Viabilidade Económica de Betão com Agregados Grossos Reciclados

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1 Viabilidade Económica de Betão com Agregados Grossos Reciclados Jorge de Brito 1 e Ana Paula Gonçalves 2 1 Prof. Associado, Instituto Superior Técnico, Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura, Lisboa. 2 Eng.ª Civil, Mestre em Construção, Instituto Superior Técnico. Resumo: A indústria da construção em betão dá origem a um volume muito grande de resíduos contendo materiais que poderiam ser reciclados, ao mesmo tempo que delapida o meio ambiente de materiais naturais não renováveis (os agregados). Esta situação é susceptível de ser invertida, se forem criadas condições macro-económicas propícias. Neste artigo, são discutidas as condições para que tal aconteça e é apresentado um estudo de viabilidade económica do fabrico com substituição integral dos agregados naturais grossos por agregados obtidos a partir da demolição de elementos. 1. Introdução Nos países mais desenvolvidos, em que as necessidades mais primárias no domínio das infraestruturas (habitação, saúde, educação, comunicações terrestres) estão de um modo geral satisfeitas, outro tipo de preocupações ganha uma certa preponderância: protecção do ambiente, qualidade do ar e da água, conservação da beleza cénica e arquitectónica, etc.. Em Portugal, se bem que com algum atraso em relação à média dos países da UE, as consequências da implementação de políticas de desenvolvimento sustentável ir-seão também fazer sentir. A indústria da construção, dominada pelas construções em betão, terá também de se adaptar aos novos tempos. Podem identificar-se essencialmente dois campos relacionados com a construção e demolição de construções em betão nos quais é necessário ainda percorrer um longo caminho: a deposição em aterro dos resíduos da construção e demolição (RCD) e, com uma menor expressão, das indústrias da pré-fabricação e do betão pronto; a delapidação de recursos não renováveis, caso dos agregados naturais usados no fabrico. No que se refere ao primeiro aspecto, várias considerações se podem fazer. Antes do mais, constata-se a ausência de legislação fortemente penalizadora de quem produz os resíduos (contrariamente ao princípio já universalmente aceite do poluidor pagador), pelos baixos preços praticados nos aterros e por não haver qualquer limitação à quantidade e qualidade dos resíduos levados a vazadouro. A situação é ainda agravada pela ineficácia da fiscalização e punição dos prevaricadores, multiplicando-se os depósitos selvagens à beira das estradas. No que se refere ao segundo aspecto, a exploração dos agregados naturais tem custos muito baixos para o produtor e para o consumidor. Não se é suficientemente exigente na limitação da agressão à paisagem que as pedreiras constituem, nem na reposição da mesma quando a produção cessa. O consumidor não é disciplinado pelo Estado no sentido de limitar o recurso a materiais naturais em situações em que existem outras alternativas. 2. A situação na União Europeia e sua evolução O nível de evolução, em termos de reciclagem dos RCD, nos diferentes membros da União Europeia varia bastante. Grosso modo, existem três grupos de países progressivamente menos alertados para esta problemática: no primeiro grupo, representado pela Dinamarca mas que inclui a Finlândia, a Alemanha, a Holanda e a Suécia, a gestão dos RCD foi sempre considerada um sector independente e auto-suficiente da gestão de resíduos em geral; o recurso a ferramentas económicas por forma a promover a reciclagem tem sido atingido através de legislação e supervisão a- propriadas; consequentemente, atingiram-se já percentagens elevadas de reciclagem dos RCD, ainda que quase somente na construção de estradas; no segundo grupo, representado pela Bélgica 1 e incluindo também a Áustria, a França, a Itália e o Reino Unido, ocorreu uma redução na extracção de agregados naturais, assim como na quantidade de resíduos levados a vazadouro; no entanto, a legislação é ainda incipiente, as percentagens de reciclagem dos RCD são relativamente baixas e a sua utilização está estritamente limitada à construção de estradas; a referência [1] descreve diversos casos de sucesso na reciclagem dos RCD nestes dois grupos de países; no terceiro grupo, representado pela Espanha e incluindo os restantes países da UE incluindo Portugal 2, a deposição em aterro é barata, as coimas por depositar fora dos aterros regulados são muito baixas e/ou a fiscalização é inadequada na sua detecção, os materiais naturais são baratos e estão disponíveis e não há praticamente quaisquer infraestruturas para reciclagem dos RCD; como resultado disto, as percentagens de reciclagem dos RCD são praticamente nulas e estritamente limitadas à sub-base de pavimentos e estradas em ocasiões especiais (como os Jogos Olímpicos em Barcelona). 1 De facto, a Bélgica tem duas regiões diferentes em termos de reciclagem dos RCD: a Flandres, uma região com deficiência de pedreiras, em que os níveis de reciclagem são da ordem de grandeza dos do primeiro grupo de países referido acima; a Valónia, rica em pedreiras, em que a situação é mais representativa dos países do segundo grupo. 2 Em Portugal, não existe qualquer legislação respeitante ao depósito ou à reciclagem dos RCD, as taxas de depósito a vazadouro são muito baixas, os agregados naturais são acessíveis em qualquer ponto do continente e, consequentemente, para além de algumas experiências piloto, não há reutilização dos RCD, para além dos materiais (algumas madeiras e peças ornamentais em pedra) com valor comercial intrínseco.

