Análise econômica financeira do emprego de cobertura vegetada em edifícios
públicos

Financial economic analysis of the use of vegetated roofs in public
buildings

Renata Vieira Kock

Graduanda em
Ciências Contábeis. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) – Brasil.
[email-masked]

Viviane Theiss

Doutora em Contabilidade. Universidade
Federal de Santa Catarina (UFSC) – Brasil. [email-masked]

Sergio Parizotto
Filho

Mestre em Engenharia Civil. Instituto
Federal de Santa Catarina (IFSC) – Brasil. [email-masked]

RESUMO

O desempenho térmico de uma edificação é relacionado diretamente
aos materiais que é composto. A cobertura é a parte da envoltória que está mais
exposta à radiação solar direta e com isso tem forte influência sobre a
transferência de calor aos ambientes internos. A cobertura vegetada é sugerida
como tecnologia para o auxílio da redução do consumo energético em edificações.
Esta pesquisa refere-se a um estudo de caso hipotético sobre a aplicabilidade
de um sistema de cobertura vegetada em um edifício de uso educacional público
(laboratórios de informática) na cidade de Florianópolis, no período de um ano
letivo. Para atingir os objetivos deste estudo foi realizada simulação
numérica, em 3 situações propostas, através do programa EnergyPlus,
orçamento de materiais através do SINAPI, determinação de uma taxa mínima de
atratividade e aplicação de técnicas de análise de viabilidade econômico financeiras (VPL, Payback
e TIR). A máxima economia com o consumo de energia elétrica para resfriamento
foi de 8,7%. Como resultado verificou-se que o orçamento da cobertura vegetada
tem seu custo aproximadamente três vezes maior que o da cobertura convencional de fibrocimento.
Para todas as situações obteve-se Valor Presente Líquido (VPL) negativo e a
Taxa Interna de Retorno (TIR) não superou a Taxa Mínima de Atratividade (TMA)
determinada. Na situação com melhor desempenho térmico, para que o investimento
inicial fosse completamente recuperado, ou seja,
ter seu VPL zerado na data limite, ainda faltaria recuperar 27% do
investimento.

Palavras-chave: Viabilidade
Econômica Financeira. Telhado verde. Desempenho
Térmico.

ABSTRACT

The thermal
performance of a building is directly related to the
materials it is composed of. The roof is the part of the envelope that is most
exposed to direct solar radiation and therefore has a strong influence on the
transfer of heat to indoor environments. The vegetated roofs are suggested as a
technology to help reduce energy consumption in buildings. This research refers
to a hypothetical case study on the applicability of a vegetated roof system in
a building for public educational use (computer labs) in the city of Florianópolis, in the period of an academic year. In order
to achieve the objectives of this study, numerical simulation was carried out
in 3 proposed situations, through the EnergyPlus
program, materials budget through SINAPI, determination of a minimum
attractiveness rate and application of financial economic viability analysis
techniques (NPV, Payback and IRR). The maximum savings with electricity
consumption for cooling was 8.7%. As a result, it was found that the budget for
a vegetative roof has a cost approximately three times greater than that of
conventional fiber cement roof. For all situations,
negative Net Present Value (NPVs) were obtained and
the Internal Rate of Return (IRR) did not exceed the determined Minimum
Attractiveness Rate of Return (MARR). In the situation with better thermal
performance, for the initial investment to be completely recovered, that is, to
have its NPV zeroed by the deadline, 27% of the investment would still have to
be recovered.

Keywords: Financial Economic Viability. Green Roof. Thermal Performance.

Recebido em 03/10/2020.  Aprovado em 13/11/2020. Avaliado pelo sistema
double blind peer review. Publicado conforme normas da ABNT.

https://doi.org/10.22279/navus.2021.v11.p01-16.1437

1
INTRODUÇÃO

O
tripé da sustentabilidade é baseado sob aspectos, sociais, ambientais e
econômicos. A integração da sustentabilidade ambiental ao contexto econômico
muitas vezes é vista como um empecilho ao crescimento. A preocupação ambiental
necessita de alicerces sólidos para orientar de forma autônoma decisões de
políticas públicas, econômicas e sociais (IPEA, 2010).

As Organizações das Nações Unidas
(2015), em seu sétimo objetivo de Desenvolvimento Sustentável pretende, até
2030, dobrar a taxa global de melhoria de eficiência energética. Segundo a
Eletrobrás (2005), cerca de 48% do consumo de energia elétrica nas instituições
públicas está relacionado ao uso de sistema de condicionamento de ar. Dentre as
possibilidades, Ferraz (2012) descreve para o uso da cobertura vegetada como
alternativa, que pode auxiliar no controle térmico da edificação e assim
reduzir o consumo energético referente ao uso de ar
condicionado.

O
governo, através de legislação é capaz de incentivar a utilização de materiais
sustentáveis na construção civil e assim aumentar o número de construções em
moldes estabelecidos (DELBONO; RODRIGUES, 2014). Em Recife, a Lei 18.112 de
2015 já torna obrigatória a instalação de “telhados verdes” para melhoria da
qualidade ambiental das edificações. Em Salvador, o Decreto 25.899 de 2015
institui o programa “IPTU VERDE” onde a utilização de cobertura vegetada
configura um quesito para desconto no valor do IPTU.

Desde
2014, todos os projetos e construções de edificação pública federal devem,
obrigatoriamente, obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia - ENCE
nível “A”, conforme Instrução Normativa MPOG/SLTI nº 02, de 04 de junho de
2014. O Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética
de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas – RTQ-C, sugere como uma das
opções obrigatórias quanto a absorbância da superfície a escolha de teto jardim
para obter a etiqueta nível “A”.

