STÉFANO CHARLES MARTINS DA SILVA CONCRETO PRODUZIDO COM BRITA CALCÁRIA E RESÍDUO DE BORRACHA DE PNEU EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL AO AGREGADO MIÚDO.

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL STÉFANO CHARLES MARTINS DA SILVA CONCRETO PRODUZIDO COM BRITA CALCÁRIA E RESÍDUO DE BORRACHA DE PNEU EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL AO AGREGADO MIÚDO. MOSSORÓ-RN 2013

STÉFANO CHARLES MARTINS DA SILVA CONCRETO PRODUZIDO COM BRITA CALCÁRIA E RESÍDUO DE BORRACHA DE PNEU EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL AO AGREGADO MIÚDO. Monografia apresentada à Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof.(a) D.Sc. Marília Pereira de Oliveira UFERSA Co-orientador: Prof. M.Sc. Francisco Alves da Silva Júnior UFERSA MOSSORÓ-RN 2013

Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e catalogação da Biblioteca Orlando Teixeira da UFERSA S586c Silva, Stéfano Charles Martins da. Concreto produzido com brita calcária e resíduo de borracha de pneu em substituição parcial ao agregado miúdo / Stefano Charles Martins da Silva. -- Mossoró, RN : 2013. 67f. : il. Orientador: Profª. D. Sc. Marília Pereira de Oliveira. Coorientador: Profº. M. Sc. Francisco Alves da Silva Júnior. Monografia (Graduação) Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Graduação em Engenharia Civil, 2013. 1. Concreto. 2. Resíduos. 3. Pneus inservíveis. I. Título. CDD: 624.1834 Bibliotecária: Marilene Santos de Araújo CRB-5/1033

STÉFANO CHARLES MARTINS DA SILVA CONCRETO PRODUZIDO COM BRITA CALCÁRIA E RESÍDUO DE BORRACHA DE PNEU EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL AO AGREGADO MIÚDO. Monografia apresentada à Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. DATA DA APROVAÇÃO: _09_/_09_/2013 BANCA EXAMINADORA Prof.(a) D. Sc. Marília Pereira de Oliveira UFERSA Presidente Prof. M. Sc. Francisco Alves da Silva Júnior UFERSA Primeiro Membro Prof. M. Sc. João Paulo Matos Xavier UFERSA Segundo Membro

DEDICATÓRIA Com todo meu amor e carinho, aos meus pais Célio e Rita, e a meu irmão Stênio, os quais sempre se mostraram presentes na minha caminhada até aqui.

AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus, por estar sempre presente em minha vida, por me abençoar a cada dia com saúde e capacidade suficientes para desenvolver este trabalho. Aos meus pais Mário Célio e Maria Rita, que nunca deixaram faltar amor nessa trajetória e são a base do homem que sou hoje, agradeço a eles pelo apoio emocional, moral e financeiro durante esses anos. A meu irmão Stênio Matheus, por sempre me tomar como exemplo. A minha esposa Vanessa Ravena e meu filho Victor Elano, que mesmo distantes por alguns momentos, nunca deixaram de estar presentes, mim apoiando e incentivando na realização deste trabalho. Aos meus familiares, avós, avôs, tios, tias, primos e primas que sempre mim incentivaram. A todos os amigos do curso pela convivência agradável e enriquecedora. A equipe do laboratório de materiais da Universidade Federal Rural do Semi-Árido por ceder o laboratório para os ensaios da pesquisa. A equipe do laboratório de materiais do Instituto Federal do Rio Grande do Norte, Campus Mossoró, por ceder os equipamentos necessários para romper os corpos de prova moldados. A todos os professores que fazem parte do curso de engenharia civil da Universidade Federal Rural do Semi-Árido, em especial ao prof. Francisco Alves da Silva Júnior, por sua coorientação realmente participativa, o qual tive o prazer de conviver e aprender durante esse tempo, e cuja seriedade e dedicação procuro imitar. A todos que de alguma maneira contribuíram com mais uma etapa de minha formação profissional.

