Autoras: Giovanna Schäfer Bartels (1), Inês Flores-Colen (1), José Dinis Silvestre (2), Luís Silva (2)

(1) CERIS, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa; (2) Saint-Gobain Weber, Aveiro, Portugal

No âmbito do projeto Smart Roofs System, foi desenvolvida uma solução inovadora de cobertura plana tradicional através da integração de diferentes materiais nas suas camadas de impermeabilização e isolamento térmico, cujo principal objetivo é melhorar o conforto térmico dos utilizadores do edifício. Este artigo apresenta o desenvolvimento do plano de manutenção proativa desta cobertura, na sequência do estudo anterior Avaliação ambiental e económica do ciclo de vida de uma cobertura plana tradicional inovadora, publicado na edição n.º 150 da Edifícios e Energia [1].

A cobertura é um elemento fundamental para o desempenho global da edificação, contribuindo significativamente para a segurança e o bem-estar dos utilizadores [2]. A cobertura plana do tipo tradicional, estudada no presente artigo, é caracterizada pela disposição da camada de impermeabilização sobre a camada de isolamento térmico e pela inclinação inferior a 5 % [3]. Esta solução de cobertura tem ampla utilização [4], no entanto, no que diz respeito ao conforto térmico, há tendência a absorver as temperaturas externas, resultando numa elevada amplitude térmica, podendo promover temperaturas internas mais próximas das condições exteriores [3].

Com o objetivo de melhorar o conforto térmico da edificação, o projeto Smart Roofs System analisou diversas combinações entre materiais convencionais de isolamento térmico e soluções de impermeabilização inovadoras, explorando diferentes configurações para as camadas de impermeabilização e isolamento térmico da cobertura em estudo. Para garantir a durabilidade e o desempenho funcional esperado destas soluções, é essencial a definição de um plano de manutenção proativa [2].

A manutenção tem como principal objetivo preservar ou restabelecer as condições de utilização do componente a que se aplica [2]. Neste contexto, distinguem-se duas principais tipologias de manutenção, nomeadamente corretiva e proativa [5].

A manutenção corretiva é a mais comum, foca-se na resolução das falhas e necessita de intervenção imediata [5]. Este tipo de manutenção implica um maior dispêndio de recursos financeiros, uma vez que a urgência da intervenção é um fator determinante no custo do serviço. Além disso, a complexidade da intervenção tende a aumentar, podendo migrar do que poderia ser uma intervenção ligeira para uma intervenção pesada, por exemplo.

A manutenção proativa é considerada como uma evolução no que toca às intervenções, pois antecipa e planeia as ações de manutenção, além de estabelecer prazos para os procedimentos a serem realizados, prevenindo a perda de desempenho do sistema e maximizando a sua eficiência ao longo da vida útil estimada [5]. Este tipo de manutenção minimiza os impactos na segurança, no bem-estar e na rotina dos utilizadores da edificação. Para além dos benefícios citados, ao otimizar as intervenções, e, por consequência, os recursos e os serviços envolvidos, a manutenção proativa não só otimiza os custos, como também contribui para a diminuição do impacte ambiental [5] ao gerar resíduos da substituição da solução, com a aplicação de novos materiais, somente quando preciso, e, geralmente, no fim da sua vida útil.

Assim, a implementação de um Plano de Manutenção Proativa no âmbito da solução proposta pelo projeto Smart Roofs System é essencial para garantir o desempenho funcional e a qualidade da cobertura ao longo do tempo.

DADOS E MÉTODOS

Para o desenvolvimento do plano de manutenção, procedeu-se ao detalhe dos materiais utilizados nas camadas de impermeabilização e isolamento térmico, com o objetivo de definir um modelo padrão de solução de camadas que estabeleça as especificações técnicas do sistema. As informações relativas às combinações que incorporam materiais convencionais e inovadores foram obtidas através de visitas técnicas, referenciais bibliográficos e dados fornecidos pela equipa de desenvolvimento de produto.

O plano de manutenção foi delineado com base num processo estruturado pela determinação do elemento fonte de manutenção, seguido da definição dos requisitos de desempenho da cobertura e da vida útil estimada da solução, e a identificação das anomalias correntes associadas ao elemento em questão. Com base nas informações obtidas, foram definidas as ações de manutenção e a respetiva periodicidade [5].

i) Definição do Elemento Fonte de Manutenção

Na definição do elemento fonte de manutenção, identificam- se os componentes da solução de cobertura sujeitos a intervenções ao longo da sua fase de uso. No caso específico da cobertura em análise, esta é constituída por seis camadas, organizadas, da mais inferior para a mais exposta, da seguinte forma: Camada Resistente, Camada de Forma, Camada de Isolamento Térmico, Camada de Impermeabilização e Camada de Proteção, conforme ilustrado na Figura 1.

Após a definição das camadas, é essencial categorizar os pontos de atenção e a exposição a fatores externos que possam influenciar o desempenho da solução. Embora a vida útil e o comportamento dos materiais face a agentes externos devam ser considerados, a exposição física ao ambiente é um fator crítico na definição das ações de manutenção. Assim, as camadas de proteção e impermeabilização, por estarem diretamente expostas às intempéries e ao clima, requerem intervenções mais frequentes, e a camada de isolamento térmico, situada numa posição mais interna, encontra-se significativamente protegida pelos elementos superiores, o que reduz a necessidade de ações de manutenção nesta camada.

ii) Requisitos de Desempenho e Vida Útil

Para determinar a periodicidade das intervenções e o desempenho mínimo esperado de um elemento, é preciso avaliar os requisitos de desempenho e a vida útil dos materiais constituintes, bem como da solução como um todo. Esta análise permite estabelecer critérios para cada camada da cobertura analisada, no caso, camada de proteção, impermeabilização e isolamento térmico. Compreender a vida útil estimada dos materiais e da solução global orienta a periodicidade das ações a serem definidas, evitando intervenções prematuras ou tardias e equilibrando a eficiência operacional com os custos associados [5].

iii) Anomalias correntes esperadas

Para garantir a funcionalidade da cobertura, é necessário nomear/listar/compreender/estudar as anomalias correntes esperadas em coberturas planas, que podem surgir ao longo da sua vida útil.

Neste contexto, procurou-se, através de referenciais bibliográficos especializados em coberturas planas, a identificação de anomalias correntes [2, 5, 7]. A análise das possíveis anomalias permitiu desenvolver estratégias de otimização das intervenções necessárias.

iv) Ações de manutenção e periodicidade

Com base nas informações previamente definidas, é possível elaborar um plano detalhado com as ações de intervenção necessárias e a periodicidade adequada para cada uma delas. A partir das anomalias esperadas nos elementos críticos da manutenção, é possível estabelecer as estratégias mais eficazes, que podem incluir ações regulares, como inspeções e limpezas, ou intervenções mais complexas, baseadas na vida útil dos materiais expostos às intempéries, contemplando desde intervenções leves até intervenções pesadas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Conforme ilustrado na Figura 1, a cobertura é constituída por camadas que podem ser agrupadas nas categorias: Estrutura, Camada de Isolamento Térmico e Camada de Impermeabilização. O plano de manutenção proativa visa definir as intervenções necessárias para a solução de cobertura proposta, com foco nas camadas de isolamento térmico e de impermeabilização. Neste contexto, as diferentes tipologias de estruturas às quais esta solução pode ser aplicada não foram consideradas. Para a definição dos elementos fontes de manutenção, a camada de impermeabilização é identificada como Camada A, e a camada de isolamento térmico é designada como Camada B, conforme especificado no Quadro 1.

