Soluções baseadas na natureza nas escolas: uma forma ecológica de adaptar os edifícios às alterações climáticas em Solana de los Barros, Estremadura (Espanha)

Solana de los Barros é um município da Espanha na província de Badajoz, comunidade autónoma da Estremadura, de área.

Com base nos modelos climáticos desenvolvidos pelo PIAC e incluídos nos cenários regionalizados de alterações climáticas para a Estremadura, prevê-se que as temperaturas médias máximas e mínimas nesta região aumentem cerca de 4 °C até ao final do^século XXI (cenário de emissões elevadas - A2). Considerando que nos meses mais quentes a temperatura pode chegar a 35°C, é de grande importância tomar medidas para contrariar o aumento térmico que pode ser sentido no interior dos edifícios. Além disso, observou-se uma diminuição dos dias frios e um aumento dos dias quentes. Se esta tendência se mantiver, é de esperar um aumento das ondas de calor. Tendo em conta o mesmo cenário, prevê-se que a precipitação anual diminua ligeiramente até ao final do^século XXI, prevendo-se que a percentagem final seja 20 % inferior à atual.

Espera-se que os edifícios escolares enfrentem múltiplos desafios nas próximas décadas, apelando a uma renovação completa e a uma melhor consideração das medidas de isolamento para garantir a saúde e o bem-estar dos alunos e do pessoal escolar.

Numa perspetiva de alterações climáticas, a gestão das águas de escoamento representa um desafio adicional, conduzindo a um aumento do custo do tratamento de águas residuais para os esgotos e a uma diminuição da água disponível nos aquíferos.

A par das alterações climáticas, tal como já reconhecido desde a Avaliação dos Ecossistemas do Milénio de 2011, nos últimos 50 anos a Espanha sofreu um processo acelerado e sem precedentes de alterações em consequência da insustentabilidade do modelo de desenvolvimento económico predominante e do estilo de vida que lhe está associado. Foram promovidas alterações drásticas no uso do solo, que são atualmente o principal motor direto da deterioração dos ecossistemas e da perda de biodiversidade no país.

O objetivo geral da SBN implementada é contribuir para aumentar a resiliência dos edifícios utilizados para a educação na região da Estremadura aos períodos cada vez mais frequentes de escassez de calor e água causados pelas alterações climáticas nos países do sul da Europa, melhorando o bem-estar dos estudantes e do pessoal que trabalha neste tipo de edifícios.

Para alcançar este objetivo geral, o presente estudo de caso prossegue uma série de objetivos específicos:

1. Melhorar o conhecimento das SbN ao nível do edifício.
2. Analisar a relação custo-benefício das SbN enquanto instrumentos de adaptação às alterações climáticas.
3. Promover ações de governação para melhorar a transferibilidade das soluções aplicadas, facilitando a sua inclusão na regulamentação local, regional e nacional.
4. Transferir e replicar os protótipos de SBN implementados e testados neste estudo de caso, através de iniciativas de reforço de capacidades para pessoal especializado.

Várias SBN foram concebidas, implementadas e testadas numa escola primária em Solana de los Barros (Badajoz, Estremadura, Espanha), no âmbito do projeto myBUILDINGisGREEN LIFE.

As medidas aplicadas podem ser classificadas em quatro categorias principais: telhados verdes, fachadas verdes, ventilação e desenvolvimento de áreas ao ar livre.

Em primeiro lugar, foram implementados telhados verdes no edifício da escola. Os telhados verdes são uma opção promissora para reduzir a temperatura nos edifícios, aumentando simultaneamente a biodiversidade local, tornando o ambiente de vida mais agradável e proporcionando aos alunos a opção de uma experiência de aprendizagem direta sobre a adaptação às alterações climáticas.

O edifício piloto testou três tipos de telhados verdes com uma variedade de mais de 25 espécies de plantas nativas. A primeira solução foi um extenso telhado verde (mBiGCUVE 1), enquanto a segunda solução foi um telhado com uma câmara de ar interna localizada entre o telhado e o substrato vegetal (mBiGCUVE 2). Foi testado para manter uma temperatura mais elevada, ao mesmo tempo que melhorava os níveis de humidade e, assim, reduzia as exigências de irrigação auxiliar. A terceira solução incluiu um substrato mais sustentável (mBiG-SUS) que permite uma melhor filtragem das águas pluviais. A principal sustentabilidade deste substrato reside no facto de ser composto por agregados reciclados para a realização da drenagem do telhado. Dois destes telhados verdes reutilizam o excesso de água por gravidade para torná-lo disponível para irrigação.

