Influência do mobiliário na busca por uma edificação

Influência do mobiliário na busca por uma edificação mais sustentável (2011)
Isabella A. Marchesini (1), Carla R. Monich (2) e Sergio F. Tavares (3)
(1) Departamento de Construção Civil, UFPR, Brasil. E-mail: [email protected]
(2) Departamento de Construção Civil, UFPR, Brasil. E-mail: [email protected]
(3) Departamento de Construção Civil, UFPR, Brasil. E-mail: [email protected]
Resumo: A indústria da Construção Civil é relevante, pois o seu principal produto – a edificação – gera fortes
conseqüências ao meio ambiente durante o seu ciclo de vida. Encargos ambientais incluem a energia operacional, a
manutenção das edificações, a vida útil dos materiais de construção, as emissões adicionadas ao meio ambiente e a
energia embutida. A exclusão de determinados componentes no estudo do ambiente construído, tais como
mobiliários e acessórios, podem causar grandes variações na quantificação da energia embutida local. O
mobiliário de uma edificação possuí, com raras exceções, uma vida útil inferior a edificação. Os sistemas de
rotugalem ambiental para mobiliários avaliam a sustentabilidade de um móvel através da matéria-prima e
recursos utilizados na sua fabricação. Indo ao encontro da busca por uma edificação mais sustentável, este artigo
tem por objetivo descrever a influência do mobiliário nas edificações. Neste artigo são abordados alguns rótulos
ambientais existentes, seu uso e tendências de mercado e a vida útil dos mesmos através da análise da sua
durabilidade. Através do software BEES foram calculadas as energias embutidas de móveis utilizados em
escritórios comerciais. O resultado encontrado foi comparado com as demais energias consumidas em uma
edificação, para se gerar o conhecimento da influência da energia embutida em mobiliários na energia total de uma
edificação. O estudo mostra que a contribuição da energia embutida em mobiliários utilizados nas edificações é
significativa, sendo necessário integrá-las nos cálculos da energia total consumida em seu ciclo de vida. Esta
pesquisa busca fundamentar a análise de ciclo de vida energética de uma edificação que inclua os mobiliários
tornando, assim, a avaliação de uma edificação comercial mais sustentável em termos de consumo energético.
Palavras-chave: mobiliários de escritórios, ciclo de vida de uma edificação, energia embutida, vida útil dos
materiais.
Abstract :The building industry is important because the buildings reproduce o lot of environmental consequences
during their life span. These consequences are operational and embodied energy consumptions and pollution
emissions. In terms of embodied energy calculation the exclusion of some components like furniture and fittings can
generate various results. Generally the life span of furniture is smaller than the building’ life span. The eco
labeling can guarantee the product or service’s sustainability but there are few ones that consider the furniture.
This research aims to show the influence of furniture in the building`s sustainability. The studied issues are
embodied energy in the offices furniture and their life span and the eco labeling which certify furniture. The analyze
is done with the BEES software. This study shows that the embodied energy is significant if compared with the
whole energy consumption in the building and it’s necessary to include the furniture embodied energy in the
building life cycle energy analyses. Theses research results can be used to additional life cycle energy assessments
and eco labeling.
Key-words: office furniture, building life cycle, embodied energy, material life span.
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1. INTRODUÇÃO
A indústria da construção civil é uma das maiores consumidoras dos recursos naturais – renováveis e não renováveis
– no mundo, sendo que o seu consumo energético corresponde a 40% da energia mundial gerada anualmente
(DIXIT, 2010). A energia embutida em um produto compreende a energia necessária para a extração, transporte e
refino das matérias-primas dos materiais, e em seguida, para a fabricação de componentes e montagem do produto
(TRELOAR et al., 2001). Em sendo uma edificação um produto complexo e formado por muitos insumos, a
exclusão de determinados componentes neste ambiente construído, tais como mobiliários e acessórios, podem
causar grandes variações na quantificação da energia embutida local.