RESUMO O processo de urbanização nas grandes cidades, a diminuição da quantidade e tamanho dos aterros, o crescimento populacional e a maior utilização de materiais descartáveis geram um expressivo aumento do número de resíduos para o ambiente. Os resíduos poderão se tornar um grande auxiliador na produção de materiais alternativos de menor custo, substituindo em grande parte os agregados naturais empregados em concretos, argamassas, blocos, bases para pavimentação, etc. Paralelo ao desenvolvimento do concreto contendo resíduos sabe-se que mundialmente o número de veículos aumenta todos os anos. Esse aumento gera, entre outras coisas, subprodutos da utilização desses veículos como, por exemplo, os resíduos de borracha vulcanizada. Contudo, devido ao processo de recauchutagem, as bandas de rodagem dos pneus tornam-se resíduos. Desta maneira, conclui-se que a recauchutagem de pneus, é uma fonte que contribui em grande número para o acúmulo desse tipo de resíduo. Uma alternativa para o reaproveitamento de pneus inservíveis consiste na utilização de partículas de borracha como material de substituição parcial do agregado miúdo em concretos. No presente trabalho, são apresentados resultados experimentais de concretos de baixa resistência com diferentes taxas de substituição parcial do agregado miúdo por resíduo fibrilar de borracha de pneu, proveniente do processo de recauchutagem. Foram dosados 6 (seis) traços de concreto, utilizando brita calcária, um sem adição de resíduo, utilizado como referência, e outros cinco traços com substituições em massa do agregado miúdo (areia) por 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 e 15% de resíduo. Foi analisado as propriedades do concreto no estado fresco (trabalhabilidade) e no estado endurecido (resistência a compressão axial simples). Finalmente, os resultados obtidos revelam que é possível se obter uma taxa ótima de adição sem que ocorram perdas para a resistência à compressão do concreto com adições. Palavras-chave: Concreto; Resíduos; Pneus inservíveis.

LISTA DE FIGURAS Figura 1 Estrutura básica de um pneu... 16 Figura 2 Composição média do pneu radial... 17 Figura 3 Queima de pneu a céu aberto... 19 Figura 4 Processo de remoldagem de pneus... 22 Figura 5 Componentes do concreto... 25 Figura 6 Clínquer... 28 Figura 7 Agregados graúdos artificiais... 29 Figura 8 Ensaio de abatimento de tronco de cone... 47 Figura 9 Corpos de prova... 47 Figura 10 Maquina retificadora... 48 Figura 11 Curva granulométrica da areia... 50 Figura 12 Curva granulométrica da brita calcária... 54 Figura 13 Curva granulométrica da borracha... 58 Figura 14 Curva granulométrica da areia e borracha... 58 Figura 15 Frasco de Chapman... 59

LISTA DE TABELAS Tabela 1 Caracterizações realizadas na areia natural... 42 Tabela 2 Caracterizações realizadas no resíduo de borracha... 43 Tabela 3 Caracterizações realizadas no agregado graúdo... 44 Tabela 4 Proporção em massa dos componentes dos concretos estudados... 45 Tabela 5 Análise granulométrica Agregado miúdo (areia)... 49 Tabela 6 Porcentagem média retida Agregado miúdo (areia)... 50 Tabela 7 Massa específica da areia... 51 Tabela 8 Massa unitária da areia... 52 Tabela 9 Porcentagem média retida Agregado graúdo (brita calcária)... 53 Tabela 10 Porcentagem média retida Massa de finos (brita calcária)... 53 Tabela 11 Massa unitária da brita calcária... 55 Tabela 12 Numero de grãos a serem ensaiados para índice de forma da brita calcária... 55 Tabela 13 Resultados do índice de forma da brita calcária... 56 Tabela 14 Desgaste por abrasão Los Angeles da brita calcária... 56 Tabela 15 Porcentagem média retida Agregado miúdo (borracha tratada)... 57 Tabela 16 Massa unitária da borracha tratada... 60 Tabela 17 Trabalhabilidade dos traços de concreto... 61 Tabela 18 Resistencia a compressão axial simples do concreto aos 28 dias... 62