A segunda categoria de SbN é a das fachadas verdes. O sistema de fachadas verdes implementado inclui um sistema de plantadores instalados em estruturas metálicas paralelas e perpendiculares às fachadas dos edifícios. Inclui plantas trepadeiras que protegem a fachada da luz solar. Há também um sistema de toldo vertical com substrato mineral para o crescimento vertical da vegetação. Inclui plantas para irrigação hidropónica que incorpora nutrientes no sistema e permite o seu crescimento no substrato mineral. Num corredor interno do edifício, foi instalado um jardim vertical interior com uma grande variedade de espécies vegetais para manter níveis adequados de humidade e conter as altas temperaturas sentidas nesta sala. Este sistema requer manutenção e poda contínuas para evitar a queda da parede devido ao excesso de peso.

Em seguida, um sistema de ventilação foi incluído no edifício, permitindo que o ar fresco circulasse na escola durante as horas da noite e da manhã (9:30-10:00 / 12:30-13:00). O sistema de ventilação natural induzido foi criado através da programação do fecho e abertura automáticos de cinco janelas. Esta medida arrefece o ambiente e reduz as concentrações internas de CO2 e favorece a reoxigenação no interior das salas de aula.

Outras intervenções foram realizadas no recreio da escola. Para além da plantação de árvores para sombreamento natural, foram implementadas várias medidas, tais como:

• Pérgola com vegetação: inclui um sistema de plantação fixado em estruturas metálicas semelhantes às descritas para a fachada verde, mas sem ancoragem nas fachadas dos edifícios. Inclui plantas de escalada caducifólias.
• Pavimento poroso: superfícies permeáveis que melhoram a infiltração das águas pluviais, reduzindo o escoamento para o sistema de esgotos. Este tipo de pavimento também permite o crescimento da vegetação natural.
• Estruturas de madeira para sombreamento de zonas recreativas: estas estruturas estão localizadas em parques infantis com uma elevada taxa de ocupação pelos alunos. Foram concebidos em colaboração com a comunidade educativa do edifício piloto.

A fim de medir o impacto das soluções implementadas no edifício-piloto, foi elaborado um plano de monitorização e realizadas as medições. Uma vez que as SBN exigem muito tempo antes de todos os efeitos se tornarem mensuráveis, o regime de monitorização continuará após o termo do projeto, até à primavera de 2028. Este sistema de monitorização a longo prazo foi incluído no plano pós-vida do projeto myBUILDINGisGREEN LIFE, que está disponível na secção de resultados do sítio Web do projeto. Foi estabelecido um quadro de 22 indicadores para medir: a) alteração da temperatura (temperatura interior e interior do edifício, temperatura e humidade exteriores e poupanças estimadas de energia e aquecimento); b) gestão da água (poupança estimada relacionada com o consumo de água e poupança na gestão das águas pluviais); c) gestão de zonas verdes (aumento da biodiversidade vegetal e animal e número de espécies vegetais autóctones recuperadas adequadas para integração em zonas verdes); d) Qualidade do ar interior e redução do ruído (níveis de concentração de CO2 no interior das salas de aula, níveis de redução do ruído proveniente do exterior e níveis de poluição através da instalação de espécies bioindicadoras e formação na sua observação); e) regeneração urbana (eficiência energética e aumento da área verde (superfície e percentagem)); f) governação e participação (perceção dos cidadãos sobre a natureza urbana, número de políticas educativas e planos estratégicos para a adaptação às alterações climáticas que incluam SBN e processos participativos abertos); g) coesão social (número de acordos com as partes interessadas para possíveis actividades de replicação); h) saúde pública e bem-estar (redução do número de ausências de alunos e ausências por doença de professores) e i) oportunidades económicas e emprego (número de postos de trabalho criados, criação de novas competências em trabalhadores por conta própria e empresas relacionadas com SBN na área e redução do absentismo do pessoal escolar). Mais informações sobre o plano de monitorização podem ser encontradas num vídeo específico da formação em linha criada no âmbito do projeto myBUILDINGisGREEN LIFE.