Conforme
o Relatório Global de Edifícios e Construções (GABC, 2019), em 2018 o setor da
construção civil foi responsável por consumir 36% da energia mundial e pela
emissão de 39% de dióxido de carbono na atmosfera. No Brasil, em 2018,
aproximadamente 42,3% do consumo de energia elétrica foi por meio do uso em
edificações (BALANÇO ENERGÉTICO ANUAL, 2018). A forma mais barata de gerar
economia com energia nas edificações é a utilização de sistemas energeticamente
eficientes. Além disso, a implantação de tecnologias sustentáveis nas
edificações é a “alternativa mais barata e mais efetiva para redução das
emissões de CO2” (AGOPYAN; JOHN, 2011, p. 42). Conforme Lamberts,
Dutra e Pereira (2014, p. 5), “um edifício é mais eficiente energeticamente que
outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de
energia”.

2
PROBLEMA E OBJETIVO

Liz
(2016) apresenta que as coberturas vegetadas são uma contribuição efetiva para
melhorar o desempenho térmico da cobertura para o clima de Florianópolis. Seu
estudo propõe auxílio a elaboração de normas e regulamentos municipais que tem
como objetivo incluir coberturas vegetadas em iniciativas de sustentabilidade
nas edificações.

O
sistema construtivo de uma edificação é relacionado diretamente ao seu
desempenho térmico.  Devido à maior área
de troca de calor com o ambiente e maior exposição à radiação solar a cobertura
apresenta um consumo de energia elétrica com resfriamento superior a outros
pavimentos para manter o ambiente interno em conforto térmico (COSTA; LIMA,
2017). O crescimento do consumo energético é uma preocupação que atinge a
sociedade e com isso as tecnologias de construção sustentáveis estão ganhando
espaço no mercado por uma questão de necessidade. A cobertura vegetada é uma
opção disponível que auxilia o desempenho térmico da edificação além de
melhorar em diferentes aspectos seu entorno (DIAS, 2016).

Tendo
por base as vantagens sócio ambientais que uma cobertura vegetada pode
proporcionar quando comparada a um telhado convencional, a questão problema que
norteia este artigo é: Qual a viabilidade econômico
financeira do uso de coberturas vegetadas para uma edificação pública
educacional em Florianópolis? Para responder a esta questão, o objetivo deste
trabalho é verificar a viabilidade econômica e financeira entre o uso de
cobertura vegetada e convencional para uma edificação educacional pública em
Florianópolis.

O
estudo foi realizado através de simulação computacional de um modelo criado com
layout do último andar de uma instituição educacional com 6 salas de
laboratório de informática para o período de um ano letivo em horário
integral.  Os custos de ambos os sistemas
construtivos das coberturas foram orçados através do Sistema Nacional de
Pesquisa de Custo e Índices da Construção Civil - SINAPI.

Para
a análise da viabilidade econômica financeira foi
determinada uma Taxa Mínima de Atratividade (TMA) e aplicou-se cálculos do
Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Payback para auxiliar na tomada de decisão e na
possibilidade de constituir um incentivo adicional a escolha desta tecnologia.
Para Souza Júnior et al. (2019), tais
métodos de investimento permitem uma avaliação econômica e financeira entre o
investimento desejado e a economia projetada e assim evidenciar o retorno do
projeto escolhido.

3
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Este
capítulo aborda os conceitos fundamentais para a análise de viabilidade econômica financeira e conceitua cobertura vegetada. Segundo
NBR 15.575-5 (ABNT, 2013), telhado é um elemento constituído de telhas e seus
subsistemas. Como o sistema ajardinado não levará telhas, será utilizado o termo cobertura vegetada durante o decorrer deste trabalho.

3.1 Viabilidade econômico
financeira

Uma
atividade sustentável, além de ecologicamente correta e socialmente justa,
precisa ser economicamente viável. O produto desenvolvido requer preços
competitivos, porém não deve gerar desequilíbrio nos ecossistemas e tampouco
lucrar em cima da exploração de mão de obra (LUCHEZZI, 2017). Para Yemal, Teixeira e Naas (2011), as
empresas utilizam a questão ambiental de forma a melhorar seus processos e ao
mesmo tempo visarem maior lucro. O crescimento econômico associado a
conservação ambiental insere o desenvolvimento sustentável no contexto de
mudanças sociais, culturais e políticas, desta forma, governo e empresas buscam
agir em consonância com o meio ambiente e bem estar social (SANTOS, 2009).

Em
um estudo de viabilidade econômico financeira, busca-se
analisar a aplicabilidade de um projeto, por meio de levantamento dos custos,
de uma TMA e modelos determinísticos como o Payback,
o VPL e a TIR para avaliar oportunidades de investimento (BORDEAUX-RÊGO et al., 2010).

No
que tange a parte de custos, referente ao orçamento, utiliza-se o SINAPI. Neste
sistema, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, pesquisa
mensalmente preços de equipamentos, materiais de construção e salários das
categorias correspondentes nas 27 capitais brasileiras. É de competência da
Caixa Econômica Federal, a relação de serviços e especificações das composições
de custo. Com os quantitativos de materiais, da mão de obra e do tempo
necessário para a realização dos serviços, é possível, de acordo com os preços de
insumos e salário, fazer o cálculo dos custos unitários de execução dos
serviços (BAETA, 2012).

A
TMA refere-se ao custo de financiamento ou custo de oportunidade, que, neste
caso é a rentabilidade gerada por outro tipo de investimento, sendo ele próprio
ou terceiros (FREZATTI, 2008).

