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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ ANA PAULA ANGONESE CAPARELLI JULIANNA CRIPPA LETÍCIA CAVASSIN BOEING INTEGRAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM E LCA NO DESENVOLVIMENTO DE EDIFICAÇÕES SUSTENTÁVEIS: ESTUDO SOBRE VEDAÇÕES VERTICAIS CURITIBA 2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
ANA PAULA ANGONESE CAPARELLI JULIANNA CRIPPA
LETÍCIA CAVASSIN BOEING
INTEGRAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM E LCA NO DESENVOLVIMENTO DE
EDIFICAÇÕES SUSTENTÁVEIS: ESTUDO SOBRE VEDAÇÕES VERTICAIS
CURITIBA 2015
ANA PAULA ANGONESE CAPARELLI JULIANNA CRIPPA
LETÍCIA CAVASSIN BOEING
INTEGRAÇÃO DAS FERRAMENTAS BIM E LCA NO DESENVOLVIMENTO DE
EDIFICAÇÕES SUSTENTÁVEIS: ESTUDO SOBRE VEDAÇÕES VERTICAIS
Trabalho apresentado como requisito parcial à obtenção do grau de Engenheiro no curso de graduação em Engenharia Civil, Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná.
Orientadora: Profª Drª Marienne R. M. M. da Costa
Coorientador: Profº Dr. Sérgio Scheer
CURITIBA 2015.
AGRADECIMENTO
À nossa orientadora, Profa. PhD Marienne do Rocio de Mello Maron da Costa,
por seu tempo e atenção e por seus ensinamentos e contribuições em todas as etapas
da realização deste trabalho.
Ao nosso co-orientador, Prof. PhD Sergio Scheer, que, mesmo a distância,
esteve presente no desenvolvimento do trabalho, sempre disposto a transmitir seu
conhecimento.
Às nossas famílias por nos apoiarem por todos os anos do curso de
Engenharia Civil e nos darem todo o carinho para terminarmos esta fase de nossas
vidas.
À equipe da CWBIM pelas horas dedicadas a nos ajudar e pela paciência ao
nos receber diversas vezes.
À Profa. Adriana de Paula Lacerda Santos por, gentilmente, nos fornecer a
licença do software SimaPro para que fosse possível utilizar a versão Faculty, mais
completa que a versão de estudante gratuita.
À Profa. Mestre Heloisa Fuganti Campos, ao Engenheiro Mestre Marcelo
Sakamori e à empresa Wall Shop pelo pronto atendimento ao nos fornecerem
informações essenciais para o desenvolvimento deste trabalho.
Ao amigo Engenheiro Mestre Cristhyano Cavali por todo o apoio e esforço em
ajudar na fase final deste trabalho.
RESUMO
Tratando-se de ferramentas e programas utilizados pela indústria da construção civil,
uma área com grande potencial de aperfeiçoamento é a integração da ferramenta de
Análise do Ciclo de Vida (LCA) com a Modelagem da Informação da Construção
(BIM). No entanto, processar um LCA de todo um projeto é uma tarefa trabalhosa por
se tratar de uma técnica manual e repetitiva de extração dos resultados de CO2
incorporado no modelo. Devido a esta complexidade, empresas e profissionais do
setor possuem pouco interesse em fazer esta análise. Este trabalho, tem como
objetivo facilitar a integração da ferramenta LCA com o conceito BIM. Utilizando os
programas SimaPro e ArchiCAD, o estudo de caso analisa a construção de vedações
sustentáveis e seus respectivos custos de forma simples e de aplicação prática.
Palavras-Chave: BIM. Modelagem da Informação da Construção. LCA. Análise do
Ciclo de Vida. Sustentabilidade.
ABSTRACT
When it comes to software used by the construction industry, an area with great
potential for improvement is the integration of a Life Cycle Assessment (LCA) tool with
the Building Information Modelling (BIM). However, processing a complete LCA is a
difficult task. The procedure is a manual and repetitive technique of extracting the CO2
results incorporated into the model. Because of this complexity, companies and the
industry professionals have little interest in making this analysis. This project aims to
facilitate the integration of the LCA tool with the BIM concept. Using SimaPro and
ArchiCAD the case study analyzes the sustainability of walls and their respective costs.
The use of this method is simple and it is easily applicable.
Keyword: BIM. Building Information Modeling. LCA. Life Cycle Assessment.
Sustainability.
LISTA DE ABREVIATURAS E/OU SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
BIM Building Information Modeling
CAD Computer-Aided Design
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PDF Portable Document Format
SINAPI Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil
LCA Life Cicle Assessment
ACV Avaliação de Ciclo de Vida
TCPO Tabelas de Composições de Preços para Orçamentos
UNEP United Nations Environmental Programme
CO2 Dióxido de Carbono
EUA Estados Unidos da América
3D Modelagem Tridimensional
EHIS Empreendimentos Habitacionais de Interesse Social
LEED Leadership in Energy and Environmental Design
BREEAM Building Research Establishment Environmental Assessment Method
CASBEE Comprehensive Assessment System for Built Environmental Efficiency
SBTool Sustainable Built Tool
Infohab Centro de Refêrencia e Informação em Habitação
Aqua Alta Qualidade Ambiental
HQE Haute Qualité Environnementale
Cal-Arch California Building Energy Reference Tool
NABERS National Australian Built Environment Rating System
USGBC United States Green Building Council
GBC Brasil Green Building Council Brasil
GBCI Green Business Certification Inc.
CSTB Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
USP Universidade de São Paulo
SGE Sistema de Gestão do Empreendimento
QAE Qualidade Ambiental do Edifício
MRI Midwest Research Institute
ISO International Organization for Standardization
CML Center of Environmental Science of Leiden University
EDIP Environmental Design of Industrial Products
UMIP University of Manchester Intellectual Property
SETAC Society for Environmental Toxicology and Chemistry
EPLCA European Platform on Life Cycle Assessment
UPE Universidade de Pernambuco
ABCV Associação Brasileira do Ciclo de Vida
ILCD International Reference Life Cycle Data System
JRC Joint Research Centre
EC European Commission
IES Institute for Environment and Sustanability
NBR Norma Brasileira
CML Institute of Environmental Science
IA Impact Assessment
BMCC Building Material and Components Combination
WPC Whole Process of Construction
PVC Policloreto de Polivinila
NIBS National Institute of Building Sciences
UNINOVA Instituto de Desenvolvimento de Novas Tecnologias
2D Modelagem Bidimensional
4D Modelagem em 4 Dimensões
5D Modelagem em 5 Dimensões
MDIC Ministérios do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior
MPOG Minstérios do Planejamento, Orçamento e Gestão
RU Rússia
FR França
HO Holanda
FI Finlândia
NO Noruega
BR Brasil
OPUS Sistema Unificado do Processo de Obras
IPCC International Panel on Climate Change
MPa Mega Pascal
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 11
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS .............................................................................. 11
1.2 PROBLEMA DE PESQUISA ............................................................................... 12
1.3 OBJETIVOS ........................................................................................................ 12
1.3.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 12
1.3.2 Objetivos Específicos ....................................................................................... 12
1.4 JUSTIFICATIVAS ................................................................................................ 13
1.4.1 Fator Ambiental ................................................................................................ 14
1.4.2 Fator Econômico .............................................................................................. 15
1.4.3 Fator Social ...................................................................................................... 16
1.4.4 Fator Cultural .................................................................................................... 16
1.5 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO .................................................................... 17
2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................. 18
2.1 EDIFICAÇÕES SUSTENTÁVEIS ........................................................................ 18
2.1.1 O Brasil no Cenário de Edificações Sustentáveis ............................................ 18
2.1.2 Selos de Certificação........................................................................................ 19
2.2 LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) .................................................................... 23
2.2.1 Energia e o Ciclo de Vida ................................................................................. 23
2.2.3 Histórico ........................................................................................................... 24
2.2.4 Orientações de Uso .......................................................................................... 25
2.2.5 Aplicação no Mercado ...................................................................................... 27
2.2.6 Métodos e Técnicas ......................................................................................... 28
2.2.7 Aplicação na Construção Civil .......................................................................... 29
2.3 BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) .................................................... 31
2.3.1 A Ferramenta BIM ............................................................................................ 31
2.3.2 CAD x BIM ........................................................................................................ 33
2.3.3 Modelagem ....................................................................................................... 35
2.3.4 Vantagens e Desafios ...................................................................................... 36
2.3.5 Estudos em BIM no Brasil em Relação ao Cenário Mundial ............................ 37
2.3.6 Análise de Custo de Projetos ........................................................................... 39
2.3.7 Utilização do Modelo BIM para Redução de Custos de Projetos ..................... 39
2.3.8 Custo de Implantação da Sustentabilidade em um Projeto .............................. 40
2.4 SISTEMA BIM-LCA ............................................................................................. 41
3 METODOLOGIA .................................................................................................... 43
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA ................................................................ 43
3.2 ESCOLHA DO ESTUDO DE CASO .................................................................... 43
3.3 SELEÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA ........................................................... 44
3.4 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO DE CASO ................................................. 48
3.4.1 Quantitativos .................................................................................................... 48
3.4.2 Carbono Incorporado........................................................................................ 51
3.4.3 Modelagem ....................................................................................................... 56
3.4.4 Extração dos Quantitativos para o custo .......................................................... 58
4 RESULTADOS ....................................................................................................... 62
4.1 AVALIAÇÃO CICLO DE VIDA (SIMAPRO) ......................................................... 62
4.2 QUANTITATIVOS (ARCHICAD) ......................................................................... 63
4.3 CUSTOS ............................................................................................................. 64
4.4. RESULTADO GERAL ........................................................................................ 64
5 ANÁLISE DOS DADOS OBTIDOS / DISCUSSÃO ............................................... 66
5.1 CURVA ABC APLICADA A SUSTENTABILIDADE ............................................. 68
5.1.1 Parede de Alvenaria de Bloco Cerâmico .......................................................... 68
5.1.2 Parede de Alvenaria de Bloco de Concreto ...................................................... 69
5.1.3 Parede de Wood Frame ................................................................................... 70
5.1.4 Parede de Steel Frame .................................................................................... 71
5.2. LIMITAÇÕES DO TRABALHO ........................................................................... 72
6 Conclusão ............................................................................................................. 74
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 76
ANEXOS ................................................................................................................... 88
APÊNDICES .............................................................................................................. 91
11
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
No atual cenário global, é notório o impacto negativo sobre o meio ambiente
causado pelas atividades da indústria da construção civil acumuladas ao longo dos
anos. Esse setor é a chave para o desenvolvimento sustentável. Atualmente, os
edifícios são responsáveis por mais de 40 por cento da energia utilizada no planeta e
aproximadamente um terço das emissões globais de gases do efeito de estufa, tanto
em países desenvolvidos quanto em países emergentes (UNEP, 2009).
Além dos critérios considerados nos projetos estruturais, como construtibilidade
e custo, é visto uma evolução quanto a levar-se em conta também a sustentabilidade.
Encontrar meios de medir o desempenho da sustentabilidade em um projeto tornou-
se indispensável. Uma forma é o “Life Cycle Assessment – LCA” (em português,
Análise de Ciclo de Vida - ACV) que considera desde a concepção da edificação até
o descarte final dos seus insumos. Diversos termos têm sido associados com a
sustentabilidade, mas os principais e mais utilizados são Energia e Carbono
Incorporados (OTI; KINUTHIA, 2012). Como, individualmente, nenhum desses
indicadores é suficiente para estimar e monitorar o impacto causado pelo ser humano
(BEST et al., 2008), o ideal é combinar algumas dessas análises =e, assim, avaliar
decisões na fase de projeto, pois é nessa fase em que pode-se ter um maior controle
de custos e impactos, e, então, maximizar o desempenho de sustentabilidade e
viabilidade econômica das edificações quando já prontas. O “Building Information
Modeling” - BIM (em português, Modelagem da Informação da Construção) digitaliza
todas essas informações relacionadas e fornece desenhos conceituais e detalhados.
A plataforma tem sido pouco usada, apesar de já haver uma grande campanha a seu
favor ao redor do mundo (OTI; KINUTHIA, 2012).
As atividades que envolvem as etapas da execução de um projeto podem ser
consideradas independentes umas das outras, mas das quais o produto final depende
em termos de qualidade, prazo e orçamento. Cada uma dessas atividades é
normalmente realizada por equipes diferentes, que não estão a par das
responsabilidades das demais. Isso acarreta divergências durante o desenvolvimento
12
da obra, causando prejuízos financeiros e atrasos. A compatibilização de todos os
projetos envolvidos, desde a etapa de planejamento, através da ferramenta BIM,
torna-se primordial para que se alcance uma otimização generalizada. Na indústria de
manufatura, em que é considerado o desenvolvimento dos produtos de forma
integrada, é possível observar uma grande eficiência quanto ao cronograma, custo e
satisfação do cliente com o produto final (AYRES FILHO, 2009).
