ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

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1 ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina RESÍDUO DA RECICLAGEM DE PET (POLIETILENO TEREFTALATO) COMO MATERIAL ALTERNATIVO NA CONSTRUÇÃO DE REFORÇO DE SUBLEITOS DE RODOVIAS Sérgio Pacíf ico Soncim Gilson Barbosa Athayde Júnior Marconi Oliveira de Almeida Marle José Ferrari Júnior Sávio Giacominni de Almeida Frederico Xavier Rodrigues Vidal PRÓXIMA Realização: ICTR Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável NISAM - USP Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

2 Resíduo da reciclagem de PET (polietileno tereftalato) como material alternativo na construção de reforço de subleitos de rodovias Sérgio Pacífico Soncim 2 Gilson Barbosa Athayde Júnior 2 Marconi Oliveira de Almeida 2 Marle José Ferrari Júnior 2 Sávio Giacominni de Almeida 3 Frederico Xavier Rodrigues Vidal 3 Resumo Neste trabalho apresenta-se um estudo cujo objetivo consiste na análise do comportamento de solos misturados ao resíduo da reciclagem de garrafas pet na construção de reforço de subleitos de pavimentos rodoviários. A metodologia de trabalho consiste na análise em laboratório de propriedades físicas dos solos estudados, por meio de correção granulométrica com a areia de pet (resíduo plástico da reciclagem). Após correção granulométrica realizada em solos não recomendados para utilização em tal obra, verificou-se que para acréscimos de 30% em peso de areia de pet, o solo estudado classifica-se como bom para execução de subleitos rodoviários, de acordo com o HRB, instituto que regulamenta e classifica características de solos recomendados para obras rodoviárias. De acordo com os resultados, pode-se prever e avaliar o comportamento destes solos pouco qualificados, de maneira que possam atender às especificações técnicas necessárias à obra, dando utilidade a um material residual e prejudicial ao meio ambiente. Palavras-chave: meio ambiente, rodovias e transporte. 2 Professor do Curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade Vale do Rio Doce. 3 Aluno do Curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade Vale do Rio Doce Universidade Vale do Rio Doce, Faculdade de Engenharia, Rua Israel Pinheiro, 2000, cep:

3 1. Introdução A construção de uma rodovia, em particular o pavimento, exige a utilização não só dos materiais constituintes das camadas deste pavimento, mas também dos materiais constituintes do subleito. Dentre os materiais utilizados em tal tipo de obra, destaca-se o solo. Este interfere em todos os estudos de um pavimento, tornando-se necessário o conhecimento de suas propriedades físicas e mecânicas, de maneira que se possa prever o comportamento dos mesmos, tanto durante a construção quanto ao logo da vida útil da obra. De acordo com SENÇO (1997), o solo é o mais antigo, mais usado, e mais desconhecido dos materiais de construção. Assim, a busca por novas tecnologias e novos materiais torna-se necessária frente ao uso contínuo deste recurso natural versus a escassez de materiais com características técnicas apropriadas a execução dos serviços de construção de uma rodovia. Na engenharia, segundo VIDAL et al (2003), a idéia de desenvolvimento sustentável envolve o uso e produção de materiais que apresentem maior tempo de vida útil, com o menor impacto ambiental possível, bem como na utilização de resíduos urbanos e industriais, reduzindo o consumo de recursos naturais e de energia empregada para obter ou produzir os materiais a serem empregados, reduzindo assim a poluição gerada. No caso da escassez de solos recomendados para construção de obras de suporte para rodovias, podem-se utilizar técnicas de estabilização de solos. Essas técnicas, segundo PARENTE et al (2002), são definidas como tratamento capaz de melhorar suas propriedades para o uso em pavimentação e pode ser feita pela adição de outros solos ou pela adição de aglutinantes ou agentes químicos. A estabilização com cimento (solo-cimento) é um exemplo do uso de aglutinantes. Neste trabalho, será apresentada uma forma de se melhorar as propriedades de dois tipos de solos, por meio da utilização do resíduo da reciclagem de garrafas pet, de maneira que esses possam apresentar as características necessárias à sua utilização como reforço de subleito de pavimentos rodoviários. Além disso, contribuise ao planejamento da destinação de resíduos sólidos. 2. O polietileno tereftalato (PET) O PET é um poliéster, polímero termoplástico, utilizado para fabricação de garrafas e embalagens para refrigerantes, águas, sucos, óleos comestíveis, medicamentos, cosméticos, produtos de higiene e limpeza, destilados, isotônicos, cervejas, entre vários outros (ABEPET, 2004). De acordo com a ABEPET (2004), este material foi introduzido no Brasil em 1988, tendo sua utilização inicial na indústria têxtil. Desde 1993, o polietileno tereftalato passou a ter forte expressão no mercado de embalagens, notadamente para os refrigerantes. A escolha deste material foi feita por apresentar alta resistência mecânica (impacto), conforme informações da ABEPET (2004) e, ainda, por estar amplamente inserido na realidade brasileira e por apresentar uma evolução do consumo de materiais plásticos no Brasil. A Tabela 1 mostra esta evolução. 4331

