1. JOO FERNANDO DIASAVALIAO DE RESDUOS DA FABRICAO DETELHAS CERMICAS PARA SEU EMPREGO EM CAMADAS DE PAVIMENTO DE BAIXO CUSTO Texto apresentado Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para a obteno do Ttulo de Doutor em Engenharia.So Paulo2004

2. 2 JOO FERNANDO DIASAVALIAO DE RESDUOS DA FABRICAO DETELHAS CERMICAS PARA SEU EMPREGO EM CAMADAS DE PAVIMENTO DE BAIXO CUSTO Texto apresentado Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para a obteno do Ttulo de Doutor em Engenharia. rea de Concentrao: Engenharia de Construo Civil e Urbana Orientador: Prof. Doutor Vahan AgopyanSo Paulo2004 3. 3Este exemplar foi revisado e alterado em relao verso original, sobresponsabilidade nica do autor e com a anuncia de seu orientador.So Paulo, 17 de dezembro de 2004.Assinatura do autor ____________________________Assinatura do orientador _______________________FICHA CATALOGRFICADias, Joo Fernando Avaliao de resduos da fabricao de telhas cermicaspara seu emprego em camadas de pavimento de baixo custo /J.F. Dias. -- ed.rev. -- So Paulo, 2004.p.251 Tese (Doutorado) - Escola Politcnica da Universidadede So Paulo. Departamento de Engenharia de Construo Civil. 1.Reciclagem de resduos 2.Cermica vermelha 3.Pavimen-tos 4.Materiais de construo 5.Solo-agregado I.Universidade deSo Paulo. Escola Politcnica. Departamento de Engenharia deConstruo Civil II.t. 4. 4Dedico este trabalho a meus pais, Joo e Samira,por seu amor e dedicao famlia, por seusexemplos de vida.s minhas irms Lcia, Cacilda, Marta e Denise,que mesmo longe estiveram to perto. Mrcia, Fernanda e Frederico, motivos de meuenorme esforo pessoal. 5. 5 AGRADECIMENTOSA realizao de uma tese de doutorado requer muita dedicao, equilbrio,discernimento, mas fundamentalmente f em Deus; o apoio imprescindvel de Tuapresena me levou a vencer os obstculos.Um trabalho desta envergadura no seria possvel sem a participao de muitoscolaboradores. uma conquista mpar que deve ser creditada perseverana, aoesforo pessoal, ao desprendimento, ao ideal de uma profisso, e ao apoio de umaverdadeira equipe de pessoas que conviveram durante a sua realizao.Ao Professor Vahan Agopyan por ter sempre acreditado no projeto, por suasabedoria serena e humilde, por saber entender os momentos de fraqueza e asvirtudes com equilbrio, por sua habilidade em elevar a auto-estima, pelascontribuies inteligentes e precisas, por sua amizade. Professora Liedi L. B. Bernucci, por ter reconhecido o mrito, incentivado eabraado o projeto, cedendo as instalaes do Laboratrio de Tecnologia dePavimentao, do Departamento de Transportes, PTR-USP, por suas importantescrticas e orientaes no campo dos pavimentos, pela amizade.Aos Professores Vanderley Moacyr John e Silvia M. S. Selmo, pelas orientaesiniciais, por suas contribuies e cobranas, pela amizade.Ao Tecnlogo Edson de Moura, um exemplo de dedicao institucional, por suainestimvel contribuio na realizao dos ensaios no Laboratrio de Tecnologia dePavimentao, por acreditar nos mritos do projeto, por seu incentivo dirio, peloalto astral incondicional, pela amizade.Aos Tcnicos de Laboratrio da FECIV-UFU, Jos Antnio Veloso e VanderlyGeraldo da Silva, pela grande contribuio na realizao dos inmeros ensaios, peloincentivo e amizade. Secretria da FECIV-UFU, Maria Nazareth Teixeira, pelos inmeros socorros deltima hora, por seu incentivo e amizade.Aos amigos, Joaquim M. C. Acerbi, Maria Elisa B. Rezende, Turbio Jos da Silva, porreconhecerem o mrito do projeto, por suas crticas, sugestes, incentivo e amizade. 6. 6Ao amigo Laerte Bernardes Arruda, pela convivncia durante o curso do doutorado naUSP, pelas trocas de idias e incentivo mtuo nos bons e maus momentos, pela amizade.Aos amigos do curso de ps-graduao na POLI-USP, especialmente o Srgio C.Angulo e Leonardo F. R. Miranda, pela convivncia amiga e incentivo mtuo, eagora com parcerias em novas pesquisas.A minha famlia, Frederico, Fernanda e Mrcia, por suportarem minha dedicaoprioritria ao doutorado e, s vezes compreenderem.Aos meus pais Joo e Samira, e minhas irms, Lcia, Cacilda, Marta e Denise, peloamor incondicional, preocupao e incentivo constante. Associao dos Ceramistas de Monte Carmelo-ACEMC, especialmente seuDiretor Executivo, o Sr. Edson C. Nunes (in memoriam) por seu dinamismo, pelasinformaes fornecidas para o diagnstico do setor, e por ter viabilizado junto sindstrias locais a doao de cerca de 10 toneladas de cacos de telhas.Ao Sindicato das Indstrias de Cermica e Olaria do Tringulo e Alto Paranaba-SINCOTAP, especialmente seu Presidente, Sr. Antnio Valrio Cabral de Menezes,por seu dinamismo, pelo reconhecimento da importncia do projeto, pelofornecimento das informaes para o diagnstico do setor. empresa de construo CMC, Uberlndia, particularmente ao Engenheiro JooWellington, pela britagem dos cacos de telhas e interesse demonstrado no projeto. empresa de construo CTR-Araguaia, Uberlndia, particularmente ao EngenheiroJoo Paulo Voss, pela britagem dos cacos de telhas e interesse demonstrado no projeto.Aos Engenheiros Gilberto C. Mello e Elias Jos Bechara do Departamento deEstradas de Rodagem -18a CRG-DER/MG, Monte Carmelo, pelo interesse no projetoe pelas informaes fornecidas. Universidade Federal de Uberlndia-UFU e CAPES por terem proporcionadoesta oportunidade. Faculdade de Engenharia Civil, FECIV-UFU, pela oportunidade e apoio recebidos. 7. 7 RESUMOEsta tese apresenta a anlise de agregados reciclados de telhas de cermica vermelha,atravs de estudos de laboratrio, visando seu emprego em camadas de pavimentosde baixo volume de trfego. A indstria de cermica vermelha gera refugos aps aqueima e so tratados como resduos, mas se constituem em materiais de altocontedo energtico e matria prima de qualidade. O quadro da gerao dessesresduos foi diagnosticado nas cidades de Monte Carmelo e Ituiutaba, em MinasGerais. Os dados quantitativos obtidos indicam que justificvel e necessria a suareciclagem. Somente na cidade de Monte Carmelo, as quantidades geradas atingem1,9 kg/hab.dia e permitiriam executar 10,8 km de camada de base de pavimento porano, ou 32 km ao se misturar 40% de solo. Aproximadamente 10 t dos resduosforam britadas obtendo-se o agregado reciclado de telha (ART). Estes agregadosforam submetidos aos ensaios fsicos e mecnicos, aos ensaios da metodologiatradicional de pavimentos, da metodologia MCT, mtodo da pastilha, resistncia aocisalhamento, ensaios denominados ndices de qualidade, e ensaios dinmicos demdulo de resilincia e deformao permanente. Apesar deste agregado atender aosprincipais requisitos da metodologia tradicional, identificou-se que ele quebra com aaplicao de energia de compactao e de tenses nos ensaios, e seu mdulo deresilincia baixo, o que levaria perda da capacidade de suporte da estrutura dopavimento, por fadiga. Desenvolveu-se uma metodologia para a determinao daabsoro no estado saturado superfcie seca, de agregados porosos, com frao finainclusive, pois os mtodos conhecidos no so aplicveis; esta metodologia pode seraprimorada para se constituir em norma de ensaio. Estudou-se um mtodo inditopara a otimizao do volume compactado da mistura de agregado com solo, baseadona porosidade do material granular, como uma alternativa ao mtodo da estabilizaogranulomtrica que se mostrou inadequado, no caso. As misturas produzidas comsolos laterticos foram avaliadas aps a compactao no apresentando mais a quebrados gros do agregado, e mostraram ganhos expressivos no valor do mdulo deresilincia, chegando a atingir 288% acima do mdulo do agregado. Os resultadosdos ensaios de laboratrio indicaram ser possvel a aplicao deste material emmisturas com solos laterticos, em camadas de pavimentos de baixo volume detrfego. 8. 8 ABSTRACTThe purpose of this work is to use recycled aggregate of ceramics roofing tiles forlow cost pavement layers, based on laboratory studies. The heavy-clay ceramicindustry generates wastes, originated from the calcination stage, that are consideredas residues which demand resources for its deposition. However they are high energycontent materials which can be useful. The generation of these residues in the citiesof Monte Carmelo and Ituiutaba, in the State of Minas Gerais indicated that itsrecycling is valid. For instance, in the city of Monte Carmelo, it is generated such alarge amount of residues that it should be enough to execute about 10,8 km of basecourse of pavement; moreover if 40% of soil is mixed 32 km pavement per year canbe produced. For this study, approximately 10 metric tones of these residues hadbeen crushed to produce the recycled aggregate from roofing tile. The aggregatesproduced had been characterized by physical and mechanical tests. They were alsosubmitted to the tests used for aggregates for pavement, such as the traditionalmethodology, methodology MCT (tropical compacted miniature), shear strength,resilient module, permanent deformation, and other tests called quality rates. Theseresidues comply with the main requirements of the traditional methodology, howeverit is necessary to point out that the material breaks with the application of energy forcompaction and under the tensions during the mechanical tests, it also presents highresilience, or great resilient deformations, which will lead to the loss of thesupporting capacity of the pavement due to fatigue. An appropriate methodology wasdeveloped for the porous aggregate absorption measurement, including its fraction,in the saturated dry surface state. As the known methods for absorption are notapplicable, this methodology with improvements can be proposed as standard test. Anew method to optimize the compacted volume of the mixture was studied, based onthe porosity of the granular material, as an alternative to the traditional method of thegrain sized stabilization, which is not adequate for this purpose. The mixturesproduced with lateritics soils were evaluated after the compacting, they have notpresented the broken grains. These mixtures performed very well with significantincrease in the value of the resilience module, up to 288% above of the module of theaggregate. The results of the laboratory indicate that it is possible to use theseresidues in mixtures with latertic soil, for layers of low cost pavements. 9. 9 SUMRIO1INTRODUO ............................................................................................... 11.1 Apresentao da tese................................................................................. 11.2 Estrutura da apresentao da pesquisa....................................................... 42A RECICLAGEM DE RESDUOS SLIDOS ................................................. 62.1 Consideraes sobre energia, desenvolvimento e meio ambiente .............. 62.2 Resduos, reciclagem e construo civil .................................................. 112.3 Resduos - potencial para a reciclagem.................................................... 162.4 Agregados reciclados em camadas de base e sub-base............................. 192.5 Concluses ............................................................................................. 223DIAGNSTICO E ANLISE DOS RESDUOS DA FABRICAO DETELHAS CERMICAS ........................................................................................ 