O conceito de coberturas verdes, embora à primeira vista relativamente novo, existe há vários séculos, principalmente nos países do Norte da Europa. Os telhados verdes à base de turfa são um elemento comum em edifícios tradicionais no norte da Escócia, na Islândia e nos países escandinavos.
O aumento das áreas urbanas e os impactos ambientais associados aumentaram o interesse nos benefícios dos sistemas de coberturas verdes nos últimos anos. Em muitos países europeus os benefícios das coberturas verdes são reconhecidos.
Graças à legislação na área e aos incentivos financeiros do governo, mais de 80 milhões de m2 de telhados verdes foram construídos na Alemanha. Desde 2015 em França é obrigatório que as coberturas dos edifícios das zonas comerciais sejam parcialmente cobertas com vegetação ou com painéis fotovoltaicos. Espera-se que leis para a introdução obrigatória de telhados verdes sejam aprovadas noutros países num futuro próximo.
Tipos de telhados verdes
Existem vários tipos diferentes de coberturas verdes – intensivas, semi-intensivas e extensivas. A principal diferença entre eles é a profundidade do substrato e a vegetação utilizada (uma camada mais profunda de substrato permite o plantio de uma maior variedade de plantas).
As coberturas verdes intensivas são constituídas por uma densa camada de solo, necessitam de irrigação, retêm maiores quantidades de água e proporcionam condições mais férteis para o desenvolvimento das plantas. A profundidade do substrato está entre 150 mm e 1500 mm. A vegetação varia de plantas herbáceas e arbustos a plantas maiores e até árvores.
Pode-se dizer que os telhados verdes intensivos são comparáveis aos espaços abertos ao nível do solo. Como resultado da profundidade do substrato, da melhor capacidade de retenção de água e das plantas utilizadas, o peso de uma cobertura verde intensiva é significativamente maior do que o de uma cobertura convencional. Portanto, antes de ajardinar as estruturas de telhado existentes, elas devem ser reforçadas adicionalmente. Telhados verdes intensivos requerem muita manutenção, rega e fertilização regulares.
As coberturas verdes semi-intensivas são construídas com diferentes profundidades de substrato (150 mm a 500 mm) e, assim, combinam elementos de sistemas extensivos e intensivos. A vegetação geralmente inclui gramíneas, arbustos e árvores de caule baixo. Em comparação com coberturas verdes intensivas, o potencial de utilização de coberturas semi-intensivas como espaço recreativo é limitado. Os telhados semi-intensivos pesam menos e requerem menos irrigação e fertilização.
Os telhados verdes extensos têm uma fina camada de substrato (20 mm a 200 mm), requerem pouca ou nenhuma rega e proporcionam baixa retenção de água e condições de planta pobres em nutrientes. A camada de meio de crescimento pode ser construída a partir de materiais reciclados.
Telhados verdes extensos são mais baratos de construir e manter. Geralmente são plantados com musgos, suculentas, flores silvestres e gramíneas que podem sobreviver ao substrato raso e às condições de poucos nutrientes. As plantas do gênero Sedum são mais utilizadas, que são suculentas de baixo crescimento, resistentes à seca e ao vento.
Formam uma cobertura densa e são esteticamente agradáveis. Existem três variedades de telhados verdes extensivos – com tapete sedum, com substrato e telhados verdes/castanhos construídos para proteger a biodiversidade. O substrato sedum é uma camada base de poliéster, cânhamo ou polietileno poroso sobre a qual são colocados 20 mm de meio de cultivo.
Para telhados verdes extensos com substrato, 70-80 mm de tijolos reciclados triturados são colocados no topo da estrutura do telhado. Este último tipo de telhados verdes extensos é construído para atingir um objetivo específico na conservação da biodiversidade. Geralmente são projetados com substratos e plantas locais. Eles também podem usar materiais de construção reciclados para serem colonizados naturalmente ou plantados com flores silvestres.
Construção e componentes de telhados verdes
A construção de telhados verdes já é um processo bem estabelecido. Geralmente, as camadas a partir das quais os sistemas de telhados verdes são construídos são 7 – cobertura vegetal, substrato, filtro geotêxtil, camada de drenagem, camada de barreira do sistema radicular, camada impermeável e a própria superfície do telhado. Opcionalmente, também pode ser incluída uma camada isolante, que normalmente é colocada abaixo da camada impermeável.
Ao projetar um telhado verde em um edifício novo ou existente, seu peso deve ser levado em consideração. No cálculo das cargas deve-se levar em consideração o peso do substrato embebido em água. O grau de reforço da estrutura do telhado depende principalmente do tipo de telhado verde. A natureza dos telhados intensivos pode exigir o uso de concreto armado ou construção em aço. Portanto, os telhados verdes intensivos são aplicados em grandes edifícios de vários andares onde o suporte estrutural já está instalado.
Os principais componentes de um sistema de cobertura verde são a camada de barreira para o sistema radicular, a camada de drenagem, o substrato e a cobertura vegetal. A camada de barreira impede a penetração das raízes através da camada impermeável. Seu tipo depende do sistema e do tipo de plantas utilizadas. A camada de drenagem, juntamente com o substrato, determina a capacidade do telhado verde em reter água.
Suas principais vantagens são: reduz o acúmulo de água na cobertura, o que leva à fadiga estrutural; fornece condições adequadas de drenagem para as plantas; controla a quantidade e o momento do escoamento da água da chuva. A camada de drenagem pode ser feita de areia, cascalho, tijolos e telhas triturados ou de folhas plásticas perfiladas.
A camada de substrato fornece suporte mecânico, estrutura porosa, nutrientes e drenagem necessários para as plantas em cultivo. A cobertura vegetal pode ser colocada de quatro maneiras – por esteira, por plantio direto de plantas desenvolvidas, por semeadura ou colonização natural. A escolha das plantas depende do tipo de telhado verde, custo, características de drenagem, além de fatores ambientais e estéticos.