A implementação do SBN foi coordenada pela autoridade local, o Conselho Provincial de Badajoz, e realizada por uma empresa privada à qual o projeto foi adjudicado. Foi apoiado por peritos do Conselho Nacional de Investigação espanhol (CSIC) em questões técnicas relativas a edifícios e à seleção e manutenção de instalações. A Fundação CARTIF, com sede em Valladolid (Espanha), foi um dos principais parceiros técnicos durante o projeto, implementação e testes do NbS.

Estas organizações foram apoiadas pelas autoridades locais envolvidas nos projetos de construção e pelo pessoal escolar onde as SBN foram implementadas. Facilitaram a recolha de dados sobre o consumo de eletricidade, energia ou água, ausências de alunos e professores, etc., e apoiaram as campanhas de amostragem seguindo as indicações dos peritos da CARTIF e do CSIC.

A implementação da SBN exigiu a participação ativa da comunidade educativa da escola primária, a fim de apoiar a sua conceção, a implementação do sistema de acompanhamento e a promoção das atividades organizadas no edifício-piloto. Realizaram-se alguns workshops participativos com os alunos, os pais e o pessoal da escola para conceber o SBN dos parques infantis de acordo com as suas necessidades reais. Os alunos desta escola também estiveram envolvidos em algumas iniciativas de recolha de dados através de aulas práticas lideradas pelos seus professores de ciências. Foram aproveitadas oportunidades para divulgar a importância das SBN na adaptação dos edifícios às alterações climáticas junto das famílias dos estudantes e dos vizinhos.

Entre os eventos de divulgação, foram organizadas três exposições para mostrar as soluções implementadas à comunidade educativa e aos habitantes dos arredores. Quase 100 pessoas assistiram a estes eventos. Foram também organizadas uma conferência em Badajoz, um congresso em Madrid e duas mesas-redondas em linha, com uma participação total de mais de 400 pessoas. Além disso, foram publicadas mais de 100 notícias em vários meios de comunicação social e foram trocadas informações com várias plataformas de conhecimento sobre a adaptação às alterações climáticas a nível nacional e internacional.

Por fim, foram realizados dois cursos presenciais sobre telhados verdes e fachadas verdes e um curso online sobre a experiência adquirida durante a implementação da SBN na escola, com uma frequência total de mais de 250 pessoas.

Fatores que favoreceram o sucesso das ações de adaptação foram a frutífera colaboração criada entre os parceiros do projeto e a comunidade escolar. Este ambiente colaborativo permitiu conceber soluções adaptadas às necessidades reais dos alunos e do pessoal escolar. Tal permitiu igualmente recolher dados úteis para acompanhar os resultados da adaptação. A composição do parceiro do projeto, que reúne diferentes competências e conhecimentos especializados, foi também crucial para conceber e acompanhar adequadamente as medidas selecionadas. O programa de acompanhamento, com resultados encorajadores, foi também um fator de sucesso. Podem ser utilizados para replicar as soluções testadas noutras escolas e edifícios.

Muitas autoridades locais, regionais e nacionais participaram no estudo do potencial de transferibilidade das soluções concebidas e testadas. Estas instituições prestaram aconselhamento sobre vários aspetos fundamentais, tais como: i) incorporar as SbN no Catálogo de Soluções para a Construção do Código Técnico da Construção das cidades, ii) conceber regulamentação municipal e regional e incentivos fiscais para incentivar a utilização deste tipo de soluções e iii) descobrir formas de certificar edifícios com SbN ao abrigo de normas de sustentabilidade em edifícios. Após o processo de consulta, foram assinadas declarações de interesses com 8 municípios da província de Badajoz (Espanha) para promover a utilização de SBN para a adaptação às alterações climáticas em edifícios públicos nesses municípios. Foi obtida uma carta de apoio do Ministério dos Transportes, Mobilidade e Agenda Urbana espanhol, confirmando o interesse no projeto e prestando aconselhamento para a futura inclusão do SBN do projeto no Código Técnico da Construção.