243.1Dados gerais ........................................................................................... 253.2Definies e caractersticas da cermica vermelha .................................. 263.3Dados correlacionados com a produo de telhas.................................... 313.4Dados sobre os resduos gerados ............................................................. 373.5Contedo energtico, impactos e custos relacionados com os resduos .... 403.6Potencial para a reciclagem..................................................................... 463.6.1Potencial quantitativo...................................................................... 463.6.2Uso potencial .................................................................................. 493.7Produo de agregados reciclados a partir de entulho de C&D................ 523.8Anlise do ciclo de vida dos resduos...................................................... 553.9Anlise hierrquica simplificada para a reciclagem dos cacos ................. 583.10 Anlise e Concluses .............................................................................. 624SNTESE SOBRE PAVIMENTOS RODOVIRIOS..................................... 654.1Introduo .............................................................................................. 654.2Estrutura e classificao dos pavimentos................................................. 664.3Alguns conceitos sobre pavimentos de baixo volume de trfego ............. 684.4Dimensionamento de pavimentos............................................................ 704.5Terminologia empregada aos materiais para camadas de base e sub-base depavimentos ......................................................................................................... 734.6Critrios tradicionais de especificao de bases de solo-agregado e ametodologia MCT .............................................................................................. 744.6.1 Classificao dos solos com a Metodologia MCT............................ 774.7Caracterizao geral dos materiais para camadas de base e sub-base ....... 804.7.1 Granulometria ................................................................................. 804.7.2 Porosidade, massa especfica , massa unitria e absoro de agregados894.7.3 Atividade pozolnica....................................................................... 984.7.4 ndices de qualidade aplicados a materiais para pavimentao....... 1024.7.5 Ensaios dinmicos......................................................................... 1094.7.6 Tenses nos pavimentos tenses nos ensaios.............................. 117 10. 105OBTENOECARACTERIZAO GERALDOAGREGADORECICLADO DE TELHA (ART)........................................................................ 1275.1Agregado Reciclado de Telha (ART): Produo e Caracterizao ......... 1275.2Coleta dos Cacos de Telhas-Procedimentos .......................................... 1275.2.1Anlise do procedimento adotado para a coleta dos cacos ............. 1285.3Produo do ART (Britagem dos Cacos)............................................... 1295.4Caracterizao do Agregado Reciclado de Telha-ART.......................... 1315.4.1Anlise granulomtrica do ART .................................................... 1325.4.2Massa especfica do ART.............................................................. 1385.4.3Absoro de gua do ART ............................................................ 1425.4.4ndice de Plasticidade do ART ...................................................... 1455.4.5Massa unitria do ART ................................................................. 1465.4.6Porosidade, Compacidade e ndice de vazios do ART ................... 1475.4.7ndices de qualidade...................................................................... 1495.4.8ndice de forma do ART................................................................ 1545.4.9Potencial pozolnico ..................................................................... 1565.4.10 Outras verificaes preliminares ................................................... 1585.5Anlise dos resultados .......................................................................... 1586ESTUDO EXPERIMENTAL-AVALIAO DO ART PARA EMPREGO EMCAMADAS DE PAVIMENTOS RODOVIRIOS DE BAIXO VOLUME DETRFEGO........................................................................................................... 1616.1Introduo ............................................................................................ 1616.2Avaliao do ART pela metodologia tradicional e outros ensaios.......... 1656.2.1 Compactao, ndice de Suporte Califrnia e expanso do ART ... 1656.2.2 Anlise da distribuio granulomtrica antes e aps a compactao1686.2.3 Resistncia ao cisalhamento direto ................................................ 1696.2.4 Anlise dos resultados e encaminhamentos ................................... 1736.3Avaliao do ART pela metodologia MCT e ensaios associados........... 1756.3.1 Resultados do ensaio de Mdulo de Resilincia do ART ............... 1776.3.2 Anlise dos resultados do ART ..................................................... 1806.4Estudos visando estabilizao mecnica do ART com solo da regio . 1816.4.1 Classificao dos solos utilizados.................................................. 1826.5Estudo da mistura do ART com solo local ............................................ 1856.5.1 Concluses.................................................................................... 1946.5.2 Metodologia para otimizao do volume compactado da mistura desolo-agregado Resumo............................................................................... 1956.5.3 CBR das misturas de ART com solo ............................................. 1976.5.4 Mdulo de Resilincia das misturas............................................... 1996.5.5 Deformao permanente ............................................................... 2047CONCLUSES............................................................................................ 207LISTA DE REFERNCIAS................................................................................. 212Anexo A .............................................................................................................. 226Questionrio aplicado s indstrias....................................................................... 226 11. 11Anexo B............................................................................................................... 228Moagem de telhas em laboratrio......................................................................... 228Anexo C............................................................................................................... 230Ensaios para determinao da ABSSSS - resultados obtidos:.................................. 230Anexo D .............................................................................................................. 236Resultados dos ensaios Chapelle. ......................................................................... 236Anexo E............................................................................................................... 237Curvas de DRX.................................................................................................... 237Anexo F ............................................................................................................... 239Caractersticas x Metodologia de ensaio empregada ............................................. 239Anexo G .............................................................................................................. 240Ilustrao de emprego de p de telha em quadra de tnis ...................................... 240Anexo H .............................................................................................................. 241Ilustrao do aparelho de ensaio Treton................................................................ 241Anexo I ................................................................................................................ 242Preparao do corpo-de-prova e equipamento de ensaio de cisalhamento direto. .. 242Anexo J................................................................................................................ 243Resultados do ensaio pelo mtodo das pastilhas dos solos arenoso e argiloso ....... 243Anexo K .............................................................................................................. 244Curvas de dimensionamento pelo mtodo do DNER ............................................ 244Anexo L............................................................................................................... 245Ensaios de misturas do ART com cimento e com cal............................................ 245Anexo M.............................................................................................................. 247Modelo de planilha de dados dos ensaios de MR ................................................... 247Anexo N .............................................................................................................. 248Tabela N.1. Modelo de planilha de dados dos ensaios de Deformao Permanente248 12. 12 LISTA DE FIGURASFigura 2.1 Modelo de Produo Linear (a partir de CURWELL; COOPER, 1998 eCRAVEN, et al., 1996 apud JOHN, 2000) ............................................................... 7Figura 2.2 Composio mdia/entulhos, aterro de Itatinga, S.P. (BRITO FILHO, 1999).............................................................................................................................. 19Figura 3.1. Mapa de situao da regio do Tringulo Mineiro onde se localizam ascidades de Ituiutaba e Monte Carmelo.................................................................... 26Figura 3.2 Foto (a) vista de uma industria; (b) vista geral de Monte Carmelo/MG .. 26Figura 3.3. Relao entre o excesso de ar e os teores de O2 e CO2, da combusto naindstria de cermica vermelha (HENRIQUES et al., 1993)................................... 30Figura 3.4 Histrico da produo de telhas em Monte Carmelo .............................. 32Figura 3.5 reas de barreiros recuperadas em Monte Carmelo/MG4 ....................... 32Figura 3.6 Local de deposio clandestina de cacos de telhas na periferia da cidadede Monte Carmelo/MG (mar./2000). ...................................................................... 39Figura 3.7 Comparao do Fator de Reduo de britadores (HANSEN, 1996)........ 53Figura 3.8. Graduao de sada graduao de entrada (HANSEN, 1996) ............. 54Figura 3.9 Fotos da Estao de Reciclagem Estoril BH (maro, 2000)................. 54Figura 3.10 Estrutura hierrquica simplificada estabelecida pelo autor desta tese,visando a sustentabilidade ...................................................................................... 59Figura 3.11 Estrutura hierrquica simplificada estabelecida pelo autor desta tese,visando o emprego do agregado reciclado de telha ................................................. 61Figura 4.1. Ilustraes de perfil de pavimento flexvel e rgido (MEDINA, 1997). . 67Figura 4.2 Grfico da Classificao MCT (VILLIBOR; NOGAMI, 2000).............. 78Figura 4.3 Estados fsicos de misturas de solo-agregado (YODER; WITCZAK,1975)...................................................................................................................... 82Figura 4.4 Variao do CBR e da densidade mxima com o teor de finos e energia decompactao agregado pedregulho (SANTANA, 1983, adaptado de YODER;WICTZAKS, 1975)................................................................................................ 84Figura 4.5 Variao do CBR e da densidade mxima com o teor de finos e energia decompactao agregado Brita (SANTANA, 1983, adaptado de YODER;WICTZAKS, 1975)................................................................................................ 85 13. 13Figura 4.6 Variao da densidade, CBR e teor de finos com a Dmx (SANTANA,1983, adaptado de YODER; WICTZAKS, 1975). .................................................. 86Figura 4.7. (a) Efeito da plasticidade sobre a resistncia triaxial. (b) Interao entrefator p, % passante na # n200, I.P. e resistncia. (YODER; WICTZAKS, 1975).. 87Figura 4.8 Ilustrao da variao da porosidade com a massa unitria (a) e do volumede slidos com massa especfica (b) ....................................................................... 91Figura 4.9 Freqncia relativa do nmero de contatos de esferas com porosidadesdiferentes (FEDA, 1982). ....................................................................................... 92Figura 4.10. Velocidade de secagem x contedo de umidade (adaptado de BROWNet al., 1965). ........................................................................................................... 97Figura 4.11 Distribuio granulomtrica padro do ensaio curva obtida com aexpresso de Fuller para n = 0,45 ......................................................................... 105Figura 4.12. Perda de massa da amostra aps ensaio da fervura (MOORE, 1969). 107Figura 4.13. Relao entre taxa de tenses (1/3) e a tenso mxima axial (1)(WERKMEISTER, 2003)..................................................................................... 115Figura 4.14. Variao do comportamento da p de material granular (Granodiorite)com o nvel de tenses e N. (WERKMEISTER, 2003) ......................................... 116Figura 4.15. Ilustrao de tenses em um pavimento (MEDINA, 1997)................ 118Figura 4.16 Ilustrao do ESRD (CARVALHO et al., 1996)................................ 120Figura 4.17. Ilustrao da configurao de carga vertical uniforme sobre umpavimento (CARVALHO et al., 1996) ................................................................. 120Figura 4.18. baco para determinao da tenso vertical (v), em porcentagem dapresso de contato na superfcie (FOSTER; AHLVIN, 1954) ............................... 121Figura 4.19. baco para determinao da tenso horizontal (r), em porcentagem dapresso de contato na superfcie (FOSTER; AHLVIN, 1954) ............................... 121Figura 4.20. baco para determinao da tenso horizontal (), em porcentagem dapresso de contato na superfcie (FOSTER; AHLVIN, 1954) ............................... 122Figura 4.21. Variao das tenses em um pavimento com a profundidadeclculosegundo modelo de Foster; Ahlvin (1954) ............................................................ 123Figura 4.22. Relao entre tenses e profundidadeclculo segundo modelo deFoster; Ahlvin (1954) ........................................................................................... 124 14. 14Figura 4.23 Tenses verticais estimadas x profundidade (CARVALHO et al.,1996)............................................................................................................................ 125Figura 5.1 Coleta de cacos de telhas nas indstrias em Monte Carmelo/MG. ........ 128Figura 5.2 Rebritador Cnico da CMC, Uberlndia/MG....................................... 130Figura 5.3 Instalaes da Britagem da CTR (a); duas das trs pilhas de ARTclassificadas (b).................................................................................................... 131Figura 5.4 Processo da pilha alongada para formao de amostra de agregado. . 133Figura 5.5 Distribuies granulomtricas do ART-1 Faixas granulomtricas dazona 4 e de Brita 0, conforme NBR 7211/87 Agregados para concreto .............. 134Figura 5.6 Distribuio granulomtrica do ART-1, do ART-2i, e do ART-2c ....... 135Figura 5.7 Distribuio granulomtrica do ART-1, ART-2 (ART-2i), e faixa D daES 303 DER-SP (veja Tabela 5-7)..................................................................... 136Figura 5.8 Ilustrao da formao de "pasta" no ART saturado ............................ 140Figura 5.9 Aparato de ensaio com peneira (a); prato com isolamento (b) .............. 144Figura 5.10 Formato dos gros do ART-1 em quatro fraes granulomtricas ...... 155Figura 5.11 Formato dos gros do ART-2 ............................................................ 155Figura 5.12 Avaliao visual dos graus de esfericidade e de arredondamentoconforme a NBR 7389 (ABNT,1992)................................................................... 156Figura 6.1 Semelhana da curva de Fuller (n=0,45) com a curva padro do IDP... 164Figura 6.2. Curvas de compactao do ART-1...................................................... 166Figura 6.3 Variao da Massa Especfica Aparente Seca (a) e do CBR (b) do ARTcom a umidade e energia de compactao empregada........................................... 167Figura 6.4 Curva de compactao do ART-2i na energia Intermediria ................ 167Figura 6.5 Distribuio granulomtrica do ART-1 antes e aps a compactao naenergia normal e energia modificada .................................................................... 168Figura 6.6 Distr. Granulomtrica Antes/Aps compactao (ART-2i e ART-2c #0,6)............................................................................................................................ 169Figura 6.7. Ilustrao da forma para moldagem do CP de cisalhamento (a); CP decisalhamento (b)................................................................................................... 171Figura 6.8. Envoltria do ART-1 e resistncia da mistura (ART-1 +Solo argiloso)171Figura 6.9. Distribuio granulomtrica do ART-1 com escalpo na peneira 4,8mm,aps ensaio de cisalhamento direto. ...................................................................... 172 15. 15Figura 6.10 Resultados do ART no ensaio Midi-MCV ......................................... 176Figura 6.11. Mdulo de Resilincia do ART-1 ..................................................... 178Figura 6.12 Mdulo de Resilincia do ART-2i ..................................................... 178Figura 6.13 Mdulo de Resilincia do ART-2c #0,60 ........................................... 179Figura 6.14 Distribuio granulomtrica do ART-1 antes e aps a compactao eensaio do Mdulo de Resilincia .......................................................................... 180Figura 6.15. Modelagem da mistura de ART-1 com solo arenoso ......................... 186Figura 6.16. Modelagem da mistura de ART-1 com solo argiloso......................... 187Figura 6.17 Porosidade das misturas compactadas de ART-1 com solo ................ 188Figura 6.18 Granulometria do ART: Antes e aps a compactao de suas Misturasem propores diferentes...................................................................................... 189Figura 6.19. Modelagem da mistura de ART-2 i com solo arenoso ....................... 190Figura 6.20. Modelagem da mistura ART-2i com solo argiloso ............................ 190Figura 6.21. Modelagem da mistura ART-2c com solo arenoso............................ 190Figura 6.22. Modelagem da mistura ART-2c com solo argiloso ........................... 191Figura 6.23 Variao da porosidade das misturas de ART-2c compactadas .......... 191Figura 6.24. Variao da compacidade da mistura dosada com o teor de umidade 193Figura 6.25. Variao da massa especfica aparente seca da mistura dosada com oteor de umidade.................................................................................................... 194Figura 6.26 CBR das misturas de ART com solos ................................................ 198Figura 6.27 Massa especfica aparente seca das misturas de ART-2c#0,6 com soloargiloso e arenoso teor de umidade de moldagem.............................................. 198Figura 6.28. CBR das misturas de ART-2c#0,6 com solo argiloso e arenoso teor deumidade de moldagem ......................................................................................... 199Figura 6.29. Mdulo de resilincia da mistura ART-1 + solo arenoso................... 200Figura 6.30. Mdulo de resilincia da mistura ART-1 + solo argiloso .................. 200Figura 6.31 Mdulo de resilincia da mistura ART-2c + solo argiloso.................. 201Figura 6.32. Mdulo de resilincia da mistura ART-2c + solo arenoso ................. 201Figura 6.33. Valores do MR do ART e misturas x porosidade do ART................. 202Figura 6.34 Ganho no MR das misturas em relao ao MR do ART-1.................. 203Figura 6.35. Deformao permanente x n de ciclos de carga (ensaio-1) ............... 205Figura 6.36 Resultados da Deformao Permanente ............................................. 206 16. 16LISTA DE TABELASTabela 2-1 Reduo do impacto ambiental (em %) da reciclagem de resduos naproduo de alguns materiais de construo civil, exceto transporte (JOHN, 2000). . 8Tabela 3-1 Caractersticas de argila aps conformao e queima (Souza Santos,1975)...................................................................................................................... 28Tabela 3-2 Temperatura de queima estimada para as Indstrias de Ituiutaba........... 31Tabela 3-3 Quantidade de telhas produzidas na regio de Ituiutaba e Monte Carmelo.............................................................................................................................. 31Tabela 3-4 Argila, rea de terra e quilometragem percorrida................................... 33Tabela 3-5 Lenha, rea de terra e quilometragem percorrida................................... 34Tabela 3-6 ndices de consumo por milheiro .......................................................... 36Tabela 3-7 Quantidade de resduos gerados (cacos) por ms................................... 37Tabela 3-8 Descarte mensal dos cacos.................................................................... 38Tabela 3-9 Gasto energtico estimado para os resduos da fabricao de telhascermicas na regio de Ituiutaba e Monte Carmelo, MG......................................... 40Tabela 3-10 reas degradadas estimadas no ciclo de vida de telhas na regio deItuiutaba e Monte Carmelo, MG*........................................................................... 41Tabela 3-11 Impacto ambiental relacionado com os resduos (emisses p/ atmosfera).............................................................................................................................. 42Tabela 3-12 Custos embutidos nos resduos em R$/ms ......................................... 43Tabela 3-13 Custos estimados para uma possvel gesto pblica dos resduos ........ 44Tabela 3-14 Quantidade e custo para produo de agregado reciclado .................... 45Tabela 3-15 Possibilidade de produo de casas populares ..................................... 48Tabela 3-16 Possibilidade de execuo de pavimentos ........................................... 48Tabela 3-17 Quantidade estimada para produo de alvenaria ................................ 49Tabela 4-1. Caractersticas do solo latertico para SLA (Villibor et al., 2000)......... 79Tabela 4-2. Especificaes do solo latertico agregado - SLA (VILLIBOR et al.,2000)...................................................................................................................... 79Tabela 4-3. Faixa granulomtrica para bases de SLA (VILLIBOR et al., 2000)...... 79Tabela 4-4 Massa especfica (aparente e dos slidos), porosidade (da partcula e doagregado); dados de Hansen (1992)........................................................................ 93Tabela 4-5 Granulometria padro do IDP (IPR, 1998)........................................... 104 17. 17Tabela 4-6. Valores limites para agregados sugeridos por IPR (1998)................... 108Tabela 4-7 Resultados agregados naturais-amplitude de valores, IPR (1998) ........ 108Tabela 4-8 Resultados agregados naturais (RIBEIRO et al., 2002) ....................... 109Tabela 4-9 Nvel de tenses para os ensaios do ART............................................ 126Tabela 5-1Tipo de ART obtido e ensaiado............................................................ 132Tabela 5-2 Distribuio granulomtrica do ART-1 (da forma como saiu do britador,simplesmente classificado (cortado) na peneira de 12,5 mm)................................ 133Tabela 5-3 Distribuio granulomtrica do ART-1 - frao passante na peneira # 4,8mm (amostra preparada no laboratrio por corte na # 4,8 mm) ............................. 134Tabela 5-4 Distribuio granulomtrica do ART-1 - frao passante na # 12,5 mm eretida na #4,8 mm (amostra preparada no laboratrio) .......................................... 134Tabela 5-5 Resumo da composio granulomtrica do ART-1, ART-2i e ART-2c, emmassa. .................................................................................................................. 135Tabela 5-6 Faixa granulomtrica C (materiais para sub-base ou base de pavimentosestabilizados granulomtricamente)...................................................................... 137Tabela 5-7 Faixa granulomtrica D (materiais para sub-base ou base de pavimentosestabilizados granulomtricamente)...................................................................... 138Tabela 5-8 Massa especfica, Absoro de gua e porosidade de massas cermicas............................................................................................................................ 142Tabela 5-9 Abraso Los Angeles x especificaes das normas brasileiras............. 151Tabela 5-10. Resultados do ensaio de desgaste aps fervura ................................. 153Tabela 5-11 Resultados finais da caracterizao do ART-1 .................................. 160Tabela 6-1 Resumo da compactao e CBR do ART ............................................ 168Tabela 6-2 Etapas Tenses aplicadas no ensaio do MR ...................................... 177Tabela 6-3 Alguns valores de MR para o ART-1, ART-2i, e ART-2c*................. 179Tabela 6-4 Classificao pelo Mtodo MCT......................................................... 184Tabela 6-5 Caractersticas dos solos utilizados ..................................................... 184Tabela 6-6 Resultados da compactao, CBR e M. Unitria dos solos .................. 184Tabela 6-7 Resumo das caractersticas das misturas ensaiadas.............................. 197Tabela 6-8 Nvel de tenses para os ensaios do ART............................................ 204 18. 1 INTRODUO1.1 Apresentao da teseO principal objetivo desta tese apresentar uma alternativa tcnica, baseada emestudo em laboratrio, para o emprego de agregados reciclados de resduos dafabricao de telhas de cermica vermelha, em camadas de pavimentos de baixocusto ou baixo volume de trfego.Esta pesquisa se insere na linha de investigao capitaneada pelo Departamento deEngenharia de Construo Civil da Escola Politcnica da Universidade de So Paulo,onde estudos multidisciplinares tm proporcionado grandes contribuies na buscada construo sustentvel.As pesquisas sobre reciclagem na construo civil tm aumentado no Brasil e emoutros pases, em virtude da grande relevncia das questes ligadas preservao domeio ambiente e da qualidade de vida, em busca de modelos de produo e consumomais sustentveis.A gerao de resduos pelas atividades humanas tem sido motivo de preocupaocrescente. O desperdcio, o esgotamento das reservas naturais, o impacto ambiental ea necessidade de recursos financeiros para a gesto dos resduos justificam aes nabusca de solues sustentveis. Os resduos gerados atingem volumes expressivos e,no recebendo soluo adequada, impactam o meio ambiente tornando crticos osproblemas de saneamento nas reas urbanas (HANSEN, 1996; PINTO, 1999;BOURDEAU, 1998; LAURITZEN, 1998; COLLINS, 1997; JOHN, 2000;HENDRIKS, 2000).As pesquisas relacionadas reciclagem tm se concentrado mais no emprego deresduos da construo e demolio (RCD) para a produo de concreto e argamassa,com diversos artigos de pesquisa, e algumas dissertaes de mestrado e teses dedoutorado produzidos, no Brasil e no exterior, como Pinto (1986 e 1999), Barra(1996), Levy (1997), Zordan (1997), Leite (2001), Lima (1999), Miranda (2000),Angulo (2000). As pesquisas nacionais voltadas ao emprego em pavimentos so maisescassas e a abordagem relacionada metodologia tradicional de projetos depavimentos que, basicamente se restringem avaliao da granulometria, 19. 2expansibilidade e resistncia medida pelo ndice de Suporte Califrnia (CBR), Bodi(1995 e 1997), Brito Filho (1999).J com relao ao emprego dos RCD, observa-se o uso prioritario em camadas depavimentos, tanto no Brasil quanto no exterior (PINTO, 1999). Experincia bemsucedida com este emprego est ocorrendo na cidade de Belo Horizonte, porexemplo, desde 1996 at julho de 2001 foram utilizadas 136.840 toneladas, num totalde 271 ruas implantadas e reconstrudas, resultando em aproximadamente 400 km deruas, segundo a Secretaria de Servios Urbanos da Prefeitura Municipal.Na Austrlia, por exemplo, a maior aplicao de agregado reciclado de concreto emconstruo de base e sub-base (BAKOSS; RAVINDRARAJAH, 1999). Estes autoresrelacionam isso com algumas ditas desvantagens do agregado reciclado, como,variabilidade da natureza do agregado, da graduao, possibilidade de apresentarcontaminantes, dificuldade de controle da qualidade; concluem que, por razeseconmicas, os agregados reciclados so usados em grandes quantidades comomaterial de base e sub-base, ainda que no cumpram todos os requisitos dasespecificaes. Talvez por no se ter exigncias muito rigorosas, talvez por seudesempenho favorvel observado no campo, no se sabe ao certo.A Federal Highway Administration (FHWA, 2000) relata os resultados deinvestigaes realizadas na Europa, especialmente na Sua, Dinamarca, Alemanha,Holanda e Frana, pases reconhecidamente ativos em pesquisa, polticas, eprogramas promotores do uso de materiais reciclados. O relatrio mostra que, naspesquisas e praticas desenvolvidas, os procedimentos no mudam drasticamentequando se utilizam agregados reciclados na construo de rodovias, mas ressalta anecessidade do conhecimento das caractersticas de engenharia e performanceambiental desses materiais, concluindo que eles devem se equiparar com asespecificaes dos materiais naturais e devem ser ambientalmente aceitveis.No Reino Unido, a University of Nottingham tem conduzido linha de pesquisavoltada para o uso de materiais em pavimentos com o objetivo de desenvolvermetodologias de avaliao, tcnicas e equipamentos de ensaio para fomentar o uso deresduos na construo de pavimentos, alertando que as especificaes para materiaisnaturais, no necessariamente se aplicam aos reciclados (NUNES; BRIDGES; 20. 3DAWSON, 1996). A reciclagem ressaltada como importante medida para areduo da demanda de agregados naturais e dos custos de energia relacionados suaextrao e transporte, reduo dos custos ambientais associados, e provveisbenefcios comerciais com o uso dos resduos.No entanto, resduos exclusivamente cermicos, ou RCD com porcentagem emmassa maior do que 90% de fase cermica so pouco estudados ou mencionados comrestrio de uso na literatura e renegados aplicao em servios de menor exignciaestrutural como praa de estacionamento segundo a diretriz AEN / CTN 146 (UNE,1999), por exemplo.Verifica-se que o tema abordado nesta tese pioneiro e por isso guarda asdificuldades naturais de abordagem do novo e tambm por se tratar de um assuntomultidisciplinar. Assim que, decidiu-se apresentar os conceitos principaisenvolvidos, para dar um carter didtico que permita ao leitor, ainda que nomilitante na rea de pavimentao, um entendimento seqencial do assunto. Tratarum assunto to abrangente com muita profundidade em todos os seus aspectosexigiria praticamente o desenvolvimento de um tratado sobre o tema, o que no foi oobjetivo traado.O objetivo foi sim o de estabelecer uma lgica que possa ser empregada naspesquisas de reciclagem para pavimentao e mostrar os caminhos que forampercorridos, para avaliar um material desconhecido para esta aplicao. Em virtudede que o Brasil apresenta vrios plos produtivos de cermica vermelha, segundo aAssociao Brasileira de Cermica ABC (2004) so 11 mil indstrias no pas, e estaatividade gera resduos, os estudos aqui desenvolvidos podero servir de fonte deconsulta para avaliar cada realidade local. Ainda, os vrios estudos realizados nestatese, podem ser avaliados para os entulhos da construo civil, destacando-se aqui ametodologia desenvolvida para a determinao da absoro de agregados recicladosporosos (DIAS; AGOPYAN, 2004), que uma dificuldade encontrada pelospesquisadores de entulho para uso em concreto; e o procedimento de otimizao demisturas volumtricas de solo-agregado (DIAS et al., 2004), que se constitui em umainovao na tecnologia rodoviria; estes dois procedimentos, aps validaoadequada constituir-se-o em grande contribuio para o meio tcnico. 21. 4Esta tese foi ento dividida em sete captulos conforme a estruturao a seguir.1.2 Estrutura da apresentao da pesquisaA contextualizao do quadro de gerao de resduos, consumo de energia,desenvolvimento sustentvel e reciclagem apresentada no captulo 2, onde seapresentam dados atuais da reciclagem na construo civil, potencialidades para areciclagem e a idia de emprego de resduos em camadas de base e sub-base depavimento. No mbito dos estudos realizados pelo autor deste trabalho, observa-seque a utilizao de resduos exclusivamente cermicos em pavimentos indita.No captulo 3 apresenta-se o diagnstico da gerao de resduos da fabricao detelhas de cermica vermelha, na regio das cidades de Monte Carmelo e Ituiutaba,ambas em Minas Gerais. Inserem-se os resduos exclusivamente de cermicavermelha como uma fonte delimitada, justificando o diagnstico do setor econcluindo sobre a necessidade da reciclagem e a opo escolhida para seu empregoem camadas de pavimentos.Sntese sobre os conceitos fundamentais relacionados aos pavimentos de baixovolume de trfego, e os critrios tradicionais de especificao de materiais para basee sub-base so apresentados no captulo 4. So relatados aqui os principais mtodosde caracterizao dos materiais e as especificaes visando sua aplicabilidade aoagregado em estudo. As tenses em um pavimento, os conceitos de deformabilidadee resilincia so apresentados. Definem-se finalmente as tenses para o estudo dasdeformaes do material em laboratrio.Este captulo foi desenvolvido por que esta pesquisa est na interface das reas demateriais de construo civil e pavimentao; o militante na rea de materiais deconstruo civil no est familiarizado com os conceitos relacionados estrutura deum pavimento e seu comportamento quando submetido aos carregamentos cclicos; aprpria terminologia s vezes difere, dificultando o entendimento do assunto. Seriaimpraticvel abordar sobre a reciclagem de um material desconhecido para empregoem pavimentao, sem tratar dos conceitos bsicos da rea. Outra dificuldade a sersuperada tambm se relaciona com o agregado em estudo, que no solo, tampoucoum agregado natural, sendo, portanto necessrio utilizar os procedimentos 22. 5disponveis para uma avaliao mais abrangente, razo da diversidade de ensaiosexploratrios realizados.No captulo 5 so apresentados e discutidos os procedimentos utilizados para aproduo e avaliao em laboratrio do agregado reciclado de telha (neste trabalhoser denominado ART), mediantevrios ensaios fsicos e mecnicostradicionalmente utilizados, ensaio Chapelle, e difrao de raios X. Desenvolveu-seuma metodologia de ensaio apropriada para a determinao da absoro, na condiosaturada superfcie seca, de agregados porosos, em virtude da no aplicabilidade dosmtodos at aqui conhecidos para tal finalidade. Executaram-se tambm outrosensaios aqui denominados de outros ndices de qualidade (IPR, 1998) como Desgasteaps fervura, Resistncia ao esmagamento, ndice de degradao aps o Proctor,Resistncia pelo mtodo 10% de finos, e perda ao choque Treton, que soimportantes para a avaliao de materiais granulares para uso em pavimentos,particularmente os desconhecidos.O estudo experimental para emprego do ART em camadas de pavimentos foidesenvolvido no captulo 6. Foram realizados ensaios da metodologia tradicional,metodologia expedita atravs do ensaio da pastilha, metodologia MCT, e ensaiosMidi-MCV. Avaliaram-se as curvas de compactao, CBR, expanso, e ndice dequebra aps a compactao. Identificou-se que o ART se quebra medida que seaplicam golpes na compactao, o que poderia propiciar o surgimento dedeslocamentos em trilhas de roda no pavimento.Avaliou-se a alternativa do mtodode estabilizao granulomtrica com solos, que se mostrou inadequado para esteagregado. Desenvolveu-se uma metodologia indita, at este momento, para se obtera mistura solo-agregado visando eliminao das quebras com a compactao,otimizando a mistura do agregado com solo e estabilizando-o para no se quebrar. OART e as misturas obtidas com um solo argiloso e outro arenoso foram avaliadosatravs dos ensaios de CBR, de determinao do mdulo de resilincia e deformaopermanente sob carregamento ciclado.As concluses e sugestes de novas pesquisas so apresentadas no captulo 7. 23. 62 A RECICLAGEM DE RESDUOS SLIDOSOs objetivos deste captulo so: apresentar consideraes e uma viso global sobreenergia, desenvolvimento e meio ambiente. Em seguida apresentar uma viso geralsobre a importncia da reciclagem de resduos para a construo civil. E, finalmente,inserir os resduos cermicos como uma fonte delimitada justificando a necessidadede um diagnstico do setor.2.1 Consideraes sobre energia, desenvolvimento e meio ambienteAs atividades humanas, no seu mago, so caracterizadas pelo consumo de energia ematrias primas naturais, o que promove alteraes importantes no meio ambiente.As atividades produtivas industriais, uma das bases de sustentao do progresso,consomem, alm de energia, recursos naturais renovveis e no renovveis. Associedades contemporneas vivem em busca do desenvolvimento, demandandoconsumo de energia e insumos naturais, em quantidades crescentes, que utilizadosem atividades produtivas, supostamente, se traduziriam em melhor qualidade de vida.Problemas, como, poluio urbana do ar, chuva cida, diminuio da camada deoznio, aquecimento por efeito estufa e mudana de clima, disponibilidade de guadoce, desmatamento e desertificao, se tornaram objeto de estudo e de muitapreocupao no campo ambiental. De modo geral, todos estes problemas tm umgrande nmero de causas, tais como, o aumento populacional, o crescimento e amudana de padres da indstria, transporte, agricultura e at mesmo o turismo.A forma como a energia produzida e utilizada est na raiz destas causas e pode-setentar estabelecer relaes de causa e efeito entre a energia e os problemasambientais (GOLDEMBERG, 2001).Afirma ainda este autor que o consumo de energia tem crescido a taxas altas nospases em desenvolvimento e vai continuar a crescer nas prximas dcadas, devidoao crescimento populacional, de aproximadamente 2% por ano, e ao crescimentoeconmico. A combinao desses dois fatores tem resultado num crescimento doconsumo da energia comercial de aproximadamente 4% ao ano nos pases emdesenvolvimento durante as ltimas dcadas, i.e., uma duplicao a cada 17 anos. 24. 7Os fatores que determinam a evoluo da intensidade energtica so, segundoGoldemberg: desmaterializao, intensidade de uso de combustvel e reciclagem.A desmaterializao da produo significa usar menos materiais e matrias primasnaturais para o mesmo objetivo final. Este objetivo pode ser obtido pela reduo ereciclagem dos resduos, aperfeioamento dos projetos, substituio dos materiaistradicionais por outros mais eficientes e aumento da durabilidade dos produtos(BROWN et al., 1998).O modelo de produo hoje em vigor no mundo linear: produtos so projetados,construdos, utilizados e so sucateados no lixo, conforme ilustrao na Figura 2.1.Isto vlido tanto para bens de consumo no durvel, como embalagens, quanto paraedifcios e estradas. O processo de produo alimentado, em grande medida, porrecursos naturais no renovveis, e a reciclagem de resduos permite a reduo doconsumo energtico para a produo de um determinado bem, porque muitas vezesos materiais j incorporam energia, conforme exemplos na Tabela 2-1 (JOHN, 2000).RECURSOSPLANEJAMENTONATURAIS PROJETO PRODUOUSOLIXOFigura 2.1 Modelo de Produo Linear (a partir de CURWELL; COOPER, 1998 eCRAVEN, et al., 1996 apud JOHN, 2000)Entretanto, Goldemberg (2001) alerta que, apesar de seus atrativos, o saltotecnolgico no deve ser considerado como uma estratgia universal, por diversasrazes. Exemplifica dizendo que pases em desenvolvimento necessitam deinovaes mais adequadas a seus recursos naturais prprios do que aquelas que elespodem obter dos pases industrializados. A produo de biomassa, por exemplo, no 25. 8apenas utiliza muita mo-de-obra: ela tambm mais facilmente disponvel do queos combustveis fsseis na maioria dos pases tropicais, como, ndia, Brasil eIndonsia, sendo uma fonte muito importante de energia nestes pases. E conclui que,a prioridade em pesquisa para os pases em desenvolvimento deve ser encontrarcaminhos para melhorar a eficincia no uso da biomassa como energia e datransformao desse recurso, considerado como sendo o petrleo do homem pobre.Nesta linha de pensamento, no caso do Brasil, muitas vezes as solues paraproblemas locais podem diferir das aes mais gerais, como exemplo pode-se aquifazer uma distino entre as solues para os resduos da construo civil e osresduos de industrias de cermica vermelha, que normalmente se concentram emlocais com oferta de argila apropriada, e muitas vezes em regies com municpios depequeno porte.Tabela 2-1 Reduo do impacto ambiental (em %) da reciclagem de resduos naproduo de alguns materiais de construo civil, exceto transporte (JOHN, 2000).Impacto AmbientalAo VidroCimento1Consumo de energia74671Consumo de matria prima90 5450Consumo de gua 40 50 -Poluentes atmosfricos86 22 90% emde concreto em massa), ou de rochas (> 90% de rochas em massa), ou ainda misturasde concreto, rochas e cermicos em outras propores, mas com algumas restriesespecficas quanto granulometria, resistncia abraso Los Angeles, forma, eserem no plsticos.Uma pesquisa realizada no Texas Transportation Institute, em cooperao com oDepartment of Transportation Federal Higway Administration Bureau of PublicRoads, Texas, (Moore, 1969)3, para desenvolver critrios de aceitao paraagregados denominados sintticos, produzidos a partir da queima de argila, empavimentos, talvez tenha sido uma iniciativa pioneira e uma investigao que sepoderia assemelhar ao emprego de materiais de origem exclusivamente cermica emrodovias. O texto desta pesquisa foi fornecido ao autor pelo Engenheiro JooConrado Fabrcio que teve oportunidade de participar dos trabalhos no Texas. Tem-se noticia tambm de iniciativa semelhante no Brasil, especificamente na regio doAmazonas, onde se pesquisou o mesmo assunto, mas este autor no conseguiucontato com os responsveis.Esta pesquisa do Texas concluiu que, baseado nos resultados obtidos, os agregadossintticos podem ser produzidos por queima de argilas plsticas, e que eles temgrande potencial para uso em construo de estradas onde no se disponha deagregados de alta qualidade. Recomendam que este tipo de agregado apresente perdamenor do que 10% no teste que desenvolveram de fervura ( ver item 4.7.4.4).Com relao s exigncias para o emprego de agregados reciclados em camadas depavimentos, as experincias conhecidas tm mostrado que se baseiam nametodologia tradicional de avaliao de materiais, que leva em conta os aspectos da2Texto do Projeto de Norma UNE fornecido pelo Prof. Dr. Enric I. Vazquez da UPC-Espanha.3Texto fornecido pelo Eng. Joo C. Fabrcio da ECL Engenharia, Consultoria S.A., Rio de Janeiro. 38. 21distribuio granulomtrica, a forma dos gros, ndices fsicos como a plasticidade, a resistncia medida pelo ensaio ndice de Suporte Califrnia (ISC), ouCalifrnia Bearing Ratio, denominado CBR no Brasil, expanso, desgaste porabraso Los Angeles e, no exterior, em alguns casos, a sanidade avaliada pelomtodo do sulfato de sdio.O resultado do CBR a referncia utilizada no mtodo emprico dedimensionamento dos pavimentos, originado de experincias estrangeiras,relacionadas com solos e climas diferentes das condies tropicais (MEDINA, 1997).Mais recentemente, o desenvolvimento da teoria estrutural dos pavimentos,considerando-os sistemas de camadas sujeitos s cargas dos veculos, ressaltou anecessidade de conhecimento das caractersticas de deformabilidade dos materiais depavimentao sob a ao de cargas repetidas (MEDINA, 1997; FSWA, 2000).No exterior novas metodologias tm sido apresentadas para a avaliao mecnica demateriais secundrios com a finalidade de uso em camadas de base e sub-base depavimentos, em conjunto com a caracterizao convencional. Para esta finalidade soindicados os ensaios triaxiais de carga repetida para a determinao docomportamento do mdulo de resilincia e da deformao permanente de materiaissem ligantes, cujos resultados so analisados frente aos valores dos materiaisconvencionais (Nunes; Bridges; Dawson, 1996). O relatrio da FHWA (2000)mostra que na Sua, em conjunto com o programa ALT-MAT (AlternativeMaterials Program), os esforos de pesquisa tm sido levados alm dos ensaiostriaxiais dinmicos de laboratrio, usados para a determinao do mdulo deresilincia, e equipamentos simuladores de trfego tem sido usados para comparar odesempenho no campo. Estes testes de campo so caros e h somente trsequipamentos de teste nos Estados Unidos, sendo dois na Califrnia e um no U.S.Army Corps of Engineers Laboratory, em New Hampshire, mas existe a tendncia nomeio tcnico em estimular a investigao da correlao dos ensaios de laboratriocom o desempenho no campo, em virtude das dificuldades de reproduzir as reaiscondies que ocorrem na pista (MEDINA, 1997; FSWA, 2000). 39. 222.5 ConclusesPode-se resumir que os modelos atuais de produo e consumo so lineares enecessitam de mudanas para que se tornem sustentveis, economizando energia erecursos naturais, promovendo o desenvolvimento e preservando o meio ambiente.A cadeia produtiva da construo civil extensa, grande consumidora de energia,de matrias primas naturais, e impacta o meio ambiente. Por outro lado, podecontribuir para a soluo de grande parte dos problemas relacionados com osresduos gerados quando se constitui em grande sorvedouro destes resduos.A reciclagem um caminho irreversvel para tornar a construo civil sustentvel,pois transforma resduos - que poluem o meio ambiente e oneram os cofres pblicos- em material aproveitvel, que vai aliviar a extrao de matrias primas naturais,diminuir o consumo energtico e preservar reas usadas para aterros.As pesquisas relacionadas aos resduos de construo e demolio (RCD), tmaumentado e o nvel de conhecimento adquirido tem permitido a implementao deaes positivas na busca da construo civil mais favorvel ao meio ambiente, masainda so insuficientes para a soluo do quadro a nvel nacional. Em virtude dadistino de caractersticas gerais entre os agregados reciclados e os naturais,observa-se um certo grau de dificuldade da aplicao das metodologias de avaliaodos materiais reciclados para determinadas aplicaes, como por exemplo, napavimentao, o que exige esforos adicionais de pesquisa para prover melhorconhecimento a respeito da constituio e das propriedades gerais dos resduos parao atendimento das necessidades de uso.O setor produtivo de cermica vermelha parte da cadeia da construo civil, grande consumidor de energia, de matrias primas naturais, e gera resduos distintosdaqueles da construo e demolio, pois so isentos de qualquer mistura, como porexemplo, de materiais cimentcios. Este setor industrial tem impacto no meioambiente e os dados relacionados precisam ser conhecidos, quantificados e tratadosde forma conveniente para tornar esta atividade mais sustentvel. 40. 23So poucas as informaes publicadas sobre a gerao de resduos deste setorprodutivo, que engloba a produo de tijolos, blocos e telhas, e cada regio apresentacaractersticas prprias que devem ser conhecidas para bem elucidar a atividade,desta forma, o diagnstico da gerao de resduos da fabricao de telhas decermica vermelha necessrio. No captulo 3 apresentam-se o diagnstico e anlisedos resduos gerados da fabricao de telhas de cermica vermelha nas regies deMonte Carmelo e Ituiutaba, em Minas Gerais. 41. 243 DIAGNSTICO E ANLISE DOS RESDUOS DA FABRICAO DETELHAS CERMICASTrata este captulo do diagnstico e da avaliao dos resduos gerados aps a queimadas telhas cermicas com a inteno de justificar a sua reciclagem. Desta forma, ametodologia de anlise do ciclo de vida (ACV) dos resduos, aquela que leva emconsiderao todos os insumos consumidos, os poluentes liberados e os resduosgerados (JOHN, 2000), estaro relacionados s etapas da fabricao das telhas desdeas matrias primas at o final do ciclo de produo. As informaes da gerao dosresduos, do bero ao tmulo, sero utilizadas para anlise das opes de aesagrupadas em uma rvore de deciso simplificada, que permite a viso do todo.O objetivo deste diagnstico expor os dados da atividade fabril para a visualizaodos seus impactos no meio ambiente, e tambm estabelecer um quadro que permita oentendimento de que a reciclagem dos resduos gerados para a construo civil umanecessidade e uma alternativa muito melhor do que o simples descarte.A abrangncia do estudo est relacionada aos plos industriais das regies deItuiutaba e Monte Carmelo, ambas no Tringulo Mineiro, em Minas Gerais, ondeforam levantados os dados relacionados com a produo de telhas de cermicavermelha e a conseqente gerao dos resduos.O levantamento de dados, para a realizao do diagnstico dos resduos, foielaborado a partir de um questionrio (Anexo A), que foi aplicado aos associados doSindicato das Indstrias de Cermica e Olaria do Tringulo e Alto Paranaba -SINCOTAP/Ituiutaba e da Associao dos Ceramistas de Monte Carmelo -ACEMC/Monte Carmelo, atravs destas entidades representativas.As informaes das indstrias da regio de Ituiutaba foram fornecidasindividualmente por 13 das 16 associadas. Os resultados foram ento projetados paraa totalidade de indstrias desta regio, a ttulo de se obterem nmeros representativosde todo o parque cermico. Por sua vez, as informaes das indstrias da regio deMonte Carmelo, foram fornecidas atravs de mdias, obtidas pela ACEMC, das 40indstrias associadas.Os dados obtidos foram tabulados e trabalhados de forma a se ter uma viso daamplitude dos nmeros, relativamente produo de peas de telhas, consumo de 42. 25argila, consumo de lenha, distncias percorridas por etapa e totais, quantidade deresduos gerados, e outros ndices relativos entre si.Estes dados foram analisados e confrontados com outros dados identificados emtextos da pesquisa bibliogrfica realizada (ao longo do texto so citadas estasreferncias) para estabelecer um quadro dos impactos ambientais da fabricao, e dosambientais e financeiros dos resduos gerados, de tal forma a justificar a reciclagemdestes resduos.No foi inteno deste trabalho, apurar os custos e impactos detalhados e precisospara cada indstria, mas sim se obterem ordens de valores que permitam uma visogeral da atividade industrial. Desta forma, ao apresentar os dados obtidos e outrosdados e ndices calculados, so apresentados tambm dados da bibliografiaconsultada que permitem situar a abrangncia ou limitao das informaesutilizadas.3.1 Dados geraisAs cidades de Monte Carmelo e Ituiutaba esto localizadas na regio do TringuloMineiro (ilustrao na Figura 3.1), em Minas Gerais, prximas de alguns grandescentros consumidores como Braslia, Goinia, Belo Horizonte, Uberlndia, Uberabae outros.A atividade industrial de cermica vermelha tradicional nestes municpios,remontando seu crescimento ao tempo da construo da capital da repblica.O parque cermico existente no Tringulo Mineiro e Alto Paranaba congrega maisde cem indstrias de cermica vermelha, segundo o Sindicato das Indstrias deCermica e Olaria do Tringulo Mineiro e Alto Paranaba-SINCOTAP/Ituiutaba e aAssociao dos Ceramistas de Monte Carmelo-ACEMC/Monte Carmelo.Na cidade de Ituiutaba so dezesseis indstrias, e em Monte Carmelo cerca dequarenta, caracterizando dois importantes plos industriais na regio. 43. 26Figura 3.1. Mapa de situao da regio do Tringulo Mineiro onde se localizam ascidades de Ituiutaba e Monte CarmeloFigura 3.2 Foto (a) vista de uma industria; (b) vista geral de Monte Carmelo/MG43.2Definies e caractersticas da cermica vermelhaO ramo de atividade das empresas de cermica vermelha classificado pelo InstitutoBrasileiro de Geografia e Estatstica-IBGE como indstria de transformao deminerais no metlicos.O processo de fabricao de produtos de cermica vermelha milenar e pode serestruturado basicamente em seis etapas: 1.extrao da matria prima (argila);2.preparao da matria prima; 3.moldagem ou conformao das peas; 4.secagemdas peas; 5.queima ou cozimento das peas; e 6.resfriamento das peas. O produtoobtido deste processo denominado de produto cermico ou genericamente decermica.4http://www.montecarmelo.mg.gov.br/dm_urbana/habitacao.htm acessado em 20/06/2004 44. 27De acordo com a ABNT, as argilas so compostas de partculas coloidais dedimetro inferior a 0,005 mm, com alta plasticidade quando midas e que, quandosecas, formam torres dificilmente desagregveis pela presso dos dedos.As argilas sedimentares recentes e antigas so as usadas para a fabricao de telhas.So argilas com plasticidade adequada ao processo de moldagem, com tenso oumdulo de ruptura flexo elevado quando secas, porosidade aparente e absoro degua baixas, sem apresentar trincas e empenamentos aps a secagem e queima. Acomposio mineralgica dessas argilas a de uma mistura de caulinita com ilita oumontmorilonita ou esses minerais em camadas mistas, alm de teor aprecivel deferro na forma de hidrxidos frricos. Costumam apresentar cor avermelhada aps aqueima a 950C, devido presena de xidos de ferro, tenso de ruptura elevada,larga faixa de vitrificao, e retrao uniforme que permite um bom controle dasdimenses finais do produto acabado. Existem tambm argilas pobres em ferro quepodem produzir telhas de cores claras com caractersticas cermicas satisfatrias paraa fabricao de telhas (SOUZA SANTOS, 1975).Segundo Souza Santos (1975), a composio mineralgica qualitativa em argilo-minerais no fator decisivo na determinao e/ou previso quanto utilizao deuma argila em cermica vermelha, pois argilas de diferentes composies, emboraproporcionem certa variao nas caractersticas da cermica, podem produzirmateriais de construo civil que satisfazem s especificaes da ABNT.Cita ainda, Souza Santos (1975), que ocorrem variaes nos produtos cermicos emfuno do processo de moldagem e queima, apresentando alguns resultados obtidospara uma argila de Bariri-SP, conformada e queimada em diferentes processos etemperaturas, conforme dados da Tabela 3-1.Cultrone et al. (2003) demonstram a variao da absoro de gua, de tijolos deargilas queimadas em temperaturas variando de 700 at 1100 C, concluindo que,aqueles que tm alta porosidade e alta porcentagem de poros com raio menor do que2,5-1 m so mais suscetveis umidade. Estes autores constataram que, quando adiferena entre a absoro livre (no forada) e a absoro forada aumenta, ainterconectividade entre os poros diminui, sugerindo dificuldade de acesso.Obtiveram valores de absoro livre variando de 24,29% (700C), 24,84% (800C), 45. 2823,15% (900C), 14,94% (1000C), e 9,85% (1100C), observando-se que quantomaior a temperatura de queima, menor a absoro. As massas especificas aparentes(), correspondentes apresentaram, os valores de 1,58, 1,58, 1,61, 1,83, e 1,97(g/cm3), respectivamente.Tabela 3-1 Caractersticas de argila aps conformao e queima (Souza Santos, 1975)TemperaturaMoldagem ManualExtrudado Prensado (200 kgf/cm2) de queima Abs eCor Abs e Cor Abs eCor 950C7,1 21,2 1,75 37,2 V 13,8 14,5 1,82 27,9 V 2,8 20,2 1,81 36,4 V 1050C 7,9 17,5 1,87 32,7 V 14,5 16,2 1,86 30,7 V 4,0 15,1 1,95 29,6 V 1150C 12,0 15,3 1,93 29,4 VE 15,2 15,6 1,89 29,1 VE 4,2 13,3 2,05 27,3 VEOnde: (Tenso de ruptura, MPa); Abs (Absoro, %); (Massa Especfica, g/cm3); e(Porosidade aparente, %); Cor (V-Vermelha, VE-Vermelha Escura).Bueno et al (1996) relatam dados de seus experimentos com telhas cermicas tipoPlan, da regio de Florianpolis, SC, onde foram submetidas exposio ao tempocom medidas de ganho (ou perda) de massa de gua. Para um contedo inicial deumidade igual a zero, aps receberem 5 minutos de chuva adquiriram 6% deumidade. Aps 20 horas de exposio, e chuva persistente por cerca de 4 horas,houve a saturao (teor de umidade perto de 16 a 17%).Estudando sete argilas da regio de Monte Carmelo, Minas Gerais, Kozievitch et al.(2000) obtiveram valores similares aos apresentados por Souza Santos (1975). Amediana dos valores de massa especifica aparente () foi de 1,8 g/cm3, da absorode gua 17,3% e da porosidade aparente 31,5%.Estudando doze telhas de cermica vermelha tipo Plan, de diferentes indstrias,tambm da regio de Monte Carmelo, Dias et al. (2004) obtiveram resultados deabsoro, massa especfica aparente e porosidade comparveis com os apresentadospor Kozievtch et al.(2000). Os valores mdios foram: absoro (17,1%), massaespecfica aparente (), (1,82 g/cm3), e porosidade (31%).Desta forma variaes de resultados das caractersticas de produtos de cermicavermelha ocorrem, mas dentro de um universo em que satisfazem as exigncias dasespecificaes da ABNT para estes produtos (SOUZA SANTOS, 1975). Esta 46. 29considerao permite visualizar que, sendo o processo de fabricao caracterizadopelo uso das argilas denominadas de comuns, e utilizando as etapas tradicionais daindstria de cermica vermelha, as variaes nos valores caractersticos da cermicaproduzida ocorrero dentro de faixas de variao no muito discrepantes.Na fabricao das telhas cermicas o consumo de energia, tanto na forma de energiaeltrica como na de combustveis, est presente em quase todas as etapas daproduo.A etapa 1 consome leo diesel nas mquinas e caminhes transportadores. A 2, 3 e 4,energia eltrica. A etapa 4 consome tambm combustveis. O grande consumo naetapa 5 de combustveis como a lenha, leo BPF, gs, e alternativos comoserragem, etc.Segundo Henriques et al. (1993) o consumo mdio percentual de energia eltrica poretapa do processo em relao ao consumo total em empresas de cermica vermelha empresa mediana com consumo de cerca de 90.000 kWh/ms, o seguinte: napreparao 14%; na moldagem 26%; na secagem 26%; na queima 32%; nailuminao 2%. Embora se possa suspeitar uma defasagem nestes dados, em virtudeda data de sua publicao e dos avanos tecnolgicos que possam ter havido, de seressaltar que a indstria de cermica vermelha caracteristicamente uma atividadetradicional e com baixo nvel de industrializao, principalmente no interior do pas,o que leva a crer que este quadro no deve ter se alterado muito.J o sistema trmico da indstria cermica responsvel por cerca de 80-90% daenergia total consumida no processo fabril e est concentrado nas etapas de produoligadas secagem e queima, e representado pelos energticos combustveis-(Henriques et al., 1993).Por seu lado, a queima de energticos uma reao qumica na qual o carbono (C) eo hidrognio (H), presentes nos combustveis, se combinam individualmente com ooxignio (O2) do ar, gerando dixido de carbono (CO2), vapor dgua e calor que soliberados pela chamin (HENRIQUES et al., 1993). 47. 30Figura 3.3. Relao entre o excesso de ar e os teores de O2 e CO2, da combusto naindstria de cermica vermelha (HENRIQUES et al., 1993)Dependendo da eficincia da operao de queima dos combustveis, que depende doar em excesso, podem ser maiores ou menores as emisses de monxido de carbono(CO) e fuligem para a atmosfera, afirmam Henriques et al. (1993).Indicam ainda estes autores que os excessos de ar recomendados para a queima dalenha est entre 40 e 60%. Para o caso de 40% de excesso de ar, a porcentagem deCO2 emitido pela chamin chega a 11%, conforme dados do grfico da Figura 3.3.Com relao temperatura de queima, de acordo com dados obtidos junto aoSINCOTAP5 e ACEMC6, verifica-se que muito varivel, e dependente do tipo deforno, do energtico utilizado e seu contedo de umidade caso seja lenha ouserragem, da secagem da telha, do operador, e da posio relativa no forno. Os dadosinformados para estas duas regies coincidem na faixa de valores de temperatura que ampla, de 600C at 980C. A tabela Tabela 3-2 mostra os valores informados por14 indstrias da regio de Ituiutaba.Os produtos de cermica vermelha agrupam geralmente, os produtos para alvenaria(de vedao e estrutural), para cobertura e para canalizaes. Dentre os de alvenariaesto os tijolos e blocos. Os de cobertura so as telhas. Os tubos ou manilhas soaqueles utilizados para canalizaes. Existem tambm produtos utilizados em lajesnervuradas (chamados lajotas), elementos vazados em alvenarias, e algumas5Temperaturas mdias estimadas. Informaes recebidas por e-mail (cursos@sincotap.com.br) em29/11/99.6Informaes genricas verbais obtidas junto ACEMC. 48. 31cermicas rsticas para revestimento de piso e tambm de paredes (chamadostambm de tijoleiras), (BAUER, 1994).Tabela 3-2 Temperatura de queima estimada para as Indstrias de ItuiutabaIndstria Temperatura Temperatura Indstria TemperaturaTemperatura mdia (C) mxima (C) mdia (C) mxima (C)1 800900 8600 9802 800900 9600 8303 830970 10 700 9004 700920 11 800 9505 800920 12 800 9506 600830 13 600 8007 800850 14 780 850Mdia das Tmdias: 729; Mediana = 790Mdia das Tmximas: 897; Mediana = 900Fonte: SINCOTAP-Ituiutaba3.3 Dados correlacionados com a produo de telhasO inventrio do ciclo de vida dos resduos se inicia com a extrao da matria primapara a fabricao das telhas, sendo ento os dados correlacionados com a fabricaodeste produto apropriados para a anlise dos rejeitos da fabricao.Os dados obtidos no levantamento nos plos de Ituiutaba e Monte Carmelo foramtrabalhados e esto apresentados agrupados em tabelas e, na seqncia, quandopertinente, esto comentados e correlacionados com informaes e opiniesidentificadas nos textos da pesquisa bibliogrfica realizada.Tabela 3-3 Quantidade de telhas produzidas na regio de Ituiutaba e Monte Carmelo RegioProduo Total * Produo mdia por(peas/ms)indstria (peas/ms)Ituiutaba (16 Indstrias)7,774 milhes485.875 Monte Carmelo (40 Indstrias)45 milhes1,125 milhes* Fonte: SINCOTAP (Ituiutaba) e ACEMC (Monte Carmelo). 49. 32As mdias de produo por indstria, indicadas na Tabela 3-3, se situam bem acimada mdia de 205.000 peas por indstria segundo o Anurio Brasileiro de Cermica(ABC) de 1996, dado citado no Boletim Indicadores da Indstria de CermicaVermelha SEBRAE/RJ (1999).Dados obtidos no stio da Prefeitura Municipal de Monte Carmelo7 informam que aproduo de telhas e tijolos vinham crescendo at o ano de 1998, conforme Figura3.4.Figura 3.4 Histrico da produo de telhas em Monte CarmeloA explorao de argila gera impacto ao meio ambiente atravs da degradao doslocais de extrao, denominados de barreiros, e impem s indstrias custosadicionais queles da linha de produo para a sua recuperao. A figura seguinteilustra duas reas recuperadas no municpio de Monte Carmelo4.Figura 3.5 reas de barreiros recuperadas em Monte Carmelo/MG47http://www.montecarmelo.mg.gov.br/dm_urbana/habitacao.htm acessado em 20/06/2004. 50. 33Os dados da Tabela 3-4, foram utilizados para se estimar as implicaes ambientais apartir da explorao da argila no barreiro, com interesse na determinao da extensode terra envolvida na extrao e nas distncias percorridas para o transporte.O consumo de argila foi informado pelos fabricantes, alguns com certa preciso,outros atravs de mdias que eles mesmos estimaram. Tabela 3-4 Argila, rea de terra e quilometragem percorrida RegioVolume argilarea de terraQuilometragemconsumido por ms 1 equivalente 2 percorrida 3 (m3) (ha/ms) (km/ms)Ituiutaba22.293 0,45202.598M. Carmelo 100.0002,0 908.8001 Fonte: SINCOTAP e ACEMC; Est sendo considerado que o volume de argila consumido informadopelos ceramistas seja o prprio volume extrado, ou seja, um aproveitamento de 100%.2Para profundidade mdia de explorao = 5 m conforme dado de Ioshimoto (1995);1 (um) ha = 10.000 m2.3Dados fornecidos pelos ceramistas: distncia mdia de transporte de argila por viagem = 56,8 km;capacidade de carga do caminho =(em mdia) 15t; e densidade do barro in natura igual a 1,2t/m3 (em mdia). {Quilometragem percorrida no transporte de argila = volume de argila xdensidade informada capacidade de carga do caminho x 2 (ida e volta)x distncia mdia detransporte informada por viagem} mais detalhes no texto a seguir.A rea de extrao equivalente foi calculada tendo em conta os dados de Ioshimoto(1995), que utiliza o valor de 5 m para a profundidade mdia de explorao de umajazida de argila, adotando-se ainda que a quantidade consumida informada aprpria quantidade extrada, ou seja, um aproveitamento de 100%.A quilometragem percorrida foi calculada com a inteno de utilizar o consumo deleo diesel no transporte da argila, para estimar os gastos financeiros e valoresaproximados das emisses de gases, originados da sua queima, para a atmosfera.Desta forma, no clculo da distncia percorrida est sendo levado em conta o dobroda distncia entre a indstria e o barreiro, para se obter o consumo total de leodiesel utilizado, ou seja, ida e volta.Este procedimento adotado contraria a definio de distncia de transporte, que aquela em que o material deslocado desde o centro de gravidade da origem at o dodestino, porm permite que se tenha, de forma simplificada, uma ordem de valor 51. 34adotada para a anlise em questo, sem que sejam considerados outros parmetrosnecessrios para a determinao dos custos de transporte, o que implicaria emlevantamentos detalhados da operao, como: mdia aritmtica simples e ponderada,das distncias de transporte, consumo de leo diesel por tipo de veculo utilizado naida e na volta do trajeto, manuteno, etc. Tabela 3-5 Lenha, rea de terra e quilometragem percorridaRegio Quantidade de lenha, rea de terra Quilometragemem volume, consumida equivalente 2percorrida 3 1 3por ms (m ou e)/ms (ha/ms) (km/ms) Ituiutaba 15.637 156 27.923M. Carmelo30.00030053.5711Fonte: SINCOTAP e ACEMC.A ACEMC informou que o consumo de energticos (em mdia) representado por lenha (30.000m3), serragem (15.000 m3) e outros (15.000 m3). (b) adotou-se no fazer distino do valorinformado pelos ceramistas em m3 para o valor em estere8.2 rea de terra equivalente calculada utilizando dados de Thibau (2000): produo de lenha empovoamentos nativos de cerrado igual mdia de 100 esteres/hectare.3Distncia mdia de ida por viagem = 25 km (Fonte: ACEMC). Capacidade volumtrica de umcaminho toco 28 m3na regio do Tringulo Mineiro9. {Quilometragem percorrida para otransporte da lenha = volume total de lenha consumida capacidade volumtrica do caminho x (2 xdistncia mdia de ida por viagem) }.O principal energtico utilizado nas cermicas pesquisadas a lenha. Algumascermicas fazem uso de serragem e outros energticos em menor escala.Para simplificar o levantamento de dados, utiliza-se neste trabalho somente oconsumo de lenha para correlacion-lo com os gastos no seu transporte, a extensode terra abrangida com a extrao, e as emisses da queima de leo diesel e lenha.Segundo Wittwer e Faria (1998), nos estados do Rio de Janeiro e de So Paulo, bemcomo em todo o Brasil, a lenha o maior insumo energtico do setor de cermica,com um consumo mdio aproximado de 1.550.000 tEP/ano (tonelada equivalente depetrleo por ano).No estado de Santa Catarina, segundo Quaresma (1990), a lenha o principalenergtico utilizado pelas indstrias de cermica vermelha, com um consumo de8Estere: unidade de medida usada para determinar volume de lenha. equivalente a uma pilha de 1 mfrente, 1 m de altura e 1 m de fundo, definio encontrada em Veiga (1977) e ACESITA S/A (1983).9Informao verbal obtida de Carvoeiro na cidade de Uberlndia/MG. 52. 