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 11 1.1 JUSTIFICATIVA... 11 1.2 OBJETIVOS... 12 2 REVISÃO DE LITERATURA... 13 2.1 RECICLAGEM NA CONSTRUÇÃO CIVIL... 13 2.2 PNEU... 15 2.2.1 Definição e Histórico... 15 2.2.2 Composição dos Pneus... 16 2.2.3 Pneus Inservíveis... 18 2.2.4 Borracha... 19 2.2.5 Recuperação da Borracha... 21 2.2.6 Reciclagem do Pneu... 21 2.2.7 Legislação... 23 2.3 CONCRETO... 25 2.3.1 Definição e Composição... 25 2.3.2 Cimento... 26 2.3.3 Agregados... 28 2.3.4 Água... 30 2.3.5 Propriedades do concreto fresco... 30 2.3.5.1 Trabalhabilidade... 30 2.3.5.2 Consistência... 31 2.3.5.3 Segregação e Exsudação... 32 2.3.6 Propriedades do concreto endurecido... 32 2.3.6.1 Massa específica... 32 2.3.6.2 Resistência a compressão... 33 2.3.6.3 Resistência a tração na flexão... 34 2.3.6.4 Permeabilidade e absorção... 34 2.3.6.5 Retração... 35 2.3.6.6 Fluência... 36 2.3.6.7 Durabilidade... 36 2.3.7 Aplicações do concreto... 37 2.4 CONCRETO COM BORRACHA... 38 2.4.1 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado fresco... 38 2.4.2 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado endurecido... 39 2.4.3 Durabilidade do concreto com borracha... 40 3 MATERIAL E MÉTODOS... 41 3.1 MATERIAIS... 41 3.1.1 Cimento... 41 3.1.2 Agregado miúdo... 42 3.1.2.1 Areia... 42 3.1.2.2 Resíduo de borracha de pneu... 42 3.1.3 Agregado graúdo... 43 3.1.5 Água... 44 3.2 MÉTODOS... 44 3.2.1 Dosagens... 45 3.2.2 Propriedades do concreto no estado fresco... 46

3.2.2.1 Trabalhabilidade... 46 3.2.3 Moldagem dos corpos de prova... 47 3.2.4 Propriedades do concreto no estado endurecido... 48 3.2.4.1 Ensaio de resistência à compressão... 48 4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS... 49 4.1.1 Agregado miúdo... 49 4.1.1.1 Análise granulométrica... 49 4.1.1.2 Massa específica... 51 4.1.1.3 Massa unitária... 51 4.1.2 Agregado graúdo... 52 4.1.2.1 Análise granulométrica... 52 4.1.2.2 Massa unitária... 54 4.1.2.3 Índice de forma... 55 4.1.2.4 Desgaste por abrasão Los Angeles... 56 4.1.3 Resíduo de borracha... 57 4.1.3.1 Análise granulométrica... 57 4.1.3.2 Massa específica... 59 4.1.3.3 Massa unitária... 59 4.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO... 60 4.2.1 Trabalhabilidade... 60 4.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO... 61 4.3.1 Resistencia a compressão... 61 5 CONCLUSÕES... 63 REFERÊNCIAS... 64

