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A visão da cidade Regenerativa do futuro
Dr. Gerhard Schmitt, ETH Zürich, Director Fundador do Centro Singapore-ETH, discute porque é que as cidades são simultaneamente causas e vítimas das alterações climáticas e considerações críticas para alcançar cidades sustentáveis e regenerativas.
Inovações
Excertos do seu principal discurso durante o evento da Systemair, "O futuro do HVAC sustentável - Tendências e Inovações" realizado no Pavilhão da Suécia no local da Expo 2020 no Dubai, EAU.
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A visão é simples: procurar cidades do futuro reactivas e regenerativas. Sabemos que as cidades são hoje as causas e as vítimas das alterações climáticas. Por esta razão, temos de ir além das cidades inteligentes, e temos de avançar para cidades com capacidade de resposta. Temos de ir para além das cidades sustentáveis e avançar para as cidades regenerativas. Mais importante ainda, temos de investigar as empresas reactivas e regenerativas para o bem da sociedade.
Nos próximos 30 anos, mais de 2 mil milhões de pessoas irão viver em cidades. A maioria delas não se deslocará e viverá na Europa ou nos Estados Unidos, mas sim em África e na Ásia. Se as tendências continuarem, poderá haver mais pessoas com conteúdos africanos até ao final do século do que na Ásia.
Como tal, são necessárias soluções tecnológicas e societais para acomodar as necessidades da crescente população urbana nestas regiões mais quentes do mundo. A governação da futura cidade, bem como as competências e a base de conhecimentos da próxima geração de estudantes e investigadores, são também questões críticas a considerar.
Cidades – o problema e a solução
Como já disse, as cidades são ao mesmo tempo causas e vítimas das alterações climáticas. Em países como a Suécia e a Suíça, vemos o que pode ser considerado um clima de luxo, que, em alguns aspectos, pode até beneficiar das alterações climáticas e estar exposto a temperaturas mais quentes. Tais países têm numerosos lagos, que podem servir como instalações de armazenamento de energia, e tendem também a ter uma mistura diversificada de energia.
Vemos um clima radicalmente diferente em outras partes do mundo, proporcionando um conjunto diferente de problemas e soluções. Por exemplo, cada pessoa em Singapura vê e sente directamente as consequências das alterações climáticas, e pode fazer algo contra elas. A utilização massiva de ar condicionado utilizando a electricidade gerada pela queima de gás natural tem um custo elevado na rede. É também um forte argumento a favor da descarbonização através da importação de energia renovável de fora da região.
Cada cidade tem o seu próprio ADN e, portanto, vias particulares para alcançar uma solução reactiva ou regenerativa. Para avançar para cidades com capacidade de resposta, as cidades inteligentes são um bom ponto de partida. O termo cidades inteligentes tem uma vasta gama de definições. Muitas tecnologias contribuem para ele, desde o estacionamento inteligente até à mobilidade inteligente, passando pelo abastecimento de água e energia inteligentes. A tendência inicial das cidades inteligentes tem sido impulsionada pela tecnologia. Estas iniciativas foram dirigidas para a gestão da cidade e não necessariamente feitas para que os cidadãos participassem no processo.
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As cidades como modelos de sustentabilidade
Hoje em dia não há suficientes cidades sustentáveis, e a situação só está a piorar. As cidades são responsáveis por 60-70% das emissões globais e dos gases com efeito de estufa, pelo que temos de fazer algo quanto a isso. As emissões não são causadas apenas pela produção e utilização de energia - temos de considerar todos os stocks e fluxos dentro de uma cidade.
Alguns exemplos: Em Singapura, o reservatório no centro da cidade, a menos de 100 m acima do nível do mar, é uma área recreativa mas é também utilizado para armazenar água e equilibrar a temperatura dos arredores. Na Suíça, a cabana do Monte Rosa, quase 3000 m acima do nível do mar, é uma prova de quanta autonomia um edifício pode ter a essa altura. É feita quase inteiramente de madeira, um material leve e fantástico que oferece facilidade de transporte. À escala dos distritos, há vantagens em ligar edifícios em redes para arrefecimento ou aquecimento. Instalações que produzem muito calor, tais como edifícios de investigação, podem bombear o calor rejeitado em excesso no Verão para o solo. No Inverno, este sistema dinâmico de armazenamento de terra pode utilizar bombas de calor para fornecer energia para aquecimento.
A produção de electricidade fotovoltaica (PV), o armazenamento dinâmico da terra e a redução de CO2 são exemplos de passagem de edifícios e bairros sustentáveis para os regenerativos. Para as cidades regenerativas, as suas partes devem produzir mais recursos do que aqueles que consomem. Há numerosos exemplos de residências urbanas na Alemanha e noutros países europeus que produzem quase 3 vezes mais electricidade do que aquela que consomem ao longo de um ano. Isto não está no futuro - está a acontecer agora.
