40
Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP Departamento de Engenharia de Construção Civil ISSN 0103-9830 BT/PCC/476 Renato Augusto Nascimento Sílvia Maria de Souza Selmo São Paulo – 2007 Produção de areia reciclada lavada de resíduos classe A da construção civil : contribuição ao desenvolvimento de processo via úmida na usina de Socorro/SP

Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

  • Upload
    doanbao

  • View
    216

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP

Departamento de Engenharia de Construção Civil

ISSN 0103-9830

BT/PCC/476

Renato Augusto Nascimento Sílvia Maria de Souza Selmo

São Paulo – 2007

Produção de areia reciclada lavada de resíduos classe A da construção civil :

contribuição ao desenvolvimento de processo via úmida na usina de Socorro/SP

Page 2: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Construção Civil Boletim Técnico – Série BT/PCC Diretor: Prof. Dr. Vahan Agopyan Vice-Diretor: Prof. Dr. Ivan Gilberto Sandoval Falleiros Chefe do Departamento: Prof. Dr. Alex Kenya Abiko Suplente do Chefe do Departamento: Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves Conselho Editorial Prof. Dr. Alex Abiko Prof. Dr. Francisco Ferreira Cardoso Prof. Dr. João da Rocha Lima Jr. Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves Prof. Dr. Paulo Helene Prof. Dr. Cheng Liang Yee Coordenador Técnico Prof. Dr. João Petreche O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USP/ Departamento de Engenharia de Construção Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade. O presente trabalho é parte da dissertação de mestrado apresentada por Renato Augusto Nascimento, sob orientação da Profa. Dra. Sílvia Maria de Souza Selmo: “Produção de Areia Reciclada Lavada de Resíduos Classe A da Construção Civil: Contribuição ao Desenvolvimento de Processo Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP.

A íntegra da dissertação encontra-se à disposição com o autor e na biblioteca de Engenharia Civil da Escola Politécnica/USP.

FICHA CATALOGRÁFICA

Nascimento, Renato Augusto

Produção de areia reciclada lavada de resíduos classe A da construção civil : contribuição ao desenvolvimento de processo via úmida na usina de Socorro/SP / Renato Augusto Nascimento, Sílvia Maria de Souza Selmo. -- São Paulo : EPUSP, 2007.

33 p. – (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departa- mento de Engenharia de Construção Civil ; BT/PCC/476)

1. Resíduos de construção (Reciclagem) 2. Agregados (Recicla- gem;uso) 3. Argamassa 4. Entulho (Reciclagem)I. Selmo, Sílvia Maria de Souza II. Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departa-mento de Engenharia de Construção Civil III.Título IV. Série ISSN 0103-9830

Page 3: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

i

PRODUÇÃO DE AREIA RECICLADA LAVADA DE RESÍDUOS CLASSE A DA CONSTRUÇÃO CIVIL: CONTRIBUIÇÃO AO DESENVOLVIMENTO DE

PROCESSO VIA ÚMIDA PARA A USINA DE SOCORRO/SP

Renato Augusto Nascimento1; Sílvia Maria de Souza Selmo21Engº Civil, Mestre em Engenharia, [email protected]; 2Engº Civil, Professora Doutora, [email protected]

