CONSELHO REGIONAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA DE MINAS GERAIS - CREA-MINAS AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE RESÍDUOS DE GESSO PARA REVESTIMENTO DE PAREDES

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1 CONSELHO REGIONAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA DE MINAS GERAIS - CREA-MINAS AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE RESÍDUOS DE GESSO PARA REVESTIMENTO DE PAREDES Crea-Minas 2015

2 CONSELHO REGIONAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA DE MINAS GERAIS - CREA-MINAS UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - CAMPUS ITABIRA Thiago Delgado de Souza AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE RESÍDUOS DE GESSO PARA REVESTIMENTO DE PAREDES Carlos Augusto de Souza Oliveira Professor orientador Crea-Minas 2015

3 FICHA DE REGISTRO DO TRABALHO (preenchimento obrigatório) Nome do Trabalho Avaliação do desempenho de resíduos de gesso para revestimento de paredes Instituição de Ensino Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira Cidade Itabira Estado MG Professor(a) Orientador(a) Carlos Augusto de Souza Oliveira Aluno(a) Coordenador(a) Thiago Delgado de Souza Celular delga_ub@hotmail.com (31) Integrantes do trabalho Alunos(a) Celular Thiago Delgado de Souza delga_ub@hotmail.com (31) Informações Importantes: Os Trabalhos inscritos devem cumprir os critérios de inovação estabelecidos no Relatório de Trabalho. a) O Relatório de Trabalho deverá descrevê-lo da forma mais detalhada possível, orientado, obrigatoriamente, pelo roteiro apresentado no próprio formulário, respeitando o limite mínimo de 6 (seis) páginas e o máximo de 10 (dez) páginas, em fonte Calibri, corpo 11 e espaçamento simples. b) Os gráficos, planilhas e figuras devem ser incluídas no corpo do texto. c) Não será aceita a inscrição de trabalho cujo Relatório de Trabalho não seja feito no modelo indicado. É necessário apresentar e comprovar os resultados mensurados através de um protótipo, maquete, apresentação em multimídia, filmes e/ou banner.

4 RELATÓRIO DE TRABALHO 1. Caracterização da situação anterior e identificação do problema O gesso é definido como um material em forma de pó, obtido a partir da calcinação da gipsita e que consiste predominantemente de sulfato de cálcio. Dentre as principais aplicações do gesso na construção civil encontram-se o revestimento de paredes, a produção de cimento Portland, a produção de sancas e outras peças de decoração e o sistema drywall (papel acartonado de gesso). A ampla disseminação de aplicação de gesso como material de revestimento de paredes forneceu quantidades consideráveis de resíduos nos centros urbanos basileiros. Os valores médios de resíduos de gesso gerados, são da ordem de 30 % da quantidade do material utilizado. Os resíduos de gesso são indesejáveis nos aterros sanitários e lixões, pois, em contato com a umidade e em condições anaeróbicas, com baixo ph, e sob a ação de bactérias redutoras de sulfatos, podem formar gás sulfídrico (H 2 S) que é tóxico, inflamável e tem odor característico de ovo podre. Estes resíduos, ao contrário do que se imaginava até há bem pouco tempo, não são lixo, mas materiais que podem ser reaproveitados de diferentes formas. O artigo 3º da Resolução nº 307 de 5 de julho de 2002 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) foi alterado em 24 maio de 2011 pela Resolução nº431 do mesmo órgão, na qual o gesso figura como parte da categoria II - Classe B - resíduo reciclável para outras destinações (assim como: plástico, papel, papelão, metais, vidros e madeiras) e deixa de pertencer à categoria III - Classe C - resíduo sem tecnologia de reciclagem disponível. Portanto, este estudo visa avaliar a possibilidade de recuperar o gesso já utilizado em obras de construção civil na cidade de Itabira, com a reutilização desse material no emprego de revestimento de paredes. Além disso apresentar uma contribuição para o meio ambiente e atender as exigências da Resolução n 307 do CONAMA (2002), que estabelece que os geradores de resíduos da construção civil devem ser responsáveis pelos resíduos das atividades de construção. 2. Descrição do trabalho e da inovação Houve a iniciativa de realizar ensaios físicos e mecânicos dos resíduos de gesso da construção civil com o foco na aplicação em revestimento de paredes, que é algo inovador. Inicialmente forão buscadas respostas para as seguintes questões: Quais são as influências nas propriedades mecânicas do revestimento de gesso quando da substituição do gesso comercial (GC) por gesso obtido do beneficiamento de resíduos de gesso(gb)? Qual a eficiência técnica dos teores de substituições do gesso anidro por gesso obtido do beneficiamento de resíduo na fabricação do revestimento? Quais são as correlações entre as propriedades físicas dos gessos estudados e as propriedades do revestimento? Quais são os consumos de resíduos/m³ de pasta de gesso produzida? Haveria viabilidade técnica de aplicação dos resíduos de gesso em revestimento de paredes na construção civil? Quais seriam as vantagens e desvantagens? Os resíduos de gesso utilizados que provavelmente teriam como destino os aterros sanitários e lixões poderão deixariam de ter essa destinação e propiciariam o desenvolvimento sustentável e a conservação da gipsita. Os resíduos de gesso poderiam ser aproveitados e utilizados em revestimento de paredes A Universidade Federal de Itajubá e a Universidade Federal de Minas Gerais cederam os equipamentos e as instalações para a realização do trabalho, os técnicos de laboratório ofereceram o apoio físico, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais concedeu o apoio 4

