SUSTENTABILIDADE NA PRODUÇÃO DO CIMENTO PORTLAND

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1 SUSTENTABILIDADE NA PRODUÇÃO DO CIMENTO PORTLAND ADIÇÃO MINERAL, RECICLAGEM DO CP, ECOCIMENTO E COPROCESSAMENTO DILSON WESNER GIOVANNA FACUNDES JULIA BALEN KARINA MENDES NICOLE AGUIRRE

2 INTRODUÇÃO

3 INTRODUÇÃO Cimento portland é a marca da civilização atual Intenso consumo do cimento Portland: escala mundial 600kg/hab em 2015 Indústria do cimento é altamente poluente: 5% da emissão mundial de CO2 (CSI, 2002). Matriz mundial de emissões de CO2 Fonte: CSI, 2002

4 PROCESSO DE CLINQUERIZAÇÃO: MACROIMPACTO Fontes de emissão de CO2 na indústria cimenteira (MDIC, 2012).

5 FONTE: SNIC, 2015

6 Medidas para um Cimento Portland menos poluente Aquecimento global e mudanças climáticas SUSTENTABILIDADE: Produção sem agredir o meio ambiente e utilizar recursos naturais de forma inteligente para que se mantenham no futuro. Indústria cimenteira: foco no desenvolvimento de tecnologias e métodos de produção para diminuissão de poluentes atmosfericos

7 Medidas para um Cimento Portland menos poluente CSI (Iniciativa para a Sustentabilidade do Cimento) orientada pela WBCSD (Conselho Empresarial Mundial para o Desenvolvimento Sustentável ) desenvolveu um plano de ação para produção de um cimento Portland mais sustentável: Alteração de plantas fabris, de modo a haver captura da emissão dos gases; Coprocessamento de resíduos nos fornos de clinquerização; Substituição parcial do cimento por outros materiais; Modificação da formulação do cimento de modo a liberar menos CO2;

8 ADIÇÃO MINERAL

9 Adições minerais no Cimento Portland Benefícios à sociedade: Principalmente, por reduzir o consumo de energia e poluição do ar gerados pela produção do cimento Redução do uso do clínquer pela indústria cimenteira Na queima do clínquer, elevadas quantidades de dióxido de carbono (CO2) são liberadas para a atmosfera, agravando o efeito estufa Quando se substitui parte de cimento Portland por cinza volante, cinza de casca de arroz, escória de alto-forno, sílica ativa, cada uma destas adições minerais atua de modo distinto, de acordo com sua granulometria e atividade química ou física.

10 Adições minerais no Cimento Portland De acordo com o tipo de adição e dosagem, diversas características importantes podem ser obtidas como a melhoria da resistência na zona de transição entre a pasta e o agregado, melhoria da coesão, diminuição da exsudação, influência na resistividade elétrica, aumento da resistência química e etc.

11 Adições minerais no Cimento Portland

12 Adições minerais no Cimento Portland CINZA DA CASCA DE ARROZ: Tem como principal característica o alto teor de sílica, o que permite sua aplicação como material pozolânico. Pode ser utilizada para a geração de combustível para suprir equipamentos de queima, como por exemplo, caldeiras e fornalhas. Esse resíduo também pode se constituir em uma fonte alternativa para a produção de energia, pois a casca de arroz tem um elevado poder calorífico.

13 ECOCIMENTO

14 BACTÉRIAS e RESÍDUOS PROPOSTA: Utilização da bactéria Sporosarcina pasteurii em uma mistura com uréia, areia, resíduos de cimento industrial reaproveitado e cinzas de arroz. VANTAGENS: - Economia de energia - Sem custos adicionais DESVANTAGENS: - Adequado para a construção de paredes, mas não resistente o suficiente para substituir o concreto tradicional

15 PROPOSTA: CANA DE AÇÚCAR - Substituição de parte do clínquer na produção do cimento por bagaço de cana de açúcar. VANTAGENS: - Redução nas emissões de CO2 - Valorização do resíduo da cana de açúcar DESVANTAGENS: - Ainda não se sabe sobre a resistência mecânica CARBONATO DE MAGNÉSIO PROPOSTA: - Substituição total do carbonato de cálcio utilizado na produção do cimento por carbonato de magnésio. VANTAGENS: - Economia de energia - Redução nas emissões de CO2 DESVANTAGENS: - Ainda não se sabe sobre a resistência mecânica

16 VANTAGEM: MENORES EMISSÕES Quadro comparativo entre as emissões nas produções do ECOCIMENTO GGBS e o cimento comum CEM1:

17 RECICLAGEM

18 REUTILIZAÇÃO DO ENTULHO NA CONFECÇÃO DE CONCRETO O PROBLEMA O descarte de materiais provenientes da demolição de obras relacionadas a construção civil causam grandes impactos ambientais, contribuindo para a degradação de ecossistemas e sendo um dos maiores produtores de resíduos sólidos em áreas urbanas. Estima-se que a indústria da construção civil utiliza cerca de 75% de recursos naturais. UMA ALTERNATIVA Segundo a resolução CONAMA nº 307/2002, em seu art. 3º, define o Cimento Portland como resíduo classe A, que pode ser reutilizado ou reciclado como agregado, sendo assim, a utilização de material sólido proveniente de descarte da construção civil pode ser uma excelente estratégia para a diminuição dos impactos ambientais.