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Construção Civil

RESUMO A cadeia da construção civil apresenta impactos ambientais significativos: na extração de matérias primas naturais, na produção de insumos, na construção, no uso e na demolição de obras. Além disso, a disponibilidade de matérias primas naturais tende a ser cada vez mais controlada, pelas limitações dos recursos naturais e pelas normas ambientais vigentes. No caso do insumo de interesse neste trabalho, a areia de construção, pode ocorrer que o seu fornecimento seja feito por jazidas naturais distantes dos centros consumidores, a mais de 100 km. Em algumas cidades brasileiras, este fato acarreta impactos econômicos e ambientais adicionais ao produto, pelo transporte ser tipicamente rodoviário. Uma das alternativas que pode reduzir estes problemas é a reciclagem da parcela mineral dos resíduos da construção civil (RCC classe A), tais como solos e rochas, componentes cerâmicos, argamassas e concretos; provenientes de obras de construção, demolição e reforma. No Brasil, a maioria das usinas de reciclagem de resíduos classe A da construção civil gera, principalmente, agregados de granulometria mista, para usos secundários em aterros ou estradas, e com muitas limitações técnicas para uso em edificações. Este é o caso da areia reciclada por processo via seca, originalmente produzida pela Usina de Socorro/SP, e que contém elevado teor de partículas finas, pois seu uso é restrito a argamassas de assentamento de alvenarias não estruturais, tipicamente preparadas em obras da região, sem racionalização construtiva. Por outro lado, a produção de agregados reciclados de qualidade controlada, pelas usinas nacionais, é essencial para ampliar as aplicações na construção civil e, ainda, promover um retorno comercial mais atrativo, para investimentos públicos e privados, no setor. Assim, é necessário que as pesquisas acadêmicas também analisem as possibilidades tecnológicas e comerciais, de processos de reciclagem mais aptos a melhorarem a qualidade e a eficiência de produção de agregados reciclados pelas usinas nacionais. Tal contexto motivou estudos iniciais de produção de areia reciclada lavada, junto à Usina de Socorro/SP, com ensaios de desempenho em argamassas e revestimentos, pela tese de Miranda (2005), baseados em critérios de dosagem do teor total de finos < 75 μm em argamassas, pelos estudos de Selmo (1989); Selmo; Bücher (1990) e Miranda (2000). Assim, o presente trabalho objetivou colocar em funcionamento contínuo um processo piloto de produção de areia reciclada lavada, dimensionado e ajustado de forma empírica, mas importante para gerar dados operacionais e balizar a sua evolução para um processo industrial. Inicialmente, apresenta-se um panorama sobre termos e especificações técnicas pertinentes ao produto visado e, ainda, uma análise sucinta das operações e equipamentos de beneficiamento. Na seqüência, apresenta-se um diagnóstico orientativo para o dimensionamento do processo via úmida, em escala industrial, tanto por análise de dados da usina, quanto por projeção do mercado de areia. Ao final, são listadas recomendações técnicas e de ordem econômica, para a evolução da produção de areia reciclada lavada, que podem ser tomadas como diretrizes para a elaboração de um plano de negócio, pelo proprietário da usina, prescrevendo-se um trabalho tecnológico cooperativo, que possa viabilizar a implantação industrial do processo via úmida, com a ampliação da produção e do mercado consumidor.

Page 4: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

ii

WASHED RECYCLED SAND PRODUCTION FROM BRAZILIAN CLASS A CIVIL CONSTRUCTION WASTES: CONTRIBUTION TO THE DEVELOPMENT

OF THE WET PROCESS FOR THE RECYCLING PLANT IN SOCORRO/SP

Renato Augusto Nascimento1; Sílvia Maria de Souza Selmo21Eng. Civil, Master, [email protected]; 2Eng. Civil, Dr., [email protected] Construction Engineering Department - PCC, Escola Politécnica, University of São Paulo,

Av. Prof. Almeida Prado, trav. 2 nº 83, São Paulo, 05508-900, Brazil

ABSTRACT

The civil construction chain exerts significant environmental impacts on the extraction of natural raw materials, the production of building materials, and the construction, use and demolition of buildings. Moreover, the availability of natural raw materials tends to be increasingly controlled due to limitations in natural resources and to the environmental legislation in force. In the case of the building material of interest to this work, i.e. construction sand, it may be supplied by natural mines located over 100 km away from consumption centers. In some Brazilian cities this fact results in additional economic and environmental impacts on the product as transportation is mainly by road. One of the alternatives that can reduce these problems is the recycling of Brazilian Class A construction and demolition waste (Brazilian Class A CDW includes inert concrete, bricks, tiles, ceramic materials and soils). In Brazil most recycling plants of Class A civil construction waste generate mainly aggregates of mixed granulometry for secondary uses in earthworks or pavement works, and with great technical limitations for the use in buildings. That is the case of the sand recycled in the dry process, originally produced by the plant in Socorro/SP, and which has a high content of fines, because its use is restricted to mortars for non-load bearing walls, commonly prepared in construction sites in the area, without construction rationalization. On the other hand, the production of recycled aggregates of controlled quality by national plants is essential to diversify the applications in civil construction and also to promote a more attractive commercial return on public and private investment in the sector. Therefore, it is necessary that academic research also analyze the technological and commercial possibilities of recycling processes more suitable to improve quality and efficiency in the production of recycled aggregates by national plants. This context motivated preliminary studies in the production of washed recycled sand in the plant of Socorro/SP, with performance tests of mortars and renderings, in the Thesis of Miranda (2005), based on criteria of total materials finer than 75 μm in the dry mortar mix design, according to the studies of Selmo (1989); Selmo, Bücher (1990) and Miranda (2000). Therefore the present work aimed to put in continuous operation a pilot process of washed recycled sand production that was estimated and adjusted empirically, but important to generate operational data and set a benchmark for the evolution towards an industrial process. The scenario of civil construction waste recycling is initially presented, as well as technical terms and specifications concerning the target product, and also a brief analysis of the process, in all its specific phases and equipament. As a complement, a guiding diagnosis is presented for the estimate of the wet process in industrial scale, both through the analysis of data from the plant, and through a forecast of the sand market. Finally, technical and economic recommendations for the evolution in the washed recycled sand production are listed, which could be taker as guide lines for a business plan, that is prescribed to be draw by the owner of the plant with cooperative technological work, so that the industrial implementation becomes feasible with the growth in production and the consumer market.

