III-080 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO: DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

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1 III-080 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO: DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Márcio J. Estefano de Oliveira (1) Doutorando Pesquisador em Geociências e Meio Ambiente pelo IG/UNESP; MSc. pela EPUSP Departamento Engenharia de Construção Civil e Urbana - USP; Professor do Departamento de Engenharia Civil da UNESP e da UNITAU; membro do Comitê de Construção Civil e Meio Ambiente, CT-206 do IBRACON. Cássia Silveira de Assis (2) Doutoranda Pesquisadora em Geociências e Meio Ambiente pelo IG/UNESP, MSc. pelo INPE Instituto de Pesquisas Espaciais; Professora da Escola de Engenharia Mauá; membro do CT-206 do IBRACON. Endereço (1,2) : Rua Espírito Santo, 496 Bairro: Santo Antônio São Caetano do Sul - SP - CEP: Brasil - Tel: (11) mcconsul@uol.com.br; estefano@feg.unesp.br RESUMO O desenvolvimento das cidades brasileiras aumenta a demanda por novas moradias, ao mesmo tempo, em que surge a construção de novas indústrias, estradas e obras de arte, demonstrando que o ramo da construção civil continua em desenvolvimento. Estas obras, na maioria das vezes, são projetadas e construídas sem levar em conta os impactos ambientais que cada vez mais agridem o meio ambiente, principalmente pela produção de grande quantidade de entulho depositada em lixões e parte deste material é abandonada em locais inadequados, quase sempre clandestinos, provocando danos às áreas sadias como o seu esgotamento e poluição de aqüíferos, outra quantidade é depositada em cursos d água causando assoreamento das margens e poluição de suas águas. A adoção de uma política de incentivo para o reaproveitamento dos minerais descartados pelas obras civis reduzirá a quantidade de minerais extraídos das jazidas e, conseqüentemente, haverá uma redução no impacto ambiental pelo reuso e reciclagem do entulho, fabricado com matéria-prima de origem mineral. O interesse é estudar o efeito da água de chuva com ph baixo sobre os resíduos de concreto para o desenvolvimento de ações que minimizem os impactos ambientais. Os resíduos de concreto não são inertes como será visto no decorrer do trabalho. Para que novos procedimentos sejam adotados no trato dos chamados resíduos inertes é que se propõe uma revisão da norma NBR com o intuito de contribuir para um desenvolvimento sustentável através do reuso e reciclagem dos resíduos de concreto com conseqüência na redução dos impactos ambientais. PALAVRAS-CHAVE: Desenvolvimento sustentável, meio ambiente, entulho, resíduo e construção, reciclagem. FOTO NÃO DISPONIVEL INTRODUÇÃO A quantidade de rejeitos descartados assume proporções maiores ao se considerar a produção total de entulho originada pelas perdas previstas em projeto, acrescida do desperdício ocasionado pela falta de processos construtivos racionalizados para a execução de obras civis, sistemas de coleta e tratamento de esgoto, sistemas de tratamento e de distribuição de água, obras de drenagem, pontes, produção de artefatos à base de cimento Portland, pavimentação de vias públicas, etc.. Além disso, em toda a vida útil de uma edificação são gerados resíduos, seja na fase de manutenção como na fase de reforma e adequação ao uso, e até na fase de desocupação e demolição das construções. Além disso as obras de construção civil são projetadas para uma vida útil de cerca de 50 anos, e muitas construções estão completando o seu ciclo de utilização, quando então começarão as reformas, recuperações, demolições, novas construções para substituir as antigas, com a geração de grande quantidade de entulho. ABES Trabalhos Técnicos 1

