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Tornando-se mais verde

Laje de núcleo oco

A crescente demanda por opções de construção sustentável está desafiando o setor de concreto pré-moldado a desenvolver novos produtos e materiais e a refinar os processos de produção.

Com o potencial de usar materiais locais e reciclados, o concreto tem muito a oferecer em termos de construção sustentável. Os produtos de concreto pré-moldado consistem predominantemente em agregados naturais e a disponibilidade local de agregados permite entregas com baixa pegada de carbono para a fábrica de pré-moldados. Além disso, os materiais são submetidos a um processamento ou tratamento químico mínimo. Isso faz com que o concreto tenha um valor de energia incorporada relativamente baixo, ao contrário de outros materiais altamente processados.

Em relação à reciclagem, as fábricas modernas de pré-moldados permitem alta eficiência de fabricação. As novas fábricas de pré-moldados são construídas com sistemas de reciclagem de ciclo fechado, em que todos os resíduos úmidos são automaticamente transportados de volta para uma usina central de reciclagem. Os edifícios de concreto fora de uso podem ser triturados e usados em aterros sanitários ou nas pistadas de suporte de carga das estradas. A reciclagem e a conservação da água também são uma característica comum das fábricas modernas de pré-moldados.

Laje de núcleo oco

Otimização do teor de cimento

A maior fonte de emissões de CO2 do setor de pré-moldados é o cimento, com uma grande pegada de carbono. O cimento representa até 70% da carga total de CO2 do elemento pré-moldado.

"A fabricação de cimento libera CO2 na atmosfera quando o calcário é calcinado. A produção de cimento em um forno a uma temperatura de mais de 1.400 graus Celsius também requer uma grande quantidade de energia térmica", explica o Professor de Prática em Tecnologia de Concreto, Jouni Punkki, da Aalto University, School of Engineering.

O setor de pré-moldados trabalha arduamente para reduzir as emissões de CO2 do cimento, desenvolvendo produtos pré-moldados e otimizando o teor de cimento no concreto.

"O uso de outros materiais cimentícios, como a escória de alto-forno granulada e moída da indústria siderúrgica e as cinzas de combustível pulverizadas de usinas elétricas movidas a carvão, está crescendo. Ambas as adições têm muito menos CO2 incorporado do que o cimento", diz Punkki.

A eficiência energética e de materiais das fábricas de cimento foi aprimorada com a utilização de resíduos de outros setores como combustível para o forno de cimento.

As lajes alveolares pré-tensionadas são um bom exemplo do uso eficiente de matéria-prima. As lajes alveolares proporcionam uma economia de até 45% no concreto em comparação com uma laje reforçada simples moldada no local.

Laje de núcleo oco

Menos de tudo com o pré-moldado

A produção de pré-moldados em condições controladas de fábrica tem um enorme potencial para melhorar a eficiência dos recursos de materiais, energia e processos. Em comparação com o cast-in-situ, o pré-moldado usa menos de tudo - menos cimento, menos água e menos aço. Ele produz menos resíduos no local e na fábrica. Isso faz com que a pegada de carbono do pré-moldado seja muito menor do que a da construção moldada no local.

"O concreto pode ser tratado termicamente de forma eficaz na fábrica de pré-moldados, reduzindo assim a quantidade de cimento necessária para os produtos de concreto. Também é possível usar aglutinantes alternativos em determinadas aplicações para reduzir as emissões de CO2", diz Punkki.

"Melhorar a eficiência estrutural também é importante. Vãos mais longos e estruturas mais avançadas também economizam material e reduzem a quantidade de cimento. Essas economias podem ser obtidas mais facilmente com o uso de concreto pré-tensionado."

As lajes alveolares pré-tensionadas são um bom exemplo do uso eficiente de matéria-prima. As lajes alveolares proporcionam uma economia de até 45% no concreto em comparação com uma laje reforçada simples moldada no local. Ao mesmo tempo, a quantidade de aço pré-tensionado pode ser reduzida em 30% devido ao menor peso próprio.

Para um apartamento médio, isso significa uma economia de 14,4 toneladas de concreto e 275 kg de aço.

Condições climáticas exigentes desafiam a construção

A boa durabilidade dos edifícios de concreto tem um valor significativo nas mudanças das condições climáticas. O agravamento de furacões e tornados desafia os materiais de construção a suportar chuvas fortes e detritos levados pelo vento.

De acordo com um estudo do Wind Engineering Research Center da Texas Technical University, foi comprovado que os sistemas de paredes de concreto resistem a 100% de todos os ventos com força de furacão conhecidos e a mais de 99% dos ventos com força de tornado.

Boas propriedades de isolamento e térmicas também são benéficas para o concreto pré-moldado. O concreto pré-moldado denso pode agir como um dissipador térmico e o concreto leve pode agir como um isolante e, em alguns edifícios, é possível ver o pré-moldado fazendo as duas coisas. A alta massa térmica, juntamente com o bom isolamento, torna o concreto versátil como um material muito competitivo.

Os núcleos ocos em pisos pré-moldados podem ser usados ou tubos podem ser moldados em lajes para formar sistemas de resfriamento que usam até 50% menos energia do que o ar condicionado.