11 1 INTRODUÇÃO A proteção do meio ambiente pela diminuição da poluição ambiental tem sido objeto de grande preocupação entre as entidades governamentais. Diversos estudos têm sido realizados para esta diminuição, e os pneus descartados, chamados inservíveis, acumulados em aterros sanitários e em diversos outros lugares e descartados irregularmente, apresentam um grande risco ao meio ambiente, pois, este produto não apresenta uma degradação rápida e os seus componentes podem permanecer intactos por mais de 150 anos. No Brasil, esta preocupação tem sido crescente nos últimos anos, inclusive, se destacando com a Resolução 301 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, publicada no Diário Oficial do dia 21 de Março de 2002, que dificultou a concessão de liminares que permitiam a entrada externa de pneus usados e remoldados. Na Resolução 258/1999, então alterada pela 301/2003, ficou estabelecida a obrigatoriedade do recolhimento dos pneus usados pelos fabricantes ou importadores, porém, não foram citadas explicitamente as resoluções 23/1996 e 235/1998, que proibiam a importação de pneus reformados. A brecha foi usada para a obtenção de liminares, que alegavam estarem revogadas as resoluções anteriores. Até que em 2009 entrou em rigor a Resolução 416 que revoga as resoluções CONAMA nº 258, de 26 de agosto de 1999, e nº 301, de 21 de março de 2002. A proibição de importação de pneus usados, estabelecida pela Resolução 23 do CONAMA, vigora desde 1996, e foi recentemente revogada pela Resolução 452/2012, mas as empresas continuaram a importar com base em liminares. A fragilidade da legislação e a falta de incentivo à reciclagem têm contribuído para o aumento de pneus inservíveis que se acumulam nos escassos aterros sanitários, causando prejuízos para o meio ambiente e para a saúde pública, com o aumento do risco de doenças como a dengue e a febre amarela (GOMES, 2007). O aproveitamento de materiais reciclados constitui, portanto, uma ação imprescindível tanto para a preservação de recursos naturais, quanto para viabilização de produtos alternativos com custo mais reduzido. 1.1 JUSTIFICATIVA

12 A transformação de resíduos sólidos em novos produtos utilizáveis constitui uma solução criativa que permite a otimização dos recursos econômicos, em que o material descartável passa a ser a matéria-prima de novos produtos. A reciclagem contribui para a preservação do meio ambiente, sendo do ponto de vista ambiental uma grande alternativa para a manutenção da qualidade de vida. Desta forma, torna-se importante o estudo da viabilidade do uso de pneus inservíveis, aproveitando a matéria-prima reciclada e preservando, assim, as reservas naturais de borracha. Considerando a disponibilidade de grande volume de pneus inservíveis, acredita-se que é possível a utilização desse resíduo na construção civil, para a fabricação de produtos comercializáveis. A borracha reciclada de pneu inservível apresenta propriedades técnicas que podem ser interessantes para seu uso em aplicação como agregado ao concreto (GOMES, 2007). O concreto produzido com borracha reciclada de pneu poderá apresentar características físicas, mecânicas e ambientais que possibilitarão o seu uso na construção civil. 1.2 OBJETIVOS Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por objetivo a investigação do desempenho da utilização do resíduo de borracha de pneu na composição do concreto. Procurando averiguar, com base em resultados experimentais de diferentes traços, as propriedades mecânicas do concreto formado com resíduo de borracha de pneu proveniente do processo de recauchutagem, tratado com solução de NaOH (Hidróxido de sódio). Contribuindo desta forma com indicações de estratégias para a solução do problema de descarte do pneu após sua vida útil. Visando com isso, demonstrar principalmente, porcentagens consideráveis da substituição da areia por resíduo de borracha de pneu em uma determinada dosagem, que não altere significativamente as propriedades mecânicas do concreto simples. Possibilitando aplicações em calçadas, meio-fio, e demais usos onde não requer a aplicação de concreto estrutural.