4 2.1. A areia de pet Tabela 1 Evolução do consumo de embalagens pet no Brasil Ano Consumo mil Toneladas , , , , Fonte: ABEPET (2004) O material utilizado nesta pesquisa foi coletado em uma usina de reciclagem de garrafas pet localizada no Município de Governador Valadares, MG. Esta usina utiliza o processo de reciclagem mecânica que consiste basicamente nas seguintes etapas: O pet chega em fardos que são desfeitos e depositados na esteira de entrada. Para a separação de pedras e outras sujeiras menores, o pet passa por uma peneira rotativa, normalmente com utilização de água. Na seqüência é feita uma inspeção visual em uma esteira de separação. Em seguida é feita a primeira moagem no material de onde é extraído, para em seguida passar aos tanques. Nos tanques separam-se os rótulos e tampas; e o material passa por uma descontaminação. Uma segunda moagem é realizada passando-se em seguida o material por um lavador e secador, na seqüência o material passa para o silo de onde é retirado em big-bags, estando pronto para ser granulado ou enviado para outras indústrias. Do processo de moagem extrai-se um material residual, de granulometria inferior a 4,8 mm que, neste trabalho, para efeito de estudos denomina-se areia de pet. Além desse material apresentar boa resistência mecânica, sua característica granulométrica pode caracterizá-lo como uma areia, se utilizados os limites definidos pela ABNT (dimensões das partículas entre 4,8 mm e 0,42 mm) para a análise de solos, conforme CAPUTO (1988). Isto facilita o seu estudo quando associado ao solo, pois a análise granulometria é parâmetro fundamental na caracterização do material, com vistas a prever seu eventual comportamento nas obras de pavimentos. 3. Materiais e métodos Dois solos foram selecionados para a composição das misturas e neste trabalho são denominados respectivamente de Solo 1 e Solo 2. Estes solos possuem curvas granulométricas semelhantes e situam-se em classes coincidentes, segundo a classificação do HRB (Highway Research Board). Esta classificação utilizada no meio rodoviário, dentre outros parâmetros, baseia-se na granulometria 4332

5 do solo tendo como indicativo de comportamento do solo, as quantidades de material que passam na peneira de nº 200 (0,074 mm). Segundo PINTO (2002), neste sistema, se inicia a classificação pela constatação da porcentagem de material que passa na peneira nº 200, assim, são considerados solos de granulação grosseira os que têm menos de 35% passando nesta peneira, e solos de granulação fina os com mais de 35% passando na peneira nº 200. De acordo com esta classificação, os solos granulares ou de granulação grosseira, são considerados solos com comportamento geral excelente a bom como subleito ou reforço de subleito, já os granulares, apresentam comportamento fraco a pobre, quando empregados em tal tipo de obra. As amostras de solo coletadas são provenientes de taludes da rodovia BR 116, localizados próximo à localidade de Era Nova, distrito de Alpercata MG. A Figura 1 apresenta as curvas granulométricas dos solos estudados no seu estado natural. % QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL Solo (0,074; 66%) 65 0,01 0, ABERTURA DAS PENEIRAS (mm) % QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL Solo (0,074; 62%) 0,01 0, ABERTURA DAS PENEIRAS (mm) Figura 1 Curvas granulométricas dos Solos 1 e 2 Respectivamente As curvas granulométricas dos solos foram obtidas com base nos procedimentos descritos na NBR 7181/ ABNT Análise Granulométrica de Solos. 4333

6 Pela análise da granulometria dos Solos 1 e 2 pode-se perceber que ambos apresentam porcentagens maiores que 35% passando na peneira de nº 200, o Solo 1 com 66% da amostra total passando e o Solo 2 com 62%. Isto indica que os solos utilizados neste trabalho apresentam característica de comportamento fraco a pobre quando utilizados em obras de subleito e reforço de subleito, de acordo com a classificação do HRB. As misturas para os ensaios de correção granulométrica foram realizadas para as duas amostras de solo com 30% de areia de pet em relação à massa dos solos secos. Em seguida, realizou-se novamente o todo processo de caracterização dos Solos 1 e 2, misturados à areia de pet, conforme os procedimentos descritos na NBR Apresentação dos resultados A Figura 2 apresenta a conformação das curvas granulométricas dos solos 1 e 2 após a mistura com 30% de areia de pet em relação à massa dos solos secos. % QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL Solo 1 (0,074; 40%) 0,01 0, ABERTURA DAS PENEIRAS (mm) % QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL (0,074; 32%) Solo 2 0,01 0, ABERTURA DAS PENEIRAS (mm) Figura 2 Curvas granulométricas dos solos 1 e 2 respectivamente, após mistura com 30% de areia de pet 4334