2 Desta forma, pode-se chegar a diversas conclusões: na grande maioria de países da UE há uma necessidade urgente de legislação sobre os RCD; esta legislação deve ter em conta os seguintes objectivos: tornar pouco atractivo, do ponto de vista económico, extrair agregados naturais (impondo uma taxa ambiental ou procedimentos mais exigentes de reposição da paisagem); impor quotas mínimas de materiais reciclados dos RCD (mrrcd), abaixo das quais não é possível, a preço nenhum, recorrer a vazadouros; limitar o depósito dos RCD a aterros destinados aos RCD e preparados para as singularidades que estes materiais envolvem; impor uma taxa ambiental penosa aos RCD depositados directamente nessa instalações; promover a criação de instalações municipais na periferia das grandes cidades com o objectivo de triar os mrrcd, a preços baixos para os donos dos RCD; através de incentivos fiscais, promover a criação de firmas especializadas na exploração de unidades móveis de trituração colocadas no próprio estaleiro de demolição/construção; através de subsídios, promover a utilização de mrrcd em construções privadas; impor quotas mínimas de mrrcd em obras públicas, através do caderno de encargos; mais importante do que tudo o resto, impor de forma firme coimas muito elevadas sobre todos os prevaricadores, com especial ênfase nas situações de vazadouros ilegais; mesmos nos países mais avançados sob este ponto de vista, os mrrcd em geral e os agregados em particular são utilizados quase exclusivamente na sub-base de estradas e pavimentos; estes materiais têm potencial para ser utilizados em aplicação mais nobres, nomeadamente no fabrico estrutural, que deveriam ser encorajadas; no entanto, a quase inexistência de especificações técnicas sobre o uso de agregados reciclados (mesmo como sub-base, mas sobretudo em betão estrutural novo) compromete seriamente essas aplicações; por isso, existe uma necessidade premente de implementar especificações técnicas baseadas em investigação, que definam claramente os limites dentro dos quais a utilização de agregados reciclados (com especial ênfase nos grossos) se tenha mostrado eficaz; têm vindo a ser apresentados nos últimos anos muitos resultados de investigação, em conferências da especialidade por todo o mundo e em teses de mestrado 3 e doutoramento, que apenas precisam de ser coligidos para fornecer uma base de trabalho; a importância relativa da implementação do uso dos RCD na produção estrutural tende a crescer, uma vez que o tipo de edifícios demolidos está a mudar rapidamente de construções pré-betão para estruturas (a utilização massificada do betão começou após a Segunda Guerra Mundial e essas construções, com entre 50 e 60 anos, estão 3 A co-autora deste artigo provou, no âmbito de uma dissertação de mestrado no IST, que o processo de reciclar repetidamente agregados grossos para produzir betão estrutural de gama média / alta (C40/45) é sustentável, sem perda de trabalhabilidade ou resistência; os agregados obtidos em cada ciclo são mais do que suficientes para fabricar uma quantidade idêntica no ciclo seguinte, conduzindo assim a uma poupança de 100% nos agregados grossos [1]. actualmente a atingir o fim da sua vida útil); estas últimas estão potencialmente em condições de fornecer agregados reciclados suficientes para alimentar as necessidades da grande maioria nas novas construções num futuro próximo. Consequentemente, a situação geral no que se refere à utilização dos mrrcd é a seguinte: existe uma tomada de consciência internacional no que concerne à importância desta temática no futuro mais próximo e as autoridades estão dispostas a promover a utilização destes materiais; no entanto, só é possível uma mudança relevante de materiais naturais novos para mrrcd se e quando as condições económicas globais indispensáveis forem criadas; hoje em dia em muitos países, devido ao facto de os materiais naturais estarem ainda disponíveis a preços baixos e à sempiterna inércia às mudanças, estas condições têm de ser criadas pela via legislativa; outra dificuldade relativamente à aplicação dos mrrcd, sobretudo no betão estrutural, é a ausência de especificações técnicas baseadas em resultados práticos; é fundamental um grande esforço para preparar esses documentos, mesmo que inicialmente eles possam incluir regras algo conservativas quanto à utilização de agregados reciclados. 