19 PROPRIEDADE DOS MATERIAIS Antes da utilização de entulho da construção civil como agregado, é necessário saber sua durabilidade, nesse quesito, a Universidade Federal de Campina Grande desenvolve estudos para testar as propriedades do concreto utilizando esse material alternativo para a fabricação de blocos. Apesar dos resultados inconclusivos, os trabalhos mostram que o teor de umidade das amostras crescem com o acréscimo de entulho utilizado, mas, a perda de massa tende a diminuir e a resistência aumenta.

20 E0 E30 E60 E100 ENVELHECIMENTO 7,09 7,8 9,29 12,32 NORMAL 8,91 9,85 11,24 12,35 Resultados de absorção (%) dos corpos-de prova para cada composição, conforme os ciclos de envelhecimento por molhagem e secagem. Fonte: Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.1, 2 (2006)

21 Perda de massa das amostras. Fonte: Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.1, 2 (2006) Resistência à compressão simples das amostras. Fonte: Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.1, 2 (2006)

22 COPROCESSAMENTO

23 Coprocessamento do Cimento Portland Consiste na destruição total térmica de resíduos, e assim a substituição parcial da matéria-prima e do combustível na produção do clínquer. (ECYCLE, 2013) Coprocessamento Coincineração Resíduo utilizado como fonte de calor e também como matéria-prima. Resíduo para a finalidade de combustível substituto e a sua queima tem como fim apenas a geração de energia.

24 Os resíduos Fonte: COPROCESSAMENTO, 2017 Fonte: VOTORANTIM, 2015 ATERRAR TRATAR RECICLAR REDUZIR EVITAR

25 COMPONENTES ORGÂNICOS COMPONENTES NÃO ORGÂNICOS DESTRUIÇÃO (99%) ALTA TEMPERATURA ALTA TURBULÊNCIA LONGO TEMPO CINZAS SOLUÇÃO SÓLIDA CO2 + H20 CLÍNQUER Fonte: MECATRONICS Fonte: CIMENTO, 2011

26 Vantagens e Desvantagens: Preservação de recursos energéticos não-renováveis; Preservação de jazidas; Redução da emissão de gases de efeito estufa; Evita a geração de passivos ambientais; Não há geração de subprodutos,total incorporação no processo de fabricação do clínquer; Há o risco de contaminação pelo uso indevido de determinados resíduos como resíduos radioativos, explosivos, hospitalares,etc.

27 Confiabilidade e sustentabilidade Os materiais coprocessados devem ser previamente aprovados e dosados seguramente. O monitoramento na chaminé permite acompanhamento de parâmetros tais como material particulado, (CO), (SOx), (NOx) e monitoramento de metais pesados O encontro das matérias-primas à altas temperaturas favorece a condensação de metais pesados, sendo depois absorvidos devido ao atrito do forno; Atmosfera alcalina favorece a neutralização dos contaminantes ácidos. Os contaminantes reagem com outros materiais no interior do forno, tornando-se inertes e insolúveis e assim incorporados ao cimento.

28 CONCLUSÕES

29 A indústria de cimento no Brasil se sustenta sobre três pilares: TECNOLOGIA dos equipamentos, COPROCESSAMENTO de resíduos e ADIÇÕES para a fabricação do cimento. Em 2010 o setor deixou de emitir 18 milhões de toneladas de CO₂. De 1995 a 2005, a emissão de gases foi inversamente proporcional ao aumento de produção. No mesmo período, a indústria de cimento cresceu 52% e a emissão de CO₂ diminuiu 38%. Brasil é declarado como referência mundial na diminuição da emissão de CO₂ por tonelada de cimento. (ABCP, 2012)

30 Referências bibliográficas EQUIPE ECYCLE (Ed.). Como ocorre o processo de produção do cimento e quais são seus impactos ambientais? [ca 2016]. Disponível em: < Acesso em: 22 out MAURY, Maria Beatriz; BLUMENSCHEIN, Raquel Naves. Produção de cimento: Impactos à saúde e ao meio ambiente CARVALHO, José Maria Franco de. Cimentos mais sustentáveis Disponível em: < Acesso em: 22 out OLI (Ed.). Produção e Consumo de Cimento no Brasil Disponível em: < Acesso em: 22 out ROCHA, Sônia Denise Ferreira; LINS, Vanessa de Freitas Cunha. Aspectos do coprocessamento de resíduos em fornos de clínquer f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia, Ufmg, Belo Horizonte, KIHARA, Yushiro. Coprocessamento de Resíduos em Fornos de Cimento: Resíduos Urbanos. Disponível em: < coproc-cmrrfinall-v1.pdf> KOMATSU, Carlos Eduardo. Coprocessamento de resíduos industriais em fornos clínquer. Anais da 4ª Feira Internacional de Meio Ambiente Industrial, 2004.

31 OLIVEIRA, SANTOS, LIRA, MELO, NEVES. Durabilidade de Compósitos de Concreto de Cimento Portland Produzidos com Agregados Reciclados da Construção Civil Disponível em: < SANTOS, Artur de Lima; OLIVEIRA, Nicole Rodrigues de. Fabricação e reciclagem do cimento portland nos canteiros de obras NO estado de Pernambuco Disponível em: < MARINHO, Gabriel Pereira. Avaliação da influência dos agregados reciclados produzidos em britadores de mandíbula e de impacto nas propriedades de argamassas de revestimento f. Tese (Mestrado) - Curso de Engenharia, UFPR, PARANÁ, 2016.