XXII Encontro de Iniciação à Pesquisa Universidade de Fortaleza 17 à 21 de Outubro de 2016
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- Rosângela Brunelli
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1 XXII Encontro de Iniciação à Pesquisa Universidade de Fortaleza 17 à 21 de Outubro de 2016 Estudo de viabilidade para utilização de cinzas de incineração de resíduo da saúde na construção civil em Fortaleza, Ceará. Isabelle Menezes Moreira 1* (IC). Nathália Gusmão Cabral de Melo 2 (IC), Flávia Telis de Vilela Araújo 2 (PQ). Bruno Aragão Martins de Araújo 2 (PQ). Ari Holanda Junior 2 (PQ) 1. Universidade de Fortaleza PIBITI/CNPQ. 2. Universidade de Fortaleza Curso Engenharia Civil e Engenharia Ambiental e Sanitária. * isabellemmoreira@live.com Palavras-chave: Resíduos. Construção Civil. Cinzas. Resumo Este artigo tem como objetivo estudar a viabilidade da utilização das cinzas resultantes da incineração de resíduos dos serviços da saúde (RSS) de Fortaleza na construção civil, na forma de agregado mineral para concretos e argamassas. Com o aumento do consumo e, consequentemente do descarte dos resíduos, a problemática da destinação final se acentua. A incineração é um dos meios de destinação final de resíduos, sendo utilizada devido a sua capacidade de diminuir o volume dos materiais, tendo como resultado a geração de cinzas ou escórias, que são destinadas para aterros sanitários. Os resíduos da saúde têm como destinação final a incineração, devido à capacidade de eliminar agentes patogênicos. Tendo propriedades minerais, as cinzas apresentam grande viabilidade para a utilização na indústria da construção civil. A metodologia se constituiu em um estudo exploratório, onde, a partir da revisão de literatura, buscou-se identificar estudos e pesquisas sobre o tema. Os resultados mostraram dados promissores para diversas cinzas, que indicam que a pesquisa com cinzas do resíduo de saúde pode apresentar resultados que atestem a viabilidade tecnológica. Introdução Com o aumento da industrialização, da população mundial e do consumo diário de produtos, são geradas grandes quantidades de resíduos, que podem ter sua origem da atividade industrial ou urbana, sendo materiais utilizados para suprir as necessidades da população, tendo como destino final os aterros sanitários, lixões, coletas seletivas, empresas de incineração e inclusive o meio ambiente. Em relação à saúde pública, os resíduos sólidos de uma comunidade mostram muito sobre a qualidade de vida daquele ambiente, desde o consumo até sua destinação final. Tais resíduos podem causar vários impactos na sociedade, tanto do ponto de vista ambiental, quanto do ponto de vida econômico. A destinação inadequada dos resíduos sólidos resulta em diversos impactos negativos ao meio ambiente e à saúde humana; seu acúmulo provoca a poluição e degradação do solo, do ar e dos recursos hídricos, comprometendo sua qualidade e sendo meio de proliferação de agentes patogênicos. Sendo também um problema social, o descarte é estimulado pela ideia de inesgotabilidade dos recursos, do consumo constante, do descarte constante de materiais e soluções podem ser tomadas para o aproveitamento dos resíduos, através da transformação, reutilização e reciclagem aumentando vida útil e ISSN
2 diminuindo assim a procura por matérias-primas, contribuindo para a preservação dos recursos do planeta, auxiliando no reequilíbrio dos ecossistemas e no crescimento de uma comunidade com qualidade de vida e consciência ambiental. Segundo dados da Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (ABRELPE, 2014), a geração de resíduos urbanos (RSU) no Brasil foi de aproximadamente 78,6 milhões de toneladas no ano de 2014, onde apenas 58,5% tiveram destinação adequada, estimando-se que 41,6%, ou seja, aproximadamente 28,6 milhões tiveram destinação inadequada. De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas (IBGE, 2010) a cidade de Fortaleza, com uma população de 2.452,185 habitantes, resulta em uma quantidade considerável de resíduos, inclusive da saúde. Com a intenção de reduzir a quantidade de resíduos dispostos ao meio ambiente e diminuir a utilização dos recursos naturais, soluções vem sendo aplicadas para que esses resíduos tenham além de uma destinação adequada, um aproveitamento para a confecção de novos produtos. A transformação de resíduos sólidos em outros materiais pode ser realizada através de vários processos de conversão química, entre eles, processos termoquímicos, como a incineração. Nesse processo, ocorre a queima do