Avaliação do ciclo de vida energético e de emissões de CO2 dos materiais de madeira aplicados à prefabricação de vedações verticais em wood frame para o contexto brasileiro

Abstract

Resumo: As atividades da indústria da Construção Civil (CC) exercem pressão sobre os recursos naturais e o uso de energia no mundo, associadas à importante contribuição para os impactos ambientais globais. A seleção dos materiais que compõem edificações é relevante em relação à sustentabilidade ambiental do ambiente construído. Estudos têm apontado a madeira como uma alternativa de desempenho ambiental favorável à aplicação na CC. Sendo Wood Frame (WF) um sistema construtivo cujo material característico é a madeira, entende-se que este tenha potencial para a substituição de sistemas que empregam materiais mais impactantes, além da sua adaptabilidade a sistemas construtivos industrializados, geralmente associados a processos construtivos mais limpos e edificações mais leves e flexíveis. Nesse contexto, percebe-se a oportunidade e necessidade da geração e difusão de informação da sua cadeia produtiva para a realidade brasileira. Para tanto, a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma técnica normatizada para avaliar potenciais impactos e pontos de melhoria ambiental em sistemas de produto, que pode ser aplicada na análise desta cadeia do WF, além de auxiliar como uma ferramenta de gestão na tomada de decisão dentro da CC. Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi, por meio de uma ACV simplificada, em termos dos indicadores de energia embutida (EE) e emissões de CO??, descrever qualitativa e quantitativamente o ciclo de vida dos materiais de madeira comumente aplicados no sistema construtivo WF para o contexto brasileiro - madeira serrada tratada e OSB, desde as operações florestais à aplicação destes materiais na préfabricação vedações verticais em WF. Os resultados desta pesquisa são apresentados por meio de 3 artigos científicos: O primeiro artigo é uma revisão sistemática de literatura para apresentar um levantamento de pesquisas envolvendo ACV aplicada ao sistema construtivo WF; o segundo artigo se refere a uma avaliação dos indicadores de energia embutida (EE) e emissões de CO2 associadas ao processo produtivo de madeira serrada (MS) tratada e OSB; e o terceiro artigo, que contempla um inventário de EE e emissões de CO2 do portãoao- portão da produção industrial de vedações verticais pré-fabricadas em WF no Brasil. Os resultados apontam EE da ordem de 7,85 MJ kg-1 para a produção de MS, 8,26 MJ kg-1 para MS tratada; 14,32 MJ kg-1 para a produção de OSB; de 13,65 MJ m-2 e 13,36 MJ m-2 para a montagem industrial de VVs externas e internas, respectivamente. As emissões de CO2 associadas são da ordem de 0,76 kgCO2 kg-1 para a produção de MS, 0,77 kgCO2 kg-1 para MS tratada; 1,34 kgCO2 kg-1 a produção de OSB, e de 0,52 kgCO2 m-2 e 0,50 kgCO2 m-2 para a montagem industrial de VVs externas e internas, respectivamente. Os processos produtivos dos materiais de madeira contam com contribuição predominante de recursos energéticos de fonte renovável devido à utilização de energia de biomassa proveniente da queima de resíduos lenhosos, sendo este um potencial diferencial dos processos brasileiros em relação aos processos internacionais. Finalmente, a produção de 1m² de VV externa e interna, respectivamente - incluindo os materiais de madeira nelas contidas - demanda uma EE de 209,49 MJ m-2 e 200,05 MJ m-2, associada a emissão de 18,82 kgCO2 m-2 e 17,95 kgCO2 m-2, sendo aproximadamente 90% das cargas atribuídas aos processos de beneficiamento avaliados e 10% ao transportes envolvidos. O processo produtivo do OSB é o maior contribuinte para EE e emissões de CO2 dentro do recorte avaliado (?55%), seguido pela produção da madeira serrada tratada (?35%), e pela montagem industrial da das vedações verticais em WF (?1-2%) - parcela muito pouco significativa em comparação a demanda energética da produção dos materiais de madeira. Os resultados deste estudo contribuem para a caracterização do perfil ambiental de processos produtivos representativos da bioeconomia brasileira, fornecendo informações a respeito do WF e sua cadeia produtiva, ampliando a compreensão do setor sobre o desempenho ambiental relativo dos materiais de madeira e deste sistema construtivo não-convencional para a realidade Brasileira

Abstract: The Construction Industry (CI) activities exert pressure on natural resources and in the use of energy in the world, associated with important contribution to global environmental impacts. The selection of materials that make up buildings is relevant to the environmental sustainability of the built environment. Studies have pointed to wood as material of favorable environmental performance to application in the CI for durable purposes. As the Wood Frame (WF) system is a building system whose characteristic material is wood, it is understood that it has the potential to replace systems that apply more impacting materials, in addition to its adaptability to industrialized building systems, generally associated with cleaner constructive processes as well as lighter and flexible buildings. Thus, the opportunity and need to generate and propagate information about the production chain of this building system for the Brazilian reality are perceived. For that end, Life Cycle Assessment (LCA) - management tool to assess potential impacts and points of environmental improvement in product systems - can be applied in the analysis of the WF production chain, in addition to assisting in decision making within the CI. Thus, the goal of this research was to describe qualitatively and quantitatively the life cycle of wood-based materials applied to WF building system for the national reality, regarding embodied energy (EE) and associated CO2 emissions, from forest operations up to the application of these materials in the industrial prefabrication of WF walls. The results of this study are presented by means of 3 scientific articles: The first article is a systematic literature review involving LCA applied to the WF constructive system; the second article refers to an evaluation of the indicators of embodies energy (EE) and CO2 emissions associated with the production process of treated softwood timber (ST) and OSB; and the third article includes a gate-to-gate inventory of EE and CO2 emissions of industrial production of prefabricated WF walls in Brazil. The results indicate EE of of 7.85 MJ kg-1 for the production of ST, 8.26 MJ kg-1 for treated ST; 14.32 MJ kg-1 for the OSB production; 13.65 MJ m-2 and 13.36 MJ m-2 for the industrial assembly of external and internal WF walls, respectively. The CO2 emissions associated with the energy resources used in the production systems are of 0.76 kgCO2 kg-1 for the production of ST, 0.77 kgCO2 kg-1 for Treated ST; 1.34 kgCO2 kg-1 OSB production, and 0.52 kgCO2 m-2 and 0.50 kgCO2 m-2 for the industrial assembly of external and internal WF walls, respectively. The wood materials production processes have a predominant contribution of renewable energy resources mainly due to the use of biomass energy from the burning of woody residues, which is a differential potential of Brazilian processes in relation to international processes. Finally, the production of 1m² of external and internal WF wall, respectively - including the woody materials applied to them - demands an EE of 209.16 MJ m-2 and 2005,05 MJ m-2, associated with the emission of 18.82 kgCO2 m-2 and 17.95 kgCO2 m-2, being that approximately 90% of the loads are attributed to industrial processing and 10% to transport activities. The OSB production process is the greatest contributor to EE and CO2 emissions within the assessed boundaries (?55%), followed by the production of Treated Softwood Timber (?35%), and the industrial assembly of WF walls (?1-2%) - a not relevant share compared to the energy demand for the production of wood materials. The results of this research contribute to the characterization of the environmental profile of productive processes representative of the Brazilian bioeconomy, providing information about the WF and its production chain, expanding the sector's understanding of the relative environmental impact of wood materials and this non-conventional building system to the Brazilian reality