7 Pela análise da figura 2 pode-se observar que o Solo 1, após a mistura, apresenta 40% da amostra total passando na peneira de nº 200. O acréscimo de areia de pet trouxe o solo para próximo dos patamares estabelecidos pelo HRB, ou seja, a partir de 35% da amostra total passando na peneira nº 200, este mesmo solo apresentaria características de um bom comportamento como subleito de rodovias. Já o Solo 2, após a mistura, se mostrou como um solo que possa apresentar um bom comportamento quando utilizado como reforço de subleito. Pode se observar estes indícios, por meio da análise da curva granulométrica deste mesmo solo na figura 2. Este solo apresentou 32% da amostra total passando na peneira de nº 200. Desta forma, verifica-se que, segundo a classificação de solos para obras rodoviária, instituída pelo HRB, o Solo 2, com a mistura de 30% de areia de pet em relação à massa seca deste mesmo solo, apresenta características de solos de granulação grosseira. Sendo assim, podem ser considerados solos com comportamento geral excelente a bom como subleito ou reforço de subleito. 5. Discussões e conclusões Neste trabalho foram estudadas as características relacionadas ao comportamento de dois solos não recomendados à execução de obras rodoviárias, em particular as camadas de reforço de subleito, quando submetidos a mistura de um material residual da reciclagem de garrafas pet. O Solo 1 que no seu estado natural apresentou características de solos finos e, desta forma, não recomendados para a utilização como material de construção na execução dos tipos de obras mencionados anteriormente, mostrou-se com características granulométricas s dos patamares recomendados pelo HRB, após o acréscimo de 30% de areia de pet. O Solo 2 que, assim como o Solo 1, também apresentou características granulométricas de solos fino no seu estado natural, se mostrou mais indicado à execução das obras rodoviárias após o acréscimo de 30% do mesmo resíduo da reciclagem de garrafas pet. Segundo a classificação rodoviária do HRB, esta mistura apresenta indícios de bom comportamento nesses tipos de obras. É importante comentar que o objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista da engenharia, é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, de maneira que possa permitir a adequada análise de um problema. Portanto, as classificações que se baseiam nas características dos grãos que constituem um determinado solo têm como objetivo a definição de grupos que apresentam comportamentos semelhantes sob os aspectos de interesse da engenharia rodoviária. Assim, a idéia de se utilizar a areia de pet como misturada em solos, baseiase no resultado da análise granulométrica após a mistura, de maneira que possa identificar o resultado obtido dentro de um grupo de materiais que apresentem comportamentos semelhantes, sob o ponto de vista dos aspectos construtivos da sua utilização em obras rodoviárias. A necessidade da utilização contínua de recursos naturais (solo), implica na busca de novos materiais para utilização, se não ao todo, mas ao menos uma parcela do total utilizado numa obra. Os resultados deste trabalho mostram que um material de construção natural não recomendado à utilização em obras rodoviárias, apresenta indícios de bom comportamento após sua mistura com um resíduo sólido da reciclagem de garrafas pet. 4335

8 Desta forma, consegue-se aplicar a idéia de desenvolvimento sustentável, a qual, pelo ponto de vista da engenharia, envolve o uso e produção de materiais que apresentem maior tempo de vida útil, com menor impacto ambiental possível, bem como na utilização de resíduos urbanos e industriais, reduzindo o consumo de recursos naturais e de energia empregada para obter ou produzir os materiais a serem empregados, reduzindo assim a poluição gerada. 6. Referências bibliográficas 1. SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Pini, VIDAL, F. X. R., ALMEIDA, S. G., SONCIM, S. P. Estudo da utilização do resíduo da reciclagem do pet em pavimentos rodoviários. Anais de resumos do Simpósio de Pesquisa e Iniciação Científica. Governador Valadares, Minas Gerais, PARENTE, E. B.; PARREIRA, A. B.; SOARES, J. B. Avaliação do comportamento mecânico de um solo laterítico e de outro não laterítico estabilizados com cimento. Panorama Nacional de Pesquisa em Transportes. Natal, Rio Grande do Norte, ABEPET Associação Brasileira dos Fabricantes de Embalagens de PET < acesso em março de CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações Vol. 1 6ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., PINTO, Carlos de Souza. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas 2ª edição. São Paulo: Oficina de Textos, Abstract This paper presents a study which consists in the soils behavior mixed to the recycle of bottles PET residue, in the roadways constructions. The methodology consists in the physical properties analysis in laboratory of the studied soils, which included grain correction with the pet sand (plastic residue). After grain correction in not recommended soils for use in this work, it was verified that, for increments of 30% in weight of pet sand, the studied soil is classified as good for roadways constructions, in agreement with HRB institute, that regulates and classifies characteristics of recommended soils for this works. In agreement with the results, it can be foreseen and to evaluate the disqualified soils behavior, so that they can assist to the necessary technical specifications, giving usefulness to a residual and harmful material to the environment. Key-words: environment, roadways and transportation. 4336