1.2 PROBLEMA DE PESQUISA
O presente trabalho pretende responder a seguinte questão: como integrar as
ferramentas LCA e BIM, formando um sistema que tem como resultado os índices de
CO2 incorporado, a modelagem e os custos do projeto.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é facilitar a integração do conceito BIM com a
ferramenta LCA, formando assim um sistema BIM-LCA, com um estudo de caso
específico que analisa a construção de vedações sustentáveis.
Este estudo tem o intuito de mostrar uma metodologia, que poderia ser utilizada
por profissionais da área, para o LCA e o custo de diferentes opções de materiais
usando os softwares SimaPro e ArchiCAD. A análise desses dados tende a assegurar
um estudo sustentável, garantindo que a melhor combinação de materiais seja
utilizada.
1.3.2 Objetivos Específicos
● Analisar a quantidade de CO2 que é emitido de diferentes tipos de vedação
vertical desde a fase pré-operacional até o fim da vida útil dos seus elementos;
● Determinar um parâmetro de sustentabilidade através do CO2 incorporado nos
13
modelos propostos, considerando também seus respectivos custos;
● Estudar a viabilidade sustentável (ambiental e socioeconômica) de diferentes
tipos de vedação considerando a taxa de CO2 incorporado.
1.4 JUSTIFICATIVAS
Em 2016, a receita da indústria da construção de edifícios verdes e
sustentáveis deve chegar a 245,4 bilhões de dólares, de acordo com projeções feitas
pela empresa de pesquisa de mercado IBISWorld em 2011. Segundo, Kathleen
Ripley, analista da IBISWorld, muitos tipos de projetos e atividades da construção irão
impulsionar a procura por construções verdes. Proprietários, desenvolvedores e
reguladores enfatizarão cada vez mais a proteção ambiental, conservação de energia
e redução de custos (SALIH, 2013).
Segundo a Comissão Mundial para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento em 1987,
o desenvolvimento quando atende às demandas do presente sem comprometer as
gerações futuras pode ser denominado de desenvolvimento sustentável (DREXHAGE
e MURPHY, 2010). Da mesma maneira, um projeto sustentável só é alcançado
quando se tem um impacto positivo também no âmbito financeiro. Conforme
apresentado na FIGURA 1, as esferas ambiental, social, econômica e cultural quando
combinadas, formam o conceito de sustentabilidade (HAWKES, 2001).
FIGURA 1 – OS QUATRO ESFERAS DA SUSTENTABILIDADE.
FONTE: OS AUTORES (2015).
14
1.4.1 Fator Ambiental
A indústria da construção civil é responsável pelo uso de diversos recursos
naturais no mundo. Segundo Tavares e Lamberts (2005), com o aumento da
população urbana, a escassez de seus insumos e a preocupação com os impactos
ambientais a nível mundial, foram iniciadas pesquisas de novos materiais, cujo
objetivo é diminuir os impactos e a poluição no meio ambiente e a investigar as formas
de consumo de energia, para que se possa construir e viver em um planeta saudável
no futuro.
A TABELA 1 cita diversos agentes provenientes da construção civil, os quais
podem ser considerados grandes geradores de impactos ambientais, descrevendo
também cada um desses.
TABELA 1 - PRINCIPAIS IMPACTOS DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL NO AMBIENTE.
Agentes Impactos
Indústria Cimentícia Responsável por 5% de todas as emissões de CO2 emitidas
pelo homem.
Mineração e Manufatura
de Materiais e Produtos
Químicos
Considerados os maiores agentes de impacto no ambiente,
assim como os processos químicos e o uso de
combustível/eletricidade são a maior parte das emissões de
CO2 do sector.
Construções “in loco”
Consideradas relativamente de baixo impacto, dependendo
principalmente do uso de energia, influenciadas também pela
escolha de materiais, técnicas de construção e
distâncias/modelos de transporte.
Transporte
O transporte de materiais pesados, como o cimento, necessita
de energia intensiva, no entanto, a maioria dos materiais de
construção tende a ser proveniente de locais próximos de onde
se dará a sua utilização.
Manutenção e
Demolições
A manutenção de edifícios tem um alto impacto devido ao uso
de energia significativa (aquecimento, iluminação...); Também
regulamentações para construções impactam nos requisitos de
manutenção e demolição.
FONTE: TRADUZIDO DE KRUSE (2004).
Segundo Salih (2013), a sustentabilidade de um edifício depende de vários
fatores, tais como a eficiência energética, qualidade do ar e da água e a seleção de
15
materiais. Segundo EUA (2003), por meio do Departamento de Energia no setor de
Eficiência Energética e Energia Renovável, a indústria da construção é responsável
por 30% das emissões de gases de efeito estufa do país e 136 milhões de toneladas
de resíduos de construção e demolição. Esta indústria também é responsável por até
40% do consumo de energia e consome 12% do total das fontes de água doce do
país.
Em uma escala global, há uma necessidade definitiva para investir em
empreendimentos sustentáveis para reduzir o potencial de aquecimento do planeta
(HERTWICH; PETERS, 2009). Através da aplicação adequada de estratégias
inovadoras em projetos, construção, operações e instalações, o desenvolvimento de
comunidades sustentáveis continuará a aumentar. Por meio da aplicação de técnicas
e métodos sustentáveis ao longo de um período de tempo, deve haver uma
quantidade considerável de mudanças resultando em menores impactos ambientais,
não só na construção civil, mas também em escala ecológica maior.
1.4.2 Fator Econômico
Como um dos problemas na execução de obras é a falta de compatibilidade
entre os seus projetos, em meio ao seu desenvolvimento, são encontrados diversos
obstáculos e isso acaba acarretando prejuízos significativos, em desperdício de tempo
da mão de obra e de material. O BIM trabalha com essa compatibilização, prevendo
futuros equívocos e, assim, economizando no orçamento. Analisar esses projetos em
3D com as informações que a edificação trará de impacto à natureza, ajuda os
projetistas, arquitetos, engenheiros e investidores a criarem soluções, ainda na etapa
de desenvolvimento de projeto, para que o mesmo seja mais eficiente e sustentável.
Segundo McGraw Hill (2009), dois terços dos usuários BIM relataram um
retorno positivo sobre o seu investimento global. A BIM Industry Working Group (2011)
afirma que reduções de custo podem ser alcançadas ao longo de todas as etapas do
ciclo de vida do projeto. Com um ligeiro aumento no custo inicial de construção de 2%,
utilizando o BIM podem ser poupados cerca de 20% do custo de construção inicial
durante a vida útil do prédio (AZHAR et al., 2011).
16
1.4.3 Fator Social
Faz-se necessário poupar os recursos naturais do planeta para que nós e as
futuras gerações possam viver com qualidade. Investir em obras sustentáveis é uma
economia para o futuro da civilização. O Brasil é um país extremamente carente de
infraestrutura. Em que existe um grande déficit habitacional, principalmente em áreas
urbanas, e assim, tem-se também uma grande demanda para construções de novas
habitações. A indústria da construção civil tem um papel essencial no âmbito social
do nosso país. No entanto, a alta taxa de obras em andamento causa um significativo
impacto ambiental.
Além da necessidade de reduzir o déficit habitacional do país, é importante
agregar valor ao ambiente construído através da melhoria da qualidade do projeto
para que efetivamente sejam proporcionados benefícios aos usuários de
Empreendimentos Habitacionais de Interesse Social (EHIS). O gerenciamento de
requisitos do cliente consiste na identificação, análise, priorização e disponibilização
de informações sobre as necessidades e nas suas preferências (KAMARA et al.,
1999). Segundo Monich (2012), “a idealização da habitação social é um programa de
resgate a cidadania, onde a produção da habitação é apenas um dos aspectos
envolvidos. A busca pela sustentabilidade exige uma nova visão e a promoção de
novas formas de organização social.”
1.4.4 Fator Cultural
A inserção da cultura como uma vertente no conceito da sustentabilidade
aconteceu relativamente recente, uma vez que o início desta discussão se deu no
início século XXI. A cultura tem importância primordial e valor inestimável para avaliar
o passado e planejar o futuro (HAKWES, 2001).
Este fator dentro da sustentabilidade implica no respeito pela identidade cultural
da comunidade e seus ativos, e também por um reforço da cultura local permitindo
com que a população controle suas próprias vidas, sem serem afetadas por externos
(CHOI; SIRAKAYA, 2006).
17
1.5 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO
O presente trabalho é composto por 6 capítulos. No primeiro são apresentadas
as considerações iniciais, em que consta a abordagem do tema e a descrição do
problema, seguindo dos objetivos do trabalho, justificativas e limitações. Já o segundo
capítulo trata da revisão bibliográfica referente aos temas principais abordados: LCA,
BIM e Análise de custo de projetos. No terceiro é apresentada a metodologia adotada
na criação do sistema. No quarto são apresentados os resultados obtidos. No quinto
e no último capítulo são feitas as análises dos resultados e a conclusão,
respectivamente.
18
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 EDIFICAÇÕES SUSTENTÁVEIS
A construção civil utiliza aproximadamente 50% dos recursos naturais do
planeta, dos quais 75% são de fontes não renováveis. Ela utiliza também cerca de
45% de toda a energia gerada, especialmente em cinco setores de altos índices de
gasto energético: produção de aço, metais não ferrosos, cerâmicas, indústria química
e a mineração. A indústria da área evoluiu juntamente com outras tecnologias mas
todo esse desenvolvimento trouxe ainda mais danos ao meio ambiente (MARCOS,
2009).
2.1.1 O Brasil no Cenário de Edificações Sustentáveis
A geração de energia elétrica no Brasil é fundamentalmente hidráulica,
representando 65,2% da produção (BRASIL, 2015). As pesquisas associadas à
eficiência energética em edificações no Brasil estão pouco relacionadas com a
sustentabilidade das edificações. Segundo Tavares (2006), "a partir de um
levantamento realizado no portal Infohab, especializado em informações relativas à
Construção Civil, utilizando-se as palavras-chave “Eficiência Energética” são
recuperados 277 links de informação. Destes, 69% são relativos a consumo de
energia elétrica, sendo 30% sobre simulações de consumo de energia elétrica, 17%
sobre iluminação e 22% sobre conforto térmico. Em contrapartida, 5% das pesquisas
estudam sustentabilidade e materiais de construção".
Segundo Monich (2012), “a matriz energética brasileira é considerada limpa,
em comparação a outros países, apesar de apenas uma considerável percentagem
ser de fonte renovável”. Assim, para que seja possível uma sustentabilidade
energética, é preciso racionalizar seu uso. Como a construção civil é a indústria que
mais utiliza os recursos do planeta, há uma necessidade de alinhamento das políticas
públicas à eficiência energética para que se possa atingir um resultado efetivamente
mais sustentável.
19
No Brasil faltam descrições quanto aos consumos de energia e impactos ambientais
associados a construção civil, sendo a sua definição todas aquelas atividades
relacionadas às edificações, incluindo a fabricação de materiais de construção, a
realização da obra, a manutenção e a energia ao longo de sua vida útil. As edificações
brasileiras apresentam valores de Energia Embutida e de CO2 incorporado
semelhantes ao de países como Austrália e Suécia, apesar do consumo de energia
no ciclo de vida em função do consumo operacional encontrado no Brasil ser menor
(TAVARES, 2006).
2.1.2 Selos de Certificação
As certificações verdes são importantes no desenvolvimento de uma nova
forma de se construir e “estão diretamente relacionadas com aspectos de gestão do
empreendimento” (MOTTA; AGUILAR, 2009). A sustentabilidade tornou-se um
requisito igualmente de referência para a qualidade de um projeto quanto outros
sempre abordados. A TABELA 2 mostra os diversos fatores que definem o bom
desempenho de um projeto.
TABELA 2 - ENFOQUE DA QUALIDADE PARA OS REQUISITOS DE DESEMPENHO DE UM EMPREENDIMENTO.
FONTE: MOTTA e AGUILAR (2009).
20
Vários programas como Leadership in Energy and Environmental Design
(LEED), Building Research Establishment Environmental Assessment Method
(BREEAM), CASBEE, SBTool e Green Globs têm sido adotados para certificar
edifícios em termos de sustentabilidade (AZHAR et al, 2011). Os principais no Brasil
são o LEED, que é controlado pelo Green Building Council Brasil e baseado em
critérios usados nos EUA, e o Aqua (Alta Qualidade Ambiental), criado na França com
o nome HQE (Haute Qualité Environnementale) e controlado no Brasil pela Fundação
Vanzolini (VALENTE, 2009). A TABELA 3 mostra o surgimento de diversas
plataformas ao longo dos anos.
TABELA 3 - CERTIFICAÇÕES AO LONGO DOS ANOS.
FONTE: VALENTE (2009).
Apesar de terem diferentes características, todos englobam a questão de
energia renovável, reciclagem e consumo controlado de água. Esses pontos são
desenvolvidos através de diferentes tecnologias e trazem um retorno financeiro a
longo prazo, por exemplo, haverá menos gasto com energia elétrica com iluminação
e uso de ar condicionado devido ao posicionamento do edifício em função da
movimentação do sol. Como o mundo se mostra preocupado com o futuro do planeta,
o apelo dado pelas certificações não é apenas ambiental, mas também comercial,
valorizando o empreendimento. Em muitos anúncios encontra-se o termo “edifício
verde” e a garantia dessa informação vem através de um desses selos. Projetos com
essa preocupação têm sido cobiçados e o consumidor acaba pagando até mais caro
para ajudar o meio ambiente (VALENTE, 2009).
