo assim, em meio a este cenário preocupante que caracteriza as áreas urbanas, é necessário o desenvolvimento de pesquisas e estudos que visem apresentar instrumentos que possam promover o melhor planejamento dos centros urbanos e assim, busquem o equilíbrio entre a esfera ambiental (utilização racional de recursos naturais e energéticos), econômica e social (aumento da qualidade de vida), com o objetivo assim, de fornecer informação, instrução e/ou demonstrar a sua aplicabilidade.

Visto que, a implantação de telhado ecológico tende não apenas gerar benefícios ambientais, como econômicos (satisfação de clientes, melhoria da imagem da organização no mercado, conquista de novos mercados e clientes, e maior margem de lucro) e sociais (melhoria da qualidade de vida dos usuários e população, redução dos problemas encontrados nos centros, maior sensação de bem-estar, saúde e segurança) (PALMEIRA, 2016). Portanto, o presente trabalho se torna ainda mais importante, devido à falta de informação e trabalhos que abordem diretamente este assunto, e que demonstrem se o telhado ecológica pode vir a ser uma alternativa e/ou possibilidade de medida compensatória, empregada na construção civil, de modo a constituir uma solução desejável para a malha urbana.

Do ponto de vista acadêmico, poderá ser utilizado como base para o desenvolvimento de novos estudos, uma vez que, buscará apresentar informações relevantes e de qualidade sobre o tema. Já do ponto de vista profissional, o presente estudo poderá fornecer um maior conhecimento aos profissionais de engenharia civil e assim, incentivar o uso desta tecnologia nas atuais e futuras obras, podendo propor melhorias no setor da construção civil e assim, ganhos ambientais, econômicos e sociais. Enquanto que, perante a sociedade, o presente estudo poderá, também, fornecer informação e assim, aprimorar o conhecimento desta tecnologia, para a busca e/ou inciativa do usuário, em buscar implanta-la. Capaz de proporcionar a retenção e controle de águas pluviais, de insolação e da poluição do ar.

Figura 1 – Telhado ecológico Fonte: Gazeta (2018) Os telhados verdes representam elementos importantes e eficazes, tanto na qualidade e controle do clima interno e externo das edificações, quanto na interação com o meio externo, apresentando inúmeras vantagens quando aplicados no planejamento das construções. Visto que protegem a construção das intempéries, aumentam a vida útil da estrutura e reduzem a necessidade de atividades de manutenção, que tendem a preservar mais as características físicas, químicas e biológicas da edificação, proporcionando maior qualidade estrutural e evitando desgastes provenientes da exposição ao meio (GATTO, 2012). Estas estruturas são responsáveis por aumentar as áreas verdes dos centros urbanos, melhorando a relação com o meio ambiente e diminuindo diretamente a ilha de calor (SILVA, 2011).

Já de acordo com Ferreira (2008), a utilização de telhados verdes proporciona o controle do escoamento pluvial, o isolamento acústico e térmico, a redução de custos e, o diferencial estético e ambiental da edificação. Sendo assim, os telhados verdes são classificados, geralmente, nas seguintes categorias: extensivos, semi-intensivos e intensivos (PESSANHA, 2017). Esta classificação foi estabelecida pela Associação de Telhados Verdes (INGRA), responsável por determinar as características especificas de cada tipo de estrutura, com o objetivo de facilitar sua identificação. Estas características reúnem informações sobre a necessidade das práticas de manutenção e de irrigação, o peso especifico da estrutura, os tipos de espécies vegetais empregadas, a espessura vegetal, a altura do sistema, os custos e a finalidade de uso de cada sistema (SILVA, 2016).

Extensivos Os sistemas extensivos são caracterizados por apresentar baixa manutenção, por serem tolerantes à seca e exigirem pouca ou quase nenhuma irrigação, adubação e manutenção, uma vez que, são aplicados ao cultivo de plantas herbáceas, consideradas auto-regenerativas e que, necessitam assim, de baixa manutenção (KIBERT, 2008). Além disso, os telhados extensivos são mais finos e leves, possuem um peso total em torno de 50 a 150kg/m², assim como custos relativamente reduzidos, e contam com substratos inorgânicos, com espessura em torno de 2 a 15 cm e camada de vegetação entre 6 a 20 cm (SILVA, 2016). Um telhado verde extensivo pode ser aplicado a quase todos os tipos de coberturas como, por exemplo: telhas cerâmicas, de fibrocimento, coberturas de aço e lajes (PALMEIRA, 2016). Os sistemas extensivos são adequados para compor grandes áreas e telhados, que apresentem declividade em torno de 20°.