A seguir, é analisada a Vida Útil Estimada (VUE), que é um parâmetro essencial para avaliar a durabilidade da solução de cobertura, permitindo a definição de estratégias de manutenção adequadas [2]. No presente estudo, a VUE foi determinada com base em referências bibliográficas sobre coberturas planas [8, 9, 10, 11] e validada por especialistas da equipa de desenvolvimento do produto, dado o caráter inovador da solução e a ausência de dados consolidados sobre a sua vida útil in situ. Os valores de VUE (número de anos nos quais a solução tem bom desempenho) para a solução em estudo são apresentados no Quadro 2.

Como a solução é constituída por materiais recentemente desenvolvidos, a VUE deve ser validada ao longo do tempo através de inspeções periódicas, confirmando o desempenho esperado dos componentes e permitindo ajustes conforme necessário, em alinhamento com o plano de manutenção desenvolvido.

Para garantir o desempenho ao longo da fase de uso [7], é essencial compreender e prevenir as anomalias comuns em coberturas planas tradicionais. Entre as principais manifestações a serem controladas estão a fissuração localizada e generalizada, empolamentos, perfurações, descolamento, corrosão, acumulação de detritos e água, colonização biológica, desgaste superficial, infiltrações, condensações, execução incorreta de tubos de queda, fixações e capeamentos deficientes [2]. Estas anomalias decorrem, sobretudo, de falhas na execução, envelhecimento dos materiais e deficiências na inclinação e na impermeabilização.

Com base nas informações obtidas, as ações de manutenção foram organizadas em quatro grupos com as suas respetivas periodicidades: i) inspeções e ii) limpezas, realizadas anualmente ou a cada dois anos; iii) intervenções ligeiras, com intervalos que variam de 2 a 15 anos; e iv) intervenções pesadas, programadas entre 25 e 50 anos.

As inspeções anuais ou bienais devem assegurar a funcionalidade da cobertura, verificando a integridade do revestimento, a drenagem pluvial, remates e o isolamento. Devem ser identificadas anomalias como fissuração, destacamentos, empolamentos, manchas de infiltração de água, corrosão e acumulação de detritos, além de avaliar a inclinação e a estabilidade do sistema. A deteção precoce de anomalias é essencial para validar a solução proposta, otimizar a manutenção e ajustar o plano de manutenção à cobertura in situ.

As ações de limpeza, realizadas anualmente ou bianualmente, devem ser combinadas com as inspeções para remover detritos e sujidade. A remoção de manchas pode ser feita com uma solução diluída de detergente e escovagem suave. Para a colonização biológica, aplicam-se biocidas em dispersão aquosa, complementados por escovagem manual, se necessário. A limpeza dos capeamentos, rufos e rede de drenagem é essencial para evitar obstruções e garantir a estanquidade da cobertura.

As intervenções ligeiras são planeadas para ocorrerem com uma periodicidade entre 2 e 15 anos. Incluem a reparação de perfurações, substituição de materiais de juntas e reparação e reforço de fissuras com materiais compatíveis. A aplicação de aditivos para a resistência à água e a prevenção de colonização biológica, a reparação de corrosão e o tratamento anticorrosivo em elementos metálicos são essenciais. Também estão previstas substituições localizadas de revestimento, impermeabilização, juntas e trechos de tubos de drenagem para garantir a eficácia do sistema.

As intervenções pesadas, previstas a cada 25 a 50 anos, incluem a substituição do sistema de cobertura, incluindo a impermeabilização e o isolamento térmico, em grandes áreas, visando corrigir infiltrações e melhorar o desempenho térmico. Também envolvem a substituição de elementos danificados, como rufos, calhas e sistemas de drenagem, para manter a durabilidade da cobertura, prevendo também a adequação às atualizações de normas.

Com a implementação dos quatro grupos de intervenções — inspeções, limpezas, intervenções ligeiras e pesadas — é possível assegurar a manutenção do desempenho da cobertura durante a sua utilização, validar a eficácia do plano de manutenção e garantir a sua funcionalidade ao longo da sua vida útil.

CONCLUSÃO

O presente artigo apresentou a estrutura de um plano de manutenção proativa proposto para a solução de cobertura desenvolvida no âmbito do Smart Roofs System, analisando e integrando informações relevantes para maximizar a durabilidade e o desempenho do sistema.

Para integrar esta nova cobertura no mercado, estabelecer um plano de manutenção que prolongue a sua durabilidade é crucial. Os seus benefícios englobam três fatores principais do edifício: desempenho funcional, custo e sustentabilidade. Com o desempenho funcional mínimo garantido, a cobertura mantém condições ideais de uso ao longo do tempo, assegurando a segurança e o bem-estar dos utilizadores. Já quando se trata do fator económico, a manutenção representa uma parcela significativa do custo global da obra, considerando um período mais longo em serviço. A manutenção proativa, em comparação com outros tipos de manutenção, resulta em economias substanciais, pois elimina a necessidade de intervenções urgentes e maximiza o desempenho funcional dos materiais, mantendo-os dentro dos parâmetros mínimos exigidos. Por fim, ao aumentar a durabilidade dos materiais e ao realizar substituições pontuais, o impacte ambiental é minimizado, juntamente com as perturbações na rotina da edificação durante as intervenções.

A importância da implementação do plano de manutenção é evidente ao considerar os requisitos mínimos de desempenho, a vida útil prevista e as anomalias esperadas. A manutenção proativa é uma ferramenta efetiva para maximizar a durabilidade e o desempenho funcional de coberturas inovadoras. O plano desenvolvido prolonga a vida útil do sistema, contribuindo significativamente para a eficiência operacional, redução de custos e sustentabilidade ambiental.

O plano de manutenção desenvolvido baseou-se em referências bibliográficas variadas e consistentes, incluindo visitas técnicas ao local e colaborações com a equipa de desenvolvimento do produto, o que consolidou a sua fundamentação. No entanto, devido à inovação dos materiais usados nesta solução de cobertura, é necessário monitorizar o seu comportamento real através das inspeções definidas para melhor caracterização do desempenho real em serviço.

Para trabalhos futuros, recomenda-se a instalação de sistemas de monitorização do comportamento da cobertura. Devido ao seu caráter inovador, inspeções anuais podem não ser suficientes para compreender plenamente o seu desempenho face a diferentes intempéries e variações térmicas ao longo das estações do ano.

Em suma, o desenvolvimento do plano de manutenção facilita a compreensão do comportamento da cobertura e favorece o seu desempenho funcional ao longo da sua fase de utilização. Ao se estabelecer as anomalias esperadas e a vida útil dos materiais utilizados, é possível definir intervenções eficazes para garantir o funcionamento adequado do sistema.

