UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
JOHAN CARLOS BEZERRA
TELHADOS VERDES: MÉTODOS DE PESQUISA E PROPRIEDADES
Natal - RN
2018
Johan Carlos Bezerra
Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades
Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade
Monografia, submetido ao Departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal do
Rio Grande do Norte como parte dos requisitos
necessários para obtenção do Título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Dr. Fagner Alexandre Nunes
de França.
Natal - RN
2018
Seção de Informação e Referência
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede
Bezerra, Johan Carlos.
Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades / Johan Carlos Bezerra. -
2018.
35 f.: il.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro
de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil. Natal, RN, 2018.
Orientador: Prof. Dr. Fagner Alexandre Nunes de França.
1. Drenagem urbana - Monografia. 2. Telhados verde - Monografia. 3. Construção
sustentável - Monografia. 4. Revisão bibliográfica - Monografia. I. França,
Fagner Alexandre Nunes de. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 626.86:692.4
Johan Carlos Bezerra
Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades
Monografia apresentada à Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, como parte
das exigências para a obtenção do título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Aprovado em 21 de Junho de 2018:
________________________________________
Professor Dr. Alexandre Nunes de França
________________________________________
Professora Dr.a Joana Darc Freire de Medeiros
________________________________________
Engenheiro Eduardo Eiler Batista de Araújo
Natal - RN
2018
RESUMO
Esta monografia apresenta uma revisão bibliográfica no cenário brasileiro sobre a
ciência acerca dos telhados verdes, suas características e sua eficiência ao mitigar problemas
causados pela urbanização. Os telhados verdes ou telhados vegetados são coberturas
impermeáveis com sistema de drenagem, uma camada de substrato e vegetação. Os principais
benefícios estudados pela literatura brasileira recente são: capacidade de retenção de água e
diminuição da vazão de pico em eventos de chuva; melhoria na qualidade das águas efluentes;
capacidade de isolamento térmico; impacto na umidade do ar e combate ao efeito ilha de calor.
Esse trabalho apresenta os métodos de pesquisa utilizados atualmente, resultados e descobertas
recentes sobre os telhados verdes e sugere temas de pesquisa para preencher as lacunas de
conhecimento sobre a tecnologia.
Palavras-chave: Drenagem Urbana. Revisão Bibliográfica. Construção Sustentável.
ABSTRACT
This monography presents a literature review in the brazilian scenario about green
roofs, its characteristics and efficiency at mitigating problems caused by urbanization. Green
roofs, or vegetated roofs, are impermeable surfaces on roofs with a drainage system, draining
layer, growing medium and vegetation. The main benefits studied by the brazilian literature are:
capacity of water retention and peak flow reduction in rain events; improvement in water
quality; heat insulation capacity; impact in the air relative humidity and mitigation of the urban
heat island effect. This paper presents recent research methods, results and findings about green
roofs and suggests new research themes to fulfill some knowledge gaps about technology.
Key-words: Urban Drainage. Literature Review. Sustainable Construction.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 11
1.1 Considerações Iniciais ..................................................................................... 11
1.2 Objetivo Geral ................................................................................................ 14
1.3 Objetivos Específicos ...................................................................................... 14
2 CONCEITOS INICIAIS .................................................................................. 14
2.1 Contexto Histórico .......................................................................................... 14
2.2 Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico ........................... 17
2.3 Melhoria na qualidade das águas efluentes ........................................................ 18
2.4 Isolamento térmico ......................................................................................... 19
2.5 Impacto na umidade do ar ................................................................................ 19
3 METODOLOGIA ........................................................................................... 19
4 RESULTADOS .............................................................................................. 20
4.1 Capacidade de retenção de água e diminuição de vazão de pico ........................... 20
4.1.1 Chuvas naturais .............................................................................................. 20
4.1.2 Chuvas Simuladas ........................................................................................... 21
4.1.3 Softwares ....................................................................................................... 23
4.2 Telhados Inclinados ........................................................................................ 24
4.3 Interferência da umidade anterior do solo na capacidade de retenção de água ........ 24
4.4 Melhoria na qualidade das águas efluentes ........................................................ 25
4.5 Isolamento térmico ......................................................................................... 26
4.6 Impacto na umidade do ar ................................................................................ 27
4.7 Combate ao efeito Ilha de Calor ....................................................................... 28