2. OBJETIVO
O objetivo deste artigo é descrever a influência do mobiliário na busca de uma edificação mais sustentável através
do uso de materiais que causam menos impacto ao meio ambiente.
3.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. ACV
Na busca pela origem e interpretação dos impactos gerados a partir da produção de bens e serviços, foi desenvolvida
a ACV – Avaliação do Ciclo de Vida – uma ferramenta de excelência para a análise e escolha de alternativas sob a
ótica ambiental (SOARES e PEREIRA, 2004; TAVARES, 2006). A ACV aplicada à edificações é uma ferramenta
que possibilita a identificação de aspectos ambientais e impactos potenciais causados no uso de energia e matériaprima nas três fases da edificação: construção, uso e demolição, isto é do “berço ao túmulo” (NBR ISO 14.040,
2001).
Estas análises foram desenvolvidas principalmente para a execução de produtos com baixo impacto ambiental,
sendo que em termos de uma ACV, os edifícios podem ser considerados como produtos complexos que possuem
uma vida longa, muitas vezes sofrem alterações, possuem múltiplas funções, contém vários componentes, são
integrados com a infra-estrutura local e os limites dos sistemas não são claros, ou seja, fazer uma ACV completa de
um edifício é um processo complexo (BRIBIÁN, USÓN e SCARPELLINI, 2009).
Assim, impactos negativos podem ser minimizados ou prevenidos através da substituição de materiais e recursos a
serem utilizados durante a vida útil do projeto. Outra utilidade da ACV é a identificação de oportunidades na
redução de custos durante as fases do ciclo de vida da edificação.
3.2. ACVE
O estudo do ciclo de vida energético durante a vida útil das edificações contribui para a escolha das alternativas
menos impactantes ao meio ambiente em termos de utilização de energia. Não existem muitas análises de ciclo
energético em edificações que incluam os mobiliários nos cálculos, porém, por causa da alta freqüência de
substituição destas peças ao longo da vida útil da edificação, a energia embutida nestas peças pode ser significante
se comparadas à energia consumida na operação do edifício.
O ciclo de vida energético é a avaliação que considera como parâmetro apenas a energia consumida pela edificação
durante a sua vida útil. A ACVE – Avaliação do Ciclo de Vida Energético – não substitui uma ferramenta mais
ampla de avaliação ambiental como a ACV, mas sim, auxilia na tomada de decisões referentes à eficiência
energética do projeto. Como exemplo, podemos citar a escolha de um determinado material para construção da
edificação que melhora o isolamento do ambiente; este pode possuir uma energia embutida alta, porém, pode
economizar na energia operacional gasta com o conforto térmico futuramente.
A abordagem do ciclo de vida em edificações está começando a ser considerada, embora ainda não seja uma prática
formal, incluindo dimensões que foram negligenciadas no passado. Ao longo dos últimos quarenta anos o principal
motor da sustentabilidade nas edificações tem sido a economia de energia. Lições do passado revelaram que o foco
na economia de energia levou, em alguns casos, a problemas com saúde, conforto e durabilidade. Atualmente devese pensar em todas as dimensões de sustentabilidade para se projetar uma edificação, a econômica, social e
ambiental.
O consumo de energia em edificações depende de dois fatores:
1. Os critérios exigidos no ambiente interno da edificação;
2. O projeto de construção dos sistemas e respectivas performances, bem como restrições impostas pelo local e
localização (MORA et al.,2011).
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A forma de energia consumida pela edificação pode ser dividida em dois tipos, energia primária e energia
secundária. A energia secundária é a energia fornecida para a edificação e consumida diretamente pelo usuário,
como por exemplo a eletricidade. A energia primária é a energia gasta para produção desta energia secundária, e
varia de acordo com o tipo de combustível utilizado e os meios de produção (centrais termelétricas, hidrelétricas,
painéis solares fotovoltaicos, etc), esta é dividida em energia de fonte renovável e fonte não-renovável. Para que se
possa realizar comparações válidas entre a energia operacional e a energia embutida consumidas dentro das ACVE,
as energias devem ser transformadas em energia primária (FAY, 2000).