13 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 RECICLAGEM NA CONSTRUÇÃO CIVIL Resíduos são subprodutos gerados por processos econômicos, incluindo atividades extrativistas, produção industrial e de serviços. Alguns exemplos de resíduos são: escória de alto forno, cinza volante, pneus inservíveis, lodo de estação de tratamento de esgoto, entulho da construção civil, caco de vidro, tecido, papel usado entre outros. Os resíduos urbanos estão, frequentemente, associados a tudo que não presta e precisa ser afastado da sociedade. No entanto, o lixo é constituído por uma parcela de 40% de materiais recicláveis. Os problemas ambientais ocasionados pelos resíduos sólidos aparecem de formas variadas, desde a escassez de alguns elementos naturais até a poluição generalizada dos ecossistemas terrestres. A deposição dos resíduos em aterros sanitários acarreta o desperdício, por um tempo indefinido de um recurso limitado: o solo. A concentração de resíduos perigosos nos aterros sanitários sempre está sujeita a acidentes de graves consequências. Segundo FREITAS (2007) no caso específico do pneu pode ocorrer à lixiviação de seus componentes contaminando o solo e prejudicando microrganismos presentes ou a ruptura da camada impermeabilizante do aterro sanitário devido ao afloramento do pneu na superfície. Reciclagem é o conjunto de atividades que torna possível o reaproveitamento ou utilização dos resíduos sólidos que são considerados lixo. A reciclagem pode ser uma alternativa viável para minimizar os danos causados pelo consumo das matérias-primas e energia. A consolidação da reciclagem na construção civil como uma prática sustentável é devida à atenuação dos riscos de impactos ambientais e a redução de custos para produção no setor. O papel de reciclador, realizado pelo concreto, garante não apenas um destino seguro para subprodutos poluidores, mas também uma economia da energia utilizada nos processos de produção e o aumento da vida útil das fontes naturais de matéria-prima (FREITAS, 2007). O setor da construção civil é um dos maiores consumidores de matérias-primas naturais. Estima-se que a construção civil consuma algo entre 20 e 50% do total de recursos naturais extraídos pela sociedade. Segundo FRANÇA (2004) a construção civil é responsável

14 pelo consumo de 30% dos recursos naturais extraídos, este percentual equivale a 220 milhões de toneladas de agregados naturais por ano. Para que seja viável o uso de determinado resíduo pela indústria da construção civil este deve obedecer a alguns critérios. A quantidade de material disponível deve ser grande o suficiente para que se possa justificar o desenvolvimento de sistemas de manuseio, processamento e transporte. As distâncias de transporte envolvidas devem ser competitivas em relação aos materiais convencionais. O resíduo não deve ser potencialmente nocivo durante a construção ou posteriormente à sua incorporação na estrutura Atualmente a indústria da construção civil recicla, rotineiramente, resíduos como a escória de alto forno, pozolana, argila calcinada e cinza volante. A reciclagem de outros resíduos pelo setor da construção civil como adição no concreto continua sendo estudada, alguns exemplos são: carpetes, resinas de polietileno tereftalato (PET), resíduos de serragem de mármore e granito, cinza de bagaço de cana de açúcar, cinza de casca de arroz e resíduos de pneu que foi tomado como base de estudo da pesquisa. JOHN (2000) considera que a reciclagem de resíduos na construção civil pode resultar na oferta de uma maior quantidade de produtos alternativos, além de soluções mais adequadas para situações específicas. As aplicações mais adequadas para a reciclagem são aquelas que, além de minimizar a necessidade de separação, classificação e transformação industrial do produto, minimizam o risco de lixiviação ou volatização de eventuais materiais e resultam em um produto reciclável com vantagens competitivas sobre os já existentes no mercado. A utilização de resíduos de pneus, como material de construção é uma maneira de diversificar e aumentar a oferta de materiais de construção, viabilizando eventuais reduções de preço. As aplicações mais comuns na engenharia civil Segundo FREITAS (2007) incluem: material de enchimento de peso leve; drenagem em campo séptico; aterro em estradas; suporte de base de estradas; sistema de drenagem de gases em aterros sanitários; material para compostagem; estabilizadores de encostas; controle de erosão, diques, barragens; isolante térmico e acústico; drenagem em aterro sanitário; aditivos para pavimentos asfálticos e pistas esportivas; cobertura de parques infantis e outras.