Bibliografia

[1] Bartels, G.S.; Silvestre, J. D.; Flores-Colen, I.; Silva, L. – Avaliação Ambiental e Económica do Ciclo de Vida de Cobertura Plana Inovadora. Edifícios e Energia, ed. 150, Novembro/Dezembro de 2023.

[2] Monteiro, N. F. S. Anomalias em Fachadas e Coberturas. Desenvolvimento de Fichas de Inspeção. Dissertação de Mestrado. Porto: Instituto Superior de Engenharia do Porto, 2022.

[3] Gomes, R. Avaliação Do Ciclo De Vida “Do Berço Ao Berço” De Soluções Construtivas Em Edifícios – Aplicação Às Coberturas Planas. Tese de Doutoramento. Lisboa: Instituto Superior Técnico, 2019.

[4] Marrana, T. C. Avaliação Económica do Ciclo de Vida de Coberturas Planas. Dissertação de Mestrado. Lisboa: Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, 2015.

[5] Bartels, G. S. Estudo de Caso de Coberturas Planas Tradicionais em Portugal: Facilitando a Descarbonização através da Análise Ambiental, Econômica e Plano de Manutenção Proativa. Trabalho de Conclusão de Curso. Juiz de Fora: Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, 2024.

[6] Mobley, R. K. An Introduction to Predictive Maintenance. Burlington: Ed. Butterworth-Heinemann, 2002.

[7] Figueiredo, J. P. C. Levantamento de Anomalias nos Sistemas Impermeabilizantes de Coberturas Planas. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2012.

[8] Building Performance Group. The BPG Building Fabric Component Life Manual. 1 ed. Boca Raton: Ed. CRC Press, 1999.

[9] Flores-Colen, I.; Gomide, T. L. F; Flora, S. M. Manual de Manutenção em Edificações: Estudo, técnicas e aplicações. 1. ed. São Paulo: Ed. Leud, 2022.

[10] HAPM. Component Life Manual CD-ROM. 1 ed. London: E&FN Spon, 1999, 628p.

[11] PERRET, J. Guide de la maintenance des bâtiments. 1. ed. Paris: Ed. Le Moniteur Editions, 1995.

[12] Martins, P. G. “Coberturas Planas: Soluções Construtivas”. 2023.

[13] Marrana, T., Silvestre, J., De Brito, J., Gomes, R. – Life cycle cost analysis of flat roofs of buildings, In Journal of Construction Engineering and Management. 2017.

[14] Alves, J. A. R. L. Impermeabilização e Isolamento Térmico de Coberturas em Terraço, Sistemas Construtivos e Patologias. Dissertação de Mestrado.Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2013.

[15] Conceição, J. F. M. Recuperação de edificado afeto ao Exército. Sistema de inspeção e diagnóstico de anomalias em coberturas em terraço. Dissertação de Mestrado. Lisboa: Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, 2015.

[16] Monteiro, M. A. P. Projeto de Reabilitação de Coberturas em Terraço. Dissertação de Mestrado. Porto: Instituto Superior de Engenharia do Porto, 2016.

[17] Toledo, J. F. Considerações sobre a Gestão da Manutenção de Edificações. Trabalho de Conclusão de Curso. Juiz de Fora: Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, 2021, 59p.

Agradecimentos

Este trabalho insere-se na atividade de investigação desenvolvida no Centro de Investigação em Engenharia Civil e Inovação para a Sustentabilidade (CERIS), do IST da Universidade de Lisboa e foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) no âmbito do projeto UIDB/04625/2020 (DOI: 10.54499/UIDB/04625/2020). Este trabalho enquadrou-se no âmbito do projeto Smart Roof System, financiado pela Agência da Inovação (POCI-01-0247-FEDER-046957), agradecendo-se toda a informação disponibilizada pelas entidades participantes no mesmo.

Fotografia de destaque: © Smart Roofs System

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Os autores: José Dinis Silvestre, Inês Flores-Colen, Cristina Matos Silva, Giovanna Schäfer Bartels – CERIS, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa

A aplicação de isolamento térmico numa cobertura ou pavimento é determinada durante a fase de projeto. Inicialmente, a escolha do material de isolamento baseia-se na compreensão das solicitações do elemento em questão, seja este a cobertura ou o pavimento. Para tal, é necessário considerar, tanto as condições de utilização, como as ações a que o isolante estará sujeito ao longo da sua vida útil, assegurando um desempenho funcional adequado e compatível com as características do material. Simultaneamente, deve ser garantida a correta utilização da cobertura, de forma a evitar a degradação precoce do sistema [1].

As opções de materiais de isolamento térmico e as respetivas propriedades desejadas podem variar em função do tipo de cobertura ou pavimento. Exemplos incluem coberturas planas tradicionais ou invertidas, coberturas inclinadas com isolamento contínuo, descontínuo ou aplicado na laje de esteira, bem como pavimentos revestidos pela face inferior, superior ou intermédia, a depender ainda do contacto, ou da ausência deste, com a zona exterior.

Para selecionar a opção mais adequada de material isolante, é fundamental analisar e compreender se as suas propriedades (Figura 1) são compatíveis com o tipo de cobertura e o respetivo uso.

Entre as características mais relevantes destaca-se a resistência à água ou à humidade, dado que a absorção de água compromete a resistência térmica do material. Assim, no caso de se optar por um isolante não resistente à água, é imprescindível assegurar que este não entre em contacto com a água [2].

Adicionalmente, uma propriedade essencial que influencia o desempenho térmico do isolante é a resistência mecânica. Uma interpretação incorreta desta característica pode resultar na perda de espessura do material, seja devido ao adensamento causado por forças de compressão superiores à sua capacidade mecânica.

Por outro lado, a perda de espessura pode também ser provocada por erros de execução, como inadequações no suporte e na montagem. Deste modo, é necessário avaliar a facilidade de aplicação do material ao escolher a solução de isolamento.

A reação do material à exposição a temperaturas extremas deve ser devidamente analisada. Existem materiais cuja resistência se mantém inalterada em altas temperaturas, como o aglomerado de cortiça expandida (ICB), que suporta até 150ºC, e a lã mineral (MW), que conserva as suas propriedades até 450ºC.

Por outro lado, isolantes sintéticos podem perder a sua capacidade isolante a partir dos 75ºC. Todos os isolantes convencionais têm o seu desempenho comprometido em temperaturas inferiores a -30ºC [2]. Em regiões onde as temperaturas no verão raramente ultrapassam os 40ºC e quase não há temperaturas negativas no inverno, estas limitações podem não afetar significativamente o desempenho diário. Contudo, é imprescindível avaliar se a resistência térmica do material é compatível com aplicações que envolvem a fixação a quente de camadas superiores, como nos sistemas de impermeabilização.

Para além das características mencionadas, outras propriedades devem ser analisadas, tais como a condutibilidade térmica, a permeabilidade ao vapor de água, o comportamento face a variações térmicas, a reação ao fogo, a durabilidade e a certificação.