2 O relatório da Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, constituída pela Organização das Nações Unidas-ONU, divulgado em 1987 com o título de Nosso Futuro Comum ou Relatório Brundtland, representa um marco no enfrentamento da questão ambiental, ao propor a perspectiva da busca do chamado desenvolvimento sustentável, ou seja, um desenvolvimento que permita à humanidade usufruir os recursos naturais sem comprometer a possibilidade de que as gerações futuras também possam faze-lo. O Relatório apresenta diversas proposições para reduzir as ameaças à sobrevivência da humanidade, tornar viável o desenvolvimento e interromper o ciclo causal e cumulativo entre subdesenvolvimento, condições de pobreza e problemas ambientais. Um evento significativo foi a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável, realizado no Brasil na cidade do Rio de Janeiro, em junho de 1992, onde 170 países membros da ONU estiveram representados por ocasião da Rio 92 Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente, e teve como resultado a Agenda 21, que trata de um acordo entre os países presentes ao encontro, de colocar em prática pelos governos, agências de desenvolvimento, Órgãos das Nações Unidas e outras entidades, um amplo programa para o desenvolvimento sustentável do Planeta. A agenda 21 constitui um plano de ação para alcançar o desenvolvimento sustentável a médio e longo prazo, com objetivos, atividades, instrumentos e necessidades de recursos humanos e institucionais. A partir de quatro grandes temas a questão do desenvolvimento, com suas dimensões econômicas e sociais; os desafios ambientais que tratam da conservação e gerenciamento de recursos para o desenvolvimento; o papel dos grupos sociais na organização e fortalecimento da sociedade humana; e finalmente os meios de implementação das iniciativas e projetos para a sua efetivação são fornecidas as bases para o encaminhamento de iniciativas voltadas à obtenção de melhores condições ambientais e de vida (BITTAR, 1999). Os recursos minerais são a principal matéria-prima para a produção dos materiais de construção civil e a Agenda 21 não é explícita quanto a estes recursos, mas dedica na Seção II, um Capítulo aos recursos terrestres. Após cinco anos àquela Conferência, a implementação da Agenda 21 foi avaliada em evento da ONU, realizado em Nova York, no ano de 1997, conhecido como Conferência Rio+5. O documento apresentado pelo governo brasileiro na Conferência, contemplando as ações executadas na esfera federal, estadual e municipal desde 1992, reconhece que os avanços em relação ao planejamento e gestão dos recursos terrestres estão aquém das necessidades no País, tendo sido avaliados como precários. O entulho de obra praticamente não recebeu a devida atenção em todo esse tempo permanecendo como um material considerado inerte e que pouco impacto causa ao meio ambiente. Este trabalho apresenta resultados onde é possível observar que há muitas substâncias prejudiciais ao meio nos resíduos de construção e principalmente após a ação de agentes agressivos. POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA Os poluentes presentes na atmosfera de regiões urbanas e/ou industrializadas, entram em contato com as gotículas de chuva formando ácidos que abaixam o ph para níveis prejudiciais ao cimento Portland provocando reações que desagregam os materiais que compõem o concreto. O CO 2 presente na atmosfera quando dissolvido em água também abaixa o ph que reage com o cimento Portland, como será estudado mais adiante. O aumento atmosférico de dióxido de carbono é conseqüência do desflorestamento, queima de combustíveis fósseis e da diminuição da solubilidade em água do dióxido de carbono que também elevam o aquecimento global provocando o efeito estufa, (HEIN et al., 1998; BARNETT, 2001; LEVITUS, 2001). Em geral, toda água contém um certo teor de anidrido carbônico denominado CO 2 livre. Com o aumento do desflorestamento e da queima dos combustíveis fósseis, o anidrido carbônico agressivo é a quantidade de CO 2 livre na água capaz de dissolver o carbonato de cálcio formado nos poros da pasta de cimento hidratado. Mas, o que se tem observado é que as estruturas em concreto armado sob a ação de ácido carbônico se deterioram enquanto estiverem sendo atacadas pelo ácido carbônico. A Tabela 2.1 mostra o ph obtido em águas de chuva de diferentes centros urbanos, regiões industrializadas, zonas rurais e a região amazônica (MOREIRA-NORDMAN, 1987; STORTE, 1988; OLIVEIRA, 1999). 2 ABES Trabalhos Técnicos