Vantagens dos telhados verdes
As coberturas verdes apresentam vários benefícios sociais, económicos e ambientais que contribuem positivamente para limitar as alterações climáticas, prevenir inundações, aumentar os espaços verdes no ambiente urbano e proteger a biodiversidade.
Em ambientes urbanos, até 75% da precipitação transforma-se em escoamento superficial porque não consegue penetrar no solo. Para reduzir esse escoamento, é importante imitar, tanto quanto possível, os processos naturais de drenagem. Como parte de sistemas de drenagem sustentáveis, os telhados verdes podem reduzir significativamente os picos de fluxo e o escoamento total de águas pluviais. Os sistemas de telhados verdes armazenam a água da chuva nas plantas e no substrato e a liberam de volta à atmosfera por meio da evapotranspiração.
A quantidade de água armazenada e liberada na atmosfera depende da profundidade e do tipo de meio de cultivo, do tipo de camada de drenagem, da vegetação utilizada e das condições climáticas locais. No verão, os telhados verdes podem reter 70-80% da precipitação e no inverno 10-35%.
Os percentuais menores no inverno devem-se ao fato de então haver mais precipitação e a evapotranspiração ocorrer em menor proporção. Telhados verdes intensivos com camadas de substrato mais profundas podem reter até 20% da água da chuva absorvida por cerca de 2 meses.
Os dados mostram que os edifícios são responsáveis por 45% das emissões de CO2 no território do Município Metropolitano. Grande parte destas emissões deve-se ao aquecimento e climatização do ambiente interior. A redução do consumo de energia nos edifícios do país levará a uma diminuição da sua contribuição para as alterações climáticas.
De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas, os edifícios proporcionam as maiores oportunidades para uma mitigação rápida e económica das alterações climáticas. Os telhados verdes ajudam a reduzir significativamente o consumo de energia necessário para arrefecer os edifícios e as emissões de CO2 relacionadas.
A vegetação em telhados verdes pode absorver uma série de poluentes atmosféricos – partículas finas de poeira, NOx, SO2 e O3. Isto é de particular importância para cidades onde se forma frequentemente smog. O efeito de resfriamento da vegetação limita a formação de smog, retardando a reação entre os óxidos de nitrogênio e os compostos orgânicos voláteis.
Os sistemas de telhados verdes também reduzem as flutuações diárias de temperatura dos telhados convencionais. Para coberturas extensas, a faixa de variação de temperatura é inferior a 10 °C no verão. A redução desta faixa de temperatura também prolonga a vida útil da camada impermeável.
O efeito ilha de calor urbana descreve o fenómeno em que são observadas temperaturas médias mais elevadas nas zonas urbanizadas do que nas zonas rurais circundantes. Pode levar ao aumento da poluição do ar e ao aumento do consumo de energia nas instalações de ar condicionado.
Uma solução para reduzir este efeito é incluir mais espaços verdes no ambiente urbano para proporcionar refrigeração através da evapotranspiração. Outra alternativa é aumentar a refletividade (albedo) de telhados e outras superfícies expostas. Os telhados verdes combinam estas duas soluções. Possuem alto albedo de 0,7 a 0,85, dependendo da disponibilidade de água para evapotranspiração.
O entendimento de que os edifícios podem ter instalações de telhado verde ou de telhado solar, mas não uma combinação dos dois, está errado. Foi demonstrado que os painéis fotovoltaicos têm um desempenho mais eficiente quando instalados em um telhado verde do que se instalados em um telhado convencional.
A cobertura vegetal aumenta a eficiência dos painéis, mantendo um microclima adequado ao seu redor e reduzindo as flutuações de temperatura. Em temperaturas acima de 25 °C, os painéis de silício perdem 0,5% de eficiência por °C. O telhado verde funciona como mecanismo natural de resfriamento, mantendo a eficiência dos painéis. Painéis solares podem ser instalados em extensos telhados verdes.
Outra vantagem dos telhados verdes é que eles fornecem uma camada protetora para os materiais de construção da estrutura do telhado. Altas exposições à luz UV podem fazer com que os materiais percam resistência. Grandes flutuações nas temperaturas anuais e diárias levam ao encolhimento e expansão dos materiais de cobertura, o que também é causa de danos. A camada de vegetação serve como um sistema tampão entre o telhado e os efeitos físicos da luz UV e das mudanças de temperatura.
A combinação de solo, plantas e camadas de ar em telhados verdes também atua como barreira à prova de som. O substrato geralmente bloqueia sons de baixa frequência e as plantas bloqueiam sons de alta frequência. O grau de isolamento acústico depende principalmente da profundidade do substrato.
Estudos demonstraram que um meio de crescimento com 20-100 mm de espessura pode reduzir o nível de pressão sonora em 10-40dB, dependendo da frequência. Os telhados verdes podem proporcionar uma redução sonora no edifício de 8 dB ou mais.
Preço dos telhados verdes
Os custos de construção de um telhado verde variam muito dependendo do tipo de telhado e dos preços dos materiais utilizados. Fundos adicionais são necessários se houver necessidade de reforço estrutural prévio da estrutura do telhado. Os custos de manutenção dependem do tipo de vegetação e das condições climáticas locais.
São aproximadamente 2-3% do investimento inicial por ano. Apesar do investimento relativamente elevado necessário para construir uma cobertura verde, o seu valor atual líquido é até 40% superior ao de uma cobertura convencional. Isto é conseguido graças à redução dos custos de gestão do escoamento de águas pluviais, ao menor consumo de energia (15-45%) e à melhoria da qualidade do ar ambiente.