EXIGÊNCIAS FUNCIONAIS PARA OS ISOLANTES A SEREM APLICADOS EM COBERTURAS EM TERRAÇO

Serão abordadas três possíveis variações de coberturas em terraço que podem ser revestidas com isolantes térmicos: a cobertura em terraço invertida, a cobertura em terraço tradicional e a cobertura verde.

A cobertura em terraço invertida caracteriza-se por ter a camada de isolamento térmico posicionada acima da solução de impermeabilização. Este tipo de cobertura é o mais exigente, resultando, frequentemente, numa maior espessura do isolante.

As propriedades que devem ser verificadas no isolamento térmico deste tipo de cobertura são as seguintes:

• Deve ser resistente à água, uma vez que a sua absorção pode ocorrer de três formas distintas: imersão, capilaridade e permeabilidade ao vapor de água (através do contacto direto com a chuva);

• Deve apresentar propriedades imputrescíveis, de forma a não apodrecer, devido à intensidade da ação da água na camada;

• Deve apresentar resistência à compressão adequada ao seu tipo de uso, às ações a que será submetido e ao tipo de revestimento final da cobertura em questão;

• Deve haver compatibilidade físico-química com o sistema de impermeabilização a ser adotado [2].

Além das suas propriedades, é necessário aumentar a espessura do material em 20 % para compensar as perdas térmicas causadas pela presença de água, que pode acumular-se nas juntas das placas. Também é importante ter atenção às características específicas de execução para evitar inconformidades nas fixações de suporte, nos encaixes perimetrais (quando houver, como sobreposição) e nos remates, a fim de prevenir pontes térmicas [2].

Dentre as soluções mais comuns utilizadas, destacam- se as lajetas pré-fabricadas compósitas por uma betonilha reforçada, e poliestireno extrudido (XPS) [2], como mostra a Figura 2.

A cobertura em terraço tradicional caracteriza-se por ter a camada de isolamento térmico posicionada abaixo da solução de impermeabilização. Devido ao posicionamento das camadas, este tipo de cobertura permite a aplicação de uma maior variedade de soluções. No entanto, é fundamental analisar essas soluções em função das ações às quais a cobertura será submetida, garantindo que os requisitos de desempenho e durabilidade sejam atendidos.

As propriedades que devem ser verificadas no isolamento térmico deste tipo de cobertura são as seguintes:

• Apresentar estabilidade dimensional, mesmo diante de variações de temperatura, o que se torna mais importante à medida que a camada de proteção da impermeabilização se torna mais leve;

• Deve apresentar resistência à compressão adequada ao seu tipo de uso, às ações a que será submetido e ao tipo de revestimento final da cobertura em questão;

• Deve haver compatibilidade físico-química com o sistema de impermeabilização que utiliza soldadura química [2];

• Apresentar bom comportamento perante temperaturas extremas, já que alguns sistemas de impermeabilização são aplicados com calor.

Dentre as soluções mais comuns utilizadas, destacam-se a lã mineral (MW), conforme mostra a Figura 3, o poliestireno expandido (EPS), o aglomerado de cortiça expandido (ICB), o poliuretano (PUR) e o poliestireno extrudido (XPS) [2].

A cobertura verde em terraço, exemplificada pela Figura 4, pode ser tanto do tipo invertida quanto do tipo tradicional, devendo seguir as recomendações específicas para cada tipo. Além das propriedades já mencionadas para outros tipos de cobertura, a instalação de uma cobertura verde exige a consideração de ações adicionais, relacionadas com os efeitos que o sistema verde pode ter sobre a estrutura e o isolamento térmico.

EXIGÊNCIAS FUNCIONAIS PARA OS ISOLANTES A SEREM APLICADOS EM COBERTURAS INCLINADAS

Serão abordadas três possíveis variações da aplicação de isolamento térmico em coberturas inclinadas: aplicação contínua, aplicação descontínua e aplicação na laje de esteira.

A escolha do isolamento térmico depende, principalmente, do local de instalação, do uso pretendido para o espaço sob as vertentes inclinadas, da constituição da cobertura e da forma de execução e instalação.

Para a cobertura inclinada com aplicação contínua, é essencial garantir as condições adequadas de fixação do isolante, bem como a sua proteção contra compressão mecânica e ação da água. O tipo de isolante deve ser compatível com o suporte do revestimento e com o revestimento da cobertura. Devido ao exposto, há a possibilidade de os isolantes não atenderem às exigências mínimas.

A composição da cobertura inclinada discutida inclui a camada de regularização do suporte, a fixação do isolante, a continuidade do isolante (que deve ser mantida nas zonas de cumeeira e larós) e a aplicação de uma barreira para-vapor entre o suporte e a camada de isolamento térmico, caso existam caleiras em material impermeável sobre o isolante [2]. Se o isolante for rígido, não há necessidade de fixação em inclinações inferiores a 27 %, desde que não esteja exposto a ações significativas no plano da cobertura. No entanto, quando o isolante for pouco rígido ou flexível, é necessária a fixação com dispositivos ou materiais de colagem apropriados.

As propriedades que devem ser asseguradas neste caso são:

• Deve ser analisada a resistência à compressão do material selecionado, considerando o revestimento da cobertura, o sistema de apoio e o sistema de fixação do isolante, a fim de minimizar a perda de espessura do isolante;

• Quando houver camada auxiliar de impermeabilização, é necessário verificar a compatibilidade físico-química quanto às soluções de soldadura química.

Dentre as soluções mais comuns utilizadas, podem ser utilizadas placas de poliestireno expandido (EPS), aglomerado de cortiça expandida (ICB), lã mineral (MW), e poliuretano (PUR), no entanto, destacam-se as placas de poliestireno extrudido (XPS) com perfis metálicos incorporados, ilustrado na Figura 5. Ao funcionar como ripas, garante condições adequadas de ventilação devido ao espaço altamente ventilado entre o revestimento da cobertura e o isolante. Além disso, utiliza-se fixações plásticas, que ajudam a minimizar as pontes térmicas, oferecendo resistência à água e uma reação ao fogo adequada [2].

Na cobertura inclinada com estrutura descontínua, como a Figura 6 exemplifica, pode não haver suporte contínuo para a instalação do isolante, o que exige cuidados adicionais quanto à sua fixação. Neste caso, o isolante deve apresentar propriedades de resistência superiores às exigidas para uma laje com aplicação contínua.

Na composição da cobertura inclinada em questão, o isolante é aplicado sobre a estrutura, enquanto o forro é colocado sob a mesma. Isso ocorre porque o isolante não conta com suporte contínuo, sendo essencial que a sua espessura se mantenha uniforme em todas as áreas, incluindo as de fixação. Para garantir a continuidade do isolamento térmico, devem ser utilizadas fixações plásticas, que também auxiliam a minimizar pontes térmicas [2].