Um
dos métodos utilizados para a análise de projeto é o Payback,
que pode ser simples ou descontado e serve para saber em quanto tempo o capital
investido será retornado. O Payback simples
consiste no quociente entre o investimento inicial e o ganho do período (ABEL et al., 2019). Quem resolve investir
estipula um determinado período que considera aceitável e este servirá para a
análise de viabilidade do projeto. O Payback
descontado consiste em igualar os fluxos de caixa futuros, descontados a
uma TMA e trazidos a data zero, ao investimento inicial, o momento em que isto
ocorre é o tempo de recuperação do investimento inicial (BORDEAUX-RÊGO et al., 2010).

O
fluxo de caixa descontado depende da projeção dos fluxos, do valor residual
estimado e da taxa de desconto determinada. Esta é uma etapa essencial do
orçamento de capital, ele se subdivide em investimento inicial, que corresponde
a saída de caixa substancial no instante zero, e fase de operação do projeto,
onde os fluxos de caixa líquidos anuais são gerados (BORDEAUX-RÊGO et al., 2010).

O
VPL é obtido pela subtração dos fluxos de caixa, descontados a uma taxa de
custo de oportunidade da empresa, ao investimento inicial do projeto (FREZATTI,
2008). Esta estratégia é em função do valor investido, do fluxo de caixa
gerado, do tempo em que ocorre o fluxo de caixa e o risco associado. Além de
VPL, ele também é chamado de método do fluxo de caixa descontado e é dado pela
Equação 1:

(1)

Onde:

I
= investimento inicial,

= é o fluxo de caixa na data “t”

t
= período de tempo

r
= custo de capital definido pela empresa

VR
= valor residual do projeto ao final do período de análise.

Para
a tomada de decisão sobre o investimento deve-se verificar se o VPL é positivo,
negativo ou nulo. Se este for positivo tem-se que na data zero os fluxos de
caixa futuros descontados a uma taxa mínima de atratividade, tem valor presente
maior do que o capital investido. Se isto acontece o capital investido é
recuperado e a remuneração do investimento ultrapassa a taxa de atratividade da
empresa (BORDEAUX-RÊGO et al., 2010).
Para Kreuz et
al. (2004), o resultado do VPL é útil, porém necessita de indicadores
complementares para dar suporte a mensuração do retorno obtido.

Outra
técnica de análise a ser empregada é a TIR, taxa de desconto que torna o VPL
nulo, ou seja, igual ao valor presente das entradas de caixa ao investimento
inicial do projeto e é utilizada como forma de comparação com a taxa mínima de
atratividade (FREZATTI, 2008). Quando a taxa requerida TMA for maior que a TIR
o VPL do projeto é negativo e indica que o mesmo não deve ser aceito e quando a
TIR for maior que a TMA acontece o contrário. O cálculo desta taxa, quando
feito para mais de 4 (quatro) períodos, é realizado através de procedimento
automático da função financeira TIR do Excel (LAPPONI, 2007).

O
Quadro
1
demonstra estudos de viabilidade econômico financeira
e seus principais métodos empregados visando validar aplicabilidade deles.

Quadro 1-
Pesquisas sobre Viabilidade Econômico Financeira

Objetivo

Métodos

Resultados

Referência

Analisar
a viabilidade econômico-financeira da energia solar fotovoltaica em uma
Instituição de Ensino Superior do Sul do Brasil.

VPL,
TIR, Payback

Viável

(DASSI
et al., 2015).

Analisar
a viabilidade econômica na geração de energia elétrica através do biogás, em
uma propriedade de suinocultura localizada na região norte do RS.

VPL,
TIR, Payback

Viável

(PASSAGLIA;
SANTO; GUIDINI, 2019).

Mensurar
a viabilidade econômica de um sistema aquapônico de
pequena escala, exclusivamente para agricultores familiares.

VPL, TIR, TMA, VAUE, Payback, IL, TIRM

Inviável.
Se torna viável quando são retirados custo com terra e mão de obra.

(MARTINELLI
et al., 2019).

Verificar
a existência de viabilidade econômica para a geração de energia elétrica a
partir de um sistema solar fotovoltaico, visando a redução dos custos com a
energia elétrica para famílias de classe baixa, média e alta localizadas no
município do Sinop/MT.

VPL,
TIR, Payback, VPLA, B/C, IR

Viável
para classe alta e inviável para classe média e baixa.

(DALFOVO
et al., 2019).

Analisar
a viabilidade econômica e financeira da instalação de um projeto de geração
de energia solar fotovoltaica em Organizações Militares (OMs)
do Exército Brasileiro na cidade de Santa Maria/RS.

VPL,
TIR, Payback

Viável
para situações de alto consumo e inviável para o projeto de baixo consumo.

(SOUZA
JÚNIOR et al., 2019).

Analisar
a viabilidade econômico-financeira de um projeto de Energia Solar
Fotovoltaica do Hotel Praiano (Tapes –RS).

VPL,
TIR, Payback

Viável

(ABEL et al., 2019).

Fonte: elaborado pelos autores
(2020).

Todos
os estudos apresentados no Quadro 1 tem como objetivo verificar a viabilidade econômica financeira de um investimento sustentável, quanto
aos métodos utilizados eles tem em comum o VPL, TIR e Payback. De modo geral, estes
tipos de estudos possuem alto investimento inicial, associação direta do
consumo de energia e produção pelo sistema. Nenhuma das pesquisas explorou o
uso de coberturas vegetadas, neste caso, a associação torna-se um pouco mais
complexa devido aos diferentes benefícios e possibilidades de mensuração.

3.1 Cobertura vegetada

Coberturas
vegetadas são caracterizadas por conter uma membrana a prova d’água, uma camada
de material drenante, camada filtrante, faixa de solo e, por fim, a vegetação
(SAADATIAN et al., 2013). O uso desta
técnica, no Brasil, teve início em 1930, no prédio do Ministério da Saúde e
Educação no Rio de Janeiro, pelo arquiteto Lucio Costa (MACHADO et al., 2017).