lixo as altas temperaturas, onde suas características são modificadas, reduzido o seu volume e peso, eliminando a matéria orgânica e agente patogênicos, voltando aos seus constituintes minerais, gerando cinzas e gases (ZAKON, 2000). O controle das condições em que o resíduo é submetido no incinerador é de extrema importa, pois é através dessas condições que ocorre a eliminação de agentes patogênicos. Os produtos que passaram por o processo de forma incorreta, tem como produto um material perigoso, devido combustão incompleta do resíduo. Juntamente com o controle de condições é também necessário de controle de poluição, devido aos gases saírem do incinerador com temperaturas altas, sendo necessário um resfriamento com trocadores de calor, que no processo podem gerar energia para suprir despesas, já que a emissão de gases é potencialmente perigosa ao meio ambiente (ANDRADE, 2012). Sendo geradas no final das cadeias produtivas, as cinzas, se destacam por apresentar uma problemática quanto a seu descarte e armazenamento, gerando um impacto ambiental. Possuem uma estrutura influenciada pelo produto de origem, que irá atribuir ao material, propriedades para sua utilização (BESSA, 2011). A indústria da construção civil consume uma grande quantidade de agregados minerais, gerando impactos ambientais pela extração dos recursos naturais, e com o intuito de diminuir essa degradação, estudos já estão sendo aplicados para utilização de novos produtos, visando à substituição da matériaprima, através das cinzas dos serviços de incineração, como agregado miúdo para a fabricação de argamassas e concretos (VASCONCELLOS, 2004). Os produtos à base de cimento Portland utilizam a areia natural para sua confecção, uma vez que possui custo elevado, a substituição pelas cinzas pode apresentar uma solução economicamente mais viável. Entretanto, é necessário o estudo das características dessas cinzas, dependendo do tipo de material de origem, a utilidade na produção de novos materiais irá variar. Sendo assim essencial o conhecimento da composição química para desenvolver a estudos que viabilizem a utilidade em diversos setores da construção civil (BESSA, 2011). Este artigo tem como objetivo apresentar a viabilidade da utilização das cinzas resultantes da incineração resíduos dos serviços da saúde (RSS) de Fortaleza, como meio de diminuir a quantidade e ISSN
3 volume dispostos em aterro, para aplicações na construção civil, na forma de agregado mineral para concretos e argamassa, contribuindo para a diminuição da demanda de materiais de construção. Metodologia Com o intuito de desenvolver a pesquisa, foi utilizado o método exploratório, utilizando em plataformas públicas para busca de palavras como Construção Civil, Incineração, Cinzas, Resíduos Sólidos, Resíduos dos Serviços da Saúde. Foram selecionados resoluções, artigos, teses e dissertações que atendiam aos objetivos da pesquisa. Arquivos originais, realizados no Brasil, com relação direta ao tema de utilização das cinzas para a aplicação na construção civil, tiveram destaque devido a semelhança com os assuntos deste estudo. Resultados e Discussão As escórias são subprodutos originados em diversas atividades, a exemplo das cinzas de incineradores, e ocupam posição de destaque dentre os resíduos sólidos, por resultarem de processos de geração de energia. Algumas dessas cinzas, já estudadas, possuem reatividade hidráulica ou pozolânica, podendo ser utilizadas na construção civil como materiais aglomerantes ou inertes (BESSA, 2011). A Política Nacional de Gerenciamento de Resíduos Sólidos, instituída a partir da Lei /2010 (BRASIL, 2010), prevê a gestão integrada dos resíduos sólidos, a partir de ações voltadas para a busca de soluções, de forma a considerar as dimensões política, econômica e ambiental. As pesquisas realizadas no âmbito das universidades podem contribuir decisivamente para ampliar a operacionalização de ações voltadas a tais diretrizes. No estado do Ceará, de acordo com dados do IBGE (2008), cerca de 70% dos resíduos gerados pelos serviços de saúde recebem destinação inadequada, comprometendo a saúde e segurança da população, e contribuindo para a degradação ambiental. Na Região Metropolitana de Fortaleza, os resíduos da saúde são encaminhados a uma unidade de incineração, no Bairro do Jangurussú, utilizado também para resíduos industriais perigosos. A capacidade atual instalada de processamento é de 280 toneladas ao mês, sendo 90% composto de resíduos da saúde. Os resíduos são incinerados, sendo convertidos em gases e