As propriedades que devem ser asseguradas neste caso são:

• A resistência à compressão do material selecionado deve ser analisada, tendo em conta o revestimento da cobertura, o sistema de apoio e o sistema de fixação do isolante, de forma a minimizar a perda de espessura do material;

• No caso de existir uma camada auxiliar de impermeabilização, é necessário verificar a compatibilidade físico-química entre os materiais;

• O material deve ser não inflamável, com uma reação ao fogo adequada;

• Deve apresentar resistência à água e à humidade;

• Tendo em vista a aplicação em suporte não contínuo, o material deve também exibir rigidez ou resistência à flexão;

• Deve garantir um espaço de ar suficientemente ventilado entre o revestimento da cobertura e o isolante.

Entre as soluções mais comuns utilizadas, destacam-se as placas de poliestireno expandido (EPS), aglomerado de cortiça expandida (ICB), lã mineral (MW) e poliestireno extrudido (XPS). No entanto, também é possível recorrer à utilização de painéis pré-fabricados que integram soluções, como hidrófugos, poliestireno expandido (EPS), e acabamento inferior, o qual pode funcionar simultaneamente como impermeabilização auxiliar, isolamento térmico e forro.

Ao aplicar o isolante térmico na laje de esteira, deve-se ajustar as propriedades do material a esta variação, tendo em consideração as ações mecânicas. O isolante pode também ser aplicado no interior do pavimento, garantindo a continuidade da camada de isolamento térmico.

As propriedades que devem ser asseguradas neste caso são:

• Apresentar resistência à compressão adequada, especialmente no caso de esteiras acessíveis;

• Deve ser não inflamável e possuir uma reação ao fogo adequada, particularmente em áreas próximas a chaminés ou a circuitos elétricos;

• Deve contornar elementos presentes no plano da esteira, garantindo a continuidade da camada de isolamento térmico;

• Caso haja circulação no local, deve ser providenciada uma camada de proteção para o isolamento térmico, verificando-se a resistência mecânica, as características físico-químicas e a resistência à água do material;

• Deve ser instalada uma barreira para-vapor entre o suporte e a camada de isolamento térmico, especialmente se o isolante for permeável;

• Caso o isolante não seja aplicado no interior do pavimento, deve ser garantida a presença de uma camada de apoio sob o mesmo, com resistência mecânica e rigidez adequadas.

Entre as soluções mais comuns para isolamento térmico, destacam-se as placas de poliestireno expandido (EPS), aglomerado de cortiça expandida (ICB), poliuretano (PUR) e as placas, mantas ou rolos de lã mineral (MW). Além disso, existe também a solução de projeção de papel triturado com aditivos (Figura 7), ou a utilização de grânulos leves de argila expandida.

EXIGÊNCIAS FUNCIONAIS PARA OS ISOLANTES A SEREM APLICADOS EM PAVIMENTOS

Serão abordadas as diferentes variações de aplicação de isolamento térmico em pavimentos, considerando as diferentes localizações do isolamento, que podem ser aplicados na face superior, inferior ou intermédia do pavimento em contacto com zonas exteriores, sob a laje térrea em contacto com o solo, ou nos tetos das zonas interiores.

Os isolantes devem ser analisados de acordo com as ações mecânicas previstas, a degradação esperada e as condições de exposição a que serão submetidos. Além disso, é necessário considerar se o isolamento será fixado ao revestimento da laje ou se será utilizado como revestimento do pavimento, atendendo a requisitos específicos.

Para o isolamento térmico na face superior do pavimento, que está em contacto com zonas exteriores, devem ser garantidos os seguintes requisitos:

• Deve ser garantida a resistência à compressão, tendo em conta o tipo de piso utilizado, o sistema de apoio do piso e a fixação do isolante, com o objetivo de minimizar a perda de espessura do material;

• Para fixações do piso com material de colagem, é fundamental verificar a compatibilidade físico-química entre os materiais utilizados;

• Deve apresentar propriedades imputrescíveis, de forma a não apodrecer devido à intensidade da ação da água, e também apresentar reduzida absorção de humidade.

Entre as soluções mais comuns utilizadas, encontram-se o betão leve com granulado de aglomerado de cortiça expandida (ICB) ou de poliestireno expandido (EPS), placas de vidro celular (CG), poliestireno expandido (EPS), aglomerado de cortiça expandida (ICB), poliuretano (PUR), poliestireno extrudido (XPS), como mostra a Figura 8, e placas ou mantas de lã mineral (MW).

Para o isolamento térmico na face intermédia do pavimento, que está em contacto com zonas exteriores, devem ser garantidos os seguintes requisitos:

• Deve ser garantida a resistência à compressão, não podendo sofrer qualquer compactação ou adensamento que diminua a espessura original do isolante;

• Deve apresentar propriedades imputrescíveis, de forma a não apodrecer, e também apresentar reduzida absorção de humidade.

Entre as soluções mais correntes, encontram-se grânulos de lã mineral (MW) ou regranulado de aglomerado de cortiça expandida (ICB). Também são utilizados lã mineral (MW), poliestireno expandido (EPS) ou papel triturado com aditivos a granel (Figura 9), além de placas de poliuretano (PUR).

Para o isolamento térmico na face inferior do pavimento, que está em contacto com zonas exteriores, devem ser garantidos os seguintes requisitos:

• Deve apresentar resistência à água e à humidade, sendo estanque e impermeável;

• Deve proporcionar isolamento térmico necessário junto à parede e revestimento;

• Deve manter aspeto agradável durante a vida útil;

• Deve ser não inflamável, apresentando boa reação ao fogo.

Entre as soluções mais comuns, destacam-se os tetos falsos com isolantes ou que suportam camadas de isolamento térmico, podendo ser em materiais pré-fabricados descontínuos, rebocos ou espuma projetada.

Quando o isolante é aplicado sob a laje térrea, em contacto com o solo, devem ser tomados cuidados rigorosos para prevenir a exposição do material a ações imprevistas. A aplicação deve ser realizada com elevados requisitos de qualidade, assegurando propriedades mecânicas e resistência à água.

Portanto, deve garantir-se:

• Resistência à compressão adequada ao peso do pavimento e das camadas superiores, de modo a evitar perda de espessura do isolante;

• Que o terreno esteja bem compactado;

• Que a superfície seja regular e contínua para receber as placas de isolamento no caso de camadas drenantes compostas por gravilha ou materiais similares;

• As placas do material utilizado devem ter juntas transversais desencontradas;

• Deve haver sistema de impermeabilização, com barreira à humidade ascensional sobre a superfície de isolamento;

• Deve haver compatibilidade físico-química com o material do piso e o sistema de impermeabilização;

• Deve apresentar propriedades imputrescíveis, de forma a não apodrecer, não absorver e ser insensível à água.

Entre as soluções mais comuns utilizadas, destacam-se as placas de lã mineral (MW), poliestireno expandido (EPS), poliuretano (PUR), ou poliestireno extrudido (XPS).

Quando o isolamento térmico é incorporado em tetos de zonas interiores, é geralmente aplicado em tetos falsos (Figura 10) ou fixado diretamente à laje. Caso o isolante seja também o revestimento final do teto, as exigências podem ser mais rigorosas.