21
2.1.2.1 Certificação LEED
É uma ferramenta reconhecida em todo o mundo e, por isso, é um selo de
credibilidade. Ele trata de um menor impacto ambiental e um melhor desempenho do
edifício quanto ao consumo energético e de água e uma diminuição na emissão de
gases poluentes. Foi desenvolvida nos EUA em 1991 pelo USGBC (United States
Green Building Council), uma organização não lucrativa que trabalha com a aplicação
direta de sustentabilidade em projetos de construção civil. No Brasil, foi implantada
em janeiro de 2008 e é controlada pelo GBC Brasil.
São três categorias: prata, ouro e platina. Cada uma tem um certo número de
pontos a serem atendidos para que seja possível a certificação. O nível prata
necessita de 33 a 38 pontos, o ouro de 39 a 51 e o platina de 52 a 69 pontos. Os
pontos são obtidos através de itens contidos no projeto e da sua execução. Esses
pontos se somam e o total é contabilizado para se obter a categoria de certificação.
As principais categorias que englobam esses itens são desenvolvimento sustentável
do local, eficiência da água, energia e atmosfera, materiais e recursos, qualidade
ambiental interna e inovação e processo de projeto.
Para a obtenção do selo em um empreendimento, é necessário um processo
de várias etapas. A primeira consiste em um estudo para se analisar a viabilidade de
se executar um projeto de forma sustentável. Depois, é preciso fazer um registro no
“site” GBCI (Green Business Certification Inc.) e o pagamento de uma taxa de
inscrição. A terceira etapa é o preenchimento de um formulário de cadastro, onde
serão apresentados os pré-requisitos e os créditos de cada fase da execução do
projeto. Esses dados serão inseridos em uma plataforma na internet chamada LEED
online e analisados para que aí então seja dada ou não a certificação. A decisão final
pode ser recorrida, caso seja negativa. (USGBC, 2009).
2.1.2.2 Certificação Aqua
Em 2002, foi criada essa plataforma pelo Centre Scientifique et Technique du
Bâtiment (CSTB) na França. No Brasil, foi adaptado e implementado em 2007 pela
Fundação Vandolini, composta e sustentada pelos professores da Escola Politécnica
da USP (Universidade de São Paulo).
22
Essa certificação é garantida através de auditorias independentes. Além das questões
ambientais, ela também aceita soluções que tornem os projetos mais econômicos.
Alguns pontos muito importantes nessa plataforma são quanto ao clima da
localização escolhida para a construção e, principalmente, a consideração com a
qualidade de vida do usuário e da região, durante a obra e na vida útil do
empreendimento. Nesse período posterior à construção, outro fator destacável é a
manutenção do edifício que mantenha satisfatório o desempenho dos sistemas de
climatização e iluminação, por exemplo.
A estrutura da análise é dividida em dois instrumentos, o sistema de gestão do
empreendimento (SGE) e a qualidade ambiental do edifício (QAE). O primeiro
estabelece uma meta de qualidade ambiental e adapta o projeto para que ela seja
alcançada até a sua execução. O segundo, avalia o desempenho técnico e
arquitetônico do edifício, analisando diversos fatores divididos em quatro categorias:
eco-gestão, eco-construção, conforto e saúde. A TABELA 4 especifica esses fatores:
TABELA 4 - PARÂMETROS CERTIFICAÇÃO AQUA.
FONTE: FUNDAÇÃO VANZOLINI (2009).
O sistema baseia-se no desempenho de cada fator nas edificações e os
classifica em bom, superior ou excelente. Para a obtenção do selo, é necessário que
se atinja o nível bom em no máximo sete fatores, quatro no superior e ao menos três
no excelente. Além dessa divisão, também há distinção para cada fase do
empreendimento. As etapas consideradas são fase programa, fase concepção e fase
realização.
Para se inscrever para a obtenção do selo é necessário inscrever o projeto na
Fundação Vanzolini. Após os profissionais responsáveis realizarem auditorias
23
presenciais e uma análise técnica, a certificação tem um prazo de trinta dias para ser
entregue. Isso acontece para cada uma das etapas do desenvolvimento do projeto
(VALENTE, 2009).
2.2 LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA)
2.2.1 Energia e o Ciclo de Vida
Confirmando a relação de energia e sustentabilidade, os seguintes materiais
de construção possuem o maior consumo de energia no ciclo de vida da edificação:
tintas, cerâmica vermelha, cimento e aço, e são os de maior geração de CO2. O
cimento, especificamente, tem alta participação em volume, energia embutida e
desperdício, além de responder por boa parte dos impactos ambientais gerados no
setor da Construção Civil (TAVARES, 2006).
Segundo Abeysundara et al., (2009), “a energia embutida é a energia confinada
em um produto e é um importante parâmetro para a comparação de materiais ou
produtos em termos ambientais”. Deve-se considerar desde a extração das matérias
primas e seu transporte, por exemplo, até a materialização em si do produto final
(MONICH, 2012).
O ciclo de vida pode ser dividido em três fases: “fase de pré-uso (energia
embutida), fase de uso (energia operacional) e fase de pós-uso (demolição ou
possível reciclagem e reuso)”. Depois da evolução da industrialização, a primeira fase
tornou-se a com maior gasto energético na construção civil (HUBERMAN et al., 2008).
24
2.2.2 A Ferramenta LCA
Ferramentas quantitativas que demonstram, não só as vantagens para o meio
ambiente, mas também, os ganhos econômicos que poderiam ser alcançados por
construções verdes são essenciais. Para isso, é realizado o Life Cycle Assessment,
uma importante ferramenta que auxilia na comunicação de tais benefícios para partes
interessadas que lhes permitam ter um melhor controle e compreensão das diferentes
alternativas e resultados envolvidos (JRADE e ABDULLA, 2012). O LCA é baseado
na 1ª e na 2ª lei da termodinâmica (FERRÃO, 1998) e nos permite analisar o impacto
e o desempenho das ações do homem e seus produtos no meio ambiente (DANIELS;
MOORE, 2002). O objetivo da ferramenta é fazer um comparativo entre as emissões
de gás carbônico em todas as fases do ciclo de vida do edifício, mas o foco é entender,
controlar e reduzir os impactos gerados (MARCOS, 2009).
2.2.3 Histórico
O primeiro registro de análises de avaliação de ciclo de vida é do fim dos anos
60, mais especificamente em 1969. O estudo consistiu na análise dos índices de
emissão de diferentes embalagens para os refrigerantes da Coca-Cola e foi
desenvolvido pelo Midwest Research Institute (MRI) (GUINÉE et al., 2011). Este era
um momento de preocupação mundial com a emissão de gases poluentes e outras
questões de conservação ambiental que foi marcado, principalmente, pela
Conferência de Estocolmo de 1972 (RIBEIRO, 2008). No entanto, foi apenas na
década de 90 que esses estudos se desenvolveram e que a aplicação da ferramenta
foi consolidada e, segundo Fava (2006), a utilização na análise da sustentabilidade de
edifícios e da construção se tornou mais frequente. A partir de então, a ISO
responsabilizou-se pela normatização da maneira de se aplicar a ferramenta e as
primeiras normas específicas sobre essa metodologia surgiram em 1997 e 1998
(GUINÉE et al., 2011). Foi também nessa época que surgiram alguns métodos de
avaliação de impactos do ciclo de vida, como por exemplo, o Eco-indicator 95, o Eco-
indicator 99, o CML 1992 e o EDIP/UMIP 97, que são precursores de métodos
utilizados atualmente. Nesse período, o foco das análises era feito principalmente de
produtos de grande consumo, como embalagens. Atualmente, com o aumento do
25
interesse no assunto, os estudos têm sido feitos sobre as mais diversas esferas e se
tem cada vez mais publicações na área (CHERUBINI e RIBEIRO, 2015). Nesse
aspecto, a Europa destaca-se como a região com maior número de artigos publicados
(BJORN et al., 2013).
Sobre o assunto, nos anos 2000, é necessário destacar a criação do Life Cycle
Initiative, em 2002, que é uma parceria entre a United Nations Environment
Programme (UNEP) e a Society for Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC)
para a fomentação do conceito de ciclo de vida ao redor do mundo. Três anos depois,
também observou-se o movimento na Europa com o surgimento da European Platform
on Life Cycle Assessment (EPLCA). No mesmo momento, foi visto no Brasil a criação
do grupo “Avaliação do Ciclo de Vida de Produtos da Construção Civil”, equipe de
pesquisa da Universidade de Pernambuco (UPE), fundado em 2002, que tem como
objetivo auxiliar na relação entre os produtos da construção civil (obras de
infraestrutura, edificações residencial, comercial e industrial) e o meio ambiente para
que seja possível um desenvolvimento sustentável (CHERUBINI et al., 2015). No
mesmo ano, foi criada a ABCV – Associação Brasileira do Ciclo de Vida – que teve
como objetivo controlar um projeto de capacitação para consolidar o LCA no país
(MONICH, 2012).
2.2.4 Orientações de Uso
Quase todas as atividades, produtos e serviços têm algum impacto sobre o
meio ambiente. Esses impactos podem ser locais, regionais ou globais, de curto ou
longo prazo e de diferentes níveis (ISO 14004, 2010). O Life Cycle Assessment é
definido pela ISO 14040 como um método que analisa o impacto que um produto ou
mais causam a natureza, em qualquer uma ou todas as fases do ciclo de vida, ou seja,
desde a aquisição de matéria-prima até a distribuição, a utilização e a eliminação.
Uma avaliação de ciclo de vida completa inclui a análise de dados como a escassez
dos recursos, as emissões e o impacto dos poluentes lançados no ar, água e solo
desde a sua concepção, seu uso e, terminando em sua completa eliminação no meio
ambiente. Para que essa análise seja feita da forma mais precisa possível é
necessária uma base de dados completa (TUCKER et al., 2003).
Resumindo, segundo a ISO 14040, o LCA pode auxiliar a:
26
● Identificar oportunidades de melhorar a performance dos materiais durante as
várias fases do seu ciclo de vida;
● Aconselhar as indústrias, o governo, ou outras organizações no que pode ser
aperfeiçoado nos processos de produção;
● Seleção de indicadores relevantes de desempenho ambiental;
● Marketing (ISO 14.040, 2006).
Como as normas definidas pela ISO têm requisitos genéricos, surgiram
diversas metodologias que acarretaram diferentes resultados e interpretações das
analises (BLONK AGRI-FOOTPRINT BV, 2014). Foi então que a Comissão Europeia
decidiu criar uma padronização das abordagens para que houvesse uma forma de
comparação entre os estudos. Assim, surgiu o ILCD Handbook (EC/JRC/IES, 2010c).
O ILCD Handbook (2010) apresenta o esquema da FIGURA 2 como um guia
para a execução de um Life Cycle Assessment. Uma vez que este documento é de
orientação geral e feito para ser aplicável em diferentes contextos e setores, ele acaba
não oferecendo diretrizes específicas. No entanto, ele pode servir como documento
de orientação (ILCD HANDBOOK, 2010).
FIGURA 2 - DIRETRIZES PARA O LCA. FONTE: ILCD HANDBOOK. ALTERAÇÃO: ISSO (2006).
27
2.2.5 Aplicação no Mercado
O LCA é uma área de estudos científicos que se tornou também um campo
interessante para se investir e que vem crescendo nesse sentido (BAITZ et al., 2013).
Alguns dos negócios atraentes relacionados a isso que pode-se citar são os serviços
de consultoria no desenvolvimento de qualquer tipo de projeto e até na concepção de
softwares que trabalhem com o assunto, tal como o SimaPro, comercializado pela Pre
Consultants (CHERUBINI et al., 2015).
O grande objetivo das empresas é agregar valor ao produto ou serviço
prestado. Assim, elas encaram a avaliação de ciclo de vida de um ponto de vista
prático, estando interessadas mais na sua implementação e resultados tais como
melhores produtos, fornecer consistência científica à sustentabilidade, obter respostas
a questões colocadas pelos consumidores, melhorar a imagem corporativa e torná-
los efetivamente mais rentáveis (SCHATSKY, 2011). No entanto, para que esses
resultados sejam utilizados de forma otimizada, a aplicabilidade da análise deve ser
confiável, para que as informações geradas tenham credibilidade (BAITZ et al., 2013).
2.2.5.1 Limitações
Um fator limitante para a execução do LCA muitas vezes citado pelas empresas
é a demanda de um banco de dados muito extenso (RIBEIRO, 2008). Segundo Baitz
et al. (2013), é possível realizar análises mais simples com dados não tão específicos
ou apurados mas que, apesar de sujeitas a erros, já identificam tendências. Esse
campo de estudo é muito dinâmico e seus dados estão em constante evolução. Por
isso, torna-se indispensável que as indústrias, as empresas consultoras e as
universidades que pesquisam na área compartilhem informações (CHERUBINI et al.,
2015).