5 financeiro e o professor Carlos Augusto de Souza Oliveira transmitiu sapiência para a realização do estudo. 3. Concepção da inovação e trabalho em equipe Os resíduos da construção civil são, hoje, um grave problema nas principais cidades brasileiras. Estima-se que a produção média de entulho, no Brasil, varia de 450 a 550 kg para cada habitante por ano, o que chega a corresponder a, aproximadamente, 50% da massa dos resíduos sólidos urbanos. Na tentativa de minorar o problema descrito no parágrafo anterior, surgiu a idéia de desenvolver estudos com o resíduo de gesso, de forma a dar um destino ambientalmente correto e tecnicamente viável para esse material. A reciclagem de resíduos de gesso visa minimizar os impactos ambientais gerados à natureza e propiciar o desenvolvimento sustentável. O trabalho desenvolvido contou com o apoio de um professor orientador da pesquisa, dois técnicos de laboratório, um órgão de fomento, além de parceiros que forneceram os resíduos de gesso coletado em obras. Houve inspiração no trabalho do autor Paulo Sérgio Bardella, que já havia realizado caracterização do material, porém não o avaliado com relação ao revestimento de paredes. 4. Objetivos da iniciativa Viabilizar tecnicamente a utilização de resíduos de gesso encontrados em obras da indústria da construção civil como matéria-prima de revestimento de paredes; Conservar a matéria-prima da produção do gesso (gipsita); Reduzir as áreas de depósito de resíduos sólidos; Propiciar o desenvolvimento sustentável da indústria da construção civil; Obter uma matéria-prima alternativa para produção de revestimento de paredes; Gerar empregos diretos e indiretos; Colaborar com a preservação ambiental; Atender as exigências da Resolução n 307 do CONAMA (2002), que estabelece que os geradores de resíduos da construção civil devem ser responsáveis pelos resíduos das atividades de construção; Desenvolver a capacidade técnico-científica do aluno/autor. 5. Público-alvo da iniciativa Seram afetados diretamente pela iniciativa o setor da indústria da construção civil e os produtores de gesso comercial. Indiretamente, o setor terciário que pode encontrar na reciclagem de resíduos de gesso uma oportunidade de emprego e empresários que possam investir no negócio. 6. Ações e etapas da implementação Inicialmente os resíduos de gesso foram coletadas em obras, na indústria da construção civil da cidade de Itabira, Minas Gerais. No laboratório dos materiais de construção civil da Universidade Federal de Itajubá ocorreu o processo de beneficiamento de resíduos de gesso, bem como os testes físicos e mecânicos das amostras. Os materiais utilizados nas experiências foram o gesso comercial, o gesso beneficiado, a água e os equipamentos específicos necessários para a realização dos ensaios. As propriedades físicas do gesso em pó foram obtidos por meio de ensaios de granulometria laser com o auxílio de um granulômetro a laser. 5