Algumas propriedades devem ser garantidas, nomeadamente:

• Deve ser garantida resistência à compressão, levando em consideração o tipo de fixação do isolante, com o objetivo de minimizar a perda de espessura do material;

• Para fixações com material de colagem, é fundamental verificar a compatibilidade físico-química entre os materiais utilizados;

• Quando o isolante for também o revestimento final do teto, deve ser assegurada a regularização da superfície, garantir o acabamento adequado, bem como garantir que o material seja resistente à água e não inflamável [2].

Entre as soluções mais comuns utilizadas, destacam–se as placas de aglomerado de cortiça expandida (ICB) e de lã mineral (MW), as quais são frequentemente incorporadas em tetos falsos. Quando a fixação ocorre diretamente na laje, é comum o uso de poliestireno expandido (EPS), podendo ser incluído um revestimento de proteção adicional [2].

RISCO DE OCORRÊNCIA DE PATOLOGIA – PREVENÇÃO E CORREÇÃO

Serão apresentadas anomalias resultantes da seleção inadequada dos materiais, da sua aplicação, utilização ou manutenção. A correção dessas anomalias visa eliminar ou minimizar a causa, realizando a reaplicação do isolante ou do sistema de forma apropriada.

Para a prevenção das patologias que serão discutidas, o projetista deve compreender as exigências funcionais e as soluções mais adequadas para cada aplicação. Deve-se também analisar todo o sistema onde o isolante será aplicado, a fim de evitar a degradação acelerada dos componentes. No entanto, mesmo que a solução proposta esteja correta, é essencial que a preparação em obra e a instalação do isolante sejam realizadas de forma adequada, assim como a sua manutenção.

Se houver aplicação de sistema de isolamento térmico pelo exterior ETICS em coberturas em terraço, as diversas patologias nomeadas abaixo podem manifestar-se, como também mostra a Figura 11.

• Fissuração da camada de acabamento;

• Manchas ou escorrências brancas nas juntas entre as placas de isolamento;

• Perfurações pontuais e destacamento da camada base;

• Bolhas na camada do revestimento do sistema;

• Escorrências e infiltrações no topo de laje de cobertura e no teto do último piso.

Já com coberturas em terraço do tipo invertidas, as principais anomalias que podem surgir no que tange um isolante sem resistência à água são:

• Isolante “preenchido” com água da chuva;

• Diminuição da capacidade isolante.

Nas mesmas coberturas em terraço do tipo invertidas, caso não exista proteção do isolante, pode haver:

• Desgaste acelerado devido à ação de circulação (mesmo com acesso limitado) ou climática;

• Deslocamento das placas por ação do vento;

• Flutuação do isolante por acumulação de água na impermeabilização (anomalia, também, no sistema de drenagem).

As coberturas inclinadas com estrutura contínua ou descontínua, caso o isolamento colocado entre os elementos de suporte ou entre os elementos estruturais seja descontínuo, haverá formação de pontes térmicas e condensações superficiais.

Caso o isolante sofra redução da resistência térmica ou degradação precoce, podem surgir anomalias devido à absorção de água, que pode ter diversas origens. Assim, deve-se prever a resistência à água dos isolantes, bem como considerar proteções adicionais nas zonas do edifício que possam entrar em contacto pontual, frequente ou permanente com este agente de degradação.

Sendo assim, como a absorção da água implica perda da resistência térmica, deve-se evitar os isolantes não resistentes à água ou à humidade, ou protegê-los desse contacto, seja pontual, frequente ou permanente.

Para exemplificar, os isolantes minerais e sintéticos são razoavelmente resistentes à água e à humidade, enquanto o poliestireno expandido (EPS), o poliuretano (PUR) e o poliestireno extrudido (XPS) são impermeáveis à água, com absorção muito reduzida por imersão ou capilaridade. A lã mineral (MW) é um isolante pouco higroscópico (com baixa absorção de água por capilaridade) e comporta-se bem quando exposta à água por imersão parcial. O aglomerado de cortiça expandida (ICB) e o papel triturado com aditivos são isolantes imputrescíveis. O ICB retém humidade, sendo pouco higroscópico (com absorção reduzida de água por capilaridade), resiste bem à água e à humidade, mas apresenta elevada absorção de água por imersão parcial.

Compreendendo a importância de alinhar as características dos isolantes com as propriedades exigidas para diferentes tipos de coberturas e pavimentos, foram formuladas recomendações de materiais com base nas suas aplicações específicas. Na cobertura invertida, onde é essencial um isolante com absorção de água por imersão e capilaridade reduzidos, os materiais mais indicados são o poliuretano (PUR) e o poliestireno extrudido (XPS). Para pavimentos em contacto com zonas exteriores, onde o isolante deve ser imputrescível e apresentar reduzida absorção de humidade, há uma grande variedade de materiais que podem ser aplicados, aceitando placas de vidro celular (CG), poliestireno expandido (EPS), aglomerado de cortiça expandida (ICB), poliuretano (PUR), poliestireno extrudido (XPS), placas ou mantas de lã mineral (MW) e papel triturado a granel. Já nos pavimentos em contacto com o solo, onde o isolante deve ser imputrescível, não absorvente e insensível à água, as opções recomendadas são as placas de poliestireno expandido (EPS), poliuretano (PUR) ou poliestireno extrudido (XPS), podendo também ser utilizados grânulos leves de argila expandida.

A atenção à adequação dos isolantes térmicos às aplicações específicas é fundamental para a prevenção de anomalias, pois uma escolha inadequada dos materiais pode levar a problemas de desempenho. Ao selecionar corretamente os materiais, é possível evitar as causas potenciais dessas falhas, garantindo a eficácia do isolamento térmico ao longo da sua vida útil. Para alcançar esse objetivo, é imprescindível que a preparação, aplicação, execução, utilização e manutenção sejam realizadas de forma coerente, precisa, e facilitada, seguindo as boas práticas e as recomendações técnicas. Esse processo garante a durabilidade dos isolantes, a eficiência energética, o conforto dos espaços, e a redução de custos de correção de falhas na execução.

Bibliografia

[1] Silvestre, J.D.; Flores-Colen, I.; Silva, C. M. (2016): “Manual: Instalador de isolantes térmicos na construção – iniciação” (In Portuguese), Editado pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia, 208 p. Projeto Europeu “Build UP Skills-FORESEE – Training for renewables and energy efficiency in building sector” – IEE/13/BWI 702/SI2.680177.

[2] Rato, V. e Brito, J. de (2003). Isolamento térmico de coberturas em edifícios correntes. Lisboa: Instituto Superior Técnico (www.researchgate.net/publication/282250997_Isolamento_termico_de _coberturas_em_edificios_correntes).

[3] Teixeira, F. (2008). Reabilitação do ponto de vista térmico em pavimentos – Actuais exigências, novos materiais e tecnologias construtivas. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil — especialização em Construções Civis, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto (repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/59533/1/000129818.pdf).

[4] Tirone, L. e Nunes, K. (2011). Coberturas Eficientes – Guias para reabilitação energético-ambiental do edificado. Lisboa: ADENE – Agência para a energia (www.adene.pt/sites/default/files/coberturaseficientes.pdf).