28
2.2.6 Métodos e Técnicas
Há duas formas de se analisar o LCA. A mais utilizada é a midpoint, que
categoriza separadamente os impactos para depois fazer a suas modelações
(CHERUBINI et al. 2015). Alguns exemplos de métodos midpoint são o ILCD 2011, o
CML-IA e o EDIP 2003 (FINNVEDEN, 2009). Outra maneira, chamada endpoint, é
utilizada para a determinação dos impactos em áreas de proteção ambiental e inclui
todo o processo ambiental. O Ecological Scarcity 2013 é um exemplo desse tipo de
método (CHERUBINI et al. 2015). A FIGURA 3 abaixo esquematiza essas duas
metodologias.
FIGURA 3 - METODOLOGIAS MIDPOINT E ENDPOINT.
FONTE: HAUSCHILD et al. (2013).
De acordo com Trusty e Horst (2005), as técnicas para obtenção do LCA podem
ser divididas em três níveis:
Nível 1: são técnicas do tipo BMCC (building material and components
combination) que se concentram em produtos individuais ou conjuntos simples.
Estas técnicas são usadas para comparar os produtos com base em critérios
ambientais e/ou econômicos, principalmente na fase de especificação de
entrega do projeto. As técnicas do nível 1 podem ser subdivididas em duas
categorias: O nível 1A é destinado a ser usado por especialistas e o Nível 1B
29
para os usuários que querem apenas os resultados, tais como arquitetos e
consultores convencionais;
Nível 2: são técnicas do tipo WPC (whole process of construction) que levam
em consideração completos conjuntos de construção ou elementos.
Normalmente, essas técnicas se concentram em uma área de interesse, como
a energia operacional, iluminação e os efeitos ambientais do ciclo de vida. As
técnicas deste nível são geralmente aplicadas em todo o processo de
concepção (projeto conceitual para início fases de projeto detalhado) e são
mais orientadas para dados e objetivos; e
Nível 3: são técnicas de avaliação mais abrangentes que incorporam uma
ampla gama de aspectos ambientais, econômicos e sociais da
sustentabilidade. Eles utilizam uma mistura de objetivo (tipicamente adquiridos
utilizando as técnicas de nível 2) e entradas subjetivas (tais como sistemas de
classificação e critérios). (JRADE E ABDULLA, 2012)
Há uma tabela desenvolvida por Jrade e Abdulla (2012), a qual apresenta
exemplos de cada um dos nível adotadas a partir de várias fontes (Trusty & Horst,
2005; Kulahcioglu, Dang, & Toklu, 2012; GreenDeltaTC, 2012; Norris & Yost, 2002;
Energy Plus, 2012; Autodesk, 2012; Integrated Environmental Solutions, 2012;
USGBC, 2010). Esta tabela está disponível no Anexo A.
2.2.7 Aplicação na Construção Civil
O LCA vem sendo aplicado em diferentes etapas da construção, tais como
materiais e produtos de construção ou todo o edifício (ERLANDSSON E BORG, 2003).
Entretanto, a maioria dos estudos de LCA focam em uma parte específica do ciclo de
vida do edifício, apenas alguns deles abordam a edificação por inteiro (ORTIZ et al.,
2009), devido às dificuldades para calcular quantidades precisas de materiais. O ciclo
de vida completo de uma edificação pode ser visualizado na FIGURA 4.
30
FIGURA 4 - CICLO DE VIDA NAS EDIFICAÇÕES. FONTE: TAVARES (2006).
Os estudos de LCA no setor necessitam de algumas alterações,
principalmente, devido as diferenças do produto em relação a produtos industriais. A
principal delas é o espaço de tempo em que o produto é utilizado, na construção a
vida útil do produto é muito maior, e pode ser medido em anos, décadas e até séculos.
Segundo o relatório do Diretório Geral para Ciência, Pesquisa e Desenvolvimento da
Comissão Européia (1997), a dificuldade da avaliação de edificações depende não
apenas da adaptação da análise para esse novo contexto de tempo, mas também na
composição das informações coletadas em partes, de forma que possam ser
aplicadas para várias ou somente uma única fase do ciclo de vida da edificação em
questão (SOARES, 2006).
Segundo Soares (2006) "Estudos realizados em diferentes setores da indústria
da construção civil indicam a variedade de campos de aplicação da Avaliação do Ciclo
de Vida em edificações e sistemas e elementos construtivos." Podem ser feitos
estudos de comparação entre pisos cerâmicos, esmaltados e queimados e ladrilhos
de mármore. Da mesma forma, o LCA também pode ser aplicado em diversos
elementos construtivos, tais como janelas emolduradas em PVC e outros materiais,
como alumínio (EUROPEAN COMMISSION, 2004), e em diferentes sistemas
31
estruturais, de madeira, aço ou concreto (BUCHANAN; HONEY, 1994 apud GLOVER,
2001), o consumos de energia e matéria prima é estudado em conjunto com os
impactos ambientais vindos da produção desses elementos.
2.3 BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)
2.3.1 A Ferramenta BIM
O BIM pode ser definido como “representação virtual das características físicas
e funcionais de uma edificação, por todo o seu ciclo de vida, servindo como um
repositório compartilhado de informações para colaboração” (NIBS, 2007). Trata-se
portanto, segundo Kassem et al. (2015), “de uma inovação tecnológica radical de
processo, alterando funções, responsabilidades e conteúdos de produtos ao longo de
todo o ciclo de vida das construções”. A relação entre a ferramenta e o ciclo de vida
de uma construção qualquer, pode ser analisada na FIGURA 5.
FIGURA 5 - BIM RELACIONADO COM AS FASES DO CICLO DE VIDA DA CONSTRUÇÃO CIVIL.
FONTE: DISPENZA (2010).
32
O BIM mostra o conjunto real do edifício, em vez de a representação
bidimensional (2D) do mesmo, que é comumente apresentado por desenhos de CAD
geométrico (KRYGIEL e NIES, 2008). Esta introdução de conceitos e tecnologias do
BIM está ocasionando uma mudança de paradigma na indústria da construção e
provocando uma vasta reestruturação do setor em todo o planeta (KASSEM et al.,
2015).
Segundo Paul Sullivan, Senior Public Relations Manager at Autodesk, BIM
pode ser caracterizado como o:
“Processo integrado que explora digitalmente as propriedades físicas
e as características funcionais antes da construção de um projeto,
contribuindo para uma entrega mais rápida e econômica de projetos,
enquanto também minimiza os impactos ambientais”. (DISPENZA,
2010).
No BIM, o projeto é "inteligente". Desenhando uma parede, a mesma tem
propriedades do tipo: blocos, dimensões, tipo de revestimento, fabricantes, entre
outros, salvas no banco de dados. Com esse banco de dados é criado
automaticamente a legenda do desenho. Após concluído essa etapa, segundo Maló,
do Uninova, realizam-se as trocas simples de arquivos entre os projetistas. E então,
deve-se integrar outras fases como orçamento, cronograma, terraplenagem e
sondagem. Também é possível extrair algumas informações em outros formatos,
como tabelas de quantitativos de material para orçamentos, como apresentado na
FIGURA 6 (FARIA, 2007).
33
FIGURA 6 - INTERAÇÃO DA PLATAFORMA BIM. FONTE: (FARIA, 2007).
2.3.2 CAD x BIM
A maioria dos dados de um projeto não são colocados no mesmo
(BERNSTEIN, 2004). Os desenhos de CAD geométrico são abstratos, normalmente
representados por linhas, arcos, círculos e polígonos. Ou seja, não contém muitas
informações precisas para quantificar e classificar elementos construtivos. Mesmo os
modelos 3D acabam sendo apenas modelos tridimensionais, sem muita informação,
tais como portas, janelas, escadas e lajes (FLORIO, 2007). O BIM faz com que essas
informações sejam computáveis pois este tipo de modelagem é constituído pelos itens
da TABELA 5.
34
TABELA 5 - INFORMAÇÕES COMPUTADAS PELO BIM.
Banco de dados digitais integrados sobre o projeto de edifícios que é gerado ao mesmo tempo e que o modelo é produzido;
Além da geometria dos elementos que compõem o edifício, o BIM armazena seus atributos, exibindo suas configurações em três dimensões e, portanto, transmitindo muito mais informação do que modelos CAD tradicionais;
Elementos paramétricos, interconectados e integrados espacialmente, onde é possível alterar seus componentes e obter atualizações instantâneas que repercutem em todo o projeto;
Um processo que tende a diminuir conflitos entre elementos construtivos, facilitar a compreensão da articulação entre elementos construtivos do edifício, facilitar as revisões e aumentar a produtividade;
Um modelo digital tridimensional que gerencia o ciclo de vida (life cycle) do projeto e construção do edifício que incluem os processos de construção, instalações técnicas e canteiro de obras, tornando a comunicação das informações e intenções projetuais mais claras e precisas.
FONTE: ADAPTADO DE FLORIO (2007).
Para Eduardo Toledo Santos, professor da Escola Politécnica da USP, o fato
dos desenhos estarem em três dimensões exigirá um esforço maior dos projetistas
habituados a lerem e desenharem projetos em duas dimensões. Em um longo período
de tempo, portanto, um dos maiores impasses da coordenação de projetos tende a
sumir: as interferências entre os sistemas. O arquiteto Luiz Augusto Contier, da
Contier Arquitetura, diz que se os projetistas trabalharem com as mesmas bases
tridimensionais, e não mais apenas com símbolos, a comunicação será mais eficiente.
"Nos projetos de elétrica que recebemos hoje, por exemplo, uma tomada e um quadro
de força são representados por pequenos símbolos. É muito comum especificarem
quadros que não cabem na parede", explica Contier. Os modelos em BIM, continuam
gerando projetos em 2D, a diferença é que quando algo é atualizado no modelo 3D,
todos os modelos são automaticamente atualizados, diminuindo os erros e
dispensando revisões mais detalhadas (FARIA, 2007). As FIGURA 7 e FIGURA 8
abaixo mostram como o BIM permite determinar as intervenções de manutenção ou
prevenção ao longo da execução e vida útil de uma edificação.
35
FIGURA 7 - UTILIZAÇÃO DO BIM AO LONGO DA VIDA ÚTIL DA EDIFICAÇÃO.
FONTE: FARIA (2007).
FIGURA 8 - RELAÇÃO CAD E BIM.
FONTE: FARIA (2007).
2.3.3 Modelagem
Na década de 1970 começaram as primeiras discussões sobre um processo
colaborativo em arquitetura. Segundo, Fischer e Kunz (2004), pesquisas importantes
na construção civil mostram a importância do trabalho multidisciplinar para solucionar
problemas de construções complexas, como a construção do modelo 4D do Walt
Disney Concert Hall do arquiteto Frank Gehry, realizada na Universidade de Stanford.
Os projetos de grande complexidade necessitam de um processo colaborativo, pois
envolvem muitos profissionais. Os contratantes colocam uma grande pressão e
exigência nas equipes de projetistas, para que os mesmos sejam capazes de
36
coparticipar de todos os processos do projeto, diminuindo assim o prazo e
aumentando a qualidade (FLORIO, 2007).
A ideia de modelagem 4D (modelagem + tempo) começou a ser discutida no
final dos anos 1990 (KOO e FISCHER, 2000). Com os fatores tempo e custo inseridos
no projeto, as etapas de construção puderam ser simuladas e gerenciadas, dessa
maneira a construtibilidade pode ser analisada antes da execução. A modelagem 5D
(modelagem + tempo + custos) traz como principal vantagem para os construtores o
aumento da precisão durante a construção, com menos desperdício de tempo, de
materiais e de retrabalho (FLORIO, 2007).
2.3.4 Vantagens e Desafios
A aplicação do conceito e das ferramentas BIM em grandes indústrias tem
como possíveis resultados a melhora como um todo da eficiência e sustentabilidade
de empreendimentos, aumento da precisão de resultados dos projetos e do período
de retorno do investimento, incentivo às exportações e estimulação do crescimento
econômico (KASSEM et al., 2015).
Segundo Bynum et al (2012), o uso do BIM providenciou meios de aumentar a
qualidade total do projeto, fornecendo quantidades exatas, um calendário e
programação da obra mais precisos e, consequentemente, diminuindo as
contingências totais do projeto e os custos. Embora BIM seja relativamente recente,
muitas pesquisas têm sido conduzidas a fim de reforçar ainda mais as capacidades
da ferramenta no projeto e na construção. No entanto, poucas têm sido feitas sobre o
efeito que a ferramenta tem sobre as práticas de construção sustentáveis.
Uma das grandes dificuldades da implementação do BIM é que a licença de alguns
softwares pode chegar à custa até R$ 17 mil. Os computadores a serem utilizados
precisam de uma capacidade de processamento muito maior. Outra desvantagem é
o tempo necessário para a aprendizagem de uso dos softwares, já que a maioria dos
arquitetos e engenheiros já é acostumado com o CAD. Eduardo Luis Isatto, professor
da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, diz que é provável que os escritórios
percam produtividade quando começarem a implementar o BIM, mas consigam níveis
superiores quando tiverem aderido a mais tempo o uso da tecnologia. "No BIM, todos
os objetos da edificação precisam ser modelados - lavatórios, janelas, portas. No
37
começo, o projetista precisa fazer isso manualmente, o que tomará tempo de trabalho.