As cidades e o envolvimento cívico
Hoje em dia, muitas cidades reconheceram que os cidadãos exigem ser envolvidos no desenvolvimento das suas cidades. Numa cidade receptiva, grupos receptivos e indivíduos devem ser envolvidos no planeamento e na gestão do seu habitat. Eles expressam o que precisam e o que sugerem. Utilizam as tecnologias inteligentes da cidade para comunicar as suas ideias. Idealmente, têm acesso aos mesmos grandes reservatórios de dados das suas cidades que os planeadores e designers profissionais.
Tais sistemas podem ser observados na Suíça com a sua rigorosa democracia directa de baixo para cima. Em Zurique e outras cidades suíças, os cidadãos sugerem o que deve ser feito na cidade em constante comunicação com os políticos e partidos políticos. Com base num sistema político diferente, Singapura está a desenvolver uma cidade inteligente e uma nação inteligente. Enquanto introduz tecnologia em cada parte da gestão da cidade, procura consulta e aconselhamento dos seus cidadãos. Viena e as capitais escandinavas que ocupam um lugar de destaque na capacidade de vida beneficiam de um forte envolvimento cívico da sua população.
O envolvimento cívico é fundamental porque as pessoas que vivem nas cidades estão conscientes do que é necessário. Conhecem a temperatura; sabem o que está a funcionar e o que não está. Se tiverem os instrumentos para extrair e comunicar dados e informações urbanas, as empresas tecnológicas, tais como as empresas de AVAC, podem trabalhar muito melhor.
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A importância das empresas responsivas e regenerativas
As empresas reactivas e regenerativas devem apoiar estes esforços abrangentes. O projecto Cooling Singapore é um exemplo em que as pessoas desempenham um papel activo no processo de decisão sobre o que deve ser mudado na cidade. Para preparar o projecto, nos inquéritos os cidadãos exploram opções e propõem iniciativas tais como ruas verdes. Sugerem em que opções investir o dinheiro dos impostos. É impressionante a forma como seleccionam soluções benéficas a longo prazo em vez de soluções a curto prazo. Acompanham os pormenores e sugerem em que parte do seu bairro as iniciativas devem ser implementadas. Esta colaboração entre uma cidade e a sua população, apoiada por tecnologia inteligente, é importante.
No arrefecimento das cidades de forma regenerativa, devemos identificar fontes de calor activas e passivas e substituí-las por soluções renováveis, com menor ou nenhuma emissão de calor. O ar condicionado é frequentemente, mas nem sempre a solução, pois em muitos lugares não é possível ou desejável.
Ao investigarmos novas medidas, devemos lembrar que o problema tem muitas dimensões. Topologia urbana, geometria urbana, materiais de construção, indústria, empresas comerciais, transportes, e produção de energia contribuem para o efeito de ilha de calor urbana. Para um clima tropical como Singapura, existem muitas medidas de mitigação, tais como vegetação, corpos de água, sombreamento, optimização de materiais, superfícies, transporte sem fósseis e importação de energia renovável.
São necessárias mudanças fundamentais, e isto não é fácil. Não se pode simplesmente desligar o termóstato para uma cidade inteira. Por conseguinte, é necessário considerar todos os esforços de mitigação em termos de custos e o seu impacto no ambiente, saúde e economia. Se uma cidade decidir baixar a temperatura e aumentar o conforto térmico exterior, deve considerar factores tais como materiais, energia, vegetação, sombreamento, transportes, geometria urbana e características da água, para citar alguns, e como estes estão interligados. Para tal, os gémeos digitais emergem como suporte computacional necessário.
Porquê construir gêmeos digitais
As simulações ajudam a definir as melhores opções de arrefecimento, desenvolvendo cenários "e se". Ao construir gémeos digitais, podemos estudar a eficácia de diferentes iniciativas, quer se trate de District Cooling ou de veículos eléctricos. Modelos e visualizações eficazes podem ajudar a mostrar o impacto de factores e medições individuais na cidade do futuro.
Para Singapura, construímos uma visualização interactiva para os cidadãos e decisores experimentarem o comportamento dinâmico da cidade no decurso de um dia inteiro: observam a dinâmica do efeito ilha de calor urbano às 2 da manhã em comparação com as 5 ou 6 da manhã; observam o impacto do tráfego das horas de ponta e as suas emissões no sistema urbano; seguem a brisa do mar por volta das 10-11 da manhã que arrefece ligeiramente partes da cidade e o aumento da temperatura de 1 a 3 da tarde; vêem que às 4 ou 5 da tarde as pessoas conduzem para casa, adicionando mais calor ao sistema urbano e que à noite o calor dos edifícios irradia e torna desconfortável o sono. Estes são problemas comuns a muitas cidades, e as empresas avançadas de AVAC fornecem algumas das soluções para os resolver. Utilizando gémeos digitais, podemos chegar a cenários para melhorar continuamente a cidade.
Em resumo, a visão das cidades do futuro regenerativo requer uma sociedade informada, uma governação responsável, empresas regenerativas, integração da reutilização e reciclagem, novos empregos na refrigeração e aquecimento baseados na natureza, mais parcerias entre a indústria pública e privada, e o mais importante: cidadãos para apoiar este desenvolvimento.