4.8 Espécies estudadas .......................................................................................... 29
5 DISCUSSÃO .................................................................................................. 31
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 32
7 REFERÊNCIAS.............................................................................................. 33
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - População vivendo em áreas urbanas ...................................................................... 11
Figura 2 - Alagamento em centro urbano de Natal/RN ............................................................ 12
Figura 3 - Modelagem do efeito Ilha de Calor no Município de Ubatuba, SP ......................... 13
Figura 4 - Representação conceitual dos Jardins Suspensos da Babilônia ............................... 15
Figura 5 - Mausoléu de Augusto com árvores no telhado ........................................................ 15
Figura 6 – Camadas de um telhado verde básico ..................................................................... 16
Figura 7 - Comparação de telhados verdes com telhados convencionais................................. 18
Figura 8 – Evolução temporal de um evento pluviométrico .................................................... 21
Figura 9 – Modelos de simulação de chuva utilizados em pesquisas ....................................... 22
Figura 10 - Vazão de chuva simulada em telhado verde e em telhado convencional .............. 22
Figura 11 - Hidrograma comparativo entre telhados convencionais e telhados verdes, gerado
com dados de simulação por software ...................................................................................... 23
Figura 12 – Volume escoado ao longo do tempo de chuva ...................................................... 24
Figura 13 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes
telhados ..................................................................................................................................... 25
Figura 14 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes
telhados ..................................................................................................................................... 26
Figura 15 - Abrigos com diferentes tipos de coberturas ........................................................... 27
Figura 16 - Marcha horária ....................................................................................................... 28
Figura 17 - Comparação entre temperatura urbana .................................................................. 29
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1 – Valores de runoff para simulação em telhados verdes planos e inclinados........... 24
Quadro 2 - Espécies estudadas em telhados extensivos na literatura recente ......................... 30
ÍNDICE DE ABREVIAÇÕES
C – Coeficiente de runoff
EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
TC – Telhado de Concreto
TV – Telhado Verde
11
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
Nos últimos anos, o mundo tem experimentado o fenômeno da urbanização, com a
população mundial vivendo cada vez mais em cidades, principalmente no Brasil (Figura 1). As
cidades foram crescendo rapidamente e muitas vezes o planejamento e a infraestrutura do local
não acompanharam isso (TUCCI, 1997).
Figura 1 - População vivendo em áreas urbanas
Fonte: Nações Unidas (2017)
Uma das consequências da urbanização é a impermeabilização do solo que previamente
suportava uma vegetação natural. Essa vegetação natural, que antes absorvia parte da chuva e
permitia outra parte infiltrar no solo, torna-se uma camada impermeável capaz de escoar
grandes volumes de água em períodos de chuva, possibilitando a ocorrência de alagamentos
(Figura 2).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2018
Porcentagem de população em áreas urbanas no Brasil
População
12
Figura 2 - Alagamento em centro urbano de Natal/RN
Fonte: Blog de Ismaelita Melo (https://ismaelitamelo.blogspot.com/)
Outra consequência da grande densidade de pessoas, equipamentos e da retirada de
cobertura natural é o fenômeno ilha de calor. A temperatura nos centros urbanos acaba sendo
maior que nos arredores, causando desconforto térmico e aumentando os custos com
climatização.
Com o crescimento urbano, as edificações e obras de infraestrutura urbana (ruas,
passeios públicos, estacionamentos, telhados, etc.) alteram significativamente a
cobertura do solo e a topografia. Além dos impactos diretos aos ecossistemas
terrestres e aquáticos (...), ocorre o efeito Ilha de Calor urbano com substituição das
áreas verdes por superfícies compostas de concreto e asfalto. (TASSI et al., 2014)
Na Figura 3 pode-se observar o fenômeno Ilha de Calor no município de Ubatuba/SP,
o mapa foi gerado por modelagem feita em um estudo de Gomes et al. (2017). As áreas mais
densamente ocupadas apresentam uma temperatura de até 5 graus Celsius acima das áreas
circunvizinhas.
13
Figura 3 - Modelagem do efeito Ilha de Calor no Município de Ubatuba, SP
Fonte: Gomes et al. (2017)
Por causa dos efeitos colaterais da urbanização, as tecnologias sustentáveis estão
ficando cada vez mais relevantes. Uma tecnologia sustentável que contribui para o combate
desses problemas são os telhados vegetados, ou telhados verdes (LIMA, 2013). Os telhados
verdes consistem em uma camada vegetada sobre lajes e podem reter uma determinada
quantidade de água em um evento de chuva e diminuir a vazão pico de escoamento, atenuando
a carga no sistema de drenagem e possivelmente reduzindo alagamentos (LEITE et al. 2016).
Além disso, funciona bem como isolante térmico e acústico (CARNEIRO et al. 2015)
aumentando o conforto térmico, pois diminui a transferência de calor para dentro de ambientes
climatizados. Outros benefícios apontados pela literatura incluem a melhora da qualidade da
água escoada (CASTRO, 2011) e melhoria do aspecto estético (BUDEL, 2014).
