Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Arquitetura e Urbanismo Plano de pesquisa
ESTUDO DE POSSÍVEIS ALTERNATIVAS DE REAPROVEITAMENTO DE RESÍDUOS NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Plano de Pesquisa para obtenção de bolsa de Iniciação Científica
Discente: Gabriel Nery Prata Orientadora: Telma
São Carlos 2007
Resumo Tal pesquisa visa analisar as possibilidades de se utilizar resíduos residenciais, hospitalares e de aterros sanitários na indústria de construção civil. O trabalho envolve uma pesquisa bibliográfica e conta com visitas em locais de contato com tais rejeitos e em indústrias produtoras de elementos construtivos, visando a identificação dos processos e etapas de produção, tanto de tais elementos, como de gerenciamento do lixo, bem como a catalogação de resíduos que têm grande probabilidade de serem inseridos no contexto de produção citado. Com isso, a pesquisa pretende encontrar alternativas para promover um determinado desenvolvimento sustentável, solucionando a complicada questão de gerenciamento de lixo e produção em massa de unidades de habitação. Tal pesquisa tem por intuito divulgar informações para futuras pesquisas em determinado campo, bem como estudar possíveis alternativas referentes ao reaproveitamento do lixo ou, caso contrário, compreender questões que tornam tal uso inviável na produção de interesse.
1 . Introdução e Justificativa Tendo em vista as atuais questões referentes ao aumento quantitativo e até mesmo qualitativo do lixo, seja este de natureza residencial, industrial ou até mesmo hospitalar, bem como as possibilidades de reaproveitamento e reciclagem de materiais, a principal idéia que surge a partir de todo esse contexto é a de tornar funcional todos esses bilhões de toneladas de materiais dispensáveis que são produzidas todo ano. Afinal, o que se fazer com tamanha quantidade de um resíduo bastante comum e produzido em escala mais do que industrial?
Muitos estudos são realizados visando alternativas ao uso do lixo em determinados processos, desde seu uso em sistemas comuns de vedação até o desenvolvimento de compostos que possam alterar propriedades específicas de determinados componentes usados na construção civil. Soluções que vão desde a substituição de alvenarias em vedações por materiais mais baratos ou mais tecnicamente viáveis, até a adição de elementos orgânicos em cimentos e concretos que alteram positivamente algumas propriedades específicas, tais como plasticidade, trabalhabilidade, resistências mecânicas e abrasivas, a fogo, dentre outras.
A reutilização de materiais como plásticos, metais, papéis e vidros acaba gerando cooperativas e, conseqüentemente, empregos e, posteriormente, novos produtos que são levados de volta ao mercado, sejam reutilizáveis, sejam reaproveitados como componentes em outros produtos, formando-se, assim, um ciclo. Entretanto tal método não é cem por cento eficiente. Muito do que se é produzido nem entra na etapa de coleta seletiva e, muito do que é coletado é desprezado.. então se pergunta qual o fim que se dá a tais rejeitos. A resposta é quase que imediata. O lixo é levado a um local de armazenamento permanente — aterros, que em muitos casos nem chegam a ser sanitários, ou seja, que administram a permanência do lixo naquele espaço, controlando para que não ocorram vazamentos ou contaminações provenientes do contato e ou exposição da massa com o resto do ambiente. E o que se faz com o lixo estocado ali, ou o que se faz com os gases liberados pela ação bacteriana ou com o viscoso composto chamado chorume?
Tudo isso dentro da chave apenas do lixo residencial. Mas a indústria também gera resíduos indesejáveis para seu processo de interesse e acabam por desprezá-los na natureza, poluindo o ambiente em que se encontra instalada. Algumas, tidas como com um pouco mais de consciência ecológica, utilizam-se de filtros em chaminés e em esgotos ou armazenamento de resíduos sólidos e líquidos. E quais os possíveis destinos que podem ser dados a estes rejeitos armazenados ou filtrados?