escória. A escória inerte, reduzida a 10% do volume do resíduo inicial, é encaminhada para disposição final no aterro sanitário de Caucaia, que corresponde a 28 toneladas mensais de cinzas. Apesar dos RSS constituírem apenas uma pequena porcentagem dos resíduos sólidos na capital, seu gerenciamento é de extrema importância para a preservação da saúde pública, pois suas características apresentam riscos de contaminação ao aos recursos naturais e meio ambiente, tendo assim um tratamento especial. São realizados vários procedimentos, para que o manuseio desses resíduos seja realizado de forma segura, tendo assim normas legais, implementadas a partir de bases científicas e técnicas. (ANVISA RDC 306/ 2004). Segundo o Conselho Nacional do Meio Ambiente, por meio da Resolução nº 316, resíduos são os materiais ou substâncias, que sejam inservíveis ou não passíveis de aproveitamento econômico, resultantes de atividades de origem industrial, urbana, serviços de saúde, agrícola e comercial dentre os quais incluemse aqueles provenientes de portos, aeroportos e fronteiras, e outras, além dos contaminados por agrotóxicos (CONAMA 2002). A NBR (ABNT 1993), que representou a primeira norma legal para classificação dos RSS, classificou tais resíduos em: Grupo A (infectantes) que são gerados durante as diferentes etapas de ISSN
4 atendimento de saúde, e contém agentes patogênicos; Grupo B (químicos) que apresentam riscos à saúde e meio ambiente, incluindo-se demais produtos perigosos, conforme a NBR 10004; Grupo C (radioativos) e Grupo D (resíduos comuns). A NBR ainda classifica os resíduos sólidos quanto a periculosidade em Resíduos Perigosos Classe 1, Resíduos Não-Inertes Classe 2 e Resíduos Inertes Classe 3. Segundo classificação da RDC 306/2004 da ANVISA e Resolução 358/2005 do CONAMA, os resíduos sólidos da saúde são classificados em cinco grupos, apresentados no Quadro 1. Grupo A B C D E Quadro 1 Classificação dos Resíduos Sólidos da Saúde Características Resíduos com a possível presença de agentes biológicos que, por suas características de maior virulência ou concentração, podem apresentar risco de infecção. Resíduos contendo substâncias químicas que podem apresentar risco à saúde pública ou ao meio ambiente, dependendo de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade e toxidade. Quaisquer materiais resultantes de atividades humanas que contenham radionuclídeos em quantidade superior aos limites de eliminação especificados nas normas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) para os quais a utilização é imprópria ou não prevista. Resíduos que não apresentam risco biológico, químico ou radiológico à saúde ou ao meio ambiente, podendo equiparados aos resíduos domiciliares. Materiais perfuro cortantes ou escarificantes, tais como: lâminas de barbear, agulhas, escalpes, ampolas de vidros, brocas, limas endodônticas, pontas diamantadas, lâminas de bisturi, lancetas, tubos capilares, micro pipetas, lâminas e lamínulas, espátulas, e todos os utensílios de vidros quebrados no laboratório (pipetas, tubos de coletas sanguíneas e placas de Petri) e outros similares. Fonte: RDC 306/2004; CONAMA 358/2005. Na Região Metropolitana de Fortaleza, uma empresa privada, a Ecofor Ambiental é a concessionária da Prefeitura de Fortaleza responsável pela gestão de resíduos sólidos urbanos, e opera uma unidade com o tratamento dos resíduos sólidos dos serviços da saúde por meio da incineração. Através do processo de incineração, ocorre a redução do volume dos resíduos, que são coletados nos serviços de saúde, que tem como produto as escórias ou cinzas, que são encaminhadas ao Aterro Sanitário (ASMOC), localizado em Caucaia, um dos municípios da Região Metropolitana. A produção de cinzas por esse processo tende a aumentar uma vez que a demanda dos serviços da saúde vem crescendo pela necessidade da população. No entanto, sabe-se que muitas dessas cinzas não possuem reatividade hidráulica ou pozolânica, tendo uma atenção maior entre os resíduos sólidos, pois sendo um material inerte, essa característica auxilia na sua utilização na construção civil, como insumo na fabricação de argamassa e concreto (BESSA, 2011). Para o melhor entendimento e aplicação das cinzas, é necessário o conhecimento sobre sua estrutura química, para saber exatamente em que situação pode ser aplicado (ANDRADE, 2012). A caracterização das cinzas quanto a suas propriedades, compõe análises de granulometria, onde é avaliado a área superficial do matéria, análise de difração de raio X onde é possível classificar de acordo com a disposição dos átomos na rede cristalina, ou seja, onde os átomos se encontram em uma estrutura tridimensional, não sendo possível aplicar essa técnica em materiais com predominância de estrutura amorfa, técnica de fluorescência de raios X a fim de identificar os principais elementos que as cinzas são compostas e através de testes de resistência, apontar a potencialidade da utilização na fabricação de concreto (ANDRADE, 2012). ISSN
5 Através da técnica de difração de raio X e de fluorescência de raio X, foi observado a presença de maiores concentrações de elementos como silício e oxigênio nas cinzas, e em quantidades menores, cálcio, enxofre e titânio, sendo compatíveis com a matéria-prima utilizada para a confecção do cimento Portland. A análise granulométrica determinou que com a diminuição granulométrica, ou seja, grãos mais finos, ocorreu um melhor preenchimento dos espaços entre os átomos, atribuindo uma resistência maior à compressão, de cerca de 40% (ANDRADE, 2012). Conclusão A utilização dos resíduos para a confecção de novos materiais apresenta uma visão sobre o descarte de materiais, onde o inutilizável poderá ser visto como fonte de matéria-prima e geração de renda, contribuindo para a economia e diminuição dos problemas socioambientais gerados pela extração em massa dos recursos naturais e pelo descarte em aterros e lixões. A utilização das cinzas dos processos de incineração dos RSS na produção de argamassas, representa um crescimento para indústria da construção civil, uma vez que o gasto com a extração de materiais pode ser reduzido pela disponibilidade de cinzas, que no serviço da saúde só tendem a aumentar pela demanda da população. É possível o desenvolvimento de estudos com a intenção de avaliar a potencialidade das utilização das cinzas de outros resíduos para aplicações diversas, como por exemplo, os urbanos, que tendo como destinação final aterros e lixões, sua diminuição geraria fortes impactos sociais, ambientais e econômicos, como a melhoria da saúde pública pelo fim dos aterros sanitários, como o crescimento econômico da cidade e do país através de um maior crescimento da indústria da construção civil, através da criação de empresas especializadas no processo de incineração, na utilização de gases como fonte de energia, na manipulação de cinza, na fabricação de argamassas através das cinzas, colaborando para a geração de mais empregos e auxiliando no melhor gerenciamento dos resíduos, através da destinação adequada, com o estímulo à consciência de que o resíduo pode ser fonte de renda. Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS ABRELPE, Panorama Nacional dos Resíduos Sólidos no Brasil 2012, disponível em < Acesso em ABNT NBR 10004, Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT. Resíduos de Serviços de Saúde: classificação, ABNT NBR 12808, ANDRADE, S.E.C. ANÁLISE E CARACTERIZAÇÃO DE CINZAS DO PROCESSO DE INCINERAÇÃO DE RESÍDUOS DE SERVIÇO DE SAÚDE PARA REAPROVEITAMENTO f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) -Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA ANVISA, RDC 306/ Dispõe sobre o Regulamento Técnico para o gerenciamento de resíduos de serviços de saúde. Disponível em < Acesso em BESSA, L.A.S. UTILIZAÇÃO DA CINZA DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR COMO AGREGADO MIÚDO EM CONCRETOS PARA ARTEFATOS DE INFRAESTRUTURA URBANA f. Tese (Doutorado em Engenharia Urbana) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos ISSN
6 BRASIL, Lei , de 2 de agosto de Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei 9605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Disponível em < Acesso em CONAMA- Conselho Nacional de Meio Ambiente, Resolução 316, de 29 de outubro de Dispõe sobre procedimentos e critérios para o funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos. Disponível em:< Acesso em: Resolução 358, de 29 de abril de Dispõe sobre o tratamento e a disposição final dos resíduos dos serviços de saúde e dá outras providências. Revoga as disposições da Resolução 5/93, que tratam dos resíduos sólidos oriundos dos serviços de saúde, para os serviços abrangidos no art. 1. Revoga a Resolução no 283/01. VASCONCELLOS, B.C.; LEAL. D.L.C; O APROVEITAMENTO DACINZA DE CALDEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, Engenharia Civil. Rio de Janeiro, Campos dos Goytacazes Disponível em: < < Acesso em: Agradecimentos Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e ao CCT/UNIFOR. ISSN
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