Já para coberturas acima de 20°, é necessário que sejam incluídas barreiras ou outras estruturas que possam atuar dando suporte e proteção ao substrato, bem como as espécies vegetais do sistema, evitando deslizamentos (TOMAZ, 2005). Semi-intensivos Já os telhados ecológicos semi-intensivos constituem o tipo intermediário de sistema, com espessura de substrato entre 15 a 20 cm e carga uma carga de peso de 120 kg/m² a 200kg/m² (DILLY, 2016). Ou seja, representam o meio termo entre as extensivas e intensivas (PESSANHA, 2017). A vegetação escolhida para este sistema, em muitos casos, protege a cobertura da radiação ultravioleta, o que proporciona aumento de vida útil da estrutura (SILVA, 2011). No Brasil, para edifícios em concreto armado, considera-se uma carga média de 300kg/m² para este tipo de estrutura, de modo que, a laje deve estar preparada para suportar este sobrepeso.

Além disso, nota-se que este tipo de cobertura é mais pesado e exige uma manutenção mais cuidadosa (SILVA, 2016). Em relação ao tipo de vegetação, geralmente, no sistema intensivo, são utilizadas desde gramíneas até árvores frutíferas e arbustos. Além disso, é um sistema que, consequentemente, demanda uma maior quantidade de água e adubo, necessita de uma camada de substrato maior, de no mínimo 30 cm, assim como da aplicação de um sistema de irrigação, drenagem e reforço estrutural, uma vez que solicita maior capacidade de carga (IGRA, 2015). A capacidade de suporte da laje deve estar de acordo com o peso da cobertura verde a ser instalada, considera-se em média, uma carga de sobrepeso, com uma margem de segurança, de aproximadamente 80kg/m², para as coberturas que irão recebe-lo (LIRA, 2017).

Já Oliveira Neto (2014), relata que a carga da cobertura verde não deve ultrapassar 100 kg/m², considerando que as camadas que absorvem água estejam saturadas. Camada Impermeabilizante A camada impermeabilizante tem como finalidade proteger a laje contra infiltrações, provenientes da ação da água, conferindo assim, estanqueidade a estrutura (SILVA, 2011). A impermeabilização representa uma etapa indispensável ao sistema de telhado verde, uma vez que, a presença de infiltração na estrutura da edificação, é responsável por reduzir a vida útil e a qualidade, bem como segurança estrutural da obra (BALDESSAR, 2012). Contribuindo assim, para o aparecimento de manifestações patológicas (manchas, mofos, oxidações, eflorescência e criptoflorescência), risco de acidentes e, transtornos ou mal-estar dos usuários (DILLY, 2016). Já a manta termo (plástica) apresenta um custo de aquisição superior, comparado as de tecido, entretanto, consegue proporcionar proteção contra raízes de plantas maiores ou mais agressivas, como, por exemplo, de pequenas árvores, arbustos e gramíneas (LUCKETT, 2009).

Camada drenante A camada drenante tem por finalidade principal remover o excesso de água, no caso, que não foi absorvida pela vegetação e pelo substrato do telhado, mantendo as condições aeróbicas no meio (LIRA, 2017). Desta forma, a camada drenante auxilia no escoamento quando o substrato se encontra saturado, nos períodos de chuva intensa, e é responsável por armazenar água nos períodos secos (LIZ, 2016). Por esta questão, deve ser projetada para suportar a carga das camadas acima dela, principalmente, do substrato e da vegetação, que correspondem as camadas de maior carga (OLIVEIRA NETO, 2014). O excesso é conduzido aos drenos, ralos ou calhas coletoras, que pode vir a ser reaproveitado para usos que não exijam características de potabilidade (BALDESSAR, 2012). Substrato A camada de substrato tem como objetivo principal proporcionar suporte para as vegetações, de modo a sustentar a vida das plantas durante um longo período de tempo.

Além disso, atua como reservatório de umidade, dá suporte a drenagem eficiente durante eventos de chuva e garante a proteção dos componentes do sistema de telhado verde (SILVA, 2011). Desta forma, a camada de substrato é responsável por conferir suporte as plantas, assegurando seu crescimento, por meio do fornecimento de nutrientes necessários ao seu desenvolvimento (PARIZOTTO FILHO, 2010). Entretanto, a composição do substrato requer a mistura de diferentes tamanhos e tipos de ingredientes minerais (LIRA, 2017). De acordo com Luckett (2009), a camada de substrato pode ser constituída por três elementos: solo (areia, argila e terra), resíduos agrícolas (palhas, cascas e entre outros) e materiais reciclados (tijolo moído, serragem). Porém, as suculentas apresentarem capacidade de resistir a períodos de seca e perdem menos água durante o processo de evapotranspiração (LIZ, 2016).