Ainda existe um outro tipo de lixo denominado hospitalar, constituído principalmente de materiais descartáveis como agulhas, seringas, instrumentos de exames particulares ou cirúrgicos, luvas e gazes descartáveis, entre outros, que são incinerados e que pouco se sabe sobre o destino da queima de tais materiais, visto que sua reutilização é impossível, do ponto de vista ético de uma sociedade que visa indivíduos saudáveis.
Cinzas, resíduos sólidos e líquidos, altamente tóxicos ou de lenta degradação ambiental, são produzidos nos mais variados métodos de tratamento de lixo. Considerando toda essa produção, como se pode aproveitá-la e o que se pode reaproveitar dessa esfera na indústria da construção civil?
Sabe-se que a indústria da construção civil é ampla, abrangendo as mais variadas indústrias, sejam siderúrgicas, metalúrgicas, cerâmicas, de cimento e concreto, até mesmo refinarias e produtoras de polímeros, dentre outras que, através de muitas outras pesquisas, com seus resultados, obtiveram produtos interessantes que, de alguma forma, são agregados ao meio construtivos, seja como elemento funcional e ativo, seja na composição química de um elemento. Em se tratando de uma esfera bastante ampla e que cresce a todo momento, pode-se pensar na inserção de uma esfera voltada à reciclagem como um tipo de indústria capaz de produzir compostos que podem ser úteis em
alterações
qualitativas
bastante
consideráveis
em
elementos
construtivos,
reaproveitando na indústria civil resíduos que, aparentemente, não têm mais uso algum, destacando-se o chorume, cinzas de incinerações e até mesmo da massa residual acumulada em aterros.
Para tanto, um dos intuitos desta pesquisa é analisar os processos de produção desses resíduos,
bem
como suas composições químicas e relatar possíveis
características a serem levadas em conta, sejam para beneficiar a composição química de elementos construtivos, sejam para serem usados como reagentes ou combustíveis em determinadas etapas de processo desses. Para compreender tais etapas, será necessário um estudo prévio de processos industriais da construção civil, bem como estudar possibilidades de adaptação de métodos produtivos tradicionais aos novos e possíveis componentes que serão estudados.
Através desta pesquisa, pretende-se reconhecer esses resíduos em sua constituição química como possíveis soluções que podem ser adotadas e manipuladas como constituintes de um elemento estrutural, de vedação ou de um processo que os forme. Contudo, é importante ressaltar a necessidade de se produzir alternativas inteligentes desde que algumas etapas se não tornem inviáveis no processo de produção industrial, como armazenamento, transporte e tratamento dos resíduos, ou de adaptação dos sistemas construtivos que podem se beneficiar com a alternativa em questão.
Uma idéia que norteará a execução deste projeto é verificar a possibilidade de se reaproveitar, de maneira viável, a grande quantidade de lixo produzido anualmente pela sociedade e reutilizá-la em uma nova concepção de construção mais responsável, visando a não-degradação do ambiente, tornando-se alternativa de solucionar problemas
referentes a contaminações ambientais por parte de aterros e locais de acúmulo de lixo, principalmente urbano. Com base em pesquisa bibliográfica e contatos pessoais com uma parte desses grupos – indústrias ligadas ao meio construtivo e centros de reciclagem e aterros sanitários – pretende-se tratar da questão da viabilidade. Caso os resultados forem satisfatórios e positivos, pensar em propor um novo modo de produção em massa, incorporando a idéia em parceria com políticas habitacionais públicas, permitindo a construção de unidades habitacionais com menor custo, diminuindo a participação de gastos com construção nos orçamentos, favorecendo a construção de unidades habitacionais através de um tratamento do lixo, substituindo o espaço físico ocupado pelos aterros por lugares de habitação popular, com arquitetura, conceitos e base para reflexão sócio-cultural.