Este edifício escolar renovado tornou-se uma referência na região da Estremadura para a construção sustentável a ser seguida no futuro. O interesse na sua manutenção (fornecido pelo Conselho Provincial de Badajoz e pelo município de Solana de los Barros) é muito elevado.

Ao mesmo tempo, foram também encontradas algumas barreiras que atrasaram algumas das tarefas planeadas e tornaram necessário procurar soluções alternativas para avançar com a execução do projeto. Alguns destes obstáculos (necessidade de capacidade técnica altamente especializada) podem prejudicar o potencial de transferibilidade. Os principais fatores limitativos são resumidos a seguir:

• Disponibilidade local limitada de empresas de construção capazes de aplicar as medidas. Para resolver esta questão, foram identificadas empresas especializadas a nível nacional. A elaboração correta do projeto de construção é essencial. Quanto maior o nível de detalhe, mais bem sucedido será o projecto. A especialização da obra (telhados verdes, sistemas de sombreamento NbS) exige estudos de mercado prévios durante a elaboração do projeto. Ao contatar profissionais da área, é possível obter condições prévias e orçamentos para a implementação, que devem ser transferidos para o projeto juntamente com o restante do trabalho necessário. Tal evita problemas de execução imprevistos ou orçamentos fora do mercado e eventuais concursos públicos que possam não ser adjudicados.
• Calendário incorreto dos serviços de manutenção. Para a manutenção da SbN, é necessária uma monitorização constante do seu estado, especialmente em períodos quentes, para garantir a irrigação e a disponibilidade de água.
• Problemas conflituosos entre empreiteiros para operar o sistema de controlo de irrigação e falta de competências técnicas para a sua utilização ótima. Era necessário procurar empresas especializadas neste tipo de operações a nível nacional e organizar concursos públicos de forma adequada.
• Algumas das espécies selecionadas para utilização no SBN revelaram-se pouco adequadas para sobreviver nessas condições ambientais. No decurso do projeto, algumas destas espécies vegetais foram substituídas por outras espécies provenientes de viveiros provinciais ou através de contratos externos.
• Falta de alguns dados cruciais para avaliar adequadamente alguns resultados da adaptação. Os contadores de água não estavam disponíveis no edifício para medir o consumo de água antes e depois da implementação do SBN.
• Crescimento lento e insuficiente dos espaços vegetais sombreados (vinhas virgens). A SBN pode exigir muito tempo antes de seus resultados serem mensuráveis. O Royal Botanical Garden (RJB-CSIC), um serviço de consultoria específico para o Conselho Provincial de Badajoz, abordou problemas específicos relacionados com a baixa taxa de crescimento de algumas espécies (ouro de videira).
• Custos elevados de alguns NbS. Um pavimento permeável com atividade fotocatalítica foi desenvolvido a nível laboratorial, mas não foi implementado na escola principalmente por razões de custos.

Os benefícios da SBN implementada no edifício da escola são múltiplos, sugerindo que estes tipos de soluções podem fazer parte de uma resposta holística a múltiplos desafios. Os benefícios incluem a poupança no consumo de eletricidade e água, o aumento da biodiversidade local, a criação de corredores verdes para os polinizadores e a melhoria da estética dos edifícios. A utilização de espécies autóctones para tornar os edifícios mais ecológicos também impede a propagação de espécies exóticas invasoras.

Além disso, as SBN fornecem materiais vivos para a educação dos alunos e espera-se que proporcionem uma melhor concentração e desempenho dos alunos, um melhor bem-estar dos trabalhadores escolares e o isolamento acústico das salas de aula. Alguns destes benefícios só podem ser medidos após alguns anos e nem sempre são monetizáveis, embora o seu valor seja indiscutível.