Apesar dos vários benefícios da tecnologia e do fato de que algumas cidades brasileiras
já têm uma legislação que trata do tema, os telhados verdes ainda não são utilizados em larga
escala no país. As maiores cidades apresentam os vários efeitos consequentes da urbanização e
muitos poderiam ser mitigados com a utilização dos telhados vegetados.
14
1.2 Objetivo Geral
Aprofundar o conhecimento sobre o modo em que os estudos sobre os telhados verdes
são conduzidos no Brasil e apresentar o conhecimento obtido através deles.
1.3 Objetivos Específicos
Fazer um sumário das espécies de vegetação utilizadas em pesquisas com telhados
verdes extensivos no clima brasileiro.
Analisar as pesquisas feitas com telhados verdes separando-as pelo benefício produzido
na sociedade
Sugerir temas de pesquisa que preencham as lacunas de conhecimento acerca de
telhados verdes
2 CONCEITOS INICIAIS
2.1 Contexto Histórico
A tecnologia dos telhados verdes não é nova. Não se sabe ao certo quando se iniciou a
sua utilização, pois pouca evidência sobreviveu até hoje. Sua relevância na arquitetura tornou-
se notável nos zigurates da mesopotâmia, especialmente nos Jardins Suspensos da Babilônia
(cerca de 500 a.C.), um das teorias acerca dos Jardins Suspensos é de que seu propósito era
trazer um pouco da vegetação natal da esposa do rei Nabucodonosor II pois ela se sentia longe
de casa (Figura 4).
15
Figura 4 - Representação conceitual dos Jardins Suspensos da Babilônia
Fonte: Blog “Women and the garden” (http://womenandthegarden.blogspot.com)
Além dos zigurates, telhados verdes feitos de grama eram utilizados largamente em
casas dos povos vikings e europeus até a idade média, com o intuito de prover uma isolação
térmica melhor no inverno. Os romanos também tinham o hábito de plantar árvores em cima de
construções para efeito estético, como no mausoléu do imperador Augusto (Figura 5) (MAGIL,
2011).
Figura 5 - Mausoléu de Augusto com árvores no telhado
Fonte: Blog Grande Hotel (http://umgrandehotel.blogspot.com)
16
Por volta de 1960 os telhados verdes passaram a ser pesquisados em vários países,
principalmente na Alemanha e Suíça. Nos anos 70, pesquisou-se as partes do telhado verde
separadamente, como camadas impermeáveis, sistemas de drenagem, camadas retentoras de
raiz, espécies cultiváveis e solos leves. Durante esse período, a Alemanha se tornou uma
referência mundial em telhados verdes ao redor do mundo não só pela sua pesquisa como sua
larga utilização pioneira da tecnologia, com a marca de 10 milhões de m² de telhados verdes
instalados em 1996 (MAGIL, 2011).
Em escala menor, a tecnologia vem ganhando o mundo diante das novas tendências
sustentáveis na construção e planejamento de cidades. Algumas cidades já possuem legislações
específicas acerca de telhados verdes, seja com incentivos fiscais para a sua utilização ou até a
obrigatoriedade em certas condições, como visto nas cidades de São Francisco, nos Estados
Unidos (SFPD, 2017), e Toronto, no Canadá (Cidade de Toronto, 2009).
Enquanto a tecnologia dos telhados verdes no Brasil, apesar de crescente, ainda está em
estado inicial (Revista Globo), as pesquisas Brasileiras no século XXI tentam verificar,
quantificar e otimizar os benefícios que o telhado verde pode trazer para a sociedade.
Os telhados verdes são formados por pelo menos uma estrutura de base, camada de
impermeabilização, um sistema de contenção de raízes, sistema de drenagem, camada de filtro,
substrato e vegetação (LOUZADA, 2016), como exemplificado na Figura 6.
Figura 6 – Camadas de um telhado verde básico
Fonte: Site da empresa Ecotelhado (https://ecotelhado.com/)
17
A literatura costuma dividir os telhados verdes em extensivos e intensivos. Os sistemas
extensivos são mais finos (até 15cm), leves e com vegetação que suporte condições climáticas
severas (TASSI et al., 2013). Esses sistemas costumam ser adotados em virtude da carga
reduzida na estrutura, sendo da ordem de 85kg/m² (LOUZADA, 2016). Os telhados intensivos,
por sua vez, podem ultrapassar 300kg/m² (HENEINE, 2008), comportando uma vegetação
maior e tendo o melhor desempenho no controle quantitativo de águas pluviais, sendo esses
menos utilizados em edificações devido à grande carga na estrutura e elevado custo de
manutenção.