Depois, ele apenas usa esses modelos já prontos", explica (FARIA, 2007).
Segundo Graf et. al (2012), apesar das limitações e da necessidade de uma
planilha eletrônica como apoio, o uso de ferramentas próprias da plataforma BIM,
como, Revit Architecture 2012 ou ArchiCAD 18.
“Podem ser de grande valia para as decisões de projeto que visam diminuir
os impactos ambientais e, uma vez criados os elementos construtivos, uma
edificação pode ter o seu layout alterado e, automaticamente, serem obtidos
resultados novos quanto aos impactos. Pode-se experimentar a troca de tipos
de elementos (cada qual com sua composição de materiais) até a obtenção
de um resultado satisfatório.
2.3.5 Estudos em BIM no Brasil em Relação ao Cenário Mundial
Segundo Kassem et al. (2015), a construção civil no Brasil representa 2% da
indústria da construção no planeta, estando, portanto, entre as maiores do mundo. As
pesquisas no Brasil sobre BIM são bastante recentes (Andrade et. al, 2009). No
entanto, Kassem et al. (2015), declara que os agentes responsáveis pela elaboração
e execução das políticas no Brasil estão procurando desenvolver iniciativas que
contribuem para propagação do BIM na indústria da construção.
O poder público também vem se modernizando e inserindo o BIM nas suas
gestões. Iniciativas governamentais são motivadas pelas vantagens já citadas mas
também por aumentar as exportações e estimular o crescimento econômico.
Fomentar a ferramenta é de grande auxílio na popularização e facilidade na utilização
da mesma (KASSEM et al., 2015).
Segundo Kassem et al (2015), para o fortalecimento da plataforma, é
necessário desenvolver a integralização das atividades dos Ministérios do
Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), das Cidades, do
Planejamento, Orçamento e Gestão (MPOG). Outro fator determinante é tornar
obrigatório o uso do BIM em projetos do Governo Federal, em etapas, desde a sua
concepção e orçamento até o cronograma. Também é preciso criar três comitês
dirigentes: o “comitê de direção técnica”, formado por especialistas, que determine
regras e padrões na utilização da ferramenta, cujas diretrizes primárias deverão ser
entregues 2016 e uma evolução em 2018; o “comitê de direção de educação e
38
treinamento”, que garanta a especialização em BIM em ensino superior e técnico; por
fim, o “comitê de direção de engajamento”, que garanta a participação da indústria em
todo o país.
A TABELA 6 elenca oito elementos das políticas do BIM no Brasil e em mais 5
países da União Européia (Reino Unido, França, Holanda, Finlândia e Noruega).
Pode-se notar que cada um dos elementos foi encontrado em pelo menos três dos
países. A elaboração de estratégias, visão e o marco do BIM, foi iniciado por todos os
países estudados, porém somente alguns deles chegaram a concluir esse elemento
plenamente. No Reino Unido e na França os propósitos do BIM são incluídos como
um método de construção governamental. Já na Finlândia, Noruega e Holanda os
propósitos são autônomos determinados pelas mais importantes organizações
estatais (Kassem et. al, 2015).
TABELA 6 - COMPARAÇÃO DOS ESTADOS DOS COMPONENTES DE POLÍTICA BIM ENTRE OS SEIS PAÍSES.
FONTE: KASSEM et al. (2015).
Kassem et. al (2015), interpreta a TABELA 6 sugerindo que há uma grande
disparidade entre as políticas do BIM no Brasil e na França e aquelas dos demais
países citados nas áreas de estratégia e visão, padrões, protocolos e guias e
motivadores e promotores do BIM. Por outro lado, ele acredita que em outras áreas,
tais como resultados padronizados, marco regulatório e educação e aprendizado, a
lacuna entre o Brasil e outros países (exceto o Reino Unido) é menor.
39
A partir de análises de artigos que tratam do BIM em publicações de eventos
no Brasil, Andrade et. al (2009), sugere o aprofundamento de pesquisas em BIM
associando às metodologias de projeto digital e também constata que a prática de
projeto em escritórios de arquitetura no Brasil ainda está na primeira geração de uso
do BIM. Finalmente, segundo Kassem et. al (2015), a implantação do Sistema OPUS,
uma estrutura de TI, a qual é usada para aquisição e gerenciamento de projetos em
BIM para o exército brasileiro por todo o país, é considerada um progresso significativo
no Brasil se comparado com os demais países.
2.3.6 Análise de Custo de Projetos
As atividades que envolvem as etapas da execução de um projeto podem ser
consideradas independentes umas das outras, mas das quais o produto final depende
em termos de qualidade, prazo e orçamento. Cada uma dessas atividades é
normalmente realizada por equipes diferentes, que não estão a par das
responsabilidades das demais. Isso acarreta muitas divergências já durante o
desenvolvimento da obra, causando prejuízos financeiros e atrasos. A
compatibilização de todos os projetos envolvidos torna-se primordial para que se
alcance uma otimização generalizada. Na indústria de manufatura, em que é
considerado o desenvolvimento dos produtos de forma integrada, é possível observar
uma grande eficiência quanto ao cronograma, custo e satisfação do cliente com o
produto final (AYRES FILHO, 2009).
2.3.7 Utilização do Modelo BIM para Redução de Custos de Projetos
Uma das fases que demanda maior atenção do orçamentista é o levantamento
de quantidades a partir da leitura de áreas e volume do projeto (MATTOS, 2006). Esta
etapa pode representar até 80% do tempo necessário para realizar todo o processo
de estimativa de custo (SABOL, 2008). Erros nesta análise podem muitas vezes ser
um grande fator de encarecimento do empreendimento. O uso de sistemas de
informação, como o BIM, proporcionam uma quantificação automática e precisa
fazendo com que o erro humano seja evitado (MATTOS, 2006). Tal característica
40
permite também uma redução na variabilidade de custos e ainda o estudo de
diferentes cenários que atendam a preços mais acessíveis (WITICOVSKI, 2011).
Esse processo previne o retrabalho do orçamentista e, portanto, o tempo
economizado pode ser substituído na busca por melhores soluções de projeto, o que
tornaria as edificações mais baratas, com maior qualidade e construídas em menor
prazo (CARVALHO et al., 2013). Também, segundo Zghari (2013), as economias que
o BIM apresenta não são necessariamente apenas sobre o orçamento inicial, mas
sobre todo o custo do projeto incluindo imprevistos que causam excesso de gastos.
Vale salientar, que o BIM não resolverá todos os problemas que tenham um impacto
sobre os custos, mas a experiência tem mostrado que a melhora da qualidade da
informação pode colaborar para que os projetos sejam cada vez mais previsíveis
(ZGHARI, 2013).
2.3.8 Custo de Implantação da Sustentabilidade em um Projeto
Segundo Salih (2013), projetos sustentáveis devem ser justificados pelas várias
partes interessadas, sendo as considerações mais importantes os impactos
socioeconômicos e ambientais. Um projeto sustentável só é alcançado quando se tem
um impacto positivo sobre ambas as áreas. Sustentabilidade no projeto exige atenção
de diversos fatores, tais como infraestrutura, local da construção, o projeto
arquitetônico e a elaboração dos sistemas de construção.
A construção sustentável enfrenta desafios econômicos a diferentes níveis. No
nível macroeconômico, as metas de construção sustentável estão implementadas
mais ativamente nos países industrializados onde a produção da construção está
diminuindo. No entanto, em ambos os países menos desenvolvidos e recém-
industrializados, a produção da construção está aumentando, mas as metas de
sustentabilidade são mais difíceis de implementar. No nível mesoeconômico, o ramo
da indústria civil depende da implementação das metas do desenvolvimento
sustentável da economia nacional como um todo. As cadeias de abastecimento
alimentar neste setor são longas e entrelaçadas, o que torna difícil avaliar o efeito de
diferentes materiais, componentes e procedimentos. No nível microeconômico, os
edifícios são criados com horizontes de tempo mais curtos, em resposta a ser um
41
investimento derivado da demanda e que está cada vez mais dominado por
equipamentos mecânicos, elétricos e eletrônicos. O seu financiamento está sendo
ajustado para o curto e médio prazos, os quais estão em conflito com a construção
sustentável, cujos objetivos contam com a longos prazos (BON et al, 2000).
Embora a sustentabilidade tenha implicações em toda a vida de um edifício, os
arquitetos, engenheiros e demais profissionais envolvidos precisam ser sensíveis ao
valor acrescentado no preço do investimento. Os custos para o LCA são relativamente
baixos e tendem a diminuir conforme as empresas ganham experiência no seu uso
(SCHATSKY, 2011). Mesmo assim, devem ser contabilizados no orçamento dos
projetos para que a aplicação seja mais eficiente (CHERUBINI et al., 2015). O uso do
BIM também revela-se economicamente útil na aplicação da sustentabilidade.
Juntamente com o apoio da tecnologia adequada, ele pode potencialmente minimizar
o custo de um projeto. Isso é possível porque a plataforma permite que as informações
estejam facilmente disponíveis para o projeto, análise e certificação (SALIH, 2013).
2.4 SISTEMA BIM-LCA
A partir dos anos 80, foi evidenciada a necessidade de aliar alta qualidade,
baixo custo e curto tempo na execução dos projetos da construção civil. Essa
demanda fez com que surgissem novas maneiras de se desenvolver as atividades da
indústria, que estão se tornando cada vez mais complexas. Além disso, a
preocupação com os impactos ambientais que as obras causariam tornou-se
essencial (AYRES FILHO, 2009). Faz-se, então, necessário aliar os dois pontos.
BIM e sustentabilidade são conceitos relativamente novos na indústria da construção,
assim o seu relacionamento está apenas começando a mostrar o seu potencial. A
capacidade do BIM na entrega de informação tem sido valorizada pela sua tendência
de sustentabilidade da construção, particularmente em relação à tomada de decisões
nas fases iniciais do projeto e planejamento que podem beneficiar significativamente
otimizações de projeto em termos de redução do consumo de energia e,
consequentemente, diminuição dos impactos ambientais causados pelo o uso de
energia (WONG; FAN 2013; SCHADE et al., 2011). Kulahcioglu et al. (2012) afirmam
que a avaliação do desempenho ambiental dos edifícios em fase de projeto é
fundamental, uma vez que a substituição dos materiais de alto impacto sobre o meio
42
ambiente é possível. A plataforma BIM é bastante eficaz para superar as dificuldades
de adquirir os dados de construção necessários no LCA, como levantamento
quantitativo e composição de elementos.
Krygiel e Nies (2008) sugeriram várias inovações dentro do BIM como a
melhoria da interoperabilidade do software com a plataforma e integração de um
rastreador de contabilidade de carbono e dados meteorológicos, a fim de melhorar a
sua capacidade de obter dados relacionados com a sustentabilidade. As últimas
versões do ArchiCAD já apresentam essa ferramenta de contabilidade de carbono
incorporado. Azhar (2011), sugeriu o uso de BIM para selecionar a orientação edifício,
avaliar diversas opções de revestimento de faixadas, e realizar estudos de luz do dia
para seu posicionamento no canteiro selecionado, durante a fase de projeto,
aumentando assim a sua sustentabilidade. Holness (2008) observou que, devido à
tendência em direção a sustentabilidade de edifícios com redução de energia e
redução de emissões de carbono, os projetistas precisam analisar o edifício como um
processo de concepção e construção dinâmica totalmente integrado. Stadel et al.
(2011), sugeriu o uso de BIM com LCA para contabilizar a quantidade de carbono
incorporado nos materiais escolhidos na construção e o uso do BIM para calcular a
energia utilizada e o CO2 emitido durante a fase operacional do edifício. Numerosas
abordagens têm sido focadas na aplicação do BIM juntamente com LCA, fazendo com
que os projetistas e arquitetos se tornem capazes de realizar estimativas de energia
e avaliação do impacto ambiental dos edifícios nas fases iniciais do processo de
projeto (MOTAWA; CARTER 2013; SCHLUETER; THESSELING 2009; AZHAR et al.,
2011).
43
3 METODOLOGIA
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA
Atualmente, dois pontos importantes a serem considerados na concepção de
empreendimentos são a análise dos impactos que serão gerados à comunidade e ao
meio ambiente e a compatibilidade entre seus diversos projetos para evitar problemas
durante a fase de execução.
Existem inúmeras pesquisas em torno de sustentabilidade e edificações
sustentáveis. Porém poucas que envolvem a questão financeira e econômica das
mesmas. Os selos de sustentabilidade em edifícios são “check lists”, feitos na parte
de projeto e execução da obra que, teoricamente, medem o quão sustentável é a
edificação. Esta pesquisa apresenta uma maneira de calcular, por meio do uso do
LCA e do BIM, a sustentabilidade do edifício durante todo o seu ciclo de vida,
alinhando-o ao custo benefício da execução do projeto.