No entanto, até ao final de 2023 (cerca de dois anos após a execução), os primeiros resultados das atividades de acompanhamento sugerem os seguintes resultados:

• Aumento de 1 991,20 m² de área verde e 451,70 m² de pavimentação permeável no edifício piloto.
• Redução de 5,4 °C na temperatura média das superfícies com coberturas verdes em comparação com as superfícies sem vegetação.
• Redução da temperatura no interior das salas de aula para menos de 27 °C (valor recomendado para conforto térmico interior) em setembro, após a instalação do NbS. Durante os meses mais quentes de junho, julho e agosto, este objetivo não foi alcançado, mas a temperatura diminuiu em comparação com a situação anterior. Espera-se que a redução desejada seja alcançada nos próximos anos, quando o estado de desenvolvimento da vegetação for ótimo.
• Redução da perda de águas pluviais através do escoamento de uma média de 13 % na situação sem intervenções para 3 % no edifício com as soluções implementadas.
• Aumento de 77 espécies animais (principalmente insetos voadores, moscas, mosquitos e Hymenoptera) e colonização de 16 espécies vegetais autóctones adicionais no edifício renovado em comparação com a situação anterior. Os dados de biodiversidade serão ainda mais positivos após anos de maturação dos ecossistemas criados pelas Soluções Baseadas na Natureza.

Em termos de custos, a parte mais significativa inclui os materiais necessários para a instalação dos protótipos e o custo do pessoal envolvido nas várias fases de conceção, implementação, monitorização e divulgação das SBN.

Os custos iniciais da aplicação da solução por metro quadrado (m2) são os seguintes: 130,40-301,83 €/m² para telhados verdes, 88,59-105,51 €/m² para fachadas verdes, 54,29 €/m² para a drenagem de pavimentos, 2 862,04 €/m² para as janelas automatizadas, 252,71 €/m² para a pérgola vegetal e cerca de 400 €/m² para a plantação de árvores (dependendo da espécie a ser plantada). Foram feitas algumas estimativas aproximadas dos custos de manutenção, que foram incluídas no Plano Pós-LIFE (secçãode resultados do sítio Web do projeto).

O principal quadro jurídico que regula a infraestrutura verde em Espanha é composto pelos seguintes regulamentos:

• Código Técnico da Construção espanhol. É o marco regulatório que estabelece os requisitos básicos de qualidade que os edifícios devem cumprir em relação à segurança e habitabilidade estabelecidos na Lei 38/1999, de 5 de novembro, do Regulamento da Construção (LOE).
• Estratégia Nacional Espanhola para Infraestruturas Verdes e Conectividade e Restauração Ecológica. Entrou em vigor em julho de 2021 e é o documento de planeamento estratégico que regula a implementação e o desenvolvimento da infraestrutura verde em Espanha, estabelecendo um quadro administrativo e técnico harmonizado para todo o território espanhol, incluindo as águas marítimas sob soberania ou jurisdição nacional.
• Plano Nacional Espanhol de Adaptação às Alterações Climáticas (PNACC) 2021-2030. É o instrumento básico de planeamento para promover uma ação coordenada contra os efeitos das alterações climáticas em Espanha. O PNACC adota as SBN como opções desejadas para as cidades, o planeamento urbano e os edifícios.

A execução deste projeto teve início em 2019 com a seleção do edifício-piloto e terminou em 2021 com a implementação das SBN na escola selecionada. As atividades de divulgação, as atividades de monitorização e os trabalhos para incorporar SBN no código de construção tiveram lugar nos anos seguintes e deverão prolongar-se até 2028.

O edifício piloto é mantido pelo Conselho Provincial de Badajoz e pelo município de Solana de los Barros.  Desde que os SBN sejam bem mantidos, estima-se que a sua vida útil seja superior a 30 anos.

Miguel Vega

Royal Botanic Garden (RJB-CSIC)

Calle Claudio Moyano, 2

Madrid 28014, Spain

E-mail: miguel.vega@rjb.csic.es / proyectos_bec@rjb.csic.es

Relatório leigo - myBUILDINGisGREEN

Prestação do projeto C1 – Relatório de base dos edifícios-piloto

Prestação do projeto C5.2 – Relatórios (4) das recomendações para reuniões de peritos

Prestação do projeto C5.5 – Plano de replicabilidade da experiência LIFE-myBUILDINGisGREEN

Prestação do projeto C5.6 – Plano financeiro para a replicabilidade da experiência LIFE-myBUILDINGisGREEN