3. Fabrico com agregados reciclados Como referido, no capítulo anterior, o fabrico estrutural com agregados reciclados é apenas uma das aplicações (porventura aquela em que o material reciclado é mais valorizado) dos mrrcd. Mesmo no fabrico de betão com agregados reciclados, existem várias modalidades: os agregados podem ser provenientes de RCD em que os diversos materiais (betão, aço, argamassas, alvenaria, madeira, plástico, vidro, etc.) se encontram misturados ou ser directamente provenientes de peças de betão armado; os agregados reciclados efectivamente utilizados no fabrico do novo betão podem corresponder à gama completa de granulometrias ou apenas a parte (tipicamente, a parcela dos finos - os que passam no peneiro n.º 4, com 4.76 mm de abertura - ou dos grossos - os que ficam retidos nesse peneiro); os agregados reciclados podem substituir na totalidade ou apenas parcialmente os agregados naturais da mesma granulometria. No estudo de viabilidade económica apresentado no capítulo seguinte, analisa-se a hipótese de substituir na totalidade os agregados naturais grossos (e apenas esses) por agregados grossos provenientes da demolição de elementos armado. São analisadas três hipóteses de fabrico do betão: 1. designada por corrente (só agregados naturais); 2. recorrendo a uma (trituração + triagem) fixa (Fig. 1), instalada na periferia da cidade onde se está a demolir e reconstruir; 3. recorrendo a uma móvel (Fig. 2), no próprio estaleiro da obra. Neste último processo de obtenção de agregados reciclados (recolha e tratamento dos RCD), é feita, no próprio local da demolição, uma pré-britagem do material, pelo que é necessário reservar no local um espaço amplo que permita a instalação dos equipamentos assim como espaço para armazenamento do material. No outro pro-

3 cesso, o material é demolido e removido do local da obra, de forma indiferenciada, sem qualquer tratamento. Nesta situação, a responsabilidade do tratamento do material em bruto, é deixada a cargo da entidade que explora a central fixa (que pode ser o município). Em ambas as situações em que é prevista a reciclagem, tem de se recorrer à chamada demolição selectiva, à qual estão associados custos adicionais em relação à demolição tradicional, a eito e sem qualquer cuidado no sentido de não danificar os elementos e de pré-seleccionar os materiais. Fig. 1 - Central de reciclagem fixa Fig. 2 - Central de reciclagem móvel Existem dois tipos de processamento dos resíduos: por via seca e por via húmida. As estações de processamento de resíduos a seco são as mais utilizadas. O outro tipo de processamento, que exige equipamento mais sofisticado, dá origem a agregados reciclados com padrão de qualidade superior. O processo por via seca está mais difundido através da utilização de estações móveis de reciclagem, as quais estão dimensionadas de modo a permanecer, no estaleiro, por períodos limitados. As principais fases deste tipo de tratamento (mais simplificado) são (Fig. 3): colocação do material no reservatório; pré-visualização; remoção manual; britagem (trituração); separação magnética; fase final de visualização. 4. Estudo de viabilidade económica Neste estudo, considerou-se o seguinte cenário: um edifício de estrutura armado vai ser demolido e no mesmo local vai ser erigido um edifício de volumetria idêntica. Esta operação é dividida em três fases: I - a da demolição; II - a da produção de agregados; III - a de produção de novo betão. Os Quadros 1 a 3 mostram o cálculo dos custos unitários de, respectivamente, a tonelada de construção de estrutura armado, a tonelada de agregados grossos (naturais ou reciclados) e o metro cúbico novo. São os seguintes os comentários que permitem perceber as hipóteses admitidas neste cálculo. Para a Fase I, temse que: os custos da demolição tradicional e da selectiva foram estimados como uma ponderação entre os da demolição com equipamento pesado sem qualquer tipo de cuidado e a efectuada com martelo