É importante discutir a sustentabilidade, como um todo, englobando todas as
suas vertentes: social, ambiental e econômica. Isso deve acontecer durante todo o
ciclo de vida da edificação e seus insumos. Só analisando todos esses elementos é
possível obter um resultado mais real e completo do quão sustentável é o
empreendimento. Por ser difícil chegar a resultados exatos, as análises devem ser
mais detalhadas possíveis. Essa limitação existe por inúmeros motivos, como a longa
vida útil do edifício e a dificuldade de quantificar os danos causados pelo mesmo.
Esse trabalho traz uma solução que impacta diretamente na causa de um dos
maiores problemas da humanidade: a depredação do meio ambiente. Por isso, é de
suma importância para o desenvolvimento sustentável. É uma base para arquitetos,
engenheiros e tecnólogos aprimorarem suas técnicas e conhecimentos em soluções
que buscam diminuir os impactos ambientais causados pela indústria da construção.
3.2 ESCOLHA DO ESTUDO DE CASO
O estudo de caso deste trabalho consiste na análise da variação da quantidade
de carbono incorporado e do custo de quatro diferentes tipos de vedação. O objetivo
44
é encontrar a opção que alie sustentabilidade e viabilidade econômica, mostrando o
melhor custo-benefício. O detalhe construtivo escolhido foi a vedação por aparecer na
grande maioria dos projetos executados na construção civil. Além disso, como existem
diferentes métodos para construí-la, a possibilidade de comparação é muito ampla.
Como estratégia de pesquisa, os dados foram obtidos através de quatro
modelos, contendo cada um 1 m² de parede. Estes representam, cada qual, um dos
diferentes tipos de vedações escolhidos. As opções estudadas foram duas
alternativas de alvenaria - convencional (bloco cerâmico) e de bloco de concreto,
ambas contendo acabamento em argamassa. E outras duas, Steel Frame e Wood
Frame, as quais são compostas por placas de gesso acartonado como o elemento de
vedação principal. Essas foram as opções escolhidas pois são as mais utilizadas
mundo a fora e no Brasil, além de englobarem os materiais mais básicos da
construção civil.
O estudo de caso trabalha com esse detalhe construtivo, mas o mesmo
processo poderia ser aplicado para qualquer outro item de um projeto e para toda uma
edificação.
3.3 SELEÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA
A pesquisa traz um estudo de caso, que pode ser aplicado em pequena, média
e grande escala, por microempresas e empresas líderes de mercado. Também pode
ser usada por outros pesquisadores da área como base para novas pesquisas.
Ela faz a análise do ciclo de vida, financeira e quantitativa de quatro diferentes
tipos de vedações. Foram utilizados os softwares SimaPro para a análise do ciclo de
vida e o ArchiCAD para as análises quantitativas e orçamentárias, com o auxílio de
planilhas eletrônicas, neste caso criadas no Microsoft Office Excel.
A pesquisa pode ser considerada como quantitativa pois traz dados e valores
obtidos pelos softwares envolvidos e qualitativa pois além dos dados calculados serão
analisados fatores adimensionais, como o impacto social.
Para a análise da sustentabilidade, foi escolhida a quantificação de carbono
incorporado em cada insumo necessário para a construção dos tipos de vedação. Já
no âmbito de integração dos diversos fatores envolvidos no projeto, foi feita a relação
entre os dados de CO2 incorporado em cada elemento e o quantitativo de material
45
para cada metro quadrado de parede e o seus custos totais, que mostraram, então,
qual a opção mais sustentável. A FIGURA 9 apresenta a metodologia aplicada para
este estudo de caso por meio de um organograma.
FIGURA 9 – ORGANOGRAMA DA METODOLOGIA CONCEBIDA NESTE TRABALHO. FONTE: AUTORES (2015).
Primeiramente, foi necessário fazer o quantitativo de materiais para um metro
quadrado de parede de cada método construtivo. Foram utilizadas as Tabelas de
Composições de Preços para Orçamentos, a TCPO, da editora PINI. Nesse trabalho,
foi utilizada a 13ª edição do livro, publicada em 2010. Alguns quantitativos não
constavam nessas tabelas e, por tanto, foram necessárias outras fontes, como
informações fornecidas diretamente por profissionais da área, empresas e até mesmo
da biblioteca do software utilizado para o LCA.
A escolha dos softwares foi feita considerando alguns fatores determinantes. O
SimaPro, desenvolvido pela Pré Consultants, da Holanda, possui licenças comerciais
(Compact, Analyst e Devolper) e também educacionais (Faculty, Classroom e PhD).
Através dele, é possível calcular a pegada de carbono e o impacto ambiental causado
por cada detalhe construtivo e permite a comparação entre produtos e seus ciclos de
vida.
O programa foi considerado o mais adequado pois ele é de fácil acesso e tem
uma grande biblioteca com um eficiente banco de dados frequentemente atualizado
devido à possibilidade de inserção de novas informações por qualquer usuário. Elas
são salvas no sistema e compartilhadas. Além disso, ele desenvolve diversos
diagramas didáticos que ajudam na visualização da análise, tais como ramificação de
46
elementos presentes no item analisado e gráficos comparativos entre insumos
escolhidos.
Foi utilizada a versão 8 Faculty do SimaPro, ferramenta para Análise de Ciclo
de Vida de nível 1A, cuja licença foi gentilmente cedida pela Professora Adriana de
Paula Lacerda Santos. Dentre os métodos oferecidos pelo programa, o escolhido foi
o IPCC 2007 e a sua biblioteca Ecoinvent, cujo banco de dados oferece mais de 4000
inventários.
Apesar da ampla biblioteca de dados, foi necessária a criação de alguns
elementos para que o estudo ficasse mais realista. Com a ajuda de um especialista,
foi montado um traço para argamassas de assentamento, chapisco e reboco. De
acordo com cada um desses traços e com os insumos existentes no biblioteca do
programa, foram inseridas no software as argamassas ideais e as mesmas foram
utilizadas nas vedações de blocos cerâmicos e de concreto. Também houve a
necessidade da criação de um bloco de concreto.
O outro software utilizado no estudo de caso foi o ArchiCAD. Ele foi criado dada
a necessidade de programas compatíveis com a plataforma BIM. Essa plataforma tem
como objetivo apresentar um CAD aprimorado, transformando as linhas em
informação quantitativa e qualitativa.
O ArchiCAD foi escolhido, principalmente, pois possui informação de
quantidade de carbono incorporado em cada insumo modelado ou a possibilidade de
inserção da mesma. No caso do desenvolvimento do estudo de caso, foram inseridos
no software dados gerados pelo SimaPro, pois os mesmos foram gerados a partir dos
materiais e seus insumos exatos que foram determinados para análise e, por tanto,
são mais apropriados e apurados. Além disso, ele é um programa didático, de
manuseio fácil e intuitivo. Somado à indicação de profissionais que trabalham com o
software, ficou claro que o ArchiCAD era o mais apropriado para ser usado no
trabalho.
A partir da modelagem, através do ArchiCAD, é possível extrair todos os
quantitativos dos materiais utilizados e modelados. Esses dados são transferidos para
uma tabela Excel, onde fica facilitado o cálculo orçamentário, análise fundamental
nesse trabalho. Isso acontece pois já é possível inserir nessa mesma tabela os valores
medianos de mercado de cada material em cada método construtivo. Esses valores
foram retirados do SINAPI, Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da
Construção Civil, que divulga mensalmente custos e índices dessa indústria. Ele é
47
gerido pela Caixa Econômica Federal e pelo IBGE. Sendo o primeiro responsável pela
parte técnica como especificação de insumos, composições de serviços e projetos
referenciais, e, também, pelo processamento desses dados. Já o segundo, faz a
pesquisa mensal de preço, a metodologia e a formação dos índices. Desde 2003, o
Sistema se tornou limitador de preços para serviços contratados com recursos do
Orçamento Geral da União pela Lei de Diretrizes Orçamentárias. Assim, não haveria
fonte de custos mais confiável para esse estudo de caso. Além dos valores dos
insumos, o sistema fornece também preços medianos de mão de obra e
equipamentos, os quais não foram considerados nesse estudo.
48
3.4 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO DE CASO
3.4.1 Quantitativos
A TCPO 13 foi utilizada como base para a determinação das quantidades de
cada material em cada modelo de 1 m² das paredes de alvenaria. Primeiramente, foi
analisada a vedação com blocos cerâmicos, de acordo com a TABELA 7.
TABELA 7 - QUANTITATIVOS PARA 1 M² DE PAREDE DE ALVENARIA COM BLOCOS CERÂMICOS.
FONTE: TCPO 13 (2008).
A espessura escolhida foi de 19 cm. Assim, os consumos utilizados estão
presentes na coluna da direita. Como para a parede de alvenaria com blocos de
49
concreto foi determinada uma espessura de 19cm, os detalhes escolhidos estão na
terceira coluna, da esquerda para a direita, da TABELA 8.
TABELA 8 - QUANTITATIVOS PARA 1 M² DE PAREDE DE ALVENARIA COM BLOCOS DE CONCRETO.
FONTE: TCPO 13 (2008).
O traço da argamassa utilizada nestes casos foi mudado para 1:2:8 em volume,
o que influencia apenas nos consumos dos insumos da mesma. Por tanto, houve uma
adaptação nos dados dessas tabelas. Os novos consumos estão representados na
TABELA 9.
TABELA 9 - QUANTITATIVOS PARA M³ DE ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8.
Argamassa 1:2:8 areia lavada tipo média 0,05124 m3 cal hidratada CH III 7,644 kg
cimento portland CP II – E 32 7,644 kg FONTE: TCPO 13 (2008).
50
Além do assentamento, também foram considerados o chapisco e o reboco. A
argamassa de reboco é a mesma utilizada no assentamento. Já a utilizada no
chapisco, apresenta traço 1:3, com os consumos na TABELA 10.
TABELA 10 - QUANTITATIVOS PARA M³ DE ARGAMASSA TRAÇO 1:3.
Argamassa 1:3
areia lavada tipo media 0,0061 m3
cimento portland CP – II 2,43 Kg
FONTE: TCPO 13 (2008).
Os quantitativos do Wood Frame e do Steel Frame foram calculados
diretamente pelo modelo já constante na biblioteca Ecoinvent. A efeito de conferência,
foi feita uma pesquisa por meio de outras fontes.
Para o Steel Frame, houve uma adaptação nos quantitativos nos dados presentes na
TCPO 13, conforme TABELA 11.
TABELA 11 - QUANTITATIVOS PARA M² DE STEEL FRAME.
FONTE: TCPO 13 (2008).
No caso do Wood Frame, a TCPO 13 não foi utilizada como base, uma vez que
não apresenta esses dados. Dessa forma, os elementos foram verificados com dados
fornecidos pela Professora Heloísa Fuganti Campos, Mestre em Engenharia de
Construção Civil, pela UFPR. Segundo Heloísa a composição do Wood Frame,
depende se a parede é interna ou externa e do tipo de montante. Para alto padrão
normalmente usa-se de 4,5 x 9,0 cm ou 4,5 x 14,0 cm e baixo padrão 3,8 x 9,0 cm.
Foi escolhido trabalhar com o montante de alto padrão de 4,5 x 9,0 cm. O material
existente na biblioteca foi então comparado com as características de paredes
internas de alto padrão presente na TABELA 12.
51
TABELA 12 - QUANTITATIVOS PARA M² DE WOOD FRAME. FONTE: PROFª. HELOÍSA FUGANTI CAMPOS.
FONTE: AUTORES (2015).
Os componentes da biblioteca do SimaPro foram comparados com os
passados pela Profª Mestre Heloísa. Estes valores são similiares e, por isso, foi optado
a utilização dos dados do SimaPro para facilitar o cálculo do LCA. O quantitativo
apresentado pela biblioteca também mostrou-se completo. Por exemplo, já estavam
incluídos dados como quantidade de parafuso, os quais são muito significativos para
o ciclo de vida mas que seriam pouco relevantes na análise de quantitativos de
projetos e não seriam contabilizados na prática.
3.4.2 Carbono Incorporado
Ao se calcular a quantidade de carbono incorporado nas vedações em
alvenaria, foi feita toda a composição das paredes. Tanto na opção com blocos
cerâmicos, quanto com blocos de concreto, foram incluídos na análise argamassas
de reboco e assentamento de traço 1:2:8 em volume e de chapisco de traço 1:3 em
volume e os resíduos desses materiais e seus insumos. A dimensão dos blocos
considerados é 9cm X 19cm X 19cm quando feitos em cerâmica e 19cm X 19cm X
39cm em concreto. Os quantitativos extraídos da TCPO foram comparados com os
materiais presentes e criados na biblioteca do SimaPro. Essa compação pode ser
vista nas TABELA 13 e TABELA 14. No caso das alvenarias foi desconsiderado o uso
do misturador de argamassa.
TABELA 13 - COMPARAÇÃO ENTRE OS QUANTITATIVOS UTILIZADOS PARA PAREDE COM BLOCOS CERÂMICOS.
FONTE: AUTORES (2015).
52
TABELA 14 - COMPARAÇÃO DOS QUANTITATIVOS UTILIZADOS PARA PAREDE COM BLOCOS DE CONCRETO.
FONTE: AUTORES (2015).