15 2.2 PNEU 2.2.1 Definição e Histórico O pneu é o componente de interface entre o veículo e o solo, ele atua transmitindo e recebendo esforços provenientes de acelerações, desacelerações e de impactos. O pneu, componente imprescindível ao funcionamento dos veículos, passou por muitas etapas desde sua origem, no século XIX, até atingir a tecnologia atual. A invenção do pneu remonta há mais de um século e possui fatos curiosos que até causaram a falência de alguns empresários. A borracha, por exemplo, não passava de uma goma grudenta utilizada para impermeabilizar tecidos e apresentava sério risco de se dissolver quando exposta a temperaturas elevadas. Para mudar esse cenário, muitos experimentos iniciados pelo americano Charles Goodyear, por volta de 1830, confirmaram acidentalmente que a borracha cozida a altas temperaturas com enxofre mantinha suas condições de elasticidade no frio ou no calor. Estava descoberto o processo de vulcanização da borracha que, além de dar forma ao pneu, aumentou a segurança nas freadas e diminuiu as trepidações nos carros (ANIP, 2013). Alguns anos mais tarde, em 1845, os irmãos Michelin foram os primeiros a patentear o pneu para automóvel. As etapas iniciais de desenvolvimento dos pneus ainda passaram pelo feito do inglês Robert Thompson que, em 1847, colocou uma câmara cheia de ar dentro dos pneus de borracha maciça. A partir de 1888, com a utilização do pneu em larga escala, as fábricas passaram a investir mais em sua segurança. Segundo a ANIP (2013), produção brasileira de pneus ocorreu em 1934, quando foi implantado o Plano Geral de Viação Nacional. No entanto, a concretização desse plano aconteceu em 1936 com a instalação da Companhia Brasileira de Artefatos de Borracha, mais conhecida como Pneus Brasil, no Rio de Janeiro, que em seu primeiro ano de vida fabricou mais de 29 mil pneus. Entre 1938 e 1941, outras grandes fabricantes do mundo passaram a produzir seus pneus no País, elevando a produção nacional para 441 mil unidades. No final dos anos 1980, o Brasil já tinha produzido mais de 29 milhões de pneus.

Desde então, o Brasil conta com a instalação de 15 fábricas de pneus, das quais cinco internacionais: Bridgestone, Continental, Goodyear, Michelin e Pirelli. 16 2.2.2 Composição dos Pneus O pneu é formado por diversos componentes, cada um com uma formulação própria para melhorar seu desempenho específico, ou seja, pode-se encontrar em um único pneumático mais de uma dezena de compostos de borracha. Com o objetivo de propiciar durabilidade ao pneu este é planejado para condições extremas de uso. Segundo GOMES (2007) o pneu é composto basicamente de carcaça, flancos, talão e banda de rodagem. Na Figura 1 está ilustrada a estrutura básica de um pneu. Figura 1 Estrutura básica de um pneu Fonte: GOMES (2007) A carcaça é a estrutura esquelética do pneu e constitui-se de uma lona de poliéster, náilon ou aço, disposta diagonalmente ou radialmente. Um pneu só se torna descartável quando a lona se rompe, se torna fisicamente prejudicado, ou não pode ser recauchutado. Segundo ANTONELLI (2011), o pneu é considerado inservível quando não tem mais condições de ser reformado.

17 Os flancos são elementos de borracha de alta flexibilidade, dispostos lateralmente e que visam proteger a carcaça. O talão é composto por um anel formado a partir de um agrupamento de arames de aço dispostos de forma paralela, visando o acoplamento do pneumático ao aro. A banda de rodagem é a parte do pneu que entra em contato com a pista de rolamento e é composta por borracha vulcanizada (GOMES, 2007). A Figura 2 representa a composição média de pneus radiais para automóveis. Figura 2 Composição média do pneu radial Fonte: FREITAS (2007) Para FREITAS (2007) componente borracha representa mais de 40% do peso total do pneu. Durante o processamento do pneumático são usados aditivos para melhorar certas propriedades do pneu. O negro de fumo é incorporado para aumentar a resistência mecânica, o enxofre é utilizado no processo de vulcanização da borracha e a sílica amorfa reduz o atrito do pneu com o pavimento. A borracha natural garante as propriedades elásticas, e a sintética fornece a estabilidade térmica (GRANZOTO, 2010). No Brasil, a maior parte da borracha produzida industrialmente é usada na fabricação de pneus, correspondendo a 70% da produção. A maior parte dos pneus hoje é feita de 10% de borracha natural (látex), 30% de petróleo (borracha sintética) e 60% de aço e tecidos (tipo lona), que servem para fortalecer ainda mais a estrutura (BNDES, 2013).