Entretanto, cada tipo de telhado (extensivo, semi-intensivo e intensivo) requer o uso de espécies próprias, que variam, principalmente, de acordo com o porte. A vegetação deve ser escolhida com base nas características locais e estruturais da edificação, visto ser uma técnica que requer cuidados, principalmente, em relação aos cálculos estruturais, que compreendem o sobrepeso na estrutura, devido ao crescimento vegetal e/ou de raízes (SILVA, 2016). Uma cobertura, por exemplo, de 120 m², deve ter a laje e/ou pilares reforçados para suportar, no mínimo, uma carga de 9600kg (SAVI, 2015). Camada de isolamento térmico Quando necessário, dependendo do tipo de clima local ao qual o telhado verde será exposto, pode-se implantar uma camada de isolamento térmico, responsável por limitar o ganho ou a perda de calor (CANTOR, 2008).

No campo ambiental, a cobertura verde a ser implantada não apenas estabelece a preservação do meio ambiente, como visa a proteção e/ou combate a extinção de espécies (vegetais e animais). Enquanto que no campo econômico, objetiva reduzir os custos de produção, exploração e consumo de energia, além de contribuir para o cultivo de plantas frutíferas e/ou dotadas de algum benefício. Já no campo social, aborda a melhoria da qualidade de vida, a geração de renda e auxilia na formação de uma consciência ambiental (OLIVEIRA NETO, 2014). Desta forma, a implantação de telhados verdes representa uma ferramenta ecologicamente correta, economicamente viável e socialmente justa, capaz de oferecer benefícios tanto a população, como as indústrias e empresas, constituindo a base do planejamento urbano sustentável (TORRES et al.

Os principais benefícios de sua implantação estão direcionados a: retenção e águas pluviais, qualidade do ar, melhoria do conforto térmico, conservação de energia, aumento de áreas verdes, isolamento acústico, benefícios econômicos (SILVA, 2011). O coeficiente de deságue de águas pluviais em coberturas verdes é de 30%, onde 70% das águas são retidas pelo sistema ou sofrem o fenômeno de evaporação. Já em coberturas convencionais, que apresentam uma inclinação em torno de 3°, é possível notar que o coeficiente de deságue é de 100% (MINKE, 2005). Estudos demonstram que os sistemas de telhado verde são capazes de absorver águas pluviais no momento de maior intensidade de chuva, o que contribui para o retardamento do processo de escoamento, evitando a ocorrência de inundações.

Já no telhado tradicional, a maior parte deste montante é destinada diretamente à rede pública de drenagem urbana, o que ocasiona um superfluxo e sobrecarrega, cada vez mais, o sistema, dando origem a enchentes (BALDESSAR, 2012). A retenção de águas pluviais, também, auxilia a regulação da umidade do ambiente, visto que permite que grande quantidade de água retorne para atmosfera por meio da evapotranspiração (LIRA, 2016). Ao reduzir os volumes captados dos mananciais superficiais, também, ocorre a maior disponibilidade deste recurso, o que propicia maior capacidade de manutenção da biota e diluição de contaminantes (DORNELLES, 2012). As tecnologias necessárias para a captação e armazenamento são de simples instalação e utilização, encontrados facilmente disponíveis no mercado (OLIVEIRA, 2009). Qualidade do ar Nos centros urbanos, as coberturas verdes podem vir a promover melhoria da qualidade do ar, uma vez que, atuam na retenção de partículas em suspensão e poluentes (metais pesados), no sequestro de carbono (da atmosfera) e, promovem um maior desempenho térmico, visto que, temperaturas elevadas são, também, responsáveis por agravar e propiciar uma má qualidade do ar nas regiões (JOBIM, 2013).

As espécies vegetais implantadas no telhado verde contribuem para estabilizar o clima ao seu entorno, reduzindo a amplitude térmica e favorecendo a manutenção o ciclo oxigênio-gás carbônico, essencial para a renovação do ar atmosférico (JOBIM, 2013). A vegetação da cobertura verde é capaz de retirar o gás carbônico (CO2) da atmosfera, por meio do processo de fotossíntese, e o aprisiona-lo em suas folhas, aumentando a produção de oxigênio e reduzindo assim, a taxa de gás carbônico presente (SADDI; MOURA, 2010). A implantação de telhados verdes elimina a possibilidade de passar ou transmitir as radiações recebidas, principalmente, para o interior da edificação, o que, aos poucos, tende a eliminar estes fenômenos (OLIVEIRA NETO, 2014). Acredita-se que, a implantação de coberturas verdes, mesmo que em pequenas porcentagens como, por exemplo, 6% de todas as superfícies disponíveis nos centros urbanos, possam reduzir a temperatura regional em torno de 1 a 2°C (SADDI; MOURA, 2010).