Por suas diferentes propriedades, são capazes de mitigar alguns dos problemas oriundos
da urbanização. Os problemas combatidos abordados na literatura recente (2013 a 2018) são os
seguintes:
1. Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico (JOBIM et al., 2013;
LIMA, 2013; SANTOS et al., 2013; ARAÚJO, 2014; TASSI et al., 2014; VIEIRA et
al, 2015; FERREIRA, 2015; COSTA et al., 2016;; LEITE et al., 2016; LOUZADA.,
2016; MIRANDA., 2016;
2. Melhoria na qualidade das águas efluentes (LIMA, 2013; BUDEL, 2014)
3. Isolamento térmico (CARNEIRO et al., 2015; PANZIERA et al., 2015)
4. Impacto na umidade do ar (CATUZZO, 2013 )
5. Combate ao efeito ilha de calor (GOMES et al., 2017)
2.2 Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico
Os telhados verdes têm como conhecida e talvez principal característica a capacidade
de reter água da chuva (LOUZADA, 2016; LEITE et al., 2016; COSTA et al., 2016), boa parte
em virtude da presença do solo em sua composição, que absorve a maior parcela do volume
recebido. A vegetação mantém o solo no lugar, capta e solta a água no ambiente posteriormente
por meio da evapotranspiração. A capacidade de reter água do sistema é proveniente do tipo e
espessura do substrato utilizado e do tipo de vegetação instalada (JOBIM et al., 2013). Essa
capacidade é medida por meio do Coeficiente de runoff (C), que é calculado pela seguinte
fórmula:
𝐶 =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜
18
Quanto menor o coeficiente runoff, mais água está sendo retida pelo telhado verde. A
diferença do efeito de um coeficiente de runoff baixo e alto, respectivamente, está representada
na figura 7:
Figura 7 - Comparação de telhados verdes com telhados convencionais
Fonte: ARAÚJO, 2007
Além de ser capaz de reter água, foi observado que a tecnologia também é capaz de
retardar o início do escoamento e a vazão de pico (FERREIRA, 2015). Em virtude da absorção
de parte da água precipitada e da taxa de percolação do solo, a água demora mais para atingir o
efluente, causando uma redução considerável na demanda do sistema de drenagem devido à
menor vazão obtida. Se aplicado em muitas coberturas no meio urbano, é uma maneira eficiente
e limpa de mitigar o efeito das enchentes (DOUG et al. 2005).
2.3 Melhoria na qualidade das águas efluentes
A capacidade do substrato de um telhado verde e o solo atuarem como um filtro de
águas pluviais vem sendo considerada por alguns pesquisadores. Baseando-se na hipótese de
que faixas gramadas são capazes de retirar sólidos em suspensão, fósforo e nitrogênio por meio
de infiltração (CASTRO, 2011, apud PORTO, 2005), pesquisas têm sido feitas para determinar
o impacto de uma cobertura vegetada no controle qualitativo das águas pluviais urbanas
(CASTRO, 2011; LIMA, 2013; BUDEL, 2014).
19
2.4 Isolamento térmico
Todo material possui um coeficiente de condutividade térmica. A condutividade térmica
é a capacidade de um material de transferir calor, sendo quanto maior o valor do seu coeficiente,
mais rápido o calor se espalha por ele (OPENSTAX, 2012). Um concreto de 2200kg/m³, por
exemplo, tem o coeficiente de condutividade térmica por volta de 1,80 W/m.K (SACHT, 2010)
enquanto valores medianos para um telhado verde se situam na ordem de 0,568 W/m.K
(PALMEIRA, 2016).
Essa propriedade revela que um telhado composto de concreto deixa muito mais calor
entrar e sair em um ambiente do que um feito de telhado verde. Em um dia quente, um telhado
vegetado transfere menos calor para o ambiente abaixo dele, deixando-o mais confortável e
reduzindo o custo com climatização, uma vez que menos calor precisa ser retirado do cômodo
para atingir uma temperatura agradável.
2.5 Impacto na umidade do ar
Por meio da evapotranspiração, a vegetação utiliza a água armazenada nos telhados
verdes para devolvê-la na atmosfera, gerando alterações no microclima local e aumentando a
umidade nos arredores. Isso pode ajudar a melhorar o clima urbano em ambientes muito secos
tornando os arredores mais agradáveis, além de reduzir a temperatura no local por meio do
processo endotérmico de evapotranspiração (GARTLAND, 2011).
3 METODOLOGIA
A metodologia desta pesquisa consiste em analisar artigos científicos,
dissertações de mestrado e doutorado e outras publicações de revistas científicas entre os anos
de 2013 e 2018 e relatar os conhecimentos científicos alcançados separando-os pela atuação
dos telhados verdes ao mitigar diferentes problemas urbanos. A principal plataforma de
pesquisa utilizada foi o Google Acadêmico (https://scholar.google.com.br/), além do Portal
Periódicos da CAPES (http://www.periodicos.capes.gov.br/). Todos os artigos brasileiros
incluídos nesta revisão bibliográfica são de visualização livre.