A diferença de carbono incorporado sobre os três diferentes tipos de blocos de
concreto mostrou-se bastante significativa, o que tornou a análise mais complexa. Os
blocos considerados foram bloco de concreto de 4 MPa sem função estrutural criado
especialmente para o trabalho, bloco de concreto também sem função estrutural da
biblioteca do software e bloco de concreto autoclavado também pertencente ao banco
de dados do programa. Todos os diferentes blocos tem as mesmas dimensões.
Como dito anteriormente, na composição das paredes dos frames foram
utilizados dados da própria biblioteca do software que já forneceram os dados totais.
Não foi necessário compô-las insumo por insumo. Segundo o programa, o Wood
Frame é composto por placas de gesso acartonado para a vedação em si, espuma de
poliestireno para o revestimento, a madeira das vigas e pilares, os parafusos de zinco
e os resíduos de todos esses materiais. No Steel Frame, é preciso ressaltar também
o uso de placas de gesso acartonado para a vedação em si, espuma de poliestireno
e lã de rocha para o revestimento, aço e alumínio para as guias, os parafusos de zinco
e os resíduos de todos esses materiais.
Após a inserção dos materiais e seus quantitativos, dentre várias opções foi
escolhido o Método IPCC 2007 para o cálculo do LCA. Esse foi o método escolhido
pois a informação gerada por ele é justamente a quantidade de carbono incorporado
do produto.
Por fim, ao processar o software, foi calculada a quantidade incorporada de
carbono no m² de parede de cada tipo de vedação. Além de fornecer os resultados
para a parede toda, ele também a decompõe e apresenta as quantidades de CO2 em
cada insumo e a porcentagem que o representa no todo. É possível ainda fazer um
comparativo entre as diversas paredes criadas. Esses dados são mostrados através
de diversas representações gráficas e esquemáticas, como, por exemplo, nas
FIGURA 10, FIGURA 11 e FIGURA 12, os demais resultados calculados pelo software
podem ser encontrados no Apêndice A deste trabalho.
53
FIGURA 10 - COMPOSIÇÃO DA PAREDE DE ALVENARIA COM BLOCOS CERÂMICOS, COM SEUS COMPONENTES E AS RESPECTIVAS PORCENTAGENS DE CARBONO INCORPORADO.
FONTE: AUTORES (2015).
54
FIGURA 101 - COMPARATIVO ENTRE A EMISSÃO DE CO2 DAS PAREDES DE WOOD FRAME (EM LARANJA) E DE STEEL FRAME (EM VERDE). FONTE: AUTORES (2015).
55
FIGURA 11 - ESQUEMA DA QUANTIDADE DE CARBONO INCORPORADO NA PAREDE DE STEEL FRAME E SEUS ELEMENTOS MAIS SIGNIFICATIVOS.
FONTE: AUTORES (2015).
56
3.4.3 Modelagem
Para a modelagem, foi utilizado o software ArchiCAD 19. No programa, foram
desenhadas as quatro paredes que representam os quatro métodos construtivos.
Os desenhos foram executados alternando entre as visualizações em planta e
3D. Sendo que estes contém as informações de sua identidade. Por exemplo, ao
elemento desenhado já se agrega a informação sobre de que material ele é feito, com
dimensões exatas tanto em planta quanto em corte.
O nível de detalhamento que um metro quadrado de parede exige é muito maior
do que é usado na prática na modelagem de projetos com mais elementos de
construção. Por isso, um consenso do que seria considerado teve que ser feito.
Insumos de menor importância para a execução prática, como pregos e cola, não
foram modelados, porém foram incorporados nos custos e na análises de ciclo de
vida. Também por causa do nível de detalhamento que o software proporciona, nas
paredes de alvenaria (bloco cerâmico e bloco de concreto) as argamassas de
assentamento não puderam ser detalhadas. As soluções mais convenientes foram
incorporar a quantidade da argamassa nos blocos, assim como a quantidade de
carbono incorporado e custo, e incorporar a sua quantidade como parte do
acabamento, junto com o chapisco e reboco. Essas duas soluções foram escolhidas
por serem mais práticas e fáceis de serem aplicadas em projetos e orçamentos. Os
modelos podem ser visualizados nas FIGURA 13 e FIGURA 14.
Para a modelagem do Steel e Wood Frame, foi necessário modelar (FIGURA
15 e FIGURA 16), primeiramente, os perfis das guias e montantes neles utilizadas.
Para isso, perfis complexos tiveram de ser criados. Perfis "C" e "U" para as guias de
Steel Frame e um perfil retangular para os montantes do Wood Frame. A função “perfis
complexos” do software é utilizada para se modelar perfis que não tem o padrão
daqueles fornecidos pela biblioteca do programa, o que aconteceu no estudo de caso
desse trabalho.
Após essa etapa, foi preciso criar as paredes utilizando esses perfis,
modelando ainda o material de isolamento térmico e acústico e as placas de gesso
acartonado.
57
FIGURA 13 - MODELO EM ALVENARIA DE CONCRETO.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 14 - MODELO EM ALVENARIA CERÂMICA.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 1512 - MODELO WOOD FRAME. FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 136 - MODELO STEEL FRAME. FONTE: AUTORES (2015).
58
É importante ressaltar que esse é um exemplo de metro quadrado desses
métodos construtivos. Como a carga estrutural varia dependendo do projeto, é
possível que seja necessário menos ou mais perfis no metro quadrado. Os metros
quadrados apresentados são genéricos. Foram modeladas paredes de 3 metros de
altura por 5 de comprimento, das quais apenas foi considerado 1 m² de parede.
3.4.4 Extração dos Quantitativos para o custo
3.4.4.1 ArchiCAD
É possível extrair os quantitativos e as propriedades dos elementos presentes
no modelo utilizando a opção “Contagem de Quantidades” dentro de “Mapa de
Projeto” localizada no navegador do Software, conforme mostra a FIGURA 17. Os
valores são apresentados em uma tabela dentro da própria ferramenta, FIGURA 18,
a qual pode ter seus dados extraídos diretamente para uma planilha de apoio, neste
caso para o Excel.
FIGURA 17 - LOCALIZAÇÃO DA OPÇÃO CONTAGEM DE QUANTIDADES NO SOFTWARE ARCHICAD.
FONTE: AUTORES (2015).
59
FIGURA 148 - CONTA DE QUANTIDADES DENTRO DO SOFTWARE ARCHICAD. FONTE: AUTORES (2015).
Dentro de inúmeras opções de variáveis a serem extraídas, foi escolhido
considerar as variáveis de massa e área de cada componente presentes nas
vedações. Também poderia ter sido extraído o carbono incorporado dos mesmos,
porém foi optado por utilizar os valores obtidos pelo SimaPro considerando o m² de
cada vedação, e não cada elemento individualmente.
Conforme a FIGURA 19 mostra, utilizando o ArchiCAD 19, é possível inserir um
valor específico para a quantidade de quilograma de carbono incorporado por
quilograma de material, ou utilizar o que já vem disponível pelo software.
60
FIGURA 159 - LOCALIZAÇÃO DA OPÇÃO PARA INSERIR O VALOR DE CARBONO
INCORPORADO NO SOFTWARE ARCHICAD. FONTE: AUTORES (2015).
Os valores obtidos atráves do SimaPro são referentes ao kg CO² / m² de
parede, os quais são mais fáceis de serem manuseados se comparado com os do
ArchiCAD que trabalham com kg CO² / kg de material. Dessa maneira, para
simplificação do processo, foi utilizado uma planilha de apoio com os dados obtidos
pelo primeiro software.
61
3.4.4.2 Orçamentos e SINAPI
Para a obtenção dos preços dos insumos da construção foi utilizada a tabela
SINAPI, da Caixa Econômica Federal e IBGE, com os preços atualizados referentes
ao mês de agosto e setembro de 2015. Foram usadas duas tabelas da SINAPI, a de
insumos e a de composição de custos ambas não desoneradas e do estado do
Paraná. As tabelas foram escolhidas como base para a composição de custo pois são
uma fonte confiável.
No entanto, os tipos de vedações de Wood Frame e Steel Frame não estão
presentes na tabela de composição de custos e preços de insumos do SINAPI, por
isso houve a necessidade de solicitar orçamentos com empresas especializadas
nestes ramos.
62
4 RESULTADOS
4.1 AVALIAÇÃO CICLO DE VIDA (SIMAPRO)
A TABELA 15 mostra a quantidade de carbono incorporado em cada tipo de
vedação e seus insumos, em quilogramas, por metro quadrado de parede, obtida no
SimaPro.
TABELA 15 - QUANTIDADE DE CO2 INCORPORADO NOS ELEMENTOS ANALISADOS.
FONTE: AUTORES (2015).
No caso da parede de alvenaria com blocos cerâmicos, os blocos são os
maiores impactadores, emitindo 29,2kg de carbono dentre os 50,3 de todo o metro
quadrado de parede. Já os resíduos apresentam a menor quantidade.
Em todas as paredes em que foi usado bloco de concreto para a vedação, o
próprio bloco foi o elemento com maior impacto. Tanto o bloco de concreto (1:10) sem
função estrutural, quanto o bloco apresentado pela bibliteca do SimaPRO emitem
praticamente a mesma quantidade de CO2. Já o bloco autoclavado tem um impacto
63
mais de duas vezes maior. Os resíduos e as argamassas, em todos os casos, tem
valores bem menores.
Na parede de Wood Frame, é possível observar que os isolamentos acústico e
térmico são responsáveis pela maior quantidade de carbono incorporado e, mesmo
assim, o valor é muito mais baixo quando comparado aos outros métodos
construtivos.
Na parede de Steel Frame, os perfis e guias metálicos são responsáveis por
mais de 50% do valor total desse método construtivo. Já as placas de gesso
acartonado são o elemento que tem menor impacto nessa vedação.
4.2 QUANTITATIVOS (ARCHICAD)
A TABELA 16 mostra os valores de quantitativos extraídos por meio do
Software ArchiCAD.
TABELA 16 - QUANTATIVOS EXTRAÍDOS DO ARCHICAD.
FONTE: AUTORES (2015).
64
4.3 CUSTOS
A TABELA 17 e TABELA 18 apresentam o custo total calculado utilizando a
tabela SINAPI de outubro de 2015 e orçamentos extras.
TABELA 17 - CÁLCULO DO CUSTO TOTAL DAS ALVENARIAS.
FONTE: AUTORES (2015).
TABELA 18 - CÁLCULO DO CUSTO TOTAL PARA OS “FRAMES”.
FONTE: AUTORES (2015).
4.4. RESULTADO GERAL
Para fins de comparação a TABELA 19 apresenta todos os dados tanto
de carbono incorporado quanto dos custos.
65
TABELA 19 – APRESENTAÇÃO DOS VALORES DE CUSTO E CARBONO INCOPORADO PARA CADA TIPO DE VEDAÇÃO.
FONTE: AUTORES (2015).
66
5 ANÁLISE DOS DADOS OBTIDOS / DISCUSSÃO
Foram realizadas duas análises principais: uma referente a quantidade de
quilograma de carbono incorporado em cada m² de parede, e outra do custo de
execução de cada uma das vedações. Não é coerente fazer uma comparação
entre os métodos de Steel Frame e Wood Frame e os métodos de alvenaria, pois
os primeiros têm também função estrutural, questão não analisada no sistema
construtivo do segundo neste trabalho. Devido a esta incompatibilidade foi feita
uma análise mais criteriosa, levando em consideração este aspecto.
Sobre o custo, constata-se que o wood frame é a opção mais viável
economicamente, pois se apresenta 17% mais barato que a alvenaria de bloco
cerâmico, como pode-se ver na FIGURA 20. O steel frame é o método mais caro
entre os quatro no Brasil, não sendo uma opção financeiramente viável quando
só se analisa custos de execução e materiais, porém deve-se lembrar que o
método é considerado mais rápido e limpo o que pode diminuir o custo total da
obra.
FIGURA 20 - COMPARAÇÃO DOS CUSTOS TOTAIS PARA O M² DE PAREDE DE CADA
TIPO DE VEDAÇÃO. FONTE: AUTORES (2015).
R$-
R$50,00
R$100,00
R$150,00
R$200,00
R$250,00
ALVENARIA CERÂMICA
ALVENARIA CONCRETO
STEEL FRAME WOOD FRAME
R$105,77 R$116,44
R$230,00
R$90,12
Comparação de Custo (R$)
67
Dentro da análise de sustentabilidade, o único tipo de vedação que se
destacou possuindo um valor elevado de carbono incorporado foi o Steel Frame,
como mostra a FIGURA 21.
FIGURA 21 - COMPARAÇÃO DE CO2 INCORPORADO PARA O M² DE PAREDE DE CADA TIPO DE VEDAÇÃO.
FONTE: AUTORES (2015).