3.2.1. Os mobiliários e a energia primária
Compreende-se que as peças de mobiliários e acessórios como, por exemplo, parafusos, ganchos, pés de apoio e
suportes possuem uma energia embutida significativa para o estudo do ciclo de vida energético nas edificações, pois,
estas peças são freqüentemente substituídas ao longo da vida útil do edifício. A esta energia denomina-se então
energia embutida recorrente (MCCOUBRIE, 1996). Mesmo sabendo-se que devido a esta alta reposição de
mobiliários, a energia embutida nestes pode ser significativa, muitas vezes estes elementos não são inclusos nas
ACVE.
A energia embutida inicial avaliada para uma edificação pode ser maior ou menor que a energia embutida recorrente
durante a vida útil da edificação. Esta energia recorrente está associada com a energia pertencente às reformas e
reparos na edificação. Uma vez que esta energia recorrente é considerada significante, o planejamento do projeto
deve focar em materiais de alta durabilidade (COLE, 1996).
A energia embutida em mobiliários e acessórios de edificações compreende a energia direta e indireta. A energia
indireta é composta pelos inúmeros processos de produção e fornecimento de bens e serviços durante a fabricação.
Similarmente a energia direta é aquela energia consumida pelas empresas de construção na montagem de aparelhos,
acessórios e peças de mobiliários e em funções auxiliares como: administrativas, armazenamento e transporte.
(TRELOAR, 1999).
4.
METODOLOGIA
4.1. Estratégia de pesquisa
O escopo conceitual desta pesquisa é o mobiliário comumente utilizado em escritórios comerciais, sendo que neste
estudo foi considerado como escopo físico apenas os mobiliários novos, excluindo desta os reformados e
reutilizados em edificações.
Foi analisada a energia embutida nos mobiliários pertencentes a um escritório hipotético, a vida útil de mobiliários
através do estudo da sua durabilidade, critérios abordados nas certificações de rótulos ambientais de mobiliários das
edificações, uso e tendências de mercado.
4.2. Energia embutida em mobiliários
Para o cálculo da energia embutida nos mobiliários, o seguinte procedimento pode ser seguido:
Calcula-se a intensidade energética (I) de cada mobiliário, que é a quantidade de energia consumida indiretamente
para a produção, sendo esta fornecida MJ ou GJ. Calcula-se também uma taxa (R), que represente as substituições
dos elementos da edificação durante a sua vida útil. A intensidade energética das peças é multiplicada pela
quantidade de cada item, obtendo-se a energia embutida indireta para aquela peça. A energia embutida direta é
adquirida multiplicando a energia embutida indireta por um coeficiente de manufatura, o qual pode resultar em uma
energia direta de até 10% da energia embutida total (GJ/peça).
Somando-se a energia embutida total das peças, obtém-se a energia embutida total de todos mobiliários da
edificação em GJ. Conhecendo a área bruta do edifício em m2, pode-se calcular a quantidade de energia embutida
existente para os mobiliários, em GJ/ m2.
EEmobiliário i = Imobiliário i . (qi)
Onde,
EEmobiliário i é a energia embutida contida em um tipo de mobiliário i;
I(mobiliário) é a intensidade energética do determinado tipo de mobiliário i;
qi é a quantidade de peças existentes deste tipo de mobiliário i na edificação.
EETm = ∑ EEmobiliário i
Onde,
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(1)
(2)
EETm é a energia embutida total contida em todos os mobiliários da edificação;
A energia embutida recorrente dos mobiliários é calculada multiplicando a energia embutida total dos mobiliários
(EETm) pela taxa de substituição (Rmobiliários)
EER = EETm . Rmobiliários
(3)
Onde,
Rmobiliários = Taxa de substituição de mobiliários;
Sendo,
Rmobiliário = (Ve / Vmobiliários – 1)
Onde,
Ve é a vida útil da edificação em que está inserido o mobiliário;
Vmobiliário é a vida útil estimada para mobiliários;
(4)
A influência dos mobiliários e acessórios na avaliação do ciclo energético da edificação pode ser quantificada
comparando-se os itens calculados acima com os demais itens e a energia operacional. Uma importante
consideração, que pode ser realizada em outros estudos é a inclusão de mobiliários semi-novos, reformados no
edifício.