Segundo
a literatura, o uso deste tipo de cobertura traz benefícios em diferentes
áreas. Com potencial para auxiliar na diminuição de ilhas de calor
(RAZZAGHMANESH; BEECHAM; SALEMI, 2015). Mitigar os problemas com a drenagem
urbana, contribuir para a redução da poluição difusa e auxiliar na melhoria da
qualidade dos cursos d’água a que a rede pluvial direciona o escoamento (KLEIN,
2017). Além disto, as coberturas vegetadas demonstram melhores performances
quanto aos índices de conteúdo energético e emissão de dióxido de carbono,
apresentando-se menos poluente inclusive em sua fase pré-operacional (PEREIRA,
2014).

Na
cidade de Sydney, em 2014, foi criado um plano de implementação de políticas
sobre paredes e coberturas vegetadas com objetivo de aumentar o número e a
qualidade das coberturas e paredes vegetadas. Benefícios como aumento no tempo
de vida útil da parte estrutural da cobertura, redução de ruídos, preservação
da biodiversidade, redução de ilhas de calor e conforto térmico. Neste
contexto, o sistema de coberturas vegetadas é uma das tecnologias que providencia
benefícios sociais, econômicos e ambientais (SYDNEY, 2014).

Em
relação ao conforto térmico, essa tecnologia permite que o ambiente seja
climatizado naturalmente. No verão minimiza o aquecimento e durante o inverno
neutraliza o frio através do calor acumulado durante o dia (MINGUET, 2016).
Kumar e Mahalle (2016) encontraram uma redução de
4,4°C na temperatura interna do ambiente com utilização de cobertura vegetada e
afirmaram que em climas quentes esta tecnologia contribui para o conforto
humano e minimiza os gastos com condicionamento de ar.

4 METODOLOGIA

Esta
pesquisa refere-se a um estudo de caso hipotético onde foi analisado a
aplicabilidade de um sistema de cobertura vegetada para um edifício com
características de uso educacional público (laboratórios de informática) para a
cidade de Florianópolis no período de um ano letivo.

Para
atingir os objetivos deste estudo foi realizada simulação numérica através do
programa EnergyPlus,
cuja utilização é indicada pelo Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível
de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas
(2010), para este tipo de simulação. A metodologia de cálculo sobre coberturas
vegetadas dentro do EnergyPlus
foi conforme o modelo EcoRoof
de Sailor (2008), através do material RoofVegetation.

4.1 Modelo computacional

O
modelo foi desenvolvido de modo a representar o último pavimento de um edifício
para uso educacional público. O modelo é formado por 6 salas de aula,
considerando-se 30 alunos por sala e utilização como laboratório de projetos
auxiliado por computador, suas dimensões horizontais são de 10m x 6m, e altura
de 2,8m e um corredor central, como demonstrado na planta baixa e modelo, na
Figura 1. A área de cobertura totaliza 450m² e toda sala possui uma área de
abertura de 10,4 m². Cada ambiente representa uma zona térmica no modelo
computacional dentro do programa EnergyPlus.

Figura 1
- Planta baixa e modelo

Fonte: Elaborado pelos autores
(2019).

A
configuração do modelo para laje inferior é adiabática, a vedação vertical com
bloco cerâmico e composição com transmitância térmica inferior a 3,7W/m²K,
sendo esta a máxima exigida pelo RTQ-C para a
localização de Florianópolis, zona bioclimática 3, conforme NBR 15220-2 (ABNT,
2005). O modelo foi simulado com o arquivo bioclimático TRY, da cidade de
Florianópolis, cedido pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações
da UFSC. Para a leitura da precipitação, utilizou-se o arquivo do repositório
de dados climáticos gratuitos para construção de simulação de desempenho
(CLIMATE ONE BUILDING, 2019).

A
carga térmica interna foi estabelecida pela densidade de potência de
iluminação, quantidade de pessoas (30 alunos + 1 professor) e um computador por
pessoa. A simulação foi realizada no intervalo de um ano letivo, com horário
institucional educacional em período integral (manhã, tarde e noite).

Foi
utilizado um sistema de ar do tipo SPLIT, com adoção de coeficiente de
performance mínimo de 3,24, conforme tabela do INMETRO para etiqueta nível A. O
setpoint para resfriamento foi de 23 graus
centígrados, temperatura que está dentro dos limites de sensação de conforto
segundo NBR 16.401-2 (ABNT, 2008). A partir desde sistema o software
permite relatórios de saída com a carga térmica necessária para resfriamento
bem como o consumo, em kWh, de energia elétrica.

Foram
feitas simulações com a cobertura vegetada e a cobertura convencional (telhado
de fibrocimento), onde a cobertura padrão teve seu consumo energético com ar condicionado utilizado para resfriamento comparado com
três situações de cobertura vegetada. Situação A, coberta totalmente por
cobertura vegetada; Situação B, onde as zonas 4, 5, 6 e 7 são vegetadas e as
zonas 1, 2 e 3 são padrão; e, Situação C, onde somente a zona 7 é vegetada e as
outras são convencionais. Tais situações foram propostas de modo a conhecer
melhor o desempenho térmico da cobertura vegetada em diferentes posições
solares, carga interna, área da fachada exposta e suas consequências na
economia de energia com uso de condicionamento de ar. A zona central, 7, foi
escolhida por ter menor área de contato com o exterior e carga térmica interna
reduzida. Na situação B, além da 7, as zonas 4, 5 e 6, que estão representadas
como vegetadas, foram selecionadas pois possuem sua fachada voltada para o sul,
onde a incidência solar é de menor intensidade.