pneumático; o custo do transporte para aterro por tonelada de resíduos são de * km [PTE]; as distâncias médias do local da obra consideradas foram de: 50 km ao aterro corrente; 30 km à fixa; 80 km à pedreira; 15% dos resíduos não são recicláveis (mesmo na demolição selectiva), pelo que são tratados como os resíduos da demolição tradicional; o custo de depósito em aterro por tonelada considerado é intermédio entre o actualmente praticado em Portugal (400 a 800 PTE) e na Dinamarca (4000 a PTE); a receita da venda de outros materiais é simbólica na demolição tradicional; na selectiva, considerouse que cobre os custos de transporte e depósito em aterro e que corresponde a 10% do volume total; considera-se que 30% do volume total dos resíduos é betão; para a fixa são encaminhados 75% dos resíduos (retirados os materiais não recicláveis e os comercializados na obra); estimou-se que a entrega dos resíduos na central fixa custa, por tonelada, 400 PTE para betão e PTE para alvenarias (na Bélgica, esses valores são, respectivamente, de 500 a 900 PTE e de a PTE); considerou-se uma taxa de 1.04 ton de agregados grossos por m 3 ; daí resulta que, para se reconstruir o edifício demolido, só 13% dos mrrcd ficam na obra; os restantes 62% são escoados pela central móvel a PTE/ton.

4 Fig. 3 - Principais fases do processamento de resíduos em móvel Actividade Tradicional Selectiva para Selectiva para Demolição Transporte para aterro Depósito em aterro Taxa ambiental a depósito Venda de outros materiais Transporte para a central fixa Entrega de resíduos na central fixa Escoamento dos agregados finos ou demasi- ado grossos e do produto britado que não Custo unitário total da Fase I Quadro 1 [1] - Fase I: Demolição [PTE$/ton] Na Fase II, tem-se que: o custo dos inertes naturais foi incrementado em relação ao actual para ter em conta os custos de reposição da paisagem, de redução de ruídos e poeiras e dos próprios terrenos; estimou-se que o valor de venda dos agregados grossos, por tonelada, nas centrais fixa e móvel é respectivamente de 400 e 800 PTE; para transporte, montagem, desmontagem e novo transporte da central móvel, tomou-se um valor fixo de PTE. Actividade Naturais Reciclados emreciclados em Custos dos agregados * grossos Transporte para obra Taxa ambiental de exploração de recursos Demolição (1000 ton) Tradicional Selectiva para Selectiva para não renováveis Custo unitário total da * Fase II Custo total da Fase I * a este valor é preciso somar PTE/n.º de toneladas de agregados reciclados no local Variação em relação à demolição tradicional +13% +8% Quadro 2 [1] - Fase II: Produção de agregados grossos Produção de agregados Naturais Reciclados emreciclados em [PTE$/ton] grossos (130 ton) Finalmente, na Fase III, tem-se que: o custo da água foi considerado sem expressão nesta análise; na areia não houve qualquer diferença, pois só os agregados grossos estão a ser reciclados; 30% do volume é areia; considerou-se ser necessário um acréscimo de 50 kg de cimento por m 3 e a adição de 2.4 l de plastificante para se conseguir obter um betão com agregados grossos reciclados de resistência idêntica à de um betão de inertes 100% naturais; estas hipóteses estão consentâneas com a bibliografia existente e com a parte experimental da dissertação de mestrado anteriormente referida [1]; representam naturalmente um handicap em termos ambientais do betão com agregados reciclados; considerou-se não haver diferenças de procedimentos e/ou custos na produção com agregados reciclados ou naturais. Actividade Naturais Reciclados emreciclados em Água Areia Brita * Cimento Adjuvante Mão-de-obra + fornecimentos e serviços externos + processamento Custo unitário total da Fase III * * a este valor é preciso somar PTE/n.º de toneladas de agregados reciclados no local Quadro 3 [1] - Fase III: Produção de novo betão [PTE$/m 3 ] Concretize-se agora o exemplo com uma construção de peso total de 1000 toneladas, à qual correspondem 300 toneladas (125 m 3 ), que incluem 130 toneladas de agregados grossos. Num primeiro cenário, não se vão considerar quaisquer taxas ambientais relativas ao depósito de RCD recicláveis ou à exploração de recursos não renováveis (a situação actual em Portugal). O Quadro 4 resume e compara os custos obtidos nas três hipóteses em análise. Custo total da Fase II Variação face aos agregados naturais -53% -5% Produção (125 Naturais Reciclados emreciclados em m 3 ) Custo total da Fase III Variação face aos agre- -6% +5%