4.3. Vida útil dos mobiliários
Os mobiliários possuem, normalmente, uma vida útil inferior a vida útil das edificações. A durabilidade, uso
constante e necessidade dos usuários manterem o ambiente de trabalho moderno seguindo as tendências de mercado,
compõem a vida dos materiais no interior das edificações. Na Tabela 1, pode-se visualizar a vida útil dos materiais
de interiores estudadas por diferentes autores.
Tabela 1 - Vida útil dos materiais de interiores
VIDA DOS MATERIAIS
MATERIAIS
Aglomerado/OSB
Armário cozinha
Armário garagem/lavanderia
Bancadas de mármore
Bancadas de pedra natural,
tijolo, madeira
Carpet de tecido
Carpet sintético
Cortinas
Forno e microondas
Fornos e chapas elétricas
Freezer e Refrigeradores
Instalações de cozinha
Lâmpadas
Luminárias
Máquina de lavar roupas
Mobília
Suportes de toalhas e papel
higiênico
Torneiras
Ventilação, aquecimento, ar
condicionado
NAHB
(2007)
MITHRARATNE; SCHEUER CHEN FAY SUZUKI ADALBERTH TREOLAR
VALLE (2004) (2003) (2001) (1999) (1998)
(1997)
(1997)
60
50
100
20
30
30
lifetime
8 a 10
12
17
8
12
15
17
30
5
12
12
20
20
17
21
12
17
12
13
17
30
17
20
12
12
20
20
7
18
33
18
10
14
25
30
14
25
20
30
12
25
14
7
15 a 50
10 a 15
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3.4. Uso e tendências de mercado
O estudo da influência dos mobiliários no consumo de energia total nas edificações se tornará mais freqüente, uma
vez que a demanda de energia operacional da edificação está diminuindo juntamente com a melhoria de tecnologias.
Estas medidas irão aumentar a importância da energia consumida na fase de produção do edifício e de acessórios, o
que inclui os mobiliários que compõem os interiores. Portanto, para a construção de uma edificação mais
sustentável, a preocupação com a aquisição de mobiliários que causam menos impacto ao meio ambiente será
crescente.
Uma forma de se ter a garantia de que os mobiliários consomem menos energia na sua fabricação e que são
compostos por materiais ambientalmente corretos é a rotulagem ambiental. Segundo a ABNT (2011), rotulagem
ambiental é “a certficação de produtos/serviços com qualidade ambiental, que atesta, através de uma marca
colocada no produto ou na embalagem, que determinado produto/serviço (adequado ao uso) apresenta menor
impacto ambiental em relação a outros produtos ‘comparáveis’ disponíveis no mecado.”
Na Conferência de 1992 gerou-se um consenso geral em integrar as questões ambientais com processos de fabrição
e padrões de consumo com o fim de atingir o desenvolvimento sustentável, referenciando-se à importância da
rotulagem ambiental. Desde então, sistemas de certificação de ONG’s e também privadas têm surgido com maior
frequência. No caso de selos para certificar mobiliários alguns são citados a seguir:




Blue Angel – Foi iniciado pelo governo alemão e promove a preocupação com o meio ambiente e a defesa
do consumidor. Para mobiliários prioriza os que possuem revestimento de madeira e os que são fabricados
com madeira provenientes de florestas geridas de forma sustentável.
ANAB – Associazione Nazionale Architettura Bioecologica – selo italiano que leva em consideração
materiais feitos a partir de recursos renováveis, a viabilidade de posterior reciclagem, matérias primas
locais e que não utilizam substâncias perigosas para o homem e para o meio ambiente.
