PROJETO: CONSTRUÇÃO DE BLOQUETES ECOLÓGICOS SEXTAVADOS DE CONCRETO COM A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS

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1 17º Concurso Falcão Bauer PROJETO: CONSTRUÇÃO DE BLOQUETES ECOLÓGICOS SEXTAVADOS DE CONCRETO COM A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS 1 Introdução Este trabalho tem como objetivo o estudo do reaproveitamento de alguns resíduos siderúrgicos classe II-A e II-B (escória do forno elétrico, terra de Shredder* e escória de Alto-Forno), gerados na produção de aço, na fabricação de bloquetes ecológicos sextavados para pavimentação, em substituição total à brita e à areia comumente utilizadas neste tipo de produto. O projeto foi desenvolvido pela área de Meio Ambiente da empresa, com o objetivo de produzir um bloquete mais barato do que o convencional e economizar recursos naturais, neste caso, a areia e a brita, transformando-o em um produto economicamente viável, ambientalmente correto, inserindo-o nos projetos de responsabilidade social, conforme o conceito de sustentabilidade que a empresa promove e participa. Os resultados apresentados podem ser considerados e validados conforme testes feitos em laboratório, seguindo as normas ambientais e de elaboração de artefatos de pavimentação. * Terra de Shredder - Resíduo gerado a partir do processamento e limpeza de sucatas metálicas. 2 Memorial descritivo 2.1 Processo de fabricação dos bloquetes ecológicos sextavados Visando o reaproveitamento de resíduos sólidos gerados no processo de fabricação do aço, além de encontrar uma destinação ambientalmente correta para a terra de Shredder, que ainda não tinha aplicação, a empresa fabricou quatro amostras constituídas de diferentes misturas para a produção de bloquetes confeccionados

2 com as seguintes especificações: 10 cm de espessura, 30 cm de largura e 30 cm de comprimento. FIGURA 1. Bloquetes Ecológicos Depois de prontas, as amostras maturaram por um período de 20 dias. Após este período, seguiram para o laboratório do Colégio Técnico Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora, Coordenação de Construções Civis, para avaliação da resistência média (MPa), também conhecida como grau de dureza, que é capaz de aferir suas propriedades físico-químicas e sua possível utilização em obras de pavimentação. Após a análise de resistência à compressão, que seguiu as normas da NBR 9780, os resultados foram insatisfatórios, pois não se alcançou o grau de dureza desejado. O maior valor encontrado nas amostras foi 14,61 MPa e o menor 13,35 MPa, demonstrando a inviabilidade de tais amostras, pois o valor ideal para este tipo de artefato de pavimentação é 27 MPa. Foram levantadas as variáveis que levaram o projeto do bloquete a ter baixa resistência, chegando à conclusão que a terra de Shredder utilizada nos primeiros testes continha um grau elevado de impurezas, tais como frações de borracha e partes metálicas. Além disso, foi reavaliada a quantidade de cimento e água utilizada para se alcançar a resistência média ideal para o produto em estudo. Assim sendo, a terra de Shredder passou por mais uma fase de peneiramento, com menor granulometria e também por outro eletroímã, denominado Sapporo,

3 normalmente utilizado para a escória, melhorando a qualidade da terra tornando-a possível de reaproveitamento. Neste novo processo, também foi incorporada a escória de Alto-Forno, resíduo não utilizado nos primeiros testes. Posteriormente, pesquisou e elaborou uma nova série de misturas, dentre elas o grupo controle, conforme quadro abaixo: Grupo Controle QUADRO 1. Propostas de misturas para fabricação dos bloquetes ecológicos sextavados Após a fabricação dos bloquetes ecológicos sextavados com as misturas acima, foram maturação por 20 dias e posteriormente as amostras foram enviadas novamente ao laboratório do Colégio Técnico Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora, onde passaram por novas análises. Os ensaios (amostras) foram analisados e foram obtidos os seguintes resultados:

4 QUADRO 2. Determinação da resistência dos bloquetes ecológicos sextavados A amostra D foi a escolhida para a fabricação dos bloquetes por apresentar um grau de dureza satisfatório e também por utilizar todos os resíduos. Na mistura escolhida, o resíduo escória do Alto-Forno é usado em menor quantidade na mistura, pois o mesmo tem um valor comercial elevado, ao passo que os resíduos da terra de Shredder e escória da Aciaria são utilizados em maior quantidade. O bloquete da mistura D foi submetido a análises químicas através de espectrometria de raios x e os resultados encontrados estão expressos em porcentagem no quadro 3. O alto teor de ferro encontrado na amostra diferencia o bloquete convencional daquele que utiliza agregados alternativos.

5 QUADRO 3. Composição química do bloquete 2.2 Testes Ambientais Foram fabricados 10 bloquetes utilizando a amostra escolhida (D), após a maturação, os bloquetes seguiram para um laboratório para execução dos testes ambientais. Os laudos de caracterização e classificação dos resíduos constituintes da mistura do bloquete foram avaliados e definidos quais os elementos poderiam causar impacto ambiental. Após a definição, os bloquetes foram submetidos à metodologia de solubilização e lixiviação. O teste de solubilização fixa as condições exigidas para diferenciar os resíduos Classe I e II, de acordo com a NBR :2004. O processo constitui na mistura de um fragmento do bloquete com água deionizada, originando o extrato solubilizado e que tem por finalidade demonstrar que, uma vez em contato com a água, o resíduo não modificará a qualidade dos padrões de potabilidade da água (ABNT:2004). O ensaio de solubilização constituiu de: ensaio em solução neutra (ph 7,0) em duplicata, cada um com 100g; agitação inicial e repouso por sete dias e ao final, a solução foi diluída até 400 ml com água deionizada. Já o teste de lixiviação é realizado para caracterizar a periculosidade ou não de um resíduo (NBR :2004). Este procedimento simula condições ácidas que favorecem a lixiviação de alguns contaminantes, e que podem ocorrer devido à decomposição de matéria orgânica presente nos resíduos orgânicos ao serem misturados com resíduos industriais. O ensaio de lixiviação constituiu de: ensaio em meio ácido natural, usando-se o ácido acético 0,5 N, agitação contínua de 50g da amostra em ph 5,0 +/- 0,2, por um período mínimo de 25 h, a acidez foi mantida com novas adições de ácido acético e ao final, a solução foi diluída até 800 ml com água deionizada.

6 Após preparação dos extratos de lixiviação e solubilização, teor dos elementos em solução na forma de extratos foram medidos. Também foi enviado um bloquete para análise de amostra bruta. Os resultados obtidos são apresentados no quadro 4, demonstrando que a pavimentação utilizando os bloquetes ecológicos não causa impacto significativo ao meio ambiente. QUADRO 4. Testes ambientais no bloquete ecológico 2.3 Projeto Piloto Pelos testes realizados, foi observado que a fabricação dos bloquetes ecológicos sextavados, utilizando os resíduos gerados nos processos produtivos, não causa danos ao meio ambiente. A partir disso, a empresa fabricou unidades desses bloquetes, perfazendo um total de 131 m², que foram assentados em uma área situada no entorno de uma das instalações produtivas. A partir daí, realizou-se avaliação do comportamento dos bloquetes frente aos fatores físicos (tais como a compressão pelo tráfego de veículos pesados no local), climáticos (temperatura, chuva) e ambientais (solubilização,lixiviação). A área foi escolhida em virtude de não ser pavimentada e pelo fato do calçamento evitar poeira causada pela circulação de caminhões pesados. Seguem abaixo as figuras do projeto piloto:

7 FIGURA 2. Fabricação dos bloquetes FIGURA 3. Maturação dos bloquetes FIGURA 4. Preparação da base e sub-base FIGURA 5. Assentamento dos bloquetes FIGURA 6. Término do assentamento FIGURA 7. Rejunte betuminoso

8 dos bloquetes ecológicos FIGURA 8. Finalização da pavimentação FIGURA 9. Transito de equipamentos 3 Inovação 3.1 Inovação Os bloquetes ecológicos são blocos pré-moldados de concreto utilizados na pavimentação. Consistem na junção da tecnologia do concreto como matéria-prima e no conceito dos antigos calçamentos de paralelepípedos. A fabricação dos bloquetes ecológicos é mais uma alternativa para as empresas do ramo siderúrgico, transformarem seus resíduos, gerados no processo produtivos, em coprodutos. Desta forma, possibilita a reutilização e reciclagem, diminuindo assim, a possibilidade de geração de passivos ambientais. 3.2 Modernização do processo construtivo

9 Os bloquetes ecológicos possuem grande resistência à compressão, à abrasão e à ação de agentes agressivos, além de apresentarem as características de ser flexível, permeável e antiderrapante. Eles se diferenciam do asfalto no que tange a sua permeabilidade, possibilitando uma maior infiltração das águas de chuva no solo, evitando assim enchentes, eventos cada vez mais recorrentes e preocupantes nos meios urbanos. Neste quesito, pode-se dizer que são ambientalmente corretos e economicamente viáveis, por se tratarem de uma pavimentação mais barata que a cobertura asfáltica. 3.3 Aumento de produtividade Os bloquetes ecológicos poderão ser utilizados na pavimentação das ruas de diversas cidades com menor custo quando comparado com outros tipos de pavimentação. Além disso, o calçamento reduz a poeira causada pela circulação de veículos em áreas não pavimentadas e ainda melhora as condições de saneamento básico. Tais medidas possibilita ainda a diminuição de doenças respiratórias e parasitárias causadas por geo-helmintos, respectivamente. Ademais, a pavimentação melhora a qualidade de vida e aumenta a produtividade da população beneficiada, em função da melhoria no trânsito. 3.4 Redução de custos Os bloquetes ecológicos utilizados para pavimentação apresentam menor custo quando comparado com outros tipos de pavimentação.

10 * Não considerando o preparo de sub-base e a base Pode-se observar no quadro acima que a fabricação dos bloquetes ecológicos é viável, uma vez que apresenta, além das vantagens ambientais, uma economia em seu custo de produção em relação ao mesmo produto fabricado com areia e brita convencional. 3.5 Redução custos homem hora/ m 2 Há uma redução dos custos homem/hora, quando se compara a fabricação de bloquetes ecológicos com os bloquetes convencionais, pois na cadeia produtiva do último utilizam-se recursos naturais, como a areia e brita. Sabe-se que para a fabricação de brita e a retirada de areia dos rios, alem de gerar impactos ambientais, são necessários recursos humanos, que elevam-se os custos de fabricação dos bloquetes convencionais. 3.6 Redução de custos de materiais No aspecto econômico, o uso de resíduo, transformados em coprodutos, em substituição da matéria-prima comumente utilizada no processo de fabricação do bloquete possibilita uma redução de até 22% no custo de produção. Já no aspecto ambiental, contribui ao não utilizar a areia, que é retirada dos rios, e a brita, extraída das pedreiras. 3.7 Redução do desperdício

11 O bloquete ecológico, por ser fabricado por meio da utilização de resíduos siderúrgicos, poupa a utilização de recursos naturais e, consequentemente, promove a reutilização e reduz o desperdício.