Independentemente do resultado obtido for positivo ou negativo, um dos principais interesses é catalogar essa produção de resíduos, constituindo um importante material de pesquisa capaz de identificar afinidades, padrões e possíveis serializações, bem como contribuir para uma aproximação mais criteriosa com os procedimentos – e questões levantadas – dos resíduos produzidos pelas atividades humanas. 2. Objetivos
2.1. Geral A pesquisa procura identificar e compreender as etapas de tratamento de resíduos industriais, residenciais e hospitalares, bem como os processos de beneficiamento do resíduo a ser possivelmente usado e também como alguns processos industriais do setor de construção civil, evidenciando etapas passíveis de adaptações relativas à implantação do uso do lixo na concepção de elementos construtivos ou apenas como reagentes em reações intermediárias do processo de produção. 2.2. Específicos Verificar se o custo que demanda toda uma pesquisa aprimorada e técnica, produção e manutenção de etapas de beneficiamento de resíduos, principalmente os obtidos a partir da incineração de lixos hospitalares e do chorume produzido em aterros sanitários, possa ser viável, tendo em vista as possibilidades de aplicação e as
vantagens do uso de tal material alternativo, seja de maneira direta — como complemento do elemento estrutural — seja indireta — como reagente de reações intermediárias do processo industrial. Caso contrário, compreender os porquês de tais práticas serem ou não viáveis e possíveis, evidenciando o caráter da pesquisa de não apenas produzir e divulgar conhecimento a ser usado posteriormente, mas também de ajudar a sanar dúvidas na esfera do conhecimento humano. 3. Metodologia Através de leitura de uma bibliografia determinada a ser requerida nas bibliotecas da Escola de Engenharia de São Carlos — EESC, do Instituto de Química e do de Física — respectivamente IQSC e IFSC — e de laboratórios específicos dentro da escola, visase identificar os resíduos de interesse e listar suas características físico-quimicas particulares. Através dos meios já citados e de sites específicos, entrar em contato com órgãos que estejam sujeitos a visitas, como aterros sanitários, centros de reciclagem, e entrevistas com responsáveis, para adquirir informações suficientes dos processos de administração de resíduos de interesse que a pesquisa procura. O mesmo ocorrerá com determinadas indústrias do setor de construção civil, a fim de identificar as etapas de determinados processos de fabricação de elementos construtivos, compreendendo-as e analisando as possíveis etapas de intervenção, bem como os resíduos gerados por todo o processo. Ao se definirem os resíduos, analisá-los do ponto de vista físico-químico, levantando dados de sua constituição e propriedades particulares, destacando, desde já, aqueles que apresentarem características similares a outros aditivos ou compostos incorporados em cimentos e concretos, que alteram positivamente determinadas propriedades do material. Concluída toda a fase de pesquisa química, os dados serão encaminhados, juntamente com amostras coletadas dos centros de interesse, para laboratórios específicos, agora já do setor da construção civil, para que se façam as
análises dos materiais selecionados e que comecem, a partir de então, os cálculos de probabilidade de uso dos mesmos, através dos dados que surgirem no decorrer da etapa, relevando os resíduos que podem ser incorporados diretamente ao elemento construtivo, que possuem características significativamente similares aos aditivos e compostos usados comumente na produção de cimentos e concretos. Após a série de análise laboratorial, o início de uma série de ensaios será dado a partir da materialização dos conceitos analisados em objetos concretos de pesquisa, corpos de prova nos quais se utilizam dosagens experimentais de resíduos, ora usados como aditivos, ora como adições, tornando-se constituintes diretos do elemento a ser estudado, verificando as alterações positivas e negativas nas características dos elementos. Os resultados obtidos através das experimentações serão analisados e comparados a elementos tradicionais, avaliando-se os desempenhos negativos ou positivos da atuação dos resíduos produzidos no tratamento e lixos residenciais, industriais e hospitalares, bem como o custo do processo de qualificação destes resíduos para os determinados fins até as possíveis adaptações no setor produtivo para incorporação de novas alternativas, inclusive as relações de custo-benefício e possibilidades de se incorporar a possível alternativa, uma vez positiva, na construção de habitação, em umas escala de construção de massas. Para tanto, serão necessárias as seguintes etapas: Etapa 1: Pesquisa bibliográfica para um aprofundamento dos temas e questões que norteiam a pesquisa, bem como para identificar os materiais e etapas de processos de interesse. Etapa 2: Identificação dos materiais e características peculiares de cada um.