18 2.2.3 Pneus Inservíveis O Conselho Nacional do meio ambiente (CONAMA) define como pneu inservível aquele pneu usado que apresente danos irreparáveis em sua estrutura não se prestando mais à rodagem ou à reforma. Segundo KAMIMURA (2002), um pneu se torna inservível quando está fisicamente prejudicado, a lona se rompe, ou não pode ser recauchutado. Pneu inservível é aquele que não mais se presta a qualquer tipo de uso como pneu, não sendo possível ser reformado (recapagem, recauchutagem ou remoldagem). Segundo (CONAMA RESOLUÇÃO 416/2009) um pneu reformado é aquele que foi submetido a processo de reutilização da carcaça com o fim específico de aumentar sua vida útil, como: Recapagem: processo pelo qual um pneu usado é reformado pela substituição de sua banda de rodagem; Recauchutagem: processo pelo qual um pneu usado é reformado pela substituição de sua banda de rodagem e dos ombros; Remoldagem: processo pelo qual um pneu usado é reformado pela substituição de sua banda de rodagem, ombros e toda a superfície de seus flancos. Segundo dados do CEMPRE (2013), a queima de pneus para aquecer caldeiras é regulamentada por Resolução do Conama. Ela determina que a fumaça emanada se enquadre no padrão I da escala de Reingelmann para a totalidade de fumaças. Os principais usuários de pneus em caldeiras são as indústrias de papel e celulose e de produtos alimentícios, e em fornos rotativos são as fábricas de cimento, que podem usar até a carcaça inteira e aproveitam alguns óxidos contidos nos metais dos pneus radiais. A queima a céu aberto, como mostra a Figura 3, que libera emissões gasosas e gera fumaça negra de forte odor, nas quais estará presente o dióxido de enxofre, é proibida em vários países, inclusive no Brasil.

19 Figura 3 Queima de pneu a céu aberto Fonte: FREITAS (2007) O pneu inservível é um problema mundial, caso não seja devidamente coletado e destinado pode comprometer o meio e até provocar incêndios, pela ignição de elementos inflamáveis que contém. Cada pneu queimado libera cerca de 10 l de óleo que pode percolar o solo e atingir o lençol freático (FREITAS, 2007). Pelo volume e características, os pneus inservíveis são contra indicados em aterros sanitários, apresentam baixa compressibilidade e reduzem a vida útil dos aterros sanitários, outro inconveniente é que absorvem os gases liberados pela decomposição de resíduos e incham, estourando a cobertura dos aterros. Em 1999, segundo estimativas da ABIP (Associação Brasileira da Industria de Pneumáticos Remoldados), havia cerca de 100 milhões de carcaças de pneus lançadas no território brasileiro. 2.2.4 Borracha Os elastômeros, ou borrachas, ou, ainda, com propriedades físicas parecidas com as da borracha, são materiais poliméricos, que é um material formado por sucessivas ligações químicas de grande número de moléculas fundamentais, cujas dimensões podem variar bastante, quando submetidas a tensões mecânicas e que voltam às dimensões iniciais, ou quase, quando se retira a tensão responsável pela deformação. Segundo ANTONELLI (2011),