Ambas
as coberturas são compostas por uma laje de concreto maciça com espessura de 10
cm. Acima da laje a cobertura convencional possui uma câmara de ar e telhas de
fibrocimento na espessura de 8 mm, suas propriedades térmicas bem como a da
laje são conforme NBR 15.220. A sequência das camadas da cobertura vegetada
logo após a laje é: membrana de impermeabilização (I), camada drenante (D),
camada filtrante (F), substrato vegetal com espessura de 10 cm e a vegetação em
si. As propriedades térmicas das camadas I, D e F foram retiradas de pesquisas
por Capozzoli, Gorrino e
Corrado (2013), e para características específicas da vegetação por Dias
(2016).

4.2 Análise econômica e financeira

A
análise econômica e financeira foi feita por meio de levantamento de custo dos
materiais das coberturas propostas, custo do consumo com energia elétrica para
resfriamento, determinação de TMA, calculado fluxo de caixa descontado,
comparado o VPL, TIR e Payback
simples e descontado.

O
valor do investimento inicial, fluxo de caixa na data 0 (zero), será a
diferença do custo da cobertura vegetada para a cobertura de fibrocimento e os
custos foram calculados com base no SINAPI e em pesquisas de empresas da área.

Para
o valor dos fluxos anuais, os custos com o consumo de energia elétrica para
resfriamento foram retirados do resultado das simulações, utilizada a classe Utility Cost, e foi
possível separar os horários de pico e fora de pico, pois estes têm preços distintos
e retirados da tabela de tarifas da CELESC (2019). Nos fluxos anuais é
contabilizado o custo com manutenção das coberturas, onde o montante excedente
que se refere a cobertura vegetada será contabilizado como despesa.

Para
o cálculo do VPL, ou fluxo de caixa descontado, é necessário o emprego da TMA.
Através dela há a possibilidade de considerar o valor do dinheiro no tempo. Por
se tratar de uma obra pública, não há uma TMA de investimento no próprio
capital, ou seja, não se tem um custo de capital próprio. Para este caso foi
utilizada a taxa SELIC acumulada de 2019, 5,95% ao ano, fornecida pela Receita
Federal, analisados no período de janeiro a dezembro de 2019.

O
período considerado no fluxo de caixa foi o prazo de vida útil da cobertura
vegetada, como esta pode durar por tempo indeterminado, foi utilizado o tempo
de vida correspondente a impermeabilização da laje. A NBR 15.575-1 (ABNT, 2013)
apresenta que impermeabilizações de jardineiras, áreas externas com jardins e
coberturas não utilizáveis tem prazo de vida útil máximo de 12 anos.

5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Este
capítulo apresenta-se os valores de resultados das simulações paramétricas,
quanto o consumo de energia elétrica para resfriamento, valor gasto com
energia, custos da cobertura convencional de fibrocimento e da cobertura
vegetada. Ao final, demonstra os resultados do VPL, TIR e Payback.

5.1 Energia elétrica de
resfriamento

O
consumo de energia elétrica com resfriamento foi fornecido em kWh através da
variável de saída Cooling: Electricity
dentro do programa EnergyPlus.
O consumo de kWh por ano, para uso com resfriamento, da cobertura convencional
foi de 41781 kWh, para as Situações A, B e C das coberturas vegetada foram de
38940.1 kWh, 39501.5 kWh e 40361 kWh respectivamente. A redução do consumo de
energia do ar condicionado quando comparado por
inteiro foi de 6,8%, para as situações B e C, as diminuições foram de 5,5% e
3,4% respectivamente e se mostram superiores se comparadas a proporção de área
vegetada. Isto ocorre em decorrência da carga térmica de resfriamento ter
percentual diferente de atenuação entre as zonas, a zona 7 reduziu 25,7%
seguida das zonas 5, 4 e 6, voltadas ao sul, com redução de 3,97%, 4,47% e
4,49% respectivamente. As zonas 1, 2, 3, voltadas ao norte, onde há maior
incidência solar, reduziram 2,78%, 2,03% e 2,80% respectivamente.

Os
valores das Tarifas foram retirados da CELESC, e foram enquadrados na categoria
A4 – Demais Classes, Tarifa horária Verde conforme o Manual de tarifação da
energia elétrica (PROCEL, 2011). O valor do kWh para o horário de ponta é de R$
1,23251 e fora de ponta R$ 0,36506 conforme tabela tarifa horária verde
(CELESC, 2019). O consumo em cada situação está representado no

Tabela
1.

Tabela
1
- Consumo de Energia Elétrica para Resfriamento

Horário
Consumo

Convencional

Vegetadas

Fibrocimento

Situação A

Situação B

Situação C

Ponta

12.636,75

11.136,28

11.548,78

12.041,33

Fora de Ponta

11.509,66

10.917,00

10.999,77

11.167,65

TOTAL

24.146,41

22.053,28

22.548,55

23.208,98

Economia
Energia [R$]

-

2.093,13

1.597,86

937,43

Economia
Energia [%]

-

8.7%

6.6%

3.9%

Fonte: Elaborado pelos autores (2019).

Se calculada porcentagem de economia
proporcional a área de cobertura vegetada, a situação C economizaria mais que o
dobro da situação A. Devido a carga interna proposta para a zona 7 ser inferior
as zonas que representam salas de aula e por possuir uma área inferior a
exposição solar em suas fachadas.

5.2 Custo cobertura convencional e
vegetada

O
custo da cobertura convencional foi retirado do SINAPI. Para tal foi
considerada a área da cobertura de 450 m² e para cumeeira o comprimento da
cobertura, 30 metros. O custo do material dividiu-se em madeiramento, telhamento e cumeeira. Foi retirado respectivamente dos
itens 92566, 94210 e 94223 do catálogo de composições analíticas de 04/2019.