Page 5: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

iii

PRODUÇÃO DE AREIA RECICLADA LAVADA DE RESÍDUOS CLASSE A DA CONSTRUÇÃO CIVIL: CONTRIBUIÇÃO AO DESENVOLVIMENTO DE PROCESSO VIA ÚMIDA PARA A

USINA DE SOCORRO/SP

SUMÁRIO

RESUMO.......................................................................................................................... i ABSTRACT..................................................................................................................... ii SUMÁRIO ...................................................................................................................... iii LISTA DE FIGURAS.................................................................................................... iv LISTA DE TABELAS ................................................................................................... iv LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS .............................................................................. v

1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 1 1.1 Justificativas e objetivo ............................................................................................ 1 1.2 O processo via seca original instalado na Usina de Socorro/SP............................... 3

2. PRODUÇÃO DE AREIAS RECICLADAS DE RESÍDUOS CLASSE A, PARA ARGAMASSAS NÃO ESTRUTURAIS ...................................................... 5

2.1 Terminologias e especificações de areias recicladas para usos não estruturais........ 5 2.2 Operações de beneficiamento de RCC classe A para a produção de areias ............. 7

2.2.1 Panorama das operações de cominuição e separação ................................... 7 2.2.2 Processos de classificação via seca ............................................................ 10 2.2.3 Processos de classificação via úmida ......................................................... 10

3. IMPLANTAÇÃO DE PROCESSO DE PRODUÇÃO DE AREIA RECICLADA LAVADA NA USINA DE SOCORRO/SP.................................... 14

3.1 O processo piloto estudado..................................................................................... 14 3.2 Diagnóstico e recomendações para o desenvolvimento da escala comercial ......... 18 3.3 Considerações sobre o mercado de agregados para construção civil ..................... 18 3.4 Análise do mercado desenvolvido pela empresa proprietária da Usina de

Socorro/SP.............................................................................................................. 19 3.4.1 Avaliação inicial dos registros de coleta, beneficiamento e

comercialização .......................................................................................... 19 3.4.2 Análise da consistência dos dados estimados de beneficiamento em

relação à geração per capita de RCC.......................................................... 21 3.4.3 Resumo de dados do dimensionamento proposto....................................... 22 3.4.4 Área de implantação, planta e fluxograma geral do processo idealizado... 24 3.4.5 Recomendações para desenvolver o plano de negócios ............................. 26 3.4.6 Critério econômico básico de viabilidade do processo............................... 27 3.4.7 Recomendações finais para desenvolver o mercado de areia reciclada

lavada.......................................................................................................... 28 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 29

4.1 Sobre os processos via seca e via úmida, de classificação de agregados reciclados de RCC .................................................................................................. 29

4.2 Sobre a escolha final do processo via úmida a ser implementado na Usina de Socorro/SP.............................................................................................................. 29

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................... 31

Page 6: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

iv

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - a) Bancos de areia ao longo do Rio Paraíba do Sul; b) degradação da margem do rio causada pela extração de areia. ......................................................................... 2

Figura 2 – Processo via seca original da Usina de Socorro; a) Vista do britador, elevador de canecas e peneira vibratória; b) Trabalho de alimentação manual do britador; c) Pilhas de areia reciclada com finos, passante em peneira de abertura de malha 4,8 mm; d) Fluxograma geral do processo. ................................... 4

Figura 3 - Faixas granulométricas sugeