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Uso de resíduos como materiais para construção civil - Coggle Diagram
Uso de resíduos como materiais para construção civil
Resumo
Preocupação crescente com o descarte de resíduos químicos de indústrias e instituições acadêmicas [1]
Indústria da construção reconhecida como uma das atividades mais importantes para o desenvolvimento econômico e social, mas também grande geradora de impactos ambientais [2]
Resíduos de construção e demolição (RCD) representam uma porcentagem significativa dos resíduos sólidos urbanos (41-70% nas cidades brasileiras) [2]
Reciclagem de RCD e sua reutilização na construção civil como matéria-prima alternativa ganha força entre pesquisadores [2]
A indústria cerâmica é vista como uma fonte economicamente viável e ecologicamente correta para reciclagem de resíduos [3]
Introdução
2.1 Preocupações Ambientais
Aumento da preocupação com o descarte final de resíduos químicos nas últimas décadas [1]
Muitas fontes de poluição passam despercebidas, incluindo resíduos gerados em laboratórios de ensino, pesquisa, análises clínicas e prestadores de serviços [1]
Resíduos contendo metais pesados são uma grande preocupação devido à toxicidade e acúmulo em compartimentos ambientais (solo, água e ar) [1]
2.2 Impacto da Indústria da Construção
Indústria da construção consome entre 20-50% dos recursos naturais globalmente [2]
Extração de materiais inertes (areia, cascalho) modifica perfis de rios e introduz problemas ambientais [2]
Rápida urbanização levou a taxas alarmantes de geração de RCD [2]
2.3 Estatísticas de Geração de Resíduos
Na União Europeia, cerca de 850 milhões de toneladas de RCD são geradas anualmente (31% do total de resíduos) [2]
Nos Estados Unidos, 60 milhões de toneladas, e no Japão, 12 milhões de toneladas de RCD são geradas anualmente [2]
RCD representa 20-30% do fluxo de resíduos sólidos em países desenvolvidos, potencialmente maior em outros [2]
2.4 Contexto Brasileiro
Até 2002, o Brasil não tinha políticas públicas para resíduos gerados pelo setor da construção [2]
Em 5 de julho de 2002, entrou em vigor a Resolução CONAMA nº 307, estabelecendo diretrizes para a gestão de RCD [2]
Em 2010, foi promulgada a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), definindo como o país deve descartar seus resíduos [2]
Revisão Bibliográfica
3.1 Panorama Geral
A utilização de resíduos como matérias-primas alternativas na construção civil tem sido objeto de estudo intensivo nas últimas décadas [1, 2, 3]
A busca por soluções sustentáveis tem impulsionado pesquisas em diversas áreas, incluindo cerâmica, concreto e materiais compósitos [2, 3, 8]
3.2 Resíduos da Indústria do Couro
Basegio et al. (2002) investigaram a viabilidade da imobilização de lodo de curtume em produtos cerâmicos. Os resultados mostraram que o cromo, principal contaminante, pode ser efetivamente imobilizado na matriz cerâmica. As propriedades mecânicas dos produtos cerâmicos com lodo incorporado foram comparáveis às de tijolos convencionais
3.3 Resíduos da Indústria Galvânica
Balaton et al. (2002) estudaram a incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha [7]
A pesquisa demonstrou a viabilidade técnica desta incorporação, embora sejam necessários mais estudos sobre a inertização dos resíduos [7]
3.4 Resíduos de Fibra de Vidro
Risson et al. (1998) investigaram o reaproveitamento de resíduos de laminados de fibra de vidro em placas reforçadas de resina poliéster [8]
A incorporação do resíduo afetou as propriedades mecânicas do produto final, com redução na resistência à flexão e ao impacto, no entanto, observou-se um aumento na resistência à tração com a adição de 20% de resíduo [8]
3.5 Resíduos da Construção e Demolição (RCD)
Brasileiro e Matos (2015) realizaram uma revisão bibliográfica sobre a reutilização de RCD na indústria da construção civil [2]. A reciclagem de RCD tem se tornado uma realidade em várias cidades brasileiras desde a década de 1990. Aplicações bem-sucedidas incluem o uso em pavimentação de ruas e como agregados para concreto
3.6 Lodo da Indústria Têxtil
Herek et al. (2001) estudaram a solidificação/estabilização do lodo da indústria têxtil em material cerâmico. A pesquisa demonstrou a possibilidade de incorporar grandes quantidades de lodo na fabricação de materiais de construção (cerâmica vermelha)
3.7 Tendências e Desafios Futuros
A literatura aponta para uma crescente aceitação e implementação de técnicas de reciclagem de resíduos na construção civil [1, 2, 3]. Desafios persistentes incluem a variabilidade na composição dos resíduos e a necessidade de garantir a segurança ambiental dos produtos finais [6, 7]. Pesquisas futuras devem focar na otimização dos processos de incorporação e na avaliação do ciclo de vida dos produtos com resíduos incorporados [2, 3]
Objetivos
Desenvolver métodos alternativos e eficazes para substituir o simples descarte de resíduos em aterros [1]
Valorizar lodos e resíduos de diferentes naturezas, utilizando-os como matéria-prima para produção de material utilizável [1]
Reduzir impactos ambientais da indústria da construção [2]
Promover a reciclagem e reutilização de RCD na construção civil [2]
Encontrar opções tecnológicas capazes de converter resíduos em novos materiais para o mercado [3]
Utilizar a indústria cerâmica como fonte economicamente viável e ecologicamente correta para reciclagem de resíduos [3]
Avaliar a viabilidade da imobilização de lodo de curtume através da produção de produtos cerâmicos [6]
Investigar a incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha [7]
Estudar o reaproveitamento de resíduos de laminados de fibra de vidro na confecção de placas reforçadas de resina poliéster [8]
Materiais e Métodos
5.1 Tipos de Resíduos Estudados
Resíduos de construção e demolição (RCD) [2]
Resíduos industriais e urbanos [3]
Lodo de estações de tratamento de águas residuais da indústria têxtil [4]
Resíduo de lodo fosfático [5]
Lodo de curtume [6]
Resíduos sólidos galvânicos [7]
Resíduos de laminados de fibra de vidro [8]
Resíduo de CuSO4 [1]
5.2 Técnicas de Caracterização
Perda ao fogo [4]
Análise térmica gravimétrica e diferencial [4]
Difração de raios X [4]
Análise da composição química e mineralógica [4]
Absorção de água, porosidade, retração linear e resistência à ruptura transversal [6]
Testes de lixiviação de acordo com regulamentações brasileiras e alemãs [6]
Estudos preliminares de emissões atmosféricas [6]
5.3 Métodos de Incorporação
Mistura de resíduo de CuSO4 com cimento, cal e areia em várias proporções [1]
Mistura de resíduo de CuSO4 com cimento, cal e areia em várias proporções [1]
Incorporação de resíduo de lodo fosfático em blocos cerâmicos (tijolos) [5]
Mistura de lodo de curtume e argila em diferentes proporções [6]
Incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha [7]
Incorporação de resíduos de laminados moídos em placas de resina poliéster pelo processo de moldagem por compressão de preformas (BMC) [8]
5.4 Procedimentos de Teste
Testes de resistência mecânica [1] [5]
Análise de porosidade [1]
Testes de lixiviação e solubilização [1] [5]
Testes de resistência à compressão para tijolos [5]
Testes de emissões atmosféricas durante o processo de queima [6]
Ensaios de tração, impacto Charpy e dureza do material [8]
5.5 Escala dos Experimentos
Experimentos em escala laboratorial [4] [5]
Testes em escala industrial [5]
As propriedades mecânicas das amostras com lodo de curtume foram similares às especificadas para tijolos cerâmicos [6]
Todos os testes de lixiviação mostraram que o principal contaminante do lodo, o cromo, pode ser imobilizado dentro do produto cerâmico acabado [6]
A incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha mostrou-se tecnicamente viável [7]
Discussão
6.1 Eficácia da Incorporação de Resíduos
Incorporação de resíduo de CuSO4 no cimento não mostrou Cu detectável na água após três meses de submersão [1]
Melhor proporção para resistência mecânica e porosidade foi 0,50% de resíduo de CuSO4 [1]
Cimento com resíduo incorporado é adequado para objetos não estruturais [1]
6.2 Potencial de Reciclagem de RCD
Em algumas cidades brasileiras, a reciclagem de RCD é realidade desde os anos 1990 [2]
Em São Paulo, RCD é reciclado para pavimentação de ruas e agregados de concreto [2]
Em Belo Horizonte, resíduos reciclados são usados como base para pavimentação e produção de argamassas [2]
6.3 Indústria Cerâmica como Solução de Reciclagem
A tecnologia cerâmica de vitrificação e recristalização controlada parece ser a solução mais promissora [3]
Cinzas volantes e de fundo de termelétricas e incineradores foram reutilizadas com sucesso como matérias-primas para vidro, vitrocerâmicas e compósitos com matriz vítrea [3]
6.4 Reuso de Lodo da Indústria Têxtil
É possível usar lodo gerado por estações de tratamento de águas residuais da indústria têxtil na fabricação de materiais de construção (cerâmica vermelha) [4]
O processo permite a incorporação de grande quantidade de lodo, potencialmente absorvendo alta porcentagem de resíduos [4]
6.5 Lodo Fosfático na Fabricação de Tijolos
A melhor formulação utilizou 10% de resíduo fosfático em substituição à argila para fabricação de tijolos [5]
Recomendado para uso como blocos cerâmicos classe 10 [5]
6.6 Incorporação de Resíduos de Fibra de Vidro
A substituição de fibra de vidro por resíduo moído no compósito polimérico promove perda de resistência à flexão, ao impacto Charpy e à dureza do compósito [8]
A resistência à tração mostra que a incorporação do resíduo pode ter um aumento de 23% quando a quantidade de resíduo adicionada é de 20% p/p [8]
Conclusão
A incorporação de resíduos em produtos de construção é um método viável para descarte de resíduos e conservação de recursos
A indústria cerâmica oferece potencial significativo para reciclagem de diversos tipos de resíduos
Proporções adequadas de incorporação de resíduos podem resultar em produtos com propriedades mecânicas e ambientais aceitáveis
A reciclagem de RCD está se tornando cada vez mais comum e bem-sucedida em cidades brasileiras
Mais pesquisas e desenvolvimento são necessários para otimizar técnicas de incorporação de resíduos e expandir sua aplicação
As propriedades dos materiais cerâmicos produzidos com lodo de curtume são aceitáveis para aplicações como tijolos para a indústria da construção [6]
A incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massas de cerâmica vermelha é tecnicamente viável, mas requer mais estudos sobre a inertização dos resíduos no produto cerâmico [7]
O reaproveitamento de resíduos de laminados de fibra de vidro em placas reforçadas de resina poliéster é possível, mas afeta as propriedades mecânicas do produto final [8]
Referências
[1] Paschoalino, M.P., Alfaya, A.A.S., Yabe, M.J.S., Gimenez, S.M.N. (2006). Incorporação de CuSO4 residual em argamassa, como método de disposição final. Química Nova, 29(4), 699-703.
[2] Brasileiro, L.L., Matos, J.M.E. (2015). Revisão bibliográfica: reutilização de resíduos da construção e demolição na indústria da construção civil. Cerâmica, 61, 178-189.
[3] Menezes, R.R., Neves, G.A., Ferreira, H.C. (2002). O estado da arte sobre o uso de resíduos como matérias-primas cerâmicas alternativas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 6(2), 303-313.
[4] Herek, L.C.S., Bergamasco, R., Tavares, C.R.G., Umberto, R.R., Vieira, A.M.S. (2001). Estudo da solidificação/estabilização do lodo da indústria têxtil em material cerâmico. Cerâmica, 47(303), 158-162.
[5] Giffoni, P.O., Lange, L.C. (2005). A utilização de borra de fosfato como matéria-prima alternativa para a fabricação de tijolos. Engenharia Sanitária e Ambiental, 10(2), 128-136.
[6] Basegio, T., Berutti, F., Bernardes, A., Bergmann, C.P. (2002). Environmental and technical aspects of the utilisation of tannery sludge as a raw material for clay products. Journal of the European Ceramic Society, 22(13), 2251-2259.
[7] Balaton, V.T., Gonçalves, P.S., Ferrer, L.M. (2002). Incorporação de Resíduos Sólidos Galvânicos em Massas de Cerâmica Vermelha. Cerâmica Industrial, 7(6), 42-45.
[8] Risson, P., Carvalho, G.A., Vieira, S.L., Zeni, M., Zattera, A.J. (1998). Reaproveitamento de Resíduos de Laminados de Fibra de Vidro na Confecção de Placas Reforçadas de Resina Poliéster. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 8(3), 89-95.