[5] APICER (2003). Manual de aplicação de telhas cerâmicas. Coimbra, Portugal: Associação Portuguesa da Indústria de Cerâmica, CTCV – Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro e DEC-FCTUC.

[6] ACEPE (2014). Guia da reabilitação térmica de edifícios com aplicação de poliestireno expandido (EPS). Lisboa: ACEPE – Associação Industrial do Poliestireno Expandido (www.youblisher.com/p/957801-Guia-da-Reabilitacao-Termica-de-Edificios-com-Aplicacoes-em-EPS-Acepe-2014/).

[7] AR (2013b). Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS). Decreto-lei n.º 118/2013, de 20 de Agosto, alterado pelos Decretos -Lei n.os 68 -A/2015, 194/2015 e 251/2015, Assembleia da República.

Agradecimentos

Agradece-se à ADENE (Agência para a Energia), à APFAC (Associação Portuguesa dos Fabricantes de Argamassas e ETICS) e aos fabricantes de materiais ou componentes para a construção (ACEPE, Amorim Isolamentos, Argex, Artebel, CIN, Diera, Dow, FassaLusa, Fibrosom, Foamglass, Grazimac, Gyptec, Iberfibran, LusoMapei, Onduline, Plastimar, Preceram, RockWool, Saint-Gobain Isover, Saint-Gobain Weber, Secil-Argamassas, Sika, Sival, Termolan), a disponibilização de documentação de apoio à elaboração deste artigo.

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Através da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) do berço-ao-portão é, assim, possível estimar impactes ambientais de influência local e global, além de impactes económicos de cada uma das combinações. Como as variáveis estudadas têm unidades de medidas de impacte diferentes, são utilizados dois processos sequenciais para facilitar a visualização e a análise dos resultados: os dados obtidos são normalizados e são definidos cenários onde cada dimensão de impacte tem um peso proporcional à sua influência.

DADOS E MÉTODOS

A caracterização da cobertura, os materiais utilizados e os dados necessários para dar prosseguimento às análises foram cedidos pela equipa de desenvolvimento do projeto Smart Roof System.

A cobertura plana tradicional estudada tem cinco camadas – material de colagem, isolamento térmico, barramento armado com rede de fibra de vidro, membrana líquida impermeabilizante, e armadura de reforço. As variações de camadas correspondem a três opções de isolamento térmico, a duas opções de membrana líquida impermeabilizante e a cinco opções de armaduras de reforço, totalizando 15 combinações de cobertura.

O material de colagem e barramento utilizado já tinha sido estudado e modelado anteriormente [3]. Os três materiais de isolamento térmico utilizados são a Lã Mineral com Primário (Mineral Wool – MW), Aglo- merado de Cortiça Expandida (Insulation Cork Board – ICB) e Poliestireno Expandido Extrudido (Extruded Polystyrene – XPS). Como opções de camada de impermeabilização são consideradas a Membrana Líquida de Poliuretano de base solvente (PU) e a Membrana Líquida de Poliuretano de base aquosa em Dispersão com pigmento branco (PUD), que apresentam formulações diferentes. A PUD foi desenvolvida neste projeto de modo a conferir a esta camada menores impactes ambientais. A sua formulação diminui a concentração de resina acrílica e aumenta a quantidade de dióxido de titânio. As armaduras apresentadas neste estudo incluem duas versões de estruturas têxteis 100 % em poliestireno reciclado (R22R e R23R), uma estrutura têxtil com polipropileno (R22PP), uma rede de fibra de vidro (FV) e uma armadura de não-tecido (NT).

Cada combinação de camadas foi nomeada de acordo com as abreviações referentes ao isolamento térmico, à membrana impermeabilizante e ao reforço da impermeabilização utilizados (Figura 1).

De acordo com a Norma Europeia EN 14040:2006 [4], existem quatro passos para realizar a ACV. O primeiro é a definição de objetivo e âmbito do estudo, neste caso, do berço ao portão, incluindo as etapas de extração de matérias-primas (A1), transporte (A2), e produção (A3). Neste primeiro momento, também são definidas as categorias de impacte analisadas, que foram, nomea- damente, o Potencial de Aquecimento Global (Global Warming Potential – GWP), a Energia Primária – não -Renovável (Primary Energy – non Renewable Energy – PE-NRe), o Potencial de Acidificação (Acidification Potential – AP), o Potencial de Eutrofização (Eutrophication Potential – EP) e o Potencial de Oxidação Fotoquímica (Photochemical Ozone Creation Potential – POCP). Os impactes globais, como GWP e PE-NRe, afetam o clima global e a camada de ozono numa ampla escala, enquanto os impactes locais, como AP, EP e POCP, estão relacionados com efeitos em ecossistemas locais.

Na etapa de inventário, os materiais e processos envolvidos em cada camada foram modelados e/ou adaptados com base na literatura [1,2,5-9]. Tanto a adaptação destes materiais, que pode incluir a remoção e a utilização de novas matérias-primas e de novos processos, quanto a modelação de materiais que não haviam sido previamente modelados, tiveram a Ecoinvent 3 como base de dados principal, presente no software de ACV SimaPro, que foi utilizado para obter tais dados. Os cálculos foram realizados através da metodologia prevista pela EN 15804 + A2 Method, CML-IA baseline V3.08 e CED – Cumulated Energy Demand. Já os custos individuais de cada camada foram disponibilizados pela equipa de desenvolvimento do sistema, com o custo sendo resultado do somatório do valor individual de cada camada.

Para uma comparação e uma análise mais eficazes dos dados obtidos, foi realizada a normalização dos resultados dos impactes ambientais e económicos a fim de ter um parâmetro adimensional, sendo assim possível entender a relação entre custos, GWP e PE- -NRe. Este processo não foi realizado para os impactes ambientais locais (PA, PE e POCP), pois estes foram calculados apenas para a camada de impermeabilização. A normalização foi realizada através da equivalência do maior valor a um; e os demais valores sendo proporcionalmente menores foram divididos pelo maior valor. Consecutivamente, foram então aplicados possíveis cenários, um com maior influência económica (custos: 70 %, GWP: 15 % e PE-NRe: 15 %), um com influência económica equivalente à ambiental (Custos: 50 %, GWP: 25 % e PE-NRe: 25 %), um com maior influência ambiental (Custos: 34 %, GWP: 33 % e PE-NRe: 33 %); e um com maior influência de GWP (custos: 34 %, GWP: 50 % e PE-NRe: 33 %).