Sendo assim, um outro grande benefício que o telhado verde por vir a proporcionar constitui o conforto térmico. Estudos comprovam, cada vez mais, que estas coberturas são capazes de reduzir significativamente a dependência por equipamentos condicionantes (OHNUMA, 2008). Visto que a vegetação da estrutura tende a controlar a radiação solar e a temperatura do ar, de forma a minimiza-la no verão e otimiza-la no inverno (BASSO, 2013). Assim como reabilitar espaços a novas funções e proporcionar a criação de jardins (ARAÚJO, 2007). Os telhados ecológicos são considerados como um complemento ecológico aos espaços verdes das cidades urbanizadas, nomeadas como “selvas de concreto” (ARAÚJO, 2007). Além disso, estes espaços podem contribuir para a criação de corredores verdes ou “pequenos pulmões”, possibilitando a regeneração da atmosfera (BALDESSAR, 2012).

O sistema pode ainda favorecer um habitat para a fauna local e migratória (LIRA, 2016). METODOLOGIA DA PESQUISA A metodologia utilizada para o desenvolvimento do presente trabalho consistiu na revisão bibliográfica, realizada a partir de artigos, dissertações, monografias e teses, disponíveis na Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações (BDTD), no Google acadêmico e nos mais diversos meios. Visto que, podem contribuir para o surgimento de doenças respiratórias e favorecer o aumento de temperatura, de modo a intensificar as consequências do efeito estufa, como aponta Aranha (2016). Nos centros urbanos, em razão da grande concentração de edificações, nota-se a existência de práticas de retirada da cobertura vegetal e original do município, de impermeabilização de áreas e da concentração de construções, que tendem a prejudicar o ciclo hidrológico, alterar as propriedades físicas e químicas do solo (que passa a perder o seu poder de absorção, em especial, de água e nutrientes, consequentemente, favorecendo o surgimento de processos erosivos), promover o aumento no número de enchentes e consumo de energia, principalmente, com equipamentos condicionantes (SILVA, 2016).

Além destes fatores, como complementa Willes (2014) a formação de centros urbanos tende a contribuir para o desmatamento, a contaminação de corpos hídricos (devido a atividades industriais e/ou sanitárias) e o afugentamento de fauna, bem como supressão vegetal na região. Levando em consideração o conceito de planejamento urbano sustentável, apresentado por Veiga (2010), é possível notar que para o correto planejamento, que alie os centros urbanos e o uso racional de recursos, é necessário que ocorra a adaptação das construções ao meio, de forma a estabelecer e/ou criar medidas que possam mitigar, neutralizar ou eliminar os possíveis impactos e/ou acidentes ambientais, provenientes do processo de urbanização. Um termo que pode estar aliado a este conceito constitui a resiliência urbana, que estabelece que as edificações e a expansão urbana, deve se adaptar as características da região, permitindo, por exemplo, um número maior de espaços permeáveis, estruturas de captação e/ou reuso de água (em razão da crise hídrica) e, práticas ou sistemas construtivos que permitam a economia de energia e melhor aproveitamento dos recursos existentes na área (em razão crise energética).

As coberturas verdes são capazes de atuar como solução aos principais problemas encontrados nestas áreas, desde inundações, desperdícios, até a presença de altas temperaturas e consumo excessivo de energia. Levando em consideração os três pilares do desenvolvimento sustentável (ambiental, econômico e social), nota-se que os telhados ecológicos estabelecem a preservação do meio ambiente e a conservação de recursos, bem como a proteção e/ou combate a extinção de espécies (esfera ambiental). Enquanto que na esfera econômica, reduz os custos de produção, exploração e consumo de energia, além de contribuir para o cultivo de plantas frutíferas e/ou dotadas de algum benefício. Já no campo social, visa a melhoria da qualidade de vida, a geração de renda e auxilia na formação de uma consciência ambiental.

É possível concluir que a implantação de telhados verdes representa uma ferramenta ecologicamente correta, economicamente viável e socialmente justa, capaz de oferecer benefícios tanto a população, como as indústrias e empresas, constituindo uma das principais bases ao planejamento urbano sustentável. ARAÚJO, S. R. As funções dos telhados verdes no meio urbano, na gestão e no planejamento de recursos hídricos. f. Monografia (Graduação em Engenharia Florestal). BASSO, A. Cobertura verde como sistema de reaproveitamento de água da chuva e águas servidas. f. Monografia (Graduação em Engenheiro Civil). Universidade Tecnológica Federal do Paraná. f. Monografia (Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2015. CASTELNOU, A. O uso de coberturas ecológicas na restauração de coberturas planas.

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