As boas propriedades de isolamento do concreto pré-moldado são particularmente valiosas em países como a Índia e os Emirados Árabes Unidos, que têm clima úmido e alta demanda por construção.

Na Índia, onde a grave deficiência de energia é um grande desafio para o país em rápido desenvolvimento, há um interesse crescente na tecnologia de pré-moldados. O governo da Índia pretende construir mais de cem cidades inteligentes e sustentáveis nas próximas décadas.

"A Índia não pode se dar ao luxo de desperdiçar energia com edifícios mal construídos. É por isso que a construção de edifícios com baixo consumo de energia é vital", comenta Chander Dutta, Diretor Geral da Elematic India.

"As boas propriedades de isolamento do concreto pré-moldado são importantes, assim como as juntas lisas nas paredes, que levam a menos vazamento de energia quando uma casa é resfriada ou aquecida."

Local de construção de pré-moldados
Os produtos pré-moldados incorporam boas propriedades térmicas e de isolamento. Por exemplo, os núcleos ocos em pisos pré-moldados podem ser usados para formar sistemas de resfriamento que usam até 50% menos energia do que o ar condicionado. Quanto aos elementos de parede sanduíche, a pistada especial de isolamento pode reduzir drasticamente o consumo de energia de um edifício.

Casas "carbono zero" desafiam a construção

A energia associada à construção normalmente é responsável por apenas 10 a 20% do uso de energia de um edifício durante sua vida útil. No ciclo de vida de 50 anos de um edifício de escritórios, os elementos de concreto pré-moldado são responsáveis por menos de 3% da carga total de CO2.

Os papéis das diferentes fases na vida útil de um edifício estão prestes a mudar notavelmente, diz Jouni Punkki, profissional de concreto pré-moldado.

"A proporção da pegada de carbono operacional diminuirá drasticamente à medida que os edifícios com eficiência energética e a energia de baixa emissão ganharem terreno. A meta de residências com emissão zero de carbono já está se tornando bem estabelecida na Europa", diz Punkki.

Punkki vê a tendência como um desafio positivo para o setor de construção.

"Atualmente, a ênfase está na energia operacional consumida. As regulamentações e os impostos são feitos para apoiar soluções de eficiência energética. É provável que o mesmo aconteça no setor de construção."

Na visão de Punkki, a tributação de imóveis e os volumes de construção permitidos poderiam ser baseados em emissões.

"No futuro, as características benéficas de sustentabilidade do concreto pré-moldado, especialmente os produtos locais, a reciclagem bem organizada de materiais e a melhoria da eficiência dos recursos, são favoráveis para as empresas do setor", acredita Punkki.

Jouni Punkki

Jouni Punkki

Avaliação da sustentabilidade

Nos últimos anos, a certificação ambiental de edifícios tem se tornado cada vez mais popular na Europa. O Building Research Establishment Environmental Assessment (BREEAM), desenvolvido no Reino Unido e usado em todo o mundo, é conhecido como o método de avaliação ambiental e o sistema de classificação de edifícios mais usado no mundo.

O BREEAM define o padrão para as melhores práticas de projeto, construção e operação de edifícios sustentáveis. Ele incentiva os projetistas a pensar em um projeto de baixo carbono e baixo impacto, minimizando as demandas de energia criadas por um edifício e utilizando tecnologias de baixo carbono.

A famosa biblioteca de Birmingham, classificada como "Excelente" pelo BREEAM, é um bom exemplo das características sustentáveis do concreto pré-moldado. A alta classificação foi possível graças à garantia de massa térmica integral à estratégia de energia do edifício, e a estrutura e o projeto de concreto trabalharam para proporcionar um uso eficiente da energia operacional. Além disso, foram utilizadas lajes de concreto pós-tensionado, paredes de transferência e arcos materialmente eficientes. A durabilidade e a versatilidade da estrutura de concreto garantirão um longo ciclo de vida para o edifício.

O BREEAM também está começando a ganhar espaço fora da Europa. A primeira certificação BREEAM "Outstanding design" da China foi concedida em 2014 a um dos principais desenvolvedores do país, a Franshion, pelo centro de exposições de construção sustentável em Changsha, província de Hunan.

O Living Lattice é o principal edifício da nova Meixi Lake Eco City, uma das oito novas cidades ecológicas exemplares da China. Nomeado por sua matriz de vários níveis de plantas baixas, pátios e jardins, o edifício foi projetado para se harmonizar com o clima, a cultura e a paisagem locais, permitindo que ele se beneficie da iluminação e ventilação naturais passivas.

Em muitos casos, os produtos pré-moldados incorporam materiais como escória de alto-forno (GGBS) da indústria siderúrgica e cinzas de combustível (PFA) de usinas elétricas movidas a carvão que, de outra forma, poderiam ser descartadas. Como regra geral:

Substituição de 50% do cimento por
GGBS = 40% menos CO2
Substituição de 30% do cimento por
PFA = 20% menos CO2

É possível especificar produtos com mais de 70% de material de substituição. Materiais como microssílica, vidro, pó de calcário e resíduos de argila da China também podem substituir o cimento Portland ou os agregados primários.

Fonte: British Precast, O Pequeno Livro Verde do Concreto