O
custo com madeiramento foi de R$ 9.003,95. O telhamento,
dentro de sua composição escolhida no caderno técnico de composição para telhamento e serviços complementares para estrutura
(SINAPI, 2019), permite a substituição do insumo 7194 para o 7198, ou seja, a
telha de 6 mm foi trocada na composição com o mesmo coeficiente pela telha de 8
mm. Totalizando um custo de R$ 19.903,62. A cumeeira, retirada do item 94223,
Cumeeira para telha de fibrocimento ondulada e = 6 mm, incluso acessórios de
fixação e içamento af_06/2016, não teve equiparação para a espessura de 8 mm, o
que pode ter deixado este item um pouco abaixo do valor real. Seu custo foi
orçado em R$ 1.2710,31. O custo total de implantação da cobertura convencional
foi de R$ 30.177, 88, equivalente a R$ 67,06 por m².

No
sistema de cobertura vegetada, primeiramente foi necessária a impermeabilização
da laje, cujo custo foi baseado na área da cobertura. Feito na composição
98546, impermeabilização de superfície com manta asfáltica, uma camada,
inclusive aplicação de primer asfáltico, e= 3 mm, af_06/2018, do caderno
de impermeabilização do SINAPI. O orçamento resultou em um montante de R$
30.961,70.

Após
a impermeabilização é executada a camada de drenagem. O custo desta parte do
sistema foi baseado no orçamento em empresa da área para a parte do material e
no SINAPI para a mão de obra. A empresa pesquisada ofereceu uma geomembrana
drenante em rolos de 40 m², ou seja, a metragem total passou a ser de 480 m², o
que já inclui perdas com o material, pois a cobertura possui 30 m² a menos. O
valor do m² da manta custa R$ 48,70 resultando em um total de R$ 23.376,00.
Esta mesma empresa não oferece mão de obra, porém informou que não necessita de
profissional especializado para instalação, então, optou-se por utilizar uma
composição do SINAPI, que também trabalhe com geomembranas para parametrizar o
valor da mão de obra. A composição foi a de número 74033/1 do catálogo de
composições analíticas do SINAPI de 04/2019 e resultou em um valor de mão de
obra de R$ 3.502,80. O custo total com a camada drenante foi de R$ 26.878,00.

A
camada superior a drenagem é a filtrante, para tal foi considerado uma manta
geotêxtil. Este custo foi retirado por completo do SINAPI na composição do item
83739, para a área de 450 m² R$ 2.031, 21.

A
cobertura vegetada possui 10 cm de espessura em sua camada de substrato
vegetal, e esta localiza-se acima da filtrante. Seu orçamento foi uma adaptação
no SINAPI. O caderno de preços de insumos 04/2019 contém o item “Terra Vegetal
(granel)” que corresponde ao número 7253 e tem seu valor ofertado por m³. Seu
coeficiente foi calculado verificando quanto de terra iria por m² para esta
espessura, ou seja, 0,1 m³ de terra por m². Para o valor da mão de obra foi
escolhido o item 85422 que diz respeito ao preparo manual de terreno. A
adaptação da composição está demonstrada no Tabela
2
abaixo e tem como valor total R$ 8.087,85.

Tabela 2
- Custo Camada Substrato Vegetal

Classe/Tipo

Código

Descrição

Un.

Coef.

Preço

Preço

Preço

Não
aferida

85422

Preparo
manual de terreno s/ raspagem superficial

m²

-

Uni

m²

Total

[450
m²]

Composição

88316

servente
com encargos complementares

H

0,4

16,54

6,62

2.977,2

Insumo
(fora composição)

7253

terra
vegetal (granel)

m³

0,1

113,57

11,36

5.110,65

Total

8.087,85

Fonte:
Adaptado do SINAPI (2019).

A
última camada do sistema é a própria vegetação, esta composição foi retirada do
item 98505 que está no caderno de paisagismo do SINAPI. Seu orçamento está
representado na Tabela
33
e resulta num valor total de R$ 15.580,84.

Tabela 3 - Custo Camada Vegetação

Classe/Tipo

Código

Descrição

Un.

Coef.

Preço

Preço

Preço

02,
urba, pais, 003/01

98505

Plantio
de forração, af_05/2018

m²

-

Uni

m²

Total
[450 m²]

Insumo

360

Muda
de rasteira/forração, amendoim rasteiro/onze horas/azulzinha/impatiens ou equivalente da região

UN

25.00

1,2

30,00

13.500,00

Composição

88316

servente
com encargos complementares

H

0,211

16,54

3,49

1.570,47

Composição

88441

jardineiro
com encargos complementares

H

0,0528

21,48

1,13

510,36

Total

15.580,84

Fonte:
Adaptado do SINAPI (2019).

O
custo total com a instalação do sistema de cobertura vegetada foi de R$
83.539,59, e seu valor por m² foi de R$ 185,64.

5.3 Análise de viabilidade econômico financeira

Os
valores dos desembolsos iniciais do investimento configuram-se como o
excedente, do que já seria despendido caso se optasse pela escolha da cobertura
de fibrocimento. A Tabela
4
demonstra os fluxos de caixa na data zero para as três situações propostas,
Situação A (comparação sobre a cobertura completa, 450 m²), Situação B
(cobertura vegetada se encontra nas zonas 4, 5, 6 e 7, 270 m²) e a Situação C
(cobertura vegetada corresponde ao corredor, zona 7, 90 m²).