20
4 RESULTADOS
4.1 Capacidade de retenção de água e diminuição de vazão de pico
Os estudos feitos nos últimos anos têm utilizado primordialmente quatro tipos de
abordagem para testar as propriedades dos telhados verdes, medir coeficientes de runoff e a
diminuição de vazão de pico. São elas: testes em coberturas reais (CATUZZO, 2013; LIMA,
2013), módulos de teste com medições de chuvas naturais (ARAÚJO et al., 2013, TASSI et al.,
2014); módulos de teste com medições de chuvas simuladas (COSTA et al., 2016; LOUZADA,
2016; MIRANDA, 2016) e modelagem computacional (SANTOS et al., 2013; LEITE et al.,
2016).
4.1.1 Chuvas naturais
Os estudos com chuvas naturais exigem um pluviômetro nas imediações do local de
pesquisa e dependem do ciclo natural de chuvas para a coleta de dados.
A maioria dos estudos encontrados utilizam as chuvas naturais nas medições dos
telhados verdes. O custo reduzido torna a opção mais ideal para a realização de estudos sobre
retenção de água e atraso de escoamento. Os estudos realizados nesse estilo conseguiram notar
e se aprofundar em diversos aspectos sobre os telhados verdes, como a diferença de retenção
de água ao longo das estações (TASSI et al., 2013), após observar módulos de teste por um
período de 17 meses; Moruzzi (2014) fez testes com diferentes inclinações de telhado verde e
notou diferenças em seu desempenho; a interferência da umidade anterior foi notada por TASSI
et al. (2013) após analisar várias chuvas sucessivas, e diferença de desempenho entre espécies
(LIMA, 2013).
Os resultados têm afirmado repetidamente a capacidade de retenção de água, como pode
ser visto na Figura 8 que evidencia a diferença entre um telhado verde e um de fibrocimento.
Essa retenção pode chegar a 100% (C = 0) em chuvas com 10mm ou menos de precipitação
total (TASSI et al, 2013). Um valor interessante encontrado foi a capacidade de armazenamento
de um telhado verde com 8cm de substrato, que foi de 12,1mm/m² (TASSI et al, 2013),
indicando que chuvas menores ou iguais a essa grandeza podem resultar em coeficiente de
runoff igual a zero.
21
Figura 8 – Evolução temporal de um evento pluviométrico
Fonte: FERREIRA (2015)
4.1.2 Chuvas Simuladas
Louzada (2016), aponta que, devido ao clima local do Rio Grande do Norte, nem sempre
é viável a utilização das chuvas naturais para testar os módulos em virtude de grandes períodos
de escassez de chuva, sendo necessária a utilização de uma chuva simulada para a execução das
pesquisas. Dois tipos de simulações de chuvas foram encontrados na literatura recente, sendo
irrigação com mangueira e simulador (Figura 9), sendo esse método já foi utilizado no passado
pelo mesmo motivo (NETO, 2012). Os experimentos com chuvas simuladas possibilitam um
maior número de dados coletados em lugares em que esse processo demoraria bastante e
permitem ao pesquisador regular a intensidade da chuva a ser testada. Entretanto, o aparato
exigido encarece o custo da pesquisa, requer mais horas de trabalho e calibrações a fim de
alcançar o resultado mais parecido com uma chuva real (LOUZADA, 2016). Desde níveis mais
simples, utilizando apenas uma mangueira ou com um sistema de tubos, aspersores e proteção
do vento, os trabalhos com chuvas simuladas conseguem dados que corroboram com as teorias
sobre os telhados verdes, mostrando-se uma abordagem alternativa eficiente.
22
Figura 9 – Modelos de simulação de chuva utilizados em pesquisas. a) Irrigação com
mangueira, b) Irrigação com aspersores (equipamento colocado acima do módulo)
a) b)
Fonte: COSTA (2016); LOUZADA (2016)
Os módulos testados dessa maneira também mostraram atraso no início do
escoamento, coeficiente de runoff inferior a um telhado convencional e redução da vazão de
pico, como pode-se observar na Figura 10 (COSTA et al., 2016).
Figura 10 - Vazão de chuva simulada em telhado verde
Fonte: Adaptado de LOUZADA (2016)
23
4.1.3 Softwares
A utilização de softwares para avaliar a performance de um telhado verde tem se
mostrado muito útil. Com o auxílio do computador, é possível fazer testes de performance de
um telhado verde sem construir o módulo, como mostrado por Leite et al. (2016). Além disso,
se bem calibrada, torna-se uma ferramenta fundamental para medir o impacto da instalação dos
telhados verdes em uma área específica. Entretanto, percebe-se uma dificuldade de programar
os softwares para se obter uma simulação mais realista uma vez que algumas propriedades dos
telhados verdes ainda não são bem conhecidas, como o impacto da umidade antecedente na
absorção da água pelo solo ou a influência de diferentes tipos de vegetação (Santos et al., 2013).