Etapa 3: Contato com os órgãos responsáveis por coleta, administração e reciclagem de resíduos, centros industriais produtores de rejeitos e indústrias ligadas ao setor da construção civil, para estudo e análises dos processos e produções. Etapa 4: Listagem das etapas processos de produção de elementos construtivos e de resíduos de interesse. Etapa 5: Análise físico-química dos materiais, levando as suas constituições e propriedades, e o encaminhamento de amostras e resultados a laboratórios específicos, ligados ao setor da construção civil. Etapa 6: Identificação de possíveis aplicações em determinados elementos construtivos dos materiais que passaram pelo processo de seleção e que obtiveram bons resultados nas análises. Etapa 7: Ensaios e produção de corpos de prova utilizando os materiais analisados como constituintes do elemento construtivo. Etapa 8: Realização dos ensaios e avaliação dos desempenhos. Etapa 9: Elaboração do relatório final da pesquisa, expondo conclusões, balanço dos resultados e quais expectativas que foram atendidas. 4. Cronograma Meses
1
2
3
ETAPA 1
X
X
X
ETAPA 2
X
X
X
4
5
ETAPA 3
X
X
X
ETAPA 4
X
X
X
ETAPA 5 ETAPA 6 ETAPA 7
X
6
7
X
X
X
X
8
9
X X
X
10
11
12
ETAPA 8 ETAPA 9
X X
X X
X
X
5. Bibliografia OLIVEIRA, M. B. P. Processos de reciclagem de resíduos sólidos industriais. São Carlos: EESC, 1994. GALVÃO JÚNIOR, Alceu Castro. Usinas de reciclagem e compostagem no Brasil — problemas de ordem gerencial e operacional nos sistemas existentes. Venice: ABES/ANDIS/AIDIS, 1995. LATTERZA, Luciano M.. Concreto com agregado graúdo proveniente da reciclagem de resíduos de construção e demolição: um novo material para fabricação de painéis de vedação. São Carlos: EESC, 1997. MACHADO JÚNIOR, Eloy Ferraz. Influência do agregado graúdo, proveniente da reciclagem de rejeitos de construção e demolição (entulho), na perda do abatimento do concreto fresco e nas propriedades mecânicas do concreto endurecido. São Paulo: IBRACON, 1996. AGUIAR, Marlene. O uso de polímeros reciclados e recicláveis na construção civil. São Paulo: FAU-USP, 2001. SCHALCH, Valdir. Biogás — a energia vinda do lixo urbano e sua relação com a produção e características do chorume. São Carlos: EESC, 1989. LIMA, Luiz Mario Queiroz de. Estudo da influência da reciclagem de chorume na aceleração da metanogênese em aterro sanitário. São Carlos: EESC, 1998. FUSCALDO, Wladimir César. Resíduos sólidos: práticas e conceitos — um estudo a partir da experiência de Londrina — Paraná. São Paulo, 2001. ACHÔA, Griseldis Laura. Estudo em escala industrial da incineração de resíduos em fornos de clínquer. São Paulo, 1998. COSTENARO, Fernanda Leal. Desenvolvimento de concreto de alto desempenho com adições de cinza e sílica da casca de arroz. São Carlos, 2003. ZALTZMAN, Raul. Lixo de hospitais : disposicion de desechos solidos en instituciones medicas y hospitales. São Paulo : S.N., 1970. PROCHNIK, Marta. Coleta e tratamento do lixo urbano. São Paulo : Fundap, 1991. BUSCH, Olivia Mara Savi. Lixo hospitalar : normas e manuseio. Ponta Grossa: Universidade Estadual de Ponta Grossa, 1999.