Telhados verdes : uma análise da influência das espécies vegetais no seu desempenho na cidade de Curitiba

Abstract

Resumo: Estudos ressaltam os benefícios que os telhados verdes podem proporcionar para as cidades e para as edificações, entretanto, pode-se perceber uma variação entre os resultados alcançados. Desta forma, este trabalho busca avaliar a influência das espécies vegetais no desempenho dos telhados verdes na cidade de Curitiba, através da análise de temperatura superficial, retenção de água da chuva e qualidade da água escoada, em cinco protótipos de telhados verdes e três protótipos de coberturas convencionais (laje impermeabilizada - com estrutura em chapa de compensado, telhado em fibrocimento, telhado cerâmico), como objetos de comparação. Para essa análise foram escolhidas cinco espécies vegetais com características morfológicas diferentes, entre elas: Bulbine frutescens, Tradescantia zebrina, Arachis repens, Sedum mexicanum, Callisia repens. A espécie Arachis repens não resistiu ao período de inverno sendo substituída pela espécie Zoysia tenuifolia. As coberturas foram montadas em uma mesa de testes com módulos de 75cmx100cm para simular os sistemas de cobertura. A temperatura superficial foi registrada através de termopares tipo K conectados a um datalogger (TD890). Foram realizadas cinco coletas de dados (período médio de 48 horas) com registros a cada 10 minutos. Os resultados demonstraram que existe uma variação significativa de temperatura superficial entre as espécies vegetais analisadas, mas todas apresentaram um desempenho superior aos sistemas convencionais de cobertura. Quanto à temperatura superficial superior (sobre o substrato), a espécie Zoysia tenuifolia apresentou as temperaturas mais elevadas no período diurno e mais baixas no período noturno, quando comparado com os demais sistemas de telhado verde, com temperaturas próximas à da laje impermeabilizada. Já a espécie Bulbine frutescens apresentou temperatura mais baixa durante o dia e as mais elevadas durante a noite. Quanto à temperatura superficial inferior dos sistemas de telhado verde, as temperaturas mais elevadas durante o dia foram registradas na espécie Bulbine frutescens, entretanto, mesmo assim, com temperatura média 10ºC abaixo dos sistemas de cobertura convencional. No período noturno o registro mais alto de temperatura dos sistemas de telhado verde foi da espécie Zoysia tenuifolia, entretanto todas as espécies apresentaram temperatura superior às coberturas convencionais. Para a análise de retenção de água foram observados o escoamento da água dos sistemas de telhado verde e da laje impermeabilizada (utilizada como pluviômetro no presente experimento) de junho de 2014 a janeiro de 2015. A variação de retenção da água pelas espécies vegetais foi significativa e podem ser explicadas pela tipologia das plantas e pelo fechamento que as plantas proporcionam no solo. A maior retenção observada foi por plantas que, em sua morfologia, absorvem mais água e a retêm em suas folhas e raízes, espécies que proporcionaram um menor fechamento do solo também retiveram mais água que as demais. A espécie com a maior retenção foi a Bulbine frutescens seguida do Sedum mexicanum. A análise da qualidade da água escoada pelas coberturas foi feita através dos parâmetros: pH, nitrogênio total, nitrogênio amoniacal, fósforo total, coloração e sólidos totais, com coletas feitas em dia posterior ao registro de precipitação. A bibliografia destaca que esses parâmetros são os que sofrem a maior variação quando a água é escoada por um sistema de telhado verde. Essa pesquisa corroborou com a bibliografia, demonstrando que a presença de fósforo e nitrogênio é superior nesse tipo de cobertura, sendo associada à adubação. A coloração da água que escoava pelo telhado verde também apresentou tom ferroso intenso, superior aos valores máximos previstos na legislação e superior a da água escoada pelos sistemas tradicionais. A quantidade de sólidos presentes e pH ficaram dentro dos parâmetros previstos pela legislação, tanto para os telhados verdes quanto para os telhados convencionais. Palavras chave: telhado verde, espécies vegetais, desempenho térmico, retenção de água, qualidade da água, sustentabilidade.

Abstract: Researches highlight the benefits brought by the adoption of green roofs to the cities and buildings, however it's noticeable a variation on the obtained results, reason that encouraged this research, which assesses how the vegetation species influences on the green roof performance in the city of Curitiba by analyzing the surface temperature, how much rain water is retained and its quality, five green roof prototypes were used along with three regular roof (waterproof slab, fiber cement roofing, ceramic roof tiles) prototypes to provide comparison parameters. The following five vegetation species were chosen, all with different morphological characteristics: Bulbine frutescens, Tradescantia zebrina, Arachis repens, Sedum mexicanum, Callisia repens. The species Arachis repens did not resist to the winter and had to be replaced by the Zoysia tenuifolia. The roofs were assembled in modules on a testing table, each one measuring 75x100cm, simulating the roof systems. The surface temperature was measured using a type K thermocouple and recorded using a TD890 datalogger, five data collection were held (average of 48 hours period) and records every ten minutes. The results showed that there is a significant variation between the vegetation species. Analyzing the superior surface temperature (above the substratum), the specie Zoysia tenuifolia had the highest temperatures during daytime and the lowest at night, temperatures close to the slab, the specie Bulbine frutescens had the lowest records during the day and the highest at night. For the inferior surface temperature, the highest records were with the Bulbine frutescens, still below regular roofs (up to 10ºC)while at night the highest temperatures recorded was with the specie Zoysia tenuifolia, however, all species recorded higher temperatures than conventional roofs. To analyze the water retention was recorded the amount of rain water that flew thru the slab (used as a pluviometer in this experiments) and the green roofs between June 2014 and January 2015, the retention variation among the species was significant and can be explained by the plants' typologies and how much of the soil they cover. The highest retention observed was by the plants which its morphology absorbers more water and retain on its leafs and roots, species that don't cover much soil did retain more water than others. The specie with the highest retention was the Bulbine frutescens followed by the Sedum mexicanum. The water flown quality analysis was done by analyzing the following parameters: pH level, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, total phosphorus, color and total solids, with records being made in the following day of the rain. The bibliography highlights that those parameters are the ones that show the biggest variations when the water flows thru a green roof system. This research corroborates with the bibliography, demonstrating that the phosphorus and nitrogen presence is higher when using this type of roof, related to the fertilization. The coloring of the water that flew thru the green roofs had an intense ferrous shade, above the limits foreseen by legislation and higher than the water that flew thru regular roofs system. The amount of solids present and the pH was within the limits foreseen by legislation for both roof methods. Keywords: green roof, vegetation species, thermal performance, rainwater retention, water quality, sustainability.