20 a borracha empregada, para utilização na modificação do ligante, deve possuir algumas características, tais como: o material deve ser uniforme, tanto física quanto quimicamente (facilita a mistura e torna o processo constante), ser livre de metais e conter baixos teores de fibras. A borracha natural ou sintética é resultado da coagulação do látex de determinadas plantas, sendo a Hevea Brasiliensis, nome científico dado a popular seringueira, a principal. Por acidente, Charles Goodyear descobriu, em 1840, o processo de vulcanização da borracha, que consistia no aquecimento do látex na presença de enxofre, formando ligações cruzadas nos polímeros e desenvolvendo uma estrutura tridimensional mais rígida e resistente. Essa descoberta alavancou o uso da borracha e processos melhorados de vulcanização, tornou a borracha um produto internacional de grande utilidade. Foi justamente nesta época que a Região Norte do país experimentou um momento de grande prosperidade, tornando-se a região econômica do país, no início do século XX. No entanto, as condições criadas, durante a Primeira Guerra Mundial, fizeram com que a Alemanha desenvolvesse um produto sintético com as propriedades da borracha natural, dando início à industrialização da borracha sintética (CAVALCANTI, 2009). Comercialmente, a borracha é produzida a partir do látex da árvore Hevea brasiliensis, sendo cultivada em plantações que se localizam em regiões tropicais do sudeste asiático, especialmente na Malásia e na Indonésia. Segundo ANTONELLI (2011), origem da borracha natural é um líquido leitoso, denominado látex, que é uma suspensão de partículas de borracha muito pequenas. O látex líquido é recolhido das árvores, sendo levado para um centro de processamento, para ser diluído até um teor de cerca de 15% de borracha e coagulado com ácido fórmico, que é um ácido orgânico. O material coagulado é, incontinenti, comprimido em rolos, com a finalidade deremover a água e a produzir uma folha de material. Essas folhas são secas, ou através de uma corrente de ar quente ou, ainda, pelo calor de uma chama com fumo, isto é, folhas de borracha defumadas. As folhas, bem como outros tipos de borracha em bruto, são laminadas, geralmente, entre cilindros pesados, em que a ação mecânica de corte provoca uma quebra de algumas das cadeias poliméricas longas, reduzindo, assim, o seu peso molecular médio. A quantidade de resíduos sólidos provenientes de indústria de borracha e do descarte de pneumáticos inservíveis tem levado a vários estudos acerca da utilização destes materiais reciclados na indústria, motivados, principalmente, pelo grande volume de resíduos gerados e seu longo período de deterioração. Várias tentativas de reciclagem têm sido testadas,

21 confecção de tapetes e solados de borracha, estabilização de taludes e controle de erosão com mantas de pneus, uso como combustível, etc. Entretanto, com o grande volume de material gerado, principalmente em países onde o transporte rodoviário é predominante, os pesquisadores têm vislumbrado, como uma das únicas alternativas, a utilização de farelo ou pó de pneu incorporado em concretos. A utilização da borracha reciclada de pneus usados em concreto pode ser uma solução para atenuar o problema da disposição deste resíduo. 2.2.5 Recuperação da Borracha A borracha pode ser recuperada por processo químico ou físico. Na recuperação física as ligações tridimensionais do elastômero são quebradas por meio de diferentes fontes de energia. Agentes químicos são utilizados, sob pressão e temperatura elevadas, para reaproveitamento da borracha por processo químico (KAMIMURA, 2002). Segundo FREITAS (2007), antes de iniciar o processo de recuperação propriamente dito é necessário separar a borracha vulcanizada de outros componentes, como fibras de náilon e aço. Após o processo de trituração as lascas são purificadas por peneiramento. O produto passa por processos químicos para desvulcanização. A borracha desvulcanizada é refinada em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme, ou extrudada para a obtenção de grânulos de borracha. O produto regenerado deve ser considerado como matéria-prima para a produção de artefatos como tapetes, pisos industriais, sinalizadores de trânsito, bolas de borracha, solados de calçados e quadras esportivas. A quantidade média de borracha regenerada nestes produtos varia de 5 a 15%, podendo chegar a 100% em produtos como manta e lençóis. 2.2.6 Reciclagem do Pneu Depois de usada, a borracha do pneu não pode voltar à produção de um novo pneu, no entanto, existem processos que substituem os componentes mais comprometidos do pneu usado e permitem o aumento de sua vida útil.