Santos et al. (2013) utilizou o software Hydros-1D para simular o funcionamento de um
telhado verde tendo como dados de entrada os coletados a partir de um experimento real com
módulos de teste e verificou um comportamento similar a um telhado verde real. Tassi et al.,
(2014) em sua simulação, utilizando dados de chuva entre 2005 e 2010 pelo método de balanço
de volumes, verificou uma redução média de 75% do volume escoado no telhado. Outro
exemplo interessante da utilização de softwares para avaliar o impacto dos telhados verdes foi
feita por Leite et al. (2016) no campus da Universidade Federal de Cuiabá: A simulação
demonstrou (Figura 11) que a implantação de telhados verdes em 100% das coberturas do
campus reduziria em 18% a vazão de pico na região que sofre com alagamentos durante
períodos de chuvas e poderia desafogar o sistema caso tivesse sido/fosse implantada.
Figura 11 - Hidrograma comparativo entre telhados convencionais e telhados verdes, gerado com dados de
simulação por software
Fonte: LEITE et al. (2016)
24
4.2 Telhados Inclinados
As pesquisas têm mostrado que os telhados verdes inclinados, apesar de ainda ter um
coeficiente de runoff inferior aos telhados impermeáveis, são menos eficientes na retenção de
água da chuva do que os telhados verdes planos, tendo a sua eficiência reduzida conforme
aumenta a inclinação (MORUZZI, 2014). Louzada (2016), em sua pesquisa encontrou os
seguintes valores (Quadro 1):
Quadro 1 – Valores de runoff para simulação em telhados verdes
planos e inclinados
Fonte: Adaptado de LOUZADA (2016)
4.3 Interferência da umidade anterior do solo na capacidade de retenção de água
As pesquisas sobre retenção de água e atraso de início de escoamento de telhados verdes
notaram grandes diferenças no coeficiente de runoff para eventos de precipitação semelhantes
(TASSI et al., 2014; LOUZADA et al., 2016). Esse fenômeno tem sido atribuído à umidade
anterior do solo, tendo impacto significativo na capacidade de retenção do telhado verde
(SANTOS et al.; MORUZZI et al., 2014). Miranda (2016) utilizou o método de contar dias de
estiagem para tentar determinar esse impacto no desempenho como mostrado na Figura 12.
Figura 12 – Volume escoado ao longo do tempo de chuva
Fonte: MIRANDA(2016)
Duração de chuva Orientação Coeficiente Runoff
20 min Plano 0.35
20 min Inclinado 0.52
30 min Plano 0.47
30 min Inclinado 0.51
25
Os resultados evidenciam claramente um maior volume retido pelo telhado verde ao
ficar 8 dias sem chuva. Entretanto, os dias de estiagem não são um elemento preciso de
determinação pois outros fatores podem afetar a umidade do solo, que é o parâmetro de
influência principal. Este parâmetro, por falta de estudos no tema, ainda não é considerado nas
simulações das outras pesquisas utilizadas.
4.4 Melhoria na qualidade das águas efluentes
Apesar de algumas fontes citarem os faixas gramadas como uma alternativa de controle
qualitativo das águas pluviais (CASTRO 2011 apud PORTO 2005) e ressalvarem que o efluente
de telhados verdes pode ser usado para fins domésticos ( CASTRO, 2011), os estudos recentes
não corroboram com essa hipótese. Captando água escoada e infiltrada por diferentes telhados
verdes e passando por testes em laboratório, estudos recentes mostram que os telhados verdes
podem não cumprir essa função, pois o seu efluente provou não atender os requisitos básicos
para o consumo doméstico se comparado com a NBR 15527, a Portaria 2.914 e os parâmetros
estabelecidos pelo EMBRAPA (LIMA; 2013; BUDEL, 2014).
. Na Figura 13 podemos observar inconsistência dos resultados, tornado difícil
determinar o efeito do telhado verde na turbidez. Na Figura 14, a maioria das águas efluentes
apresentam uma quantidade bem superior de Nitrato, várias vezes ultrapassando o limite
aceitável estabelecido pela Portaria 2.914 de 10mg/L para águas de uso doméstico (BUDEL,
2014).