35114.325 m3/ms, o equivalente a 137.190 Gcal/ms. Estima um consumo de1.400.000 m3/ano projetando uma rea equivalente de 8.000 hectares de eucalyptus.No entanto, afirma, 78% da lenha oriunda de mata nativa e apenas 22% de mataimplantada, segundo dados da poca.Baseando-se nestes dados de Quaresma, determina-se uma produtividade em tornode 178 m3 de lenha por hectare de eucalipto, por ano, como mdia para o estado deSanta Catarina.No estado do Paran, segundo a Minerais do Paran (1997), o setor da cermicavermelha utilizava-se exclusivamente de lenha como insumo energtico. Com opassar dos anos com a crise de fornecimento pelo escasseamento das reservas econseqentes maiores distncias das fontes surgiram novas alternativas comoserragem, maravalha, bagao de cana e palha de arroz. Apresentam um consumoanual de lenha de 407.554 m3, para uma produo de 789.485 milheiros de peascermicas, nas quatro regies do estado.Neste Estado os ndices de consumo de lenha variam de 0,18 a 0,95 m3/milheiro,alertando a fonte que estes nmeros no representam a realidade, em virtude dadiversidade de energticos utilizados e em quantidades variadas, e tipos de fornoscom diferentes rendimentos. Ainda no Paran, a distncia mdia para ir buscar lenha,da olaria at a fonte, de 44,5 km.Segundo Thibau (2000), a produo de lenha em esteres por hectare muito varivelpara os povoamentos florestais nativos e apresenta os seguintes dados de produopara Zona de Cerrado: mnimo de 70, mximo de 170 e valor mdio de 100 esteresde lenha por hectare.Sobre o volume de lenha consumida cabem, ainda, alguns esclarecimentos, pois viade regra os ceramistas da regio pesquisada informam as unidades correntes demedida ora em m3, ora em estere, como se representassem a mesma quantidade.Os consumos de lenha por milheiro, obtidos com os dados em m3 (Tabela 3-6), estodentro dos parmetros encontrados por Ioshimoto (1995) e Henriques (1993), asunidades desses consumos foram mantidas em m3. 53. 36 Tabela 3-6 ndices de consumo por milheiroRegioConsumo de argila Consumo de lenha por Quilometragem por milheiro de telha milheiro de telhapercorrida (*) por 3 3(m /milheiro)(m /milheiro)milheiro de telhaItuiutaba2,8 229,7 M. Carmelo2,20,7 21,4(*)(distncia percorrida com o transporte da argila + da lenha) quantidade de milheiros de telhasproduzidas.Dados de Ioshimoto (1995) mostram um consumo de 0,00182 m3 de argila por telhafabricada em Monte Carmelo, ou seja, 1,82 m3 de argila por milheiro de telha,praticamente coincidindo com o valor obtido neste diagnstico de 0,002 m3 de argilapor pea de telha.Sobre o ndice de consumo de lenha por milheiro, tambm desconsiderando oconsumo de outros energticos, Minerais do Paran (1997) apresenta valoresvariando de 0,18 a 0,95m3.O SEBRAE-RJ (1999) apresenta como consumo especfico dos fornos tipo chamareversvel, o valor de 1,5 a 1,8 m3 de lenha/milheiro.J Ioshimoto (1995) apresenta o valor mdio de 1,99 m3 de lenha por milheiro detelha como sendo representativo do parque cermico de Monte Carmelo, valor quecoincide com o consumo da regio de Ituiutaba, mas o dobro do consumo apuradopara Monte Carmelo conforme dados da Tabela 3-6, indicando que o consumoinformado no diagnstico est subestimado, ou a partir de 1995, a lenha foisubstituda em grande parte por outro energtico.Em virtude de que o consumo de energticos distinto para cada indstria e regio,que utilizam diversos tipos de energticos e em quantidades variveis, o ndice deconsumo de lenha por milheiro apenas ilustrativo, no devendo ser consideradocomo representativo da atividade e nem comparvel sem o detalhamento necessrio.Deve-se levar em conta tambm que o desenvolvimento tecnolgico proporcionamudanas no consumo de energticos na indstria e as crises energticascontemporneas tm impulsionado os setores produtivos na busca de alternativaspara a reduo de consumo e substituio das fontes de energia utilizadas, porexemplo, pelo gs natural. 54. 373.4Dados sobre os resduos geradosOs resduos gerados no processo de fabricao das telhas so telhas inteiras que noapresentam, aps a queima nos fornos, as caractersticas exigidas para acomercializao; e tambm, pedaos de telhas (cacos) originados da quebra dastelhas devido movimentao a que so submetidas. Neste trabalho sero chamadossimplesmente de cacos.Denomina-se, ento, por quebras da produo, em porcentagem, a quantidade detelhas refugadas aps a queima, que constituem os resduos gerados (cacos). Osfabricantes declararam o percentual que admitem para esta quebra da produo emfuno do nmero de peas fabricadas. Tabela 3-7 Quantidade de resduos gerados (cacos) por msRegioQuebra declarada Quantidade deMassa de Volume de 12em % cacoscacos cacos 3(mdia informada) (peas)(toneladas)(m3) Ituiutaba3,08239.439 407545M. Carmelo3,001,350 milhes2.295 3.072 1 Porcentagem de peas descartadas em relao quantidade produzida. Fonte: SINCOTAP eACEMC. 2Para apurar a massa dos cacos foi utilizada a massa seca mdia de uma telha tipo Plan aps aqueima = 1,58 kg, e corrigida para 1,7 kg devido a umidade (adotada umidade natural mdiaanual de 7,6%), dados de Ioshimoto (1995). Com esta massa calculou-se a quantidade de cacos. 3Volume dos cacos calculado utilizando a densidade aparente de pilhas de telhas e cacos de telhasdepositados no ptio da indstria, portanto com umidade, calculada a partir de informaesfornecidas pela Indstria Alto Paranaba - Monte Carmelo: volume da caamba da mquinacarregadeira = 1,53 m3; tara da carregadeira = 10.020 Kg; 1a. Pesagem = 11.000 kg; 2a. Pesagem= 11.150 kg; 3a. Pesagem = 11.340 kg; massa unitria mdia calculada = 747 kg/m3.No estgio tecnolgico atual a gerao de refugos aps a queima uma questo dequantidade, ou seja, possvel controlar, mas no eliminar totalmente. Durante olevantamento de dados para o diagnstico, alguns ceramistas chegaram a afirmar quecertas cermicas apresentam quebras de at 15%. No entanto, de forma prudente,acreditando na possibilidade de controlar estas perdas, aceitou-se o percentualapresentado como mdio pelos ceramistas, de 3% de quebra, como sendo um limitedifcil de ser reduzido.Este percentual de quebra aparenta ser muito varivel no s de indstria paraindstria, como tambm de regio para regio. Segundo Quaresma (1990), as perdasno processo de fabricao das indstrias de cermica vermelha, do estado de SantaCatarina, atingem percentuais acima de 10%, para 17% das empresas, tendo como 55. 38principal causa o manuseio do produto intermedirio e final. J Henriques et al.(1993) indicam que a perda de produtos em fornos tipo Caieiras pode atingir emmdia 30%.Na Holanda, segundo Hendriks (2000) os tijolos cermicos representam 95% do totalde produtos de cermica. Os resduos da fabricao dos tijolos (chamotte)representam 1% da produo (23000 ton/ano) e so utilizados em pisos de quadras detnis e em pisos batidos (possivelmente passeios). Estes dados so apresentadossomente como uma ilustrao em virtude de que esto relacionados produosomente de tijolos macios em um sistema de produo que difere dosprocedimentos de fabricao das telhas de cermica vermelha. Possivelmente osresduos da fabricao de tijolos macios, na prtica corrente no Brasil, sejamgerados com percentual desta ordem de valor, pois as exigncias que levam aodescarte dos produtos defeituosos aps a queima, neste caso, so menos rigorosas.Decidiu-se por calcular, ento, a quantidade de resduo gerado utilizando aporcentagem de quebra informada pelos ceramistas (3%), multiplicando-a pelaquantidade de telhas produzidas. Em seguida a massa de cacos foi determinadautilizando-se a massa mdia de telhas do tipo Plan, aps a queima portanto secas,segundo Ioshimoto (1995), representando a mdia de 24 cermicas de MonteCarmelo, e corrigida adotando um teor mdio de umidade de 7,6%, perfazendo umamassa mida de 1,7 kg/telha; em virtude de que a massa da telha tipo Plan a menorentre os tipos de telhas fabricadas, como por exemplo, a telha Colonial, a massaassim determinada a mnima possvel de ocorrer. Finalmente o volume dos cacosfoi determinado utilizando a densidade de massa aparente de uma pilha de cacos,determinada no ptio da indstria Alto Paranaba, Monte Carmelo, utilizando omaquinrio disponvel. Veja Tabela 3-7.Tabela 3-8 Descarte mensal dos cacosRegio Quantidade de caminhes 1 Quilometragemkm / toneladapercorrida 2 (km) cacos 3Ituiutaba 39 390 0,96M. Carmelo 2192.1900,961 3considerando 14 m de cacos por caminho.2para distncia mdia adotada de 5 km;Distncia percorrida para o descarte dos cacos = 5 x 2(ida e volta) x quantidade de caminhes(viagens) por ms.3ndice: quilometragem percorrida no descarte por tonelada de caco descartada. 56. 39Para a determinao da quantidade de caminhes necessria para o descarte (bota-fora) dos cacos (em outras palavras, o nmero de viagens), adotou-se comocapacidade mdia de carga dos caminhes 14 m3, conforme informao obtida deuma indstria de Monte Carmelo10. Em virtude da baixa massa unitria dos cacos,747 kg/m3, a carga nos caminhes gira em torno de 10.500 kg.Figura 3.6 Local de deposio clandestina de cacos de telhas na periferia da cidadede Monte Carmelo/MG (mar./2000).A quilometragem percorrida no descarte, foi determinada pelo mesmo procedimentoadotado no caso da argila (veja Tabela 3-4) e da lenha (veja Tabela 3-5), ou seja,como o interesse determinar a quantidade de leo diesel gasta no transporte, -comoparmetro nico para se estimar os gastos mensais e os impactos ambientais-, aquilometragem percorrida foi determinada multiplicando-se a distncia mdia detransporte por 2 (ida e volta), e pela quantidade de viagens representada pelaquantidade de caminhes apurada (veja Tabela 3-8).A distncia mdia de transporte de 5 km foi adotada em virtude da grandevariabilidade das respostas dos ceramistas. Foram informadas distncias variandodesde 1 km at 60 km, para o descarte dos resduos. As distncias menores, at 10km, representando os locais denominados de lixes, mas que aparentemente solocais clandestinos; as distncias maiores representando locais diversos, comoeroses, estradas de fazendas, e outros na regio. Desta forma, achou-se prudenteadotar um valor mdio, bem conservador, como distncia de transporte dos cacos,10Informao verbal obtida de proprietrio de uma indstria: capacidade da caamba de um caminho= 12 m3, mas comporta at 14 m3 enlonado. 57. 40representando a periferia das cidades. Sendo, ento, a distncia de transporte igual a5 km, a quilometragem percorrida por viagem (ida e volta) equivale a 10 km.3.5Contedo energtico, impactos e custos relacionados com os resduosPara efeito de simplificao denominou-se, neste trabalho, como contedo energticodos resduos (cacos), a quilometragem percorrida total relacionada com ostransportes desde a sua gerao e descarte do bero ao tmulo, e as quantidades deargila e de lenha relacionadas com a sua fabricao.Tabela 3-9 Gasto energtico estimado para os resduos da fabricao de telhas cermicas na regio de Ituiutaba e Monte Carmelo, MGRegio Quilometragem Consumo de argila 2 Consumo de lenha 3 1percorrida total (m3/ms)(m3/ms)(km/ms)Ituiutaba 7.490 686 482M. C. 31.061 3.0009001Inclui a quilometragem percorrida no transporte da argila + da lenha + do resduo.2 Volume de argila gasto nos cacos determinado aplicando-se o % de quebra informado ao consumototal de argila, conforme Tabela 3-4.3 Volume de lenha