Avaliação do desempenho térmico em telhados verdes utilizando areia reciclada de resíduos de construção como substrato

Abstract

Resumo: Nas últimas décadas, o crescimento dos centros urbanos tem levado a desequilíbrios climáticos, incluindo o aumento das temperaturas regionais devido ao fenômeno das ilhas de calor urbano. Uma resposta ecológica a esse desafio tem sido a adoção de telhados verdes, estruturas que combinam múltiplas camadas com cobertura vegetal sobre uma base estrutural. Neste contexto, surge a possibilidade de aprimorar os benefícios dos telhados verdes utilizando materiais reciclados, particularmente os resíduos de construção e demolição (RCD). Dado que a construção civil consome entre 20 a 50% dos recursos naturais globais e gera uma quantidade significativa de resíduos recicláveis, é essencial explorar o potencial dos RCD em telhados verdes com foco na eficiência energética. Este estudo, conduzido de maio a dezembro no município de Cascavel, Paraná, teve como objetivo geral investigar a eficiência energética de telhados verdes compostos por resíduos de construção e demolição, como fragmentos de concreto e cerâmica, em comparação com os materiais tradicionais de construção de telhados. Focando em variadas proporções e tipos de resíduos, o projeto monitorou a temperatura interna e a umidade de protótipos de telhado verde, utilizando substratos que variam de 0 a 100% em areia reciclada e solo argiloso, além de incluir um protótipo controle com telhas de barro. Os resultados mostraram que a incorporação de areia reciclada aos substratos melhora a eficiência térmica, diminuindo as temperaturas internas nos dias mais quentes em comparação ao controle (3,4°C) e ao substrato de solo argiloso (0,6°C). Além disso, nos períodos mais frios, o substrato arenoso se mostrou eficaz em reter calor. Contudo, sob condições de saturação, a eficiência térmica dos substratos arenosos declinou, equiparando-se ao substrato argiloso. Esses achados sublinham a viabilidade do uso de RCD para otimizar as propriedades térmicas e o desempenho energético de telhados verdes, sobretudo em climas secos.

Abstract: In recent decades, the growth of urban centers has led to climatic imbalances, including the increase in regional temperatures due to the urban heat island phenomenon. An ecological response to this challenge has been the adoption of green roofs, structures that combine multiple layers with vegetative cover over a structural base. In this context, there is an opportunity to enhance the benefits of green roofs by using recycled materials, particularly construction and demolition waste (C&D). Given that the construction industry consumes between 20 to 50% of global natural resources and generates a significant amount of recyclable waste, exploring the potential of C&D in green roofs with a focus on energy efficiency is essential. This study, conducted from May to December in the municipality of Cascavel, Paraná, aimed to investigate the energy efficiency of green roofs composed of construction and demolition waste, such as concrete and ceramic fragments, in comparison with traditional roofing materials. Focusing on various proportions and types of waste, the project monitored the internal temperature and humidity of green roof prototypes, using substrates ranging from 0 to 100% in recycled sand and clay soil, and included a control prototype with clay tiles. The results showed that the incorporation of recycled sand into the substrates improves thermal efficiency, lowering internal temperatures on hotter days compared to the control (3.4°C) and clay soil substrate (0.6°C). Moreover, in colder periods, the sandy substrate proved effective in retaining heat. However, under saturation conditions, the thermal efficiency of sandy substrates declined, equating to that of the clay substrate. These findings underline the feasibility of using C&D to optimize thermal properties and energy performance of green roofs, especially in dry climates.