3 Tabela 1 ph de águas de chuva. Local PH Oceano Índico 4,92 Alaska 4,96 Amazônia 4,84 Minnesota 5,82 São Paulo 4,90 Santos 6,40 São José dos Campos 4,80* Taubaté 5,00* Guaratinguetá 5,10* Cubatão 4,30* (*) ph mínimo e que apresenta variação quando medido no inverno e no verão (MOREIRA-NORDMAN, 1987; STORTE, 1988; OLIVEIRA, 1999). Como foi visto, os centros urbanos industriais estão sujeitos às chuvas ácidas. A coleta das águas de chuva nos centros urbanos e industrializados, demonstra que o ph varia entre 4.3 e 6,4, sendo mais baixo no inverno do que no verão. Durante o inverno há períodos mais secos e também há um aumento da poluição do ar. A água de chuva apresenta anidrido carbônico, CO 2, livre que é dissolvido dando origem ao ácido carbônico. O interesse é estudar o efeito da água de chuva com ph baixo sobre os resíduos de concreto e sua relação com o meio ambiente. RESÍDUOS DE CONCRETO Os resíduos, CDDE concreto de demolição e desperdício de edifícios, são de edifícios de apartamentos que foram sendo construídos nas cidades de Taubaté e Guaratinguetá. Os resíduos CDDE-A, foram coletados em três edifícios situados na cidade de Taubaté. Os resíduos ficaram estocados durante os anos de 1998 e 1999, quando foram coletados e levados para o laboratório. Os resíduos foram descartados e estocados nos canteiros das próprias construções. A Figura 1 ilustra a forma como os resíduos eram depositados nas obras. Os resíduos CDDE-B coletados em três edifícios que estavam sendo construídos na cidade de Guaratinguetá, ficaram estocados na obra de 1994 a 1999, quando foram coletados e enviados ao laboratório para os ensaios. Esta obra possui um ritmo muito lento de execução e hoje se encontra em fase de fechamento com alvenaria e acabamento. Ela também segue as mesmas características descritas para os resíduos CDDE-A, conforme pode ser visto na Figura 2. Figura 1 Figura 2 ANÁLISE QUÍMICA DAS ÁGUAS DE ATAQUE AOS RESÍDUOS A partir dos resíduos das séries CDDE-A e CDDE-B foram produzidas as amostras CDDE-A1 e CDDE-B1 que sofreram ataque de chuva ácida simulada em laboratório por ácido carbônico durante 256 horas, ABES Trabalhos Técnicos 3

4 respectivamente. Os resultados das análises químicas das águas de ataque das amostras de resíduo de concreto estão indicados na Tabela 2. Tabela 2 Análise química da água de ataque. PARÂMETROS UNID CDDE-A1 CDDE-B1 Alumínio mg/l Al 1,060 0,349 Cádmio mg/l Cd < 0,020 < 0,020 Cálcio mg/l Ca 16,300 7,630 Ferro Total mg/l Fe 0,700 0,276 Magnésio mg/l Mg 0,870 0,633 Manganês mg/l Mn 0,101 0,130 Potássio mg/l K 3,314 2,489 Sódio mg/l Na 5,567 5,953 Sílica mg/l S i O 2 < 3,000 < 3,000 Sulfato mg/l SO 4 < 3,000 <3,000 PH - 9,1 7,6 Obs.: Os ensaios foram realizados de acordo com a normas e Padrões Técnicos: Apha, 1995; Cetesb, 1977; Silva, 1977 Os ensaios químicos da chuva ácida simulada em laboratório que passou pelas amostras de resíduos de concreto durante o ensaio mostram que há liberação de íons pertencentes ao concreto e que podem contaminar os aqüíferos e o solo. ANÁLISE PETROGRÁFICA E DE DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X A argamassa mostrada na Figura 3 foi submetida à ação de chuva ácida no extrator de Soxlet durante 256 horas. É composta por cimento criptocristalino, ocasionalmente com identificação de provável mineral sericítico disperso e grânulos compostos principalmente por quartzo (95%) e subordinadamente por microclínio, plagioclásio, muscovita, zircão e biotita (5%, juntos). São angulosos, com formatos irregulares, pouco fraturados, as fraturas são caóticas e vazias. Resíduo de CDDE A1 Figura 3 Observa-se na Figura 3 que a amostra de resíduo CDDE A1 aumentada de 40 vezes, apresenta a borda de um granito (pedra britada do concreto) em contato com a argamassa. A argamassa mostra os grãos de areia e a pasta de cimento hidratada. Na interface dos grânulos com a pasta de cimento há sinais de descolamento provocado por ação de agentes agressivos ou por fuga da água de hidratação durante o tempo em que o resíduo ficou estocado. Estão límpidos, sem alteração, suas dimensões variam da ordem de µm a 1,5mm, com média entre 0,4-0,5mm, pouquíssimo deformados com raras bandas de deformação em quartzo. Estão numa proporção aproximada de 50% de cimento e 50% de grânulos. 