5 gados naturais m 3 ) Demolição de 1000 ton Métodos Demolição se-demoliçãlectiva se- Custo total da Fase III e produção de 125 m 3 e recilectiva e reci- Variação face aos agre- -7% +3% clagem fixa clagem móvel gados naturais Custo total das 3 fases Demolição de 1000 ton Métodos Demolição se-demoliçãlectiva se- Variação face aos métodos +8% +8% e produção de 125 m 3 e recilectiva e reci- clagem fixa clagem móvel Quadro 4 [1] - Cenário 1: sem taxas ambientais (custos em [PTE]) Custo total das 3 fases Variação face aos métodos % % Quadro 5 [1] - Cenário 2: com taxas ambientais moderadas (custos em [PTE]) Como seria de esperar, nas circunstâncias actuais, os métodos parecem economicamente mais competitivos. Esta é uma situação ilusória, uma vez que não estão quantificados os custos energéticos do desperdício de materiais recicláveis nem os custos ambientais de delapidar sem controlo as reservas de produtos naturais não renováveis. Por esta razão, criou-se um cenário 2 em que passaram a existir as seguintes taxas: uma taxa ambiental de depósito de RCD recicláveis de PTE/ton; trata-se de um valor muito moderado, se se tiver em conta que na Dinamarca atinge os PTE/ton (na Flandres situa-se nos PTE/ton); uma taxa ambiental de exploração de recursos não renováveis de 500 PTE/ton; trata-se novamente de um valor modesto, se comparado com os custos indirectos da exploração das pedreiras (agressão à paisagem, erosão dos solos, redução de área cultivada, contaminação da água freática, ruído e vibrações nas construções e habitantes próximos, etc.); uma taxa ambiental relativa à produção de cimento, responsável pela emissão de elevadas quantidades de CO 2, consistindo no incremento de 25% no custo desse material; esta taxa acaba por penalizar mais o betão com agregados reciclados, pelo seu maior consumo de cimento. Com base nestas novas premissas, elaborou-se o Quadro 5. Demolição (1000 ton) Tradicional Selectiva para Selectiva para Custo total da Fase I Variação em relação à demolição tradicional +5% +1% Produção de agregados Naturais Reciclados emreciclados em grossos (130 ton) Custo total da Fase II Variação face aos agregados naturais -59% -17% Produção (125 Naturais Reciclados emreciclados em Da análise dos resultados, é possível concluir que mesmo taxas ambientais moderadas são suficientes para tornarem o betão de inertes grossos reciclados tão competitivo como o betão corrente. 5. Conclusões A indústria da construção, cuja necessidade e importância estratégica para o País não se questiona, é uma das maiores responsáveis pela saturação dos aterros disponíveis, sobretudo perto das grandes cidades. Está-lhe ainda associada a inaceitável frequência com que são depositados ilegalmente resíduos. Os resíduos da construção/demolição (RCD) são em boa parte recicláveis, com grandes ganhos do ponto de vista ambiental e energético. A extracção desenfreada de agregados naturais, mesmo num país rico nesses recursos como é o nosso, não é sustentável do ponto de vista ambiental e precisa de ser abrandada. A reciclagem de agregados (numa primeira parte, apenas a parcela dos grossos) no fabrico de novo betão pode contribuir muito significativamente para a suavização destes problemas. Neste artigo, procurou-se demonstrar que essa estratégia é economicamente viável, sobretudo se as autoridades colaborarem nesse sentido. A viabilidade técnica do processo, também já demonstrada [1], será também objecto de divulgação. A demonstração da durabilidade dos betões com agregados reciclados deve ser feita com investigação específica, nomeadamente tendo em conta a maior potencialidade da existências de reacções álcalis - sílica. 6. Referências [1] - Gonçalves, A. P.- Análise do Desempenho de Betões Obtidos a Partir de Inertes Reciclados Provenientes de Resíduos da Construção Dissertação de Mestrado em Construção, IST, Lisboa, 2000.