Level – é uma certificação norte-americana administrada pela BIFMA – Business and Institutional
Furniture Manufacturers Association – e leva em consideração as ações sociais realizadas pelo fabricante
de mobiliário, utilização de energia, seleção de materiais, impactos na saúde e meio ambiente. No Brasil
pode-se citar o rótulo da
ABNT – Associação Brasileira de normas técnicas – uma entidade privada, sem fins lucrativos,
reconhecida como único foro nacional de normalização. No caso de mobiliários os documentos de critérios
para certificação estão sendo desenvolvidos para divisórias e arquivos deslizantes.
4. RESULTADOS
4.1. Cálculo da energia embutida através do software BEES
O BEES Online – Building for environmental and economic sustainability – é um software gratuito criado no
Estados Unidos pelo NIST – National Institute of Standards and Technology – através do programa Building for
environmental and economic sustainability, iniciado em 1994. Posteriormente o programa recebeu suporte do
governo americano. Este software foi desenvolvido com o objetivo de fornecer suporte à tomada de decisões de
engenheiros, arquitetos e fabricantes, que desejam avaliar o impacto ambiental e econômico de seus projetos. Em
termos ambientais, o programa é baseado na norma ISO 14040, que normatiza a ACV e em termos econômicos o
impacto é medido utilizando as normas de análise de ciclo de vida econômico da ASTM – American Society for
Testing and Materials – ASTM E 917. No final os resultados para impactos nas duas áreas são compilados e definese a classificação dos produtos e materiais de acordo com UNIFORMAT II, nomenclatura da classificação definida
pela ASTM.
A energia embutida dos produtos é um dos resultados apresentados pelo BEES. Neste software, esta é gerada através
do escopo “cradle to grave”, ou seja, do berço ao túmulo. Isto inclui desde a produção até a disposição final dos
produtos e materiais. O banco de dados de produtos e materiais utilizados em projetos de construção civil dentro do
programa foi alimentado com informações recolhidas in loco ou na literatura de mais de 6.000 processos industriais
abrangendo mais de 15 países (LIPPIATTI, 1998). Dados do governo americano também estão inclusos no software,
por este fato, cerca de 230 produtos estão inclusos no banco de dados. Os itens de mobiliário para escritórios
comerciais disponíveis para avaliação no BEES são cadeiras e chapas de madeira para fabricação de mesas,
bancadas, armários, prateleiras etc. Segue, como exemplo, o fluxograma com as entradas e saídas analisadas pelo
programa para cadeiras genéricas de escritório Figura 1.
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Produção das cadeiras Herman Miller Modelo Ambi
Transporte para o
usuário - caminhão
Consumo
Energia
Fabricação
Transporte
de matéria
prima
PP
ABS
PET
Acetal
PET c/reforço
fibra de vidro
Fibra de vidro
AÇO
Reciclado
NYLON
AÇO
AÇO
INOX
ZINCO
Figura 1: Limites do sistema de produção das cadeiras
A energia embutida para os itens mobiliários encontrada no software em termos de energia primária foi obtida
selecionando do banco de dados o produto desejado para o estudo e entrando com dados de transporte, considerando
um transporte de 50 km da fábrica até o consumidor. O resuldado para as cadeiras genéricas é de 6.925 MJ/unidade,
sendo 225 MJ de energia renovável e 6.700 MJ de energia não renovável, conforme ilustra a Gráfico 1.
Figura 2: Gráfico da energia embutida através do combustível utilizado.
A energia embutida encontrada nos painéis de madeira, considerando o transporte de 50 km da fábrica até a empresa
de manufatura dos painéis, é 1131,1 MJ/m2 . Os painéis avaliados são de madeira aplicada em interiores,
mobiliários e acessórios duráveis. Foi analisado um tipo de painel alternativo fabricado em Biofibra, como palha de
trigo, e a energia embutida resultante foi de 51,2 MJ/ft2. Este é aproximadamente a metade da energia embutida em
painéis de madeira.
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4.1.1.Cálculo da energia embutida dos mobiliários.