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 A Figura 4 mostra o resíduo CCDE-B1 que sofreu ataque de 256 horas de chuva ácida. A matriz parece maior, embora a dissolução da borda dos grânulos seja em proporção bem menor. Há uma maior precipitação de óxido de ferro. A pasta de cimento mostra a precipitação e lixiviação de hidróxido de cálcio deixando vazios na pasta de cimento. Estas alterações podem ter sido provocadas também pela idade e exposição do concreto às intempéries, aceleradas pelo ensaio de laboratório. Resíduo de CDDE B1 Figura 4 A amostra de resíduo de concreto da Figura 4 foi atacada com ácido carbônico por 256 horas. A amostra apresenta vazios que podem ter sido formados durante a sua fabricação como também ser proveniente do ataque acelerado. A interface entre os agregados e a pasta de cimento apresenta sinais de descolamento e de formação de hidróxido de cálcio, ambos provocados pela água de hidratação do cimento. A pasta de cimento apresenta regiões mais claras onde é evidente uma reação mais intensa e regiões mais escuras onde a pasta ainda não sofreu muito com a ação de agentes agressivos. O óxido de cálcio livre do cimento Portland dá origem ao hidróxido de cálcio que por sua vez reage com o ácido carbônico originando o bicarbonato de cálcio solúvel. Na etapa seguinte o bicarbonato solúvel se combina com o hidróxido de cálcio dando origem ao carbonato insolúvel. Sob ação continuada da chuva ácida o carbonato de cálcio é novamente atacado e todo o processo é reiniciado até a completa destruição do concreto. Há também carbonato de cálcio e os produtos de hidratação do cimento como os silicatos de cálcio hidratados. ABES Trabalhos Técnicos 5

6 Difratograma Figura 5 Difratograma de resíduo após o ataque por chuva ácida O estudo das lâminas e do difratograma demonstra que os resíduos de concreto não são inertes e permite que se defina o material descartado pelas obras de construção civil e/ou de infraestrutura que contém grande quantidade de concreto, entendido como material inerte, como sendo: resíduos de construção: materiais descartados pelas obras de construção civil e/ou de infraestrutura, aqueles provenientes de demolição, restos e desperdícios de obras, solo de escavações que contenham restos de material de construção civil e/ou de infraestrutura, passíveis de reuso, reaproveitamento e reciclagem. COMENTÁRIOS FINAIS O estudo constatou a necessidade da análise mais criteriosa dos resíduos de concreto descartados pelas obras de construção civil. As análises químicas e de difratometria indicaram claramente que o resíduo de concreto está longe de ser considerado um material inerte, além do que, o material descartado em locais inadequados pode provocar a contaminação das águas e conseqüentemente a sua mineralização. A reciclagem dos resíduos de concreto se apresenta como uma alternativa para o aproveitamento desta matéria prima de origem mineral para a produção de novos materiais que contribuirão para a minimização dos impactos ambientais e redução de sua extração prolongando a vida das jazidas. Para o reuso e a reciclagem dos resíduos de concreto há que se fazer estudos para o seu emprego com segurança, para garantir a boa performance durante a sua vida útil. Este trabalho recomenda: a) o emprego da definição resíduos de construção para designar todo e qualquer material descartado pelas obras de construção civil e/ou de infraestrutra passíveis de reciclagem ou reutilização; b) propõe uma revisão da norma NBR para a classificação do resíduos de construção da Classe III resíduos inertes, para a Classe II resíduos não inertes; c) propõe estudos para a criação de normas que tratem da reciclagem e do reuso de resíduos de construção. Estas considerações uma vez implementadas contribuirão para uma política de desenvolvimento sustentável. 6 ABES Trabalhos Técnicos

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BARNETT, T.P.. Publicado pelo Jornal NY Time em 14/04/2001. Revista Sience, 13/04/ BITAR, O. Y. Desafio a Sustentabilidade Ambiental da Mineração e Uso de Agregados Naturais em Áreas Urbanas. II Seminário: Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil. IBRACON Instituto Brasileiro do Concreto. Comitê Técnico CT 206 Meio Ambiente. IPT. Pp. 1-13, São Paulo, HEIN, M. & ARENA S. Foundations of College Chemistry. Ed. Brooks/Cole, A Division of International Thomson Publishing Inc., pp Illinois, EUA, LEVITUS, S. Publicado pelo Jornal NY Time em 14/04/2001. Revista Sience, 13/04/ MOREIRA-NORDMAN, L.M. Geoquímica e Meio Ambiente. Geochimica Brasiliense, pp , 6. INPE, São José dos Campos, SP, OLIVEIRA, M.J.E e ASSIS, C.S. Estudo para o Aproveitamento de Concretos Provenientes de Demolição de Obras de Construção Civil e seu Comportamento em Relação ao Meio Ambiente - 41 O Congresso Brasileiro do Concreto, Anais. Salvador, BA, STORTE, M. Considerando o Meio Ambiente. Revista IBRACON, Ano I, N o 1, p , São Paulo, ABES Trabalhos Técnicos 7