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Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Salomon Mony Levy – Centro Universitário Nove de Julho- UNNOVE Materiais reciclados na construção civil CAPÍTULO 52 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução • Forma de utilização de recursos naturais • A produtividade, não é mais o aspecto fundamental? • Aspectos como a redução da geração e o reaproveitamento de resíduos se tornaram mais relevantes (melhoria dos processo produtivos). • Reciclagem e o reuso de resíduos oriundos da construção civil e de outras industrias na construção civil. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Introdução • Exemplos • Novas tecnologias têm possibilitado o reuso e a reciclagem de resíduos como: carcaças de pneus inservíveis para uso veicular e para processos de reforma, na produção de concreto, escória de alto forno é utilizada na fabricação de cimento, a sucata de aço é utilizada para produção de novos aços e perfis metálicos, resíduos de vidros são utilizados no preparo de concreto, resíduos de madeira são utilizados como combustível ou como matéria-prima para produção de painéis MDF. garrafas PETs na fabricação de elementos de vedação e para construção de lajes. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Reutilização do material proveniente do lixo Figura 1– Vaso e lustres decorativos, em exposição permanente organizada pelo Instituto T3 em Belo Horizonte. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia 65% 14% 8% 13% Inertes Madeira Plástico outros O resíduo de construção civil e sua composição Figura 2 – Resíduos gerados na Cidade de São Paulo (ATESP, 2000). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia O resíduo de construção civil e sua composição 64% 1% 4% 11% 18% 2% argamassas tijolos maciço telhas concreto pedras outros Figura 3– Composição média do entulho coletado no município de São Carlos de acordo com levantamento realizado em 1985 (Pinto, 1986). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia O resíduo de construção civil e sua composição 2% 4% 14% 53% 5% 22% concretos e argamassas cerâmica solo e areia outros plástico rochas naturais Figura 4 – Composição do entulho de construção e demolição de Salvador (Carneiro, Brum e Costa, 2000). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes da fração cerâmica dos resíduos da construção civil Quadro 1 – Produtos produzidos a partir da fração cerâmica do resíduo de construção Civil. Produto Características Principais usos Areia D máx < 4,8 mm Provém de blocos de concreto e concreto demolido Argamassas assentamento Contra-pisos Blocos de vedação Pedrisco D máx < 6,3 mm Provém de blocos de concreto e concreto demolido Artefatos de concreto Pisos inter-travados Guias Blocos de vedação Brita 1 ou 2 D máx < 39,0 mm Provém de blocos de concreto e concreto demolido Concretos sem funções estruturais Obras de drenagem Bica Corrida[1] D máx < 63,0 mm Provém de resíduos de Construção Civil Sub-base e base de pavimentos rodoviários Regularização de vias não pavimentadas Rachão D máx < 150,0 mm Provém de resíduos de Construção Civil Substituição de solo Terraplenagens Drenagens Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Resíduos obtidos de materiais cerâmicos Quadro 2 – Propriedades de agregados reciclados obtidos a partir de resíduos puros de concreto e de alvenaria. Característic as dos materias Unid Valores obtidos para os agregados graúdos e miúdos Metodolo gia de Ensaio Agregados Naturais Agregados Alvenaria Agregados Concreto Areia B1 B2 Areia B1 B2 Areia B1 B2 Módulo de finura * 2,60 6,40 7,70 3,13 6,64 7,65 3,54 7,68 6,94 NBR 7217 Massa específica aparente Kg/ dm³ 1,375 1,430 1,410 1,317 0,984 0,987 1,340 1,208 1,285 NBR 7251 Absorção % * 0,8 0,8 7,9 13,0 12,4 10,35 5,6 3,7 NBR 9937 Pulverulento s % 1,85 0,54 0,55 2,4 4,1 2,3 0,6 0,3 0,2 NBR 7219 Impureza orgânica ppm < 300 * * * * * * * * NBR 7220 Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Resultados obtidos com aplicação de agregados reciclados • Figura 9– Blocos produzidos com os resíduos de demolição de um prédio que deu lugar à construção do edifício Torre Almirante. Figura 10 – Modelo de residências construídas com os blocos produzidos a partir de agregados reciclados. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Resultados obtidos com aplicação de agregados reciclados •Figura 11 – Demolição de 12.500 m² de piso de concreto, resíduo totalmente aproveitado para construção do Villagio Maia (Capello, 2006). •Figura 12 – Britagem dos resíduos da demolição de piso para utilização como agregados (Capello, 2006). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Resultados obtidos com aplicação de agregados reciclados •Figura13 – Construção dos sobrados do Villagio Maia com blocos de concreto produzidos com RCD (Capello, 2006). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia O mercado de agregados reciclados se defronta com duas questões fundamentais: O que impede a iniciativa privada de produzir agregados reciclados para serem utilizados largamente pela sociedade? Homogeneidade da matéria prima Estoques reguladores de matéria prima Vantagens econômicas A dificuldade para reciclar resíduos de construção civil em nosso país pode ser atribuída às políticas adotadas pelos municípios ou aos aspectos econômicos? Como citado as vantagens econômicas não tem se apresentado com fator atrativo, portanto por parte dos municípios se torna difícil nesta situação adotar políticas capazes de incentivar a iniciativa privada. O mercado de agregados reciclados na construção civil Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Custo da produção de concretos produzidos com agregados naturais e com agregados reciclados: • 300 kg de cimento* R$ 0,30 = 90,00 • 0,60 m³ de areia * R$ 30,00 = 18,00 • 0,80 m³ de brita * R$ 32,00 = 25,60 Total R$ 133,60/m. • 300 kg de cimento * R$ 0,30 = 90,00 • 0,48 m³ de areia * R$ 30,00 = 18,00 • 0,12 m³ de RCD * R$ 15,00 = 1,80 • 0,64 m³ de brita * R$ 32,00 = 20,48 • 0,16 m³ de RCD * R$ 16,00 = 2,56 Total R$ 129,24/m³. Economia 3,2%/m³ no total do concreto utilizado. Para produção de uma estrutura, cujo valor representa 20% do empreendimento, a economia seria de 0,64% do custo total de uma obra habitacional convencional, compatível com números da Setin Engenharia para Villagio Maia, 1%. Demonstrativo de vantagens econômicas Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia A solução não é tão simples, uma vez que só existem duas alternativas: • 1ª) diminuir a relação preço unitário do agregado reciclado / preço unitário do agregado natural; • 2ª) criar condições para incremento da taxa de substituição de naturais (20%) aceita unanimemente no meio técnico e adotada neste trabalho. • Para se incrementar a primeira solução, a iniciativa privada poderia colaborar, procurando uma logística maisracional, aproveitando instalações, frotas de veículos e áreas existentes. • Afinal os equipamentos que existem no mercado já podem garantir uma produção superior ao estoque de matéria-prima disponível nas metrópoles, mas sim Como reverter essa situação? Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Normalização vigente no país para produção de agregados reciclados • NBR 15112/04 Resíduos de construção civil e resíduos volumosos: Áreas de transbordo e triagem; Diretrizes para projeto, implantação e operação. • NBR 15113/04 Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes: Aterros; Diretrizes para projeto, implantação e operação. • NBR 15114/04 Resíduos sólidos da construção civil: Áreas de reciclagem; Aterros; Diretrizes para projeto, implantação e operação. • NBR 15115/04 Agregados reciclados e resíduos sólidos da construção civil: Execução de camadas de pavimentação; Procedimentos. • NBR 15116/04 Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil: Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural; Requisitos. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia O que contemplam as normas nacionais? • As normas nacionais não contemplam a substituição de agregados naturais por reciclados para produção de concretos estruturais. • Todavia, como previsto pelas normas holandesas, a substituição de 20% de agregados naturais por reciclados não altera as propriedades físicas e mecânicas do concreto. • Isso posto, fica a questão: por que não normalizar a substituição de agregados naturais por reciclados visando à produção de concreto? Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classificação dos resíduos da Construção Civil Quadro 3 – Classificação e destinação de resíduos de construção (Carvalho, 2005). Classificação Destinação Classe A – são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, provenientes: a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto; c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras. Deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados, ou encaminhados a áreas de aterro de resíduos da construção civil, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Classe B – são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros. Deverão ser reutilizados, reciclados ou encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura. Classe C – são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso. Deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas. Classe D – são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros. Deverão ser armazenados, transportados, reutilizados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes de resíduos de poliméricos • Produtos reciclados provenientes de resíduos de poliméricos • PET para produção de unidades habitacionais • A produção da madeira plástica • A madeira-plástico • Produtos reciclados provenientes de resíduos de pneus • Produtos reciclados provenientes de resíduos de madeira • Madeira reciclada para utilização como combustível Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia PET para produção de unidades habitacionais • O sistema consiste na utilização de garrafas PET como material de enchimento na construção de lajes com espessura acima de 15 cm. O sistema poderá ser executado com a utilização de fôrmas auxiliares, como o sistema apresentado na Figura 15, ou sem a utilização de fôrmas de madeira, apenas com pré- lajes de concreto, como indicado na Figura 16. •Figura 15 – Sistema construtivo para reutilização de garrafas PET, com auxílio de formas de madeira (Coelho, 2006). •Figura 16 – Sistema construtivo para reaproveitamento de garrafas PET com elementos estruturais sem necessidade de formas de madeira (Coelho, 2006). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia PET para produção de unidades habitacionais • No Laboratório de Sistemas Construtivos da Universidade Federal de Santa Catarina (Labsisco/UFSC), projeto de uma habitação térrea para a construção de um protótipo embrião de 50,70 m² habitações de interesse social. As paredes constituídas de painéis modulares pré- fabricados 14x65x265 cm e 14x85x265 cm, formadas por colunas verticais com garrafas PET no interior de painéis, formando colunas verticais que reduzem o consumo de argamassa e melhorem o desempenho térmico das paredes. • As garrafas são cortadas e encaixadas, reforçadas com treliça plana de aço no perímetro e revestidas nas duas faces e laterais com argamassa, como mostrado na Figura 17 e na Figura 18. •Figura 17 – Treliça metálica na lateral do painel (Provenzano et al., 2006). •Figura18 – Concretagem do painel (Provezano et al., 2006) Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia PET para produção de unidades habitacionais • Em Manaus, incomodado com a quantidade de garrafas PET jogada pelos igarapés de Manaus, o professor e físico Newton Lima decidiu aproveitá-las em um projeto acadêmico. Ele e quatro alunos do curso de engenharia civil da Universidade Luterana do Brasil (ULBRA) fizeram do lixo o material base de um trabalho de iniciação científica. O resultado foi o "tijolo- PET", feito de areia quartzosa, cimento e garrafa PET. •Figura 19 – O tijolo-PET cortado e colocado dentro do molde de madeira. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia A produção de madeira plástica • Após a seleção dos materiais, os resíduos plásticos são prensados e higienizados para se transformarem em resina, possibilitando o processo de pultrusão. •Figura 20 – Detalhe esquemático do processo de pultrusão (Fonte: Cogumelo, 2007). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Exemplos de aplicação de madeira plástica Figura21 – Construção de deck com madeira plástica (Fonte: Cogumelo, 2007). Figura22 – Execução de cerca e deck em madeira plástica (Fonte: Cogumelo, 2007). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia A madeira-plástico • O composto madeira-plástico, diferentemente da madeira plástica, é obtido a partir de PET e outros plásticos descartados e reciclados. É produzida nos municípios de Guaratinguetá, Curitiba e Rio de Janeiro. Embora cada usina tenha sua formulação própria, basicamente a madeira-plástico é composta de partículas de madeira, poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET). • O compostomadeira-plástico, é a composição de resíduos descartáveis da atividade madeireira – como serragem – com o polietileno de baixa densidade. O plástico funciona como aglutinante. •Figura 23 – Amostras de madeira-plástico (Fotos: Victor Soares). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes de resíduos de pneus • Concretos e asfaltos preparados com resíduos de pneus • Em concretos de cimento Portland, os resíduos têm a função exclusiva de agregados, contribuindo para redução do módulo de elasticidade, tornando, assim, o material mais flexível e com maior capacidade de absorver a energia de deformações decorrentes de impactos causados por colisões de veículos. Com esse material têm sido construídas muretas as quais, normalmente, são erguidas no centro ou nas laterais de pistas rodoviárias Figura24 – Aspectos das barreiras construídas na marginal Tietê em São Paulo, em 2004 e 2005 (Bina e Schwark, 2006). Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes de resíduos de pneus • O pneu pode se transformar em combustível alternativo, com poder calorífico de 12.000 a 16.000 BTU/kg, o que equivale a 4.000 kcal/kg. Mesmo sendo inferior ao poder calorífico do carvão vegetal, torna-se vantajoso seu uso, pois o custo para obtenção da matéria-prima provém do trabalho de coleta e picotamento dos pneus. • Os principais usuários de pneus em caldeiras são as indústrias de papel e celulose a de produtos alimentícios; e em fornos rotativos das as fábricas de cimento, que podem usar até a carcaça inteira e aproveitam alguns óxidos contidos nos metais dos pneus radiais. • No território nacional, a utilização de pneus como combustível promoveu, no período de 1999 a 2004, o consumo de 150 mil toneladas de pneus, equivalente a 30 milhões de pneus de automóvel usados, proporcionando economia de 720 mil toneladas de óleo. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes de resíduos de madeira Quadro 5 – Dados utilizados para a Comparação (Silva, Medeiros e Levy, 2006). Fonte de Energia Unid Preço/unid Preço/kg Carvão Mineral Ton U$ 69,20 U$0,07 Cavaco de Madeira m³ U$ 15,02 U$ 0,03 Petróleo Barril U$ 58,46 U$ 0,44 ¹ O barril de petróleo tem 159 litros e 7,5 barris de petróleo contêm 1 tonelada. ² Foi utilizado o peso específico de madeiras leves, que é, em média, 500 kg/m³. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Produtos reciclados provenientes de resíduos de madeira Quadro 6 – Comparação de preço para obtenção de 10.000kcal / 1kg de combustível em dólares (Silva, Medeiros e Levy , 2006). Fonte de Energia Poder Calorífico Kcal/kg Preço para obtenção de 10.000kcal/kg de combustível Carvão Mineral 7000 U$ 0,10 Cavaco de Madeira 4200 U$ 0,07 Petróleo 10800 U$ 0,41 A comparação do Quadro 6 mostra que a reciclagem das sobras madeira para transformação em cavaco, visando à conversão em energia em fornos e caldeiras, é viável economicamente, Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Considerações finais • O Brasil é um dos poucos países na América Latina que dispõe de normas técnicas para utilização dos resíduos na produção de agregados reciclados. Mas, infelizmente, ainda não existe no território nacional uma norma técnica para gerenciamento, manejo e utilização de agregados reciclados para produção de concretos com função estrutural, que poderia propiciar a substituição de 20% de agregados naturais por agregados reciclados, que é a proposta deste capítulo. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Considerações finais • Além do entulho de construção civil, existem outros resíduos, como as garrafas PETS e pneus inservíveis, que são reutilizados ou reciclados para produção de painéis ou blocos utilizados como elementos de vedação e para execução de concretos deformáveis e isolantes. • Foram abordadas as tecnologias para produção de compostos a base de resíduos de madeira e plástico, fato que já ocorre em nível industrial em três municípios brasileiros: Guaratinguetá, Curitiba e Rio de Janeiro. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Considerações finais • Também foi mostrado que a madeira pode perfeitamente ser utilizada como fonte alternativa de combustível. Sua utilização apresenta vantagem econômica de 30% em relação ao carvão mineral e de 83% em relação ao petróleo, uma vez que o carvão mineral e o petróleo, além de mais caros, só tendem a aumentar de preço devido à disponibilidade cada vez menor e demanda cada vez maior, além dos danos causados ao meio ambiente e ao homem. Livro: Materiais de Construção Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia Agradecimentos • O autor deseja externar seus sinceros agradecimentos aos colaboradores que auxiliaram a elaboração deste capitulo de livro: Nivaldo Venâncio da Silva Junior Jorge da Silva Medeiros Daniel Ornelas
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