6 Pastas de gesso foram produzidas sem substituição de gesso comercial por gesso reciclado (denominado GC - 0% de substituição), e com a substituição de 5%, 10% e 30%. Estas pastas foram chamadas de GB5, GB10, GB30, respectivamente. A relação água/gesso (a/g) foi definida como a consistência pastosa ideal para uso em revestimento de paredes obtida experimentalmente, associada aos estudos de Paulo Sérgio Bardella. Foi adotado como valor de referência a/g = 0,67. As propriedades mecânicas de pastas de gesso foram obtidos por 48 corpos de prova cúbicos, que foram moldadas. As amostras foram submetidas a teste de resistência à compressão em uma prensa hidráulica. Para avaliar a dureza foi realizado o teste de avaliação da dureza de superfície com um esclerômetro de reflexão. Na avaliação das propriedades físicas do revestimento de gesso foi utilizado o teste de absorção de água pelo método de tubo. Para determinar as propriedades mecânicas do revestimento de gesso foi avaliada a resistência à adesão. Nesta análise foi utilizado o aparelho de arrancamento microprocessado aplicado em uma parede de cerâmica. 7. Descrição dos recursos financeiros, humanos, materiais, tecnológicos Os recursos que foram utilizados utilizados para o desenvolvimento deste trabalho estão representados na Tabela 1 a seguir. Tabela 1 - Recursos Recursos Valores 01 Computador Microboard ~R$2000,00 02 Sacos de gesso de 40 kg ~R$36,00 80 kg de resíduos de gesso - 01 Forma cúbica tripla ~R$900,00 01 Estufa com controle de temperatura ~R$4500,00 01 Moinho de Bola ~R$21000,00 01 Esclerômetro de reflexão ~R$7149,75 01 Britador de Mandíbula ~R$25000,00 01 Conjunto de peneiras ~R$4080,00 01 Agitador de peneiras eletromecânico ~RS9000,00 01 Prensa hidráulica de 100 kn ~R$100000,00 01 Balança digital ~R$800,00 01 Granulômetro a laser ~R$112500,00 06 Cachimbos de absorção ~R$150,00 01 Adesivo Estrutural ~R$50,00 01 Aparelho de Arrancamento Microprocessado ~R$32232,50 01 Tubo de silicone ~R$20,00 01 Conjunto de ferramentas (martelo, espátula e afins) ~R$600,00 01 Milheiro de tijolos de alvenaria ~R$400,00 01 Saco de cimento Portland ~R$20,00 01 Conjunto de vasilhames ~R$500,00 01 Desempenadeira de aço ~R$15,00 01 Aparelho de Vicat ~R$950,00 01 Conjunto de provetas ~R$200,00 01 Cronômetro ~R$372,00 TOTAL ~R$322475,25 Fonte: Própria. 6