RESULTADOS

i) Potencial de Aquecimento Global (GWP)

As Figuras 2a) e 2b) representam os impactes referentes ao GWP por camada e por combinação, respetivamen- te. Ao analisar a influência das camadas, é possível notar que a contribuição do isolamento térmico XPS é superior à das demais. Ainda assim, as camadas de impermeabilização e de reforço vão influenciar apenas dentro das suas camadas de materiais.

ii) Energia Primária (PE-NRe)

As Figuras 3a) e 3b) representam os impactes referentes a PE-NRe por camada e por combinação. Apesar de serem semelhantes aos de GWP, os valores diferem, fazendo com que as alternativas de isolamento térmico e armaduras de reforço de menos impacte em GWP não sejam as mesmas em PE-NRe.

iii) Acidificação, Eutrofização e Oxidação Fotoquímica

As Figuras 4a), 4b) e 4c) representam os impactes locais referentes ao AP, EP e POCP por camada de impermeabilização. É possível perceber que, em todas as categorias de impacte locais, a PUD se mostra mais vantajosa ambientalmente.

iv) Custos

As Figuras 5a) e 5b) representam os custos por camada e por combinação. É possível perceber uma menor amplitude de valores referente ao isolamento térmico, porém ainda sendo a camada que mais influencia na ordenação das combinações. As membranas impermea- bilizantes também têm uma diferença considerável de valor, enquanto as armaduras de reforço variam pouco.

v) Análise multicritério e cenários

Após a normalização e a aplicação de pesos que se referem aos graus de influência das dimensões económicas e ambientais, percebeu-se que algumas soluções se destacaram repetidamente como as mais vantajosas nos vários cenários, nomeadamente as ICB-PU-NT, MW-PU-NT e MW-PUD-FV.

DISCUSSÃO

a) Impactes ambientais globais

A pegada de carbono refere-se à quantidade total de gases de efeito estufa emitidos direta ou indiretamente por uma atividade, um produto ou um serviço, enquanto a energia primária não-renovável se trata da quantidade total de energia utilizada durante o fabrico do produto, incluindo a extração de matérias-primas, o transporte e a produção.

Sabendo que as diferentes categorias de impacte tratam de consequências distintas para o meio ambiente, é compreensível que tenham resultados diferentes. No caso deste estudo, a influência das camadas manteve-se a mesma entre categorias (sendo a camada de isolamento térmico a que mais influencia, seguida da membrana de impermeabilização e da armadura de reforço), porém, os impactes de cada material alteram- -se. Por exemplo, o ICB, que tem o menor impacte em GWP, tem um dos maiores impactes em PE-NRe. Apesar de terem resultados diferentes, há soluções que podem combinar baixos impactes em GWP e PE-NRe.

b) Impactes ambientais locais

O POCP, AP e EP são importantes indicadores de impacte ambiental local, ou seja, que tem influência no ecossistema local. O POCP refere-se à capacidade de formar ozono troposférico. O AP é o resultado da libertação de gases que acidificam solos e águas e danificam os ecossistemas. O EP é o resultado de um excesso de nutrientes nas massas de água, que causa o crescimento excessivo de algas e afeta a biodiversidade. Estas categorias permitiram definir as vantagens ambientais da PUD, mostrando que é melhor para o ecossistema local do que a PU.

c) Impactes económicos

Sendo a dimensão que mais impacta a tomada de de- cisão do cliente, os impactes económicos precisam de ser levados em conta. Através dos resultados obtidos, foi possível validar a consideração de alguns materiais na investigação, como o XPS como isolante térmico, que não se destacou em GWP ou em PE-NRe, mas que se trata de uma solução mais vantajosa financeiramente do que o AICB.

Neste estudo, é ainda possível perceber que os fatores que mais influenciam os custos são, também, o isolamento térmico e a camada de impermeabilização, dado que as armaduras de reforço possuem custos muito menores do que as demais camadas.

d) Considerações finais sobre a análise multicritério

Uma vez que os resultados obtidos em cada categoria de impacte não convergem para uma solução específica, a normalização de dados e a aplicação de cenários apresentam-se como uma possibilidade de analisar os resultados comparando valores expressos em diferentes unidades num parâmetro adimensional, resultando numa análise multicritério.

Através da aplicação de cenários que apresentam diferentes prioridades, é possível perceber que algumas soluções se destacam em todos os cenários, outras soluções estão na metade mais vantajosa das soluções em todos os cenários, e há soluções que não são destacadas em nenhum caso.

É necessário, portanto, destacar o seguinte:
• O ICB mostra-se como uma alternativa interessante de isolamento térmico mesmo quando o custo é uma prioridade na tomada de decisão;
• As soluções utilizando MW são destacadas mesmo quando a variável de GWP tem maior peso;
• Mesmo com pior desempenho nos impactes ambientais globais, as combinações utilizando a PUD destacam-se em diferentes cenários. No entanto, soluções utilizando XPS não se destacaram em nenhum caso.

CONCLUSÃO

O presente artigo apresentou o estudo ambiental e económico de várias combinações de uma solução inovadora de cobertura plana tradicional, o qual se integrou no projeto Smart Roof System. Esta análise contribui para facilitar o processo de tomada de decisão do cliente e também a compreensão de possíveis melhorias pela equipa de desenvolvimento do produto.

A ACV apresentou tanto impactes decompostos referentes às camadas, quanto acumulados, possibilitando a compreensão do resultado de cada combinação. Assim, foi possível analisar a razão de ser dos resultados que divergiram do esperado e contribuir para uma solução mais aprimorada nestas dimensões.

Como resultado final, a normalização e a aplicação de pesos aos resultados obtidos facilitaram o entendi- mento do desempenho multicritério das combinações, destacando pela positiva algumas destas em diversos cenários. Como algumas soluções não se destacam em nenhum dos cenários analisados, é possível definir ações que tenham em vista melhorá-las em diversas frentes do desenvolvimento do produto e da solução construtiva.

AGRADECIMENTOS

Este trabalho insere-se na atividade de investigação desenvolvida no Centro de Investigação em Engenharia

Civil e Inovação para a Sustentabilidade (CERIS) e foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) no âmbito do projeto UIDB/04625/2020. Este trabalho enquadrou-se no âmbito do projeto Smart Roof System, financiado pela Agência da Inovação (POCI-01-0247-FEDER-046957), agradecendo-se toda a informação disponibilizada pelas entidades participantes no mesmo.

Bibliografia

[1] Gomes, R. “Avaliação Do Ciclo De Vida ‘Do Berço Ao Berço’ De Soluções Construtivas Em Edifícios – Aplicação Às Coberturas Planas”. 2019. Maris Saint-Gobain. Program EPD. – Environmental Product Declaration

[2] MARIS Solvent-based Products. 2023. https://api.environdec.com/api/v1/EPDLi- brary/Files/770d2445-1ae1-4819-a8b6-08db1289e542/Data

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[8] Volcalis, Isolamentos Minerais S.A. DAP 007:2022 Lã Mineral revestida com Véu Negro. 2022.

[9] Weber Saint-Gobain. Program EPD. – Environmental Product Declaration – Weber Solvent-Based Products. 2023. https://api.environdec.com/api/v1/EPDLi- brary/Files/2f3f5039-6262-4e6c-affb-08db681d8c95/Data

 

OS AUTORES

Giovanna Schäfer Bartels, José Dinis Silvestre e Inês Flores-Colen (CERIS, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa) e Luís Silva (Saint-Gobain Weber, Aveiro, Portugal)

Este artigo foi originalmente publicado na edição nº 150 da Edifícios e Energia (Novembro/Dezembro 2023).

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