Comparando os dois tipos de alvenaria nota-se que a diferença de
preço e carbono incorporado não é muito significativa. A alvenaria de bloco de
concreto é um pouco mais sustentável e mais barata que a alvenaria de bloco
cerâmico. O que torna qualquer uma das opções vantajosa e competitivas tanto
em economicamente quanto ambientalmente. Também deve-se levar em
consideração na hora da escolha do método outros fatores, como a
especialização da mão de obra, disponibilidade de materiais, e tempo de
execução. O wood frame é a opção mais sustentável dentro dessa análise e
também a mais barata e o steel frame claramente a menos sustentável e mais
cara, como pode-se ver na FIGURA 22. É importante lembrar que quando se fala
de carbono incorporado alguns insumos são muito significativos como por
exemplo o parafuso, que possuí um alto índice de carbono incorporado porém
um custo insignificante comparado ao custo total da parede.
00,00 Kg
20,00 Kg
40,00 Kg
60,00 Kg
80,00 Kg
100,00 Kg
120,00 Kg
140,00 Kg
160,00 Kg
ALVENARIA CERÂMICA
ALVENARIA CONCRETO
STEEL FRAME WOOD FRAME
50,30 Kg45,30 Kg
159,00 Kg
36,90 Kg
Comparação de CO2 incorporado (Kg)
68
FIGURA 162 - COMPARATIVO DE CUSTO TOTAL X CO2 INCORPORADO PARA CADA TIPO DE VEDAÇÃO POR M².
FONTE: AUTORES (2015).
5.1 CURVA ABC APLICADA A SUSTENTABILIDADE
Para fins de análise, foi decidido desenvolver uma curva ABC para melhor
representar o comportamento relativo a quantidade de carbono incorporado em
cada um dos materiais dentro dos tipos de parede.
5.1.1 Parede de Alvenaria de Bloco Cerâmico
Conforme a TABELA 20 e FIGURA 23, considerando os materiais
presentes neste tipo de vedação, pode ser verificado que o bloco cerâmico é o
material com maior porcentagem de CO2 incorporado dentro desta edificação,
sendo classificado como parte do grupo A da curva ABC, junto com a argamassa
usada para assentamento. Dentro do grupo B, foi classificado a argamassa para
chapisco e como elementos do grupo C estão presentes a argamassa para
reboco e os resíduos da parede.
ALVENARIA CERÂMICA ALVENARIA CONCRETO STEEL FRAME WOOD FRAME
R$105,77 R$116,44
R$230,00
R$90,12
50,30 Kg 45,30 Kg
159,00 Kg
36,90 Kg
Custo (R$) x CO2 incorporado (Kg)
69
TABELA 20 - DADOS ALVENARIA BLOCO CERÂMICO.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 17 - CURVA ABC ALVENARIA BLOCO CERÂMICO.
FONTE: AUTORES (2015).
5.1.2 Parede de Alvenaria de Bloco de Concreto
O bloco de concreto junto com a argamassa para assentamento compõem
em torno de 85% da quantidade de CO2 incorporado desta parede, sendo ambos
categorizados como classe A. Como classe intermediária, tem-se apenas a
argamassa para chapisco, como é o caso também da parede com blocos
cerâmicos. Dentro do grupo C, formado por elementos de menor proporção
dentro da vedação, tem-se os resíduos e a argamassa para reboco (TABELA 21
e FIGURA 24).
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00 kg CO²
5,00 kg CO²
10,00 kg CO²
15,00 kg CO²
20,00 kg CO²
25,00 kg CO²
30,00 kg CO²
Bloco Cerâmico Argamassa paraAssentamento -
traço 1:2:8
Argamassa paraChapisco - traço
1:3
Argamassa paraReboco - traço
1:2:8
Resíduos
Parede de Alvenaria de Bloco Cerâmico sem Função Estrutural
70
TABELA 21 - DADOS ALVENARIA BLOCO DE CONCRETO.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 184 - CURVA ABC ALVENARIA BLOCO DE CONCRETO.
FONTE: AUTORES (2015).
5.1.3 Parede de Wood Frame
Como elemento de maior proporção dentro do Wood Frame, classificado
no grupo A tem-se apenas os isolamentos térmico e acústico, conforme
apresenta a TABELA 22 e a FIGURA 25. Em seguida, na classe B, tem-se as
placas de gesso acartonado e os resíduos. Como menores contribuintes de
carbono incorporados, presentes na classe C, estão os parafusos e os
montantes de madeira.
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00 kg CO²
5,00 kg CO²
10,00 kg CO²
15,00 kg CO²
20,00 kg CO²
25,00 kg CO²
30,00 kg CO²
35,00 kg CO²
Bloco deConcreto (1:10)
Argamassa paraAssentamento -
traço 1:2:8
Argamassa paraChapisco - traço
1:3
Resíduos Argamassa paraReboco - traço
1:2:8
Parede de Alvenaria de Bloco de Concreto (1:10) sem Função Estrutural (4 Mpa)
71
TABELA 22 - DADOS PAREDE WOOD FRAME.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 19 - CURVA ABC PAREDE WOOD FRAME.
FONTE: AUTORES (2015).
5.1.4 Parede de Steel Frame
Os perfis e guias metálicos foram classificados como elementos do grupo
A. Na classe intermediária, grupo B, estão os isolamentos térmico e acústico
junto com os parafusos. Dentro do grupo C, formado por elementos de menor
proporção dentro da vedação, tem-se os resíduos e placas de gesso acartonado
(TABELA 23 e FIGURA 26).
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00 kg CO²
2,00 kg CO²
4,00 kg CO²
6,00 kg CO²
8,00 kg CO²
10,00 kg CO²
12,00 kg CO²
14,00 kg CO²
16,00 kg CO²
IsolamentosTérmico eAcústico
Placas de GessoAcartonado
Resíduos eoutros
Parafuso Madeira Serrada
Parede de Wood Frame com Gesso Acartonado
72
TABELA 23 - DADOS PAREDE STEEL FRAME.
FONTE: AUTORES (2015).
FIGURA 20: CURVA ABC PAREDE STEEL FRAME.
FONTE: AUTORES (2015).
5.2. LIMITAÇÕES DO TRABALHO
A maior limitação encontrada no presente trabalho foi a expiração da
licença do software SimaPro. O tempo para utilização da mesma foi muito curto
e esse estudo teve de ser realizado em quanto o trabalho ainda estava em uma
fase prematura. Com o desenvolvimento da pesquisa alguns equívocos foram
identificados e não puderam ser corrigidos. Como por exemplo o fato de que os
frames possuem função estrutural e as alvenarias não, isso tornou impossível a
comparação justa das quatro vedações, que era a ideia inicial. Outro problema
encontrado foi a diferença de unidades utilizadas em cada software para a
contagem de carbono incorporado no ArchiCAD quilograma de CO2 equivalente
por quilograma de material e no SimaPro quilograma de CO2 equivalente por
metro quadrado de parede. Essa diferença de unidades não possibilitou a
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00 kg CO²
10,00 kg CO²
20,00 kg CO²
30,00 kg CO²
40,00 kg CO²
50,00 kg CO²
60,00 kg CO²
70,00 kg CO²
80,00 kg CO²
90,00 kg CO²
Perfil e GuiaMetálicos
IsolamentosTérmico eAcústico
Parafuso Resíduos eoutros
Placas de GessoAcartonado
Parede de Steel Frame com Gesso Acartonado
73
extração automática dos dados de carbono equivalente do ArchiCAD, como
consequência os dados do LCA foram inseridos manualmente na tabela. Na
modelagem duas deficiências foram detectadas, relacionadas ao mesmo
problema, o nível de detalhamento do modelo. Na prática não se modela alguns
insumos como a argamassa de assentamento nas alvenarias e os parafusos dos
frames, o modelo ficaria muito pesado e demoraria muito tempo para ser
modelado. Como a contagem de carbono e de custo desses insumos eram
importantes os mesmos foram incluídos dentro de outros elementos.
74
6 CONCLUSÃO
Grande parte do prejuízo na construção civil é proveniente do retrabalho,
incluindo honorários de mão de obra e desperdício de materiais. Isso se deve à
descoberta tardia de problemas de projeto. Normalmente, esses problemas são
causados pela falta de comunicação entre os projetistas de diferentes áreas. O
BIM pode e faz essa ponte de ligação entre as informações dos diversos projetos
envolvidos na execução da edificação, acarretando uma economia significativa
no custo final. Inegavelmente, esse é o ponto mais importante hoje na indústria
da construção civil, mas é necessário também aliar outros fatores, tais como
tempo de execução, disponibilidade de materiais e mão de obra, qualidade do
produto final e os impactos gerados à comunidade e ao meio ambiente.
Neste trabalho, foi avaliado, além do custo, o ciclo de vida das diferentes
paredes de vedação através da quantidade de carbono incorporado em seus
insumos. Esses valores demonstram a sustentabilidade aplicada em cada
método analisado. Integrando esses dois pontos, foram obtidos resultados
palpáveis e passíveis de comparação para a melhor escolha ambiental e
econômica. Comercialmente, essa análise é de grande valia aos novos
empreendimentos, pois a sociedade se mostra cada vez mais preocupada com
o futuro do meio ambiente e, assim, esse apelo sustentável é eficaz no momento
da escolha do produto a ser adquirido.
Aliar os dois aspectos através de software é simples, rápido e aplicável
tanto a modelagens simples quanto a projetos mais complexos. Para empresas
que prestariam esse serviço, o uso do ArchiCAD é ideal pois o programa já
apresenta dados de carbono incorporado aos materiais da sua biblioteca, não
sendo necessária a extração desses dados do SimaPro. Além disso, é possível
a extração dos quantitativos de cada material em toda a modelagem para
planilhas de apoio em Excel, facilitando o orçamento final.
Para pesquisas acadêmicas, por exemplo, o nível de exatidão de dados
de carbono incorporado exigido pode ser maior. Por isso, uma alternativa para a
obtenção desses quantitativos é a utilização do SimaPro. O software fornece
essas informações de acordo com os insumos escolhidos pelo usuário, tornando
a análise mais criteriosa. Por tanto, pode-se concluir que a aplicabilidade da
75
interação entre as duas ferramentas, além de ser fácil e simples, é altamente
benéfica às empresas da área, às pesquisas científicas, ao consumidor e ao
meio ambiente. Esse método pode atuar na solução de problemas relacionados
à sustentabilidade na indústria da construção civil.
76
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ZGHARI, A. The cost saving benefits of BIM. Building Information Modelling
(BIM) Article From NBS. 2013. Disponível em:
87
http://www.thenbs.com/topics/bim/articles/costsavingbenefitsofbim.asp.
Acesso em: 05 out. 2015.
88
ANEXOS
89
ANEXO A - Resumo das existentes ferramentas para LCA.
Ferramentas LCA País Comentários
Nível 1A - Ferramentas de comparação de produtos para Profissionais de LCA SimaPro Holanda Essas ferramentas podem ser
utilizadas em diferentes regiões, mas está orientada para um
profissional.
GaBi Alemanha Umberto Alemanha
TEAM França
Nível 1B - Ferramentas de comparação de produtos para não-profissionais de LCA
LCE EUA
Protótipo a ser utilizado sem negligenciar questões de
especificidade contexto, as incertezas de dados, e
predominância da fase de uso.
OpenLCA Alemanha
Ferramenta modular para análise e sustentabilidade avaliações do
ciclo de vida com um conversor de formato (XML) e um módulo de
incerteza.
BEES EUA Combina LCA e LCC. Inclui tanto os
dados genéricos e de marca específica.
LCAiT Suécia Ferramenta para designers de
produtos e fabricantes.
TAKE-LCA Finlândia Ferramenta para comparação de
produtos de HVAC, incluindo conteúdo de energia e insumos.
Nível 2 - Ferramentas WPC
Athena Environmental Impact Estimator (EIE)
Canadá/EUA
Estas ferramentas utilizam dados e incorporam sistemas de
construção que são específicos para o país ou regiões para as
quais foram concebidos.
BRI LCA (energy and CO2) Japão
EcoQuantum Holanda
Envest Reino Unido
Green Guide to Specifications Reino Unido
LISA Austrália
LCADesign Austrália
LCADesign é uma ferramenta promissora que usa IFC para se comunicar com o BIM, mas os
dados do ambiente estão atualmente limitados a Austrália.
90
VE-Ware Reino Unido Ferramentas de simulação de
energia que não são baseadas em LCA, mas a ajudam
significativamente na elaboração de LCA dos edifícios.
Energy Plus EUA
Autodesk EcoTect & Green Building Studio
EUA/Multinacional
Nível 3 - Ferramentas de avaliação abrangente e de estrutura
BREEAM Reino Unido Utiliza dos resultados da
ferramenta de Nível 2, Green Guide.
GBTool Multinacional Plataforma experimental que aceita resultados de LCA ou
executa cálculos usando calculadoras embutidas.
Green Globes Canadá/EUA
Atribui uma elevada porcentagem de créditos de uso dos recursos com base em evidências de que uma equipe de projeto realizou
usando ferramentas de nível 1 ou 2.
LEED Canadá/EUA
Não baseado em LCA, mas está sendo desevolvido para incorporar o LCA em materiais piloto e crédito
de recursos.
FONTE: JRADE; ABDULLA (2012).
91
APÊNDICES
92
APÊNDICE A - Resultados SIMAPRO
93
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95
96
97
98
99
100
101
102
103