Considerando uma edificação de 100 anos de vida útil, que contém três mesas com dimensões (180x80x76,2 cm) 1 e
3 armários (80,5x40x142,5 cm)2, todos fabricados com os painéis de madeira totalizando 20,3 m2 de madeira e mais
3 cadeiras genéricas, a energia embutida total nos mobiliários é de 23.779,3 MJ ou aproximadamente 24 GJ.
Tomando como base a vida útil de mobiliários sugerida por Mithraratne e Valle (2004) e Fay (1999), a energia total
recorrente dos mobiliários é de 131.337,8 MJ. Já utilizando a vida útil sugerida por Treloar (1997), a energia
recorrente é de 582 GJ. Portanto, a energia embutida total dos mobiliários considerados é igual a 606GJ.
4.1.2. Influência da energia embutida dos mobiliários na edificação.
Para saber a influência da energia embutida dos mobiliários na energia total consumida em uma construção uma
comparação com valores de edificações obtidos através de análises de ciclo energético anteriores pode ser realizada.
Tavares (2006) cita a pesquisa realizada pelo Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC – (BRASIL,
1982) que avaliou o conteúdo energético de um prédio comercial e encontrou uma energia embutida para os
materiais de construção de 2,19GJ/m2. No caso do escritório comercial hipotético que comporta os mobiliários
citados acima tivesse uma área mínima de 50m2 a energia embutida de não mobiliários seria de 109,5GJ, 18% da
energia embutida total.
Caso fossem considerados os dados de energia operacional (907GJ) e energia embutida de não mobiliários (367GJ)
encontrados na avaliação do ciclo energético de Tavares e Lamberts(2004), citado por Tavares (2006), a respeito de
uma edificação residencial a influência se dá da seguinte maneira, a energia embutida em mobiliários é 39,4% maior
que a energia embutida de não mobiliários e é 67% do valor para a energia operacional.
5.CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir da quantificação da energia embutida em mobiliários comumente utilizados em edificações comerciais,
considerando 3 estações de trabalho incluindo mesas, armários e cadeiras, conclui-se que a energia embutida
resultante é alta, de cerca de 24 GJ. O aumento da energia embutida é muito significante quando considerada a
energia embutida recorrente dos mobiliários, 582 GJ, que é resultado da alta taxa de reposição destes itens. A
substituição de móveis nas edificações pode acontecer devido ao fim da sua vida útil, baixa durabilidade ou
necessidade do escritório de adaptar-se às novas tendências, ao que está na moda.
Para uma melhor compreensão da influência da energia embutida nos mobiliários em edificações foram comparados
os resultados com os dados de energia embutida em não mobiliários e de energia operacional de edificações
encontrados em análises executadas por outros autores anteriormente. Pôde-se verificar que a energia embutida em
mobiliários é significativa.
Também foram expostos alguns rótulos ambientais existentes no mercado para certificar mobiliários, o que
garantem que estes produtos causam menos impacto ambiental na sua fabricação e/ou uso e/ou descarte dependendo
dos critérios de avaliação de cada selo. A tendência é que a população se interesse cada vez mais por adquirir
produtos/serviços mais sustentáveis.
Um dos pontos francos do trabalho é que este banco de dados está todo adaptado para a realidade dos EUA, que é
um pouco diferente da brasileira. Em estudos futuros é interessante abordar um método que aborde a realidade
Brasileira
1
Dimensões da mesa modelo Tiba da Tok&Stok
http://www.tokstok.com.br/app?component=%24GradeObap.%24DirectLink&page=VitrineGrade&service=direct&
session=T&sp=S68354&sp=S1%2C9730%2C11000%2C12500
2
Dimensões do armário modelo Tiba da Tok&Stok
http://www.tokstok.com.br/app?component=%24GradeObap.%24DirectLink&page=VitrineGrade&service=direct&
session=T&sp=S68352&sp=S1%2C9730%2C11000%2C12900
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AGRADECIMENTOS
A CAPES-REUNI pelo fomento e apoio a pesquisa e ao PPGCC – Programa de Pós-Graduação em Construção
Civil da Universidade Federal do Paraná.
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