O Sobrado Solar é o projeto que a equipe de estudantes de arquitetura e de engenharia da Universidade Federal do Paraná apresentará nos próximos dias 22 e 23 de abril nos Estados Unidos, mais especificamente no Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) em Golden, Colorado. O projeto está entre os 40 finalistas da competição anual Race to Zero, promovida pelo Departamento de Energia dos EUA, e é o único brasileiro dentre os competidores.
A iniciativa propõe aos estudantes universitários a criação de ‘casas sem energia’, estimulando-os a participar de um novo movimento de liderança para alcançar ‘casas verdadeiramente sustentáveis’, ou seja, casas de alto desempenho, tão eficientes em termos energéticos que a energia renovável pode compensar a maior parte ou todo o consumo anual de energia.
Fazem parte do time brasileiro os estudantes do 4º ano do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFPR Alessandra da Veiga, Juliana de Macedo, Juliana Hirayama, Larissa Tami Shinohara, Louisy Spak e Vítor Fernandes; a aluna do 5º ano de Engenharia Civil Heloise Cristine Cezario; o doutorando em Engenharia Elétrica Daniel Ussuna; a doutoranda em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental Karoline Richter; e o mestrando em Engenharia Elétrica Renatto Carvalho; sob a orientação do engenheiro civil e professor do curso de Arquitetura e Urbanismo Aloísio Schmid, com apoio da Fundação Araucária e da Agência UFPR Internacional.
“Acho muito importante levar pra fora o que produzimos aqui, a nossa cultura, a nossa linha de pensamento e o potencial brasileiro que é gigante, mas muitas vezes ofuscado, por nós mesmos inclusive. Nossa participação nesse concurso, e em outros que virão, traz ganhos em termos de conhecimento do que está sendo feito lá fora, aprendizado e principalmente, oportunidade de melhorar essa área de estudo no Brasil. Gostaria muito que nossa universidade, a UFPR, incentivasse a criação de laboratório de análises, de estudos de materiais e até a construção de protótipos de projetos como o Sobrado Solar. Se conseguimos ser finalistas sem essa infraestrutura, imagina onde podemos chegar sendo preparados desde o início da faculdade?”, afirma Louisy, líder da equipe.
“A sustentabilidade é um tema tão falado hoje, porém não tão aprofundado, principalmente no meio acadêmico. Participar desse concurso nos deu a oportunidade de aprender novas técnicas construtivas e priorizar o conforto ambiental, desde o detalhamento à qualidade de vida do usuário no pós-construção. Além disso, temos a oportunidade de mostrar à população que a qualidade da edificação está desde na escolha adequada dos materiais e métodos construtivos, até na forma de viver e usufruir do espaço. Queremos quebrar paradigmas de que a arquitetura é apenas para a classe alta, além de fugir da tradicional alvenaria, e mostrar que é possível construir uma casa autossuficiente energeticamente e que seja flexível de acordo com cada fase de vida do usuário”, complementa Juliana Hirayama, responsável pela Análise Energética do projeto.
O Sobrado Solar
O Sobrado Solar é uma casa de dois pavimentos ‘abastecida’ por energia solar planejada para Curitiba, ou seja, o projeto considera as características climáticas da região. A forma do telhado foi dada pela necessidade de acomodar painéis fotovoltaicos, voltados para o norte, de maior incidência solar. Ele se assemelha a uma forma típica da arquitetura popular brasileira: ‘meia-água’, com uma única inclinação. O primeiro andar é de 92m ² e tem, na primeira metade, uma planta livre que combina sala de estar, sala de jantar e cozinha, e, na parte de trás, uma lavanderia, bem como um quarto e um grande banheiro, que pode servir tanto para abrigar um idoso ou pessoa com necessidades especiais, ou mesmo como um escritório em casa. O piso superior é acessado por escadas, e tem um quarto principal que é suíte, dois quartos menores e um banheiro, compondo 74m². A sala tem um pé-direito duplo, proporcionando o espaço com iluminação zenital e ventilação natural. Os quartos menores ficam voltados para o sul. Por isso, um shed foi projetado para fornecer ventilação cruzada e ganhos solares diretos no inverno.
O sistema construtivo escolhido pela equipe foi o wood frame, pelos benefícios de construção rápida e limpa, eficiente desempenho acústico e térmico, excelente acabamento e baixa energia incorporada e baixas emissões de gases com efeito de estufa. A lã de rocha incorporada fornece à edificação o isolamento térmico necessário para atingir um baixo consumo de energia no controle climático, tanto para o verão como para o inverno.
O telhado fotovoltaico fornecerá toda a energia elétrica que a residência precisa. Se a saída for maior do que o consumo, o excesso retorna à rede elétrica. As simulações mostraram que os 110 metros quadrados de módulos fotovoltaicos policristalinos produzem significativamente mais energia elétrica do que a que realmente se consome dentro da casa, suportando, inclusive, a alimentação de um carro elétrico de pequeno a médio porte. Como a cidade de Curitiba tem grande insolação, a equipe acredita que a casa é capaz de produzir muito mais energia do que o que precisa.
Os módulos fotovoltaicos são firmemente fixados uns aos outros, tornando o telhado a prova de água. Uma barreira de vapor foi projetada acima do teto de modo que a umidade originada no interior do edifício não alcance a superfície interna do telhado, impedindo assim a condensação que poderia danificar a camada de isolamento térmico sob o telhado PV. Há uma barreira de vapor também no lado interno das paredes do envelope, atrás dos painéis de parede seca. Ele evita a umidade produzida no interior para atingir o núcleo do isolamento térmico, impedindo a condensação de ocorrer, o que poderia levar ao crescimento do molde e danos físicos.
A fim de criar uma consciência sobre os moradores sobre o desperdício de água durante o banho, a equipe propôs o desenvolvimento de uma luz de sinalização acoplada ao chuveiro principal – afinal, um banho de 10 minutos pode representar um consumo de até 250 litros de água, o equivalente a um quarto de um reservatório de água residencial convencional. O dispositivo é projetado para ser instalado dentro da parede, de modo que somente um diodo emissor de luz bicolor seja visível. O equipamento entra automaticamente e sai do modo de espera detectando o início e o fim do banho monitorando o fluxo de água no encanamento.
A edificação prevê, ainda, o uso de eletrofitas, tiras adesivas condutoras afixadas às paredes de residência para interligar as tomadas e os respectivos circuitos de origem; captação e aproveitamento da água da chuva; sistema de desumificação alimentado por energia solar para manter a umidade relativa interna a 60% – nível desejável para reduzir doenças respiratórias. “A residência também é elevada 50 cm do solo criando um espaço confinado com o intuito de diminuir o contato com o solo úmido curitibano e deixando os sistemas mais eficientes”, explicam. Em relação aos materiais, a equipe escolheu modelos de baixa emissão de carbono, como piso de bambu laminado. Outro ponto importante foi a bomba de calor terra-água, que funciona como um sistema de aquecimento e arrefecimento, equilibrando a temperatura interna através das trocas de calor da água da cisterna para o subsolo.
A análise financeira realizada chegou no valor de R$ 595 mil, tendo um custo inicial mais elevado que uma residência similar em alvenaria, que sairia em torno de R$ 494 mil. “Porém, o payback do Sobrado Solar se dá em 8,5 anos, o tempo médio da construção é de 4 meses – sem contar a fabricação do framing – e com toda a eficiência da casa, o custo mensal seria de apenas R$ 100,00, enquanto uma casa comum chega perto de R$ 1 mil”, defende a equipe. Para eles, a análise financeira desmitifica a crença de que novos sistemas e materiais são, de fato, mais caros.