Figura 13 - Comparativo de turbidez de diferentes telhados*
Fonte: BUDEL (2014)
*O valor alto de turbidez no último dia é atribuído a um erro de leitura
26
Figura 14 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes telhados
Fonte: LIMA (2013)
Lima (2013) encontrou níveis inadequados de Cloro, Ph e sólidos dissolvidos e turbidez
nos efluentes dos telhados verdes estudados, o potencial de reduzir a qualidade da água também
foi observado por Budel (2014), que encontrou altos níveis de fosfato, nitrato e E. coli. Para
que os efluentes desses telhados pudessem ser utilizados para fins domésticos, conclui Budel,
deveria ser utilizado um tratamento microbiológico das águas do sistema. Por hora, sabe-se que:
A qualidade da água da chuva captada em telhados verdes é dependente de vários
aspectos, dentre eles: (1) característica do telhado (espessura da camada de solo,
composição do solo, vegetação e tipo de drenagem), (2) idade do telhado e (3)
frequência da manutenção do telhado, incluindo fertilização, substituição de plantas e
replantio. (BUDEL, 2014)
4.5 Isolamento térmico
O modelo de pesquisa utilizado para investigar as capacidades de um telhado verde
como isolante térmico consiste na construção de abrigos com diferentes coberturas e medição
das temperaturas internas por meio de termômetros e captura de imagens
termográficas(PANZIERA et al., 2015).
27
Figura 15 - Abrigos com diferentes tipos de coberturas
Fonte: PANZIERA et al. (2015)
Em sua pesquisa, Carneiro et al. (2015) observou que as coberturas verdes reduziram as
temperaturas superficiais medidas na face interna das coberturas, em até 5,3 graus Celsius. Em
outro estudo conduzido por Panziera et al. (2016), um ambiente com um telhado verde instalado
apresentou temperaturas 3 graus inferiores a um ambiente com um telhado convencional
quando a temperatura externa estava acima de 30 graus. Diante disso, percebe-se que a literatura
corrobora fortemente com a hipótese de que os telhados verdes têm a capacidade de manter as
temperaturas internas de ambientes mais baixas em climas tropicais e aumentar o conforto
térmico.
4.6 Impacto na umidade do ar
A influência dos telhados verdes na umidade relativa do ar tem sido feita pela utilização
de sensores de umidade instalados em diferentes coberturas (CATUZZO, 2013). Na Figura 16
pode-se ver os dados coletados por sensores de umidade em diferentes horários no dia. Para
esse dia, nota-se uma diferença de quase 10% de umidade relativa ao comparar um telhado de
concreto (TC) com as partes leste e oeste de um telhado verde (TVL e TVO).
28
Figura 16 - Marcha horária - S1 TVL e S2 TVO - Telhados verdes; S3 TC - Telhado de Concreto
Fonte: CATUZZO (2013)
Sabe-se que as discrepâncias de umidade relativa do ar entre um telhado verde intensivo
e um telhado convencional de concreto podem chegar até 15,7% (CATUZZO, 2013). Sendo
provado o impacto de uma vegetação na umidade relativa do microclima em que está situado.
4.7 Combate ao efeito Ilha de Calor
Fatores oriundos do processo de urbanização, como o aumento das superfícies de
absorção térmica, impermeabilização dos solos, alterações na cobertura vegetal, concentração
de pessoas, equipamentos e veículos contribuem para o efeito Ilha de Calor, o qual faz a
temperatura dos centros urbanos ser maior do que as áreas vizinhas (BARROS E LOMBARDO,
2017). A relação da remoção da cobertura vegetal e o efeito ilha de calor é objeto de vários
estudos, como por exemplo o da Figura 17, feito para na cidade de São Paulo:
29
Figura 17 - Comparação entre temperatura urbana (a) e área foliar (b)
a) b)
Fonte: Adaptado de BARROS E LOMBARDO (2016)
Na Figura 17, nota-se a relação direta da falta de cobertura vegetal e o aumento da
temperatura local, pois as áreas mais quentes são justamente as que têm menor área foliar. A
utilização de telhados verdes pode restaurar um pouco dessa cobertura vegetal retirada e
diminuir a temperatura nos centros urbanos.
4.8 Espécies estudadas
Os artigos utilizados nessa revisão bibliográfica utilizaram diversas espécies em seus
estudos e estão explicitadas no Quadro 2. A utilização de diferentes espécies é importante para
o aumento das possíveis soluções estéticas escolhidas para os telhados verdes e a
biodiversidade. Além disso, ao se buscar a eficiência máxima em um telhado verde, comparar
o desempenho de diferentes espécies faz-se necessário uma vez que a vegetação escolhida
influencia no desempenho (LIMA, 2013).
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Quadro 2 - Espécies estudadas em telhados extensivos na literatura recente
Autor Espécies
TASSI et al. (2014)
Kalanchoe blossfeldiana (Calanchôe)
Plectranthus barbatus (Boldo-de-jardim)
Chlorophytum comosum (Clorofito)
Asparagus-densiflorus ‘sprengeri’ (Aspargo-pendente)
Echeveria (Rosas de Pedra)
ROSETTI et al. (2013)Alternanthera sp. (Periquito vermelho e Periquito prata)
Cuphea sp. (Erica)
PANZIERA et al. (2015) Axonopus compressus (Grama de São Carlos)
LIMA (2013)Aloe vera (Babosa)
Melocactus zehntneri (Coroa-de-Frade)
SANTOS et al. (2013)Melocactus macrodiscus (Coroa-de-frade)
Cynodium dactylum (Grama-de-burro)
JOBIM et al. (2013)Axonopus compressus (Grama de São Carlos)
Kalanchöe blossfeldiana (Calanchôe)
ARAÚJO et al. (2013) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
COSTA et al. (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
FERREIRA (2015) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
LOUZADA (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
MIRANDA (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
BUDEL (2014) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
CARNEIRO et al. (2015)Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)
Arachis repens (Grama amendoim)
LEITE et al. (2016)Zoysia japônica (Grama-esmeralda)
Ixora coccínea (Ixora)
31
5 DISCUSSÃO
A característica dos telhados verdes mais estudada no Brasil é a capacidade de reter
água e atrasar o início do escoamento. Esse aspecto é reafirmado repetidamente em toda a
literatura, seja com módulos inclinados, saturados, com chuvas simuladas ou reais.
As simulações revelam um grande potencial de avaliar o impacto e viabilidade de
instalação das coberturas verdes e deveriam ser foco de mais estudos, pois ainda existem
parâmetros não considerados como o efeito da umidade antecedente ou da vegetação escolhida
na alteração do coeficiente de runoff.
Algumas espécies aplicáveis em telhado verdes ainda não foram objeto de estudo, como
por exemplo: Bulbine frutescens (Bulbine); Callisia repens (Dinheiro em penca); Clusia
fluminensis (Clúsia); Plectranthus neochilus (Boldinho); Lantana camara (Lantana);
Sphagneticola trilobata (Vedélia); Trandescantia zebrina (Lambari) e Trandescantia zebrina
purpuri (Lambari Roxo); Tropaeolum majus (Capuchinha); Tulbaghia violácea (Alho social) e
Verbena hybrida (Verbena) (ECOTELHADO, 2018).
Os estudos com a qualidade da água escoada pelos telhados verdes mostram que a sua
composição pode prejudicar a qualidade da água em alguns aspectos. Para tornar a tecnologia
mais sustentável, faz-se necessário estudos para determinar substratos com menor impacto na
qualidade da água. Além disso, há a possibilidade de se trabalhar com solos especializados,
mais leves, para contornar um dos maiores problemas dos telhados vegetados, que é a grande
carga na estrutura.
Além disso, a atuação dos telhados verdes como isolante térmico vivo é bem pertinente
uma vez que as cidades estão cada vez mais quentes e o uso de ar condicionados vai se
difundindo no meio urbano, aliado a grandes custos. Uma área interessante de estudo seria
determinar o impacto de um telhado verde no gasto de energia com a climatização de uma
construção.
Para efeito comparativo, foi buscado na literatura estrangeira os temas estudados, e
observou-se que alguns não são estudados no Brasil, sendo isso também uma oportunidade de
estudos na área. São eles, a capacidade de captura de carbono dos telhados verdes (GETTER et
al. 2009), redução de ruído (YANG et al. 2012) e aumento da biodiversidade (BRENNEISEN,
2003).
32
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Essa revisão bibliográfica tornou possível a visualização de um panorama do estado da
pesquisa acerca dos telhados verdes no Brasil. A tecnologia tem se provado bastante
sustentável, sendo uma adição positiva no meio urbano capaz de mitigar os efeitos da remoção
de vegetação e impermeabilização do solo. As pesquisas tornam cada vez mais possível fazer
simulações de telhados verdes e acredita-se que em breve será possível analisar o impacto da
tecnologia em uma grande área urbana, como uma cidade. Esse tipo de análise pode chamar a
atenção das autoridades legisladoras para que aprovem leis que incentivem e regulamentem o
uso da tecnologia, pois sem isso a sua utilização será apenas exótica uma vez que a maioria dos
benefícios são aproveitados mais pela sociedade como um todo do que pelo proprietário
individualmente.
Além disso, as pesquisas contribuem, pouco a pouco, para a elaboração de sistemas mais
eficientes e com um menor impacto no ambiente, mesmo sendo uma tecnologia já utilizada faz
muitos séculos.
Estudos utilizando as vegetações brasileiras e no clima brasileiro são interessantes uma
vez que trabalham com variáveis próximas da nossa realidade, podendo assim obter resultados
e expectativas mais realistas quanto ao funcionamento dos telhados verdes no ambiente do
Brasil.
33
REFERÊNCIAS
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