Tabela 4
- Investimento Inicial

Situação
A

Situação
B

Situação
C

Cobertura
Vegetada

83.539,59

50.123,76

16.707,92

Cobertura
Convencional

30.177,88

18.106,73

6.035,57

Desembolso
Fluxo 0

(53.361,72)

(32.017,03)

(10.672,34)

Fonte:
elaborada pelos autores (2019).

Para
os fluxos anuais projetados além da energia despendida com resfriamento é
contabilizado a manutenção dos tipos de cobertura. Conforme Silveira, Marinoski e Lamberts (2012), as
telhas de fibrocimento sujas podem ter sua temperatura superficial aumentada em
cerca de 6°C
e ter uma piora em seu desempenho térmico, o que evidencia a necessidade de
manutenção, estipulando-se, portanto, uma manutenção anual.

A
manutenção feita nas telhas de fibrocimento foi considerada como a limpeza das
mesmas, o custo com limpeza do telhado foi retirado do SINAPI através da
composição 99814 e foi contabilizado uma vez ao ano, no qual a Tabela
5
demonstra os valores.

Tabela 5 - Custo Manutenção Telhado
Convencional (Fibrocimento)

Classe/Tipo

Código

Descrição

Un.

Coef.

Preço

Preço

Preço

01.sedi.limp.014/01

99814

Limpeza
de superfície com jato de alta pressão. af_04/2019

m²

Uni

m²

Total

[450
m²]

Composição

88316

servente
com encargos complementares

H

0,089

16,54

1,47

662,43

Composição

99833

Lavadora
de alta pressão (lava-jato) para água fria, pressão de operação entre 1400 e
1900 lib/pol2, vazão máxima entre 400 e 700 l/h - chp diurno. af_04/2019

CHP

0,015

1,13

0,02

7,73

Total

670,05

Fonte:
Adaptado de SINAPI (2019).

Para
Oberndorfer et
al. (2007), as coberturas vegetadas do tipo extensiva possuem mínima
necessidade de manutenção. Nas pesquisas feitas com as empresas a manutenção
foi recomendada uma vez ao ano e somente com o intuito de averiguação e
retirada de alguma vegetação invasora, seu custo foi retirado do SINAPI no item
98519 e está demonstrado no Tabela
6.

Tabela 6 - Custo Manutenção da Cobertura
Vegetada

Classe/Tipo

Código

Descrição

Un.

Coef.

Preço

Preço

Preço

02,
urba, pais,

017/01

98519

Revolvimento
e limpeza manual de solo, af_05/2018

m²

Uni

m²

Total

[450
m²]

Composição

88316

servente
com encargos complementares

H

0,0759

16,54

1,25

564,92

Composição

88441

jardineiro
com encargos complementares

H

0,019

21,48

0,41

183,65

Total

748,58

Fonte:
Adaptado do SINAPI (2019).

Após
o término do orçamento dos custos das coberturas e do resultado das simulações
numéricas com informações sobre o consumo de energia elétrica com resfriamento,
foi elaborado o fluxo de caixa anual, cujos valores estão expressos na Tabela
7.
Ela demonstra o Fluxo de caixa anual para o sistema de cobertura vegetada
(C.V.), comparado com a cobertura convencional (C.C.) nas três situações
propostas.

Tabela 7
- Fluxo de caixa anual - R$

Situação
A

Situação
B

Situação
C

Consumo
Energia C. C.

24.146,41

24.146,41

24.146,41

Consumo
Energia C. V.

(22.053,28)

(22.548,55)

(23.208,98)

Manutenção
C.C.

670,05

402,03

134,01

Manutenção
C.V.

(748,58)

(449,15)

(149,72)

Fluxo
de caixa anual

2.014,61

1.550,75

921,73

Nota:
Situação A = todas as zonas vegetadas; Situação B = zonas 4, 5, 6 e 7
vegetadas; Situação C = zona 7 vegetada.

Fonte:
elaborada pelos autores (2019).

A
partir do fluxo de caixa anual e do valor do investimento inicial foi possível
calcular o fluxo de caixa descontado (FCD) e chegar ao resultado do VPL no
décimo segundo ano, como demonstrado na Tabela
8.

Tabela 8
- Fluxo de Caixa Descontado - R$

Situação
A

Situação
B

Situação
A

Período

FCD

VPL

FCD

VPL

FCD

VPL

0

-53361.72

-53361.72

-32017.03

-32017.03

-10672.34

-10672.34

1

1901.54

-51460.17

1463.71

-30553.32

870.00

-9802.35

2

1794.82

-49665.35

1381.57

-29171.75

821.17

-8981.18

3

1694.09

-47971.26

1304.03

-27867.72

775.08

-8206.09

4

1599.02

-46372.24

1230.85

-26636.87

731.58

-7474.51

5

1509.28

-44862.96

1161.77

-25475.11

690.53

-6783.98

6

1424.57

-43438.39

1096.57

-24378.54

651.77

-6132.21

7

1344.62

-42093.77

1035.02

-23343.52

615.19

-5517.02

8

1269.16

-40824.61

976.94

-22366.58

580.67

-4936.35

9

1197.93

-39626.68

922.11

-21444.47

548.08

-4388.27

10

1130.70

-38495.98

870.36

-20574.11

517.32

-3870.96

11

1067.24

-37428.74

821.51

-19752.60

488.29

-3382.67

12

1007.35

-36421.40

775.41

-18977.20

460.88

-2921.79

Fonte:
elaborada pelos autores (2019).

Conforme
a Tabela 8, para todas as situações propostas, o fluxo de caixa descontado no
período estipulado como limite tem seu valor reduzido aproximadamente a 50% do
inicial. Para que o investimento inicial fosse completamente recuperado, ou
seja, ter seu VPL zerado na data limite ainda faltaria recuperar 68%, 59% e 27%
do investimento nas situações A, B e C respectivamente.

A
Tabela
9
evidencia os métodos VPL, TIR e Payback em comparação
nas três situações. Ao décimo segundo ano, final da vida útil da
impermeabilização, conforme NBR 15.575-1 (ABNT, 2013), todos os VPL foram
negativos, ou seja, em nenhuma das situações propostas o investimento seria
totalmente recuperado. O valor do investimento inicial do projeto, nas
situações B e C é proporcional a área de cobertura vegetada, porém, a economia
de energia com ar condicionado não.

Tabela 9
- Comparativo VPL, TIR e Payback

Proposta

VPL

TIR

Payback

Payback
Descontado

Situação
A

-36.421,40

-10,50%

26,5

-

Situação
B

-18.977,20

-7,50%

20,6

-

Situação
C

-2.921,79

0,55%

11,6

21

Fonte:
elaborada pelos autores (2019).

Para
Mendes et al. (2005), a simulação
computacional proporciona um apoio a tomada de decisão pois permite analisar
dados em determinadas situações propostas. Através das simulações pode-se
perceber que a utilização da cobertura vegetada oportuniza melhores resultados.
As taxas internas de retorno encontradas não superaram a TMA, porém, através da
TIR, investimentos iniciais diferentes podem ser comparados diretamente. Para
os cenários propostos nesta pesquisa, caso a instituição opte por investir em
uma cobertura vegetada por motivos sócio ambientais, a escolha da posição deles
tem influência direta na economia de energia com resfriamento.

5.4 Análise dos resultados

Através
das análises das cargas térmicas necessárias para resfriamento, constatou-se
que dependendo da orientação solar da zona, bem como da carga interna gerada, a
cobertura vegetada terá uma porcentagem diferente de redução da carga interna
de resfriamento na comparação com a fibrocimento. A zona central teve uma
redução na carga térmica de resfriamento de 25,7%, seguida pelas zonas com
fachadas orientadas a sul com redução entre 4,0% e 4,5%. Enquanto nas zonas a
norte a redução variou de 2,0% a 2,8%. A redução do consumo de energia elétrica
do uso da cobertura vegetada com a de fibrocimento na situação A foi de 6,8% enquanto
a redução financeira foi de 8,7%, esta diferença ocorreu devido ao horário de
ponta e fora de ponta terem custos distintos. Devido a diferença de redução na
carga térmica de resfriamento entre as zonas, proporcionalmente a área
vegetada, a situação B e C tem uma redução mais expressiva. Esta comparação
fica traduzida nos valores dos fluxos de caixa descontados, onde mesmo em todos
os cenários os VLPs resultem em um valor negativo, na
situação A, B e C, dentro do período proposto, o investimento seria recuperado
parcialmente em 32%, 41% e 73% respectivamente.

O
método da TIR, também evidencia que os investimentos não se recuperam, para a
situação A e B ela é negativa em 10,5% e 7,5% respectivamente. Para a situação
C a TIR é positiva em 0,55%, porém continua sendo inferior a TMA estabelecida
indicando que o projeto não deve ser aceito. Para o método do Payback simples, a situação C foi a única que
recuperaria o investimento antes de doze anos, mas quando considerada TMA e
calculado Payback descontado este passa a ser
de 21 anos. Numa situação hipotética do mercado da construção civil, onde
ocorresse a redução do preço de uma cobertura vegetada em 44% (situação A), 38%
(situação B) e 17% (situação C), seria possível, no tempo previsto, recuperar o
investimento.

6 CONCLUSÃO

Este
artigo buscou verificar a viabilidade econômica e financeira entre o uso de
cobertura vegetada e convencional para uma edificação educacional pública em
Florianópolis. O trabalho propôs analisar 4 modelos, sendo uma cobertura
padrão, uma totalmente vegetada e 2 mistas, através da simulação computacional
pelo software EnergyPlus. Para chegar ao
comparativo foi elaborado um modelo do último pavimento de uma instituição
educacional e determinado seu tipo de uso, bem como as cargas internas
consideradas no estudo.

Conforme
demonstrado na análise dos resultados a cobertura vegetada, nas 3 situações
propostas, apresentou VPL negativo, payback simples
maior que o tempo de vida útil considerado para limitar o estudo e em todos os
casos a TIR foi inferior a TMA. De acordo com a situação atual de mercado, o
estudo não foi viável economicamente, entretanto apresenta inúmeros benefícios
difíceis de mensurar financeiramente.

Entretanto,
além da melhora no desempenho térmico do ambiente interno, a cobertura vegetada  diminui o
escoamento superficial de águas pluviais, diminui o efeito de ilhas de calor,
melhora a qualidade do ar e colabora com a preservação da biodiversidade por
espécies que o utilizam como espaço de vivência ou como corredor ecológico.
Tais benefícios contribuem para proporcionar cidades e sociedades mais
sustentáveis.

Sendo
assim, por não se tratar de uma tecnologia cuja finalidade é somente de
vantagem financeira, e assim optar-se conscientemente por esse investimento com
intuito de promover uma redução no consumo energético e proporcionar outros
benefícios sociais e ambientais, seu estudo prévio pode otimizar economicamente
este investimento.

Este
trabalho apresenta limitações, como uso em ocupação limitada a uso educacional
(aulas, manhã, tarde e noite), em período do ano letivo, com carga interna
específica, para o clima de Florianópolis. Outra limitação é a comparação feita
entre a cobertura vegetada e fibrocimento. Como sugestão para futuras pesquisas
indica-se comparação com outros tipos de coberturas convencionais, pois possuem
propriedades térmicas distintas, além da comparação com custos diferentes e o emprego
de outros indicadores econômicos financeiros para
análise da viabilidade.

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