7 Houve apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais ao aluno pelo período de um ano. Vale ressaltar que o computador é um bem previamente adquirido pelo autor. Para a realização do beneficiamento dos resíduos de gesso reciclados bem como para a realização dos ensaios o autor contou com o apoio de dois técnicos de laboratório, além do professor orientador. A maioria equipamentos citados, já encontravam-se disponíveis no Laboratório de Materiais de Construção Civil - LMCC da Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira. O Granulômetro a laser utilizado pertence ao Laboratório de Materiais Cerâmicos da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG, e os ensaios com o mesmo foram realizados na própria UFMG. Os resíduos de gesso foram coletados em obras de forma gratuita. Dado o exposto, o montante total foi de aproximadamente R$322475, Por que considera que houve utilização eficiente dos recursos no trabalho? Os resultados da pesquisa realizada possuem aplicação direta no orçamento das obras da construção civil quando considera-se o revestimento interno de paredes feito com gesso. O emprego de 5% e 10% de substituição de gesso convencional por resíduos em obras pode propiciar economia aos empreendimentos, além é claro, dos benefícios ao meio ambiente. Considerou-se como premissa básica dos cálculos para a redução de custos orçamentários que o rendimento de gesso diretamente na alvenaria é de 10kg/m² (CLASSEAREFORMAS, 2015) e que toda área interna dos apartamentos seria revestida com gesso. Abaixo, exemplificam-se o estudo de caso de dois empreendimentos reais, cujos idealizadores não são explícitos: EMPREENDIMENTO 1: Total de Unidades: 780 Apartamentos Área construída de cada apartamento: 44 m² Custo = 780 apartamentos* 44 m²/apartamento* 10 kg/m²* 1 saco/40kg* R$18,00/saco = R$154400,00. Com o emprego do GB5 a economia seria de R$7722,00 (5% de economia). Com o emprego do GB10 a economia seria de R$15444,00 (10% de economia). EMPREENDIMENTO 2 Total de Unidades: 436 Apartamentos Área construída de cada apartamento: 56 m² Custo = 436 apartamentos* 56 m²/apartamento* 10 kg/m²* 1 saco/40kg* R$18,00/saco = R$109872,00. Com o emprego do GB5 a economia seria de R$5493,60 (5% de economia). Com o emprego do GB10 a economia seria de R$10987,20 (10% de economia). 9. Resultados quantitativos e qualitativos concretamente mensurados Dentre as propriedades avaliadas destacam-se as que seguem nas Figuras a seguir: 7

8 Figura 1 - Granulometria a laser Figura 2 - Absorção d'água e dureza superficial Figura 3 - Resistência à compressão e potencial de aderência à tração Os resultados demonstram que a utilização de gesso reciclado na composição do material faz com que haja redução do potencial mecânico e físico do mesmo. No entanto, os resultados obtidos para as pastas de gesso com 5% e 10% de substituição foram satisfatórios de acordo com a NBR13207 (1994). Apenas a pasta GB30 não cumpriu os requisitos da norma. Em vista dos resultados dos ensaios, pode-se inferir que o material reciclado tem um comportamento mais plástico e é mais grosso que o gesso comercial. Os resultados mostram que os níveis de 10% de substituição de gesso comercial por gesso reciclado garantem ao material as especificações físicas e mecânicas recomendadas pelas normas técnicas brasileiras para revestimentos de paredes. Em obras de grande orçamento a utilização do GB10 contribuiria para uma redução significativa dos gastos com gesso, além dos benefícios propiciados ao meio ambiente. 10. Obstáculos encontrados e soluções adotadas Um dos principais obstáculos encontrados para a realização do trabalho foi a ausência de alguns dos equipamentos necessários para a realização de alguns ensaios como por exemplo o granulômetro a laser para caracterizar fisicamente o material. Para solucionar o problema recorremos à outra universidade para que os ensaios fossem realizados nas instalações da mesma. Outro obstáculo foi encontrar um parceiro que fornecesse acesso às obras que continham os resíduos de gesso, mas através de diálogo e perseverança os resíduos foram fornecidos. 11. Fatores críticos de sucesso O apoio da Universidade Federal de Itajubá e da Universidade Federal de Minas Gerais através dos equipamentos e das instalações, a ajuda dos técnicos de laboratório, o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais e o conhecimento transmitido pelo professor Carlos Augusto de Souza Oliveira foram fundamentais para o sucesso da iniciativa. 8

9 12. Por que o seu trabalho pode ser considerado uma inovação? Já existiam pesquisas desenvolvidas com resíduos de gesso, porém houve a iniciativa de realizar ensaios físicos e mecânicos do material com o foco na aplicação em revestimento de paredes, que é algo inovador e cujos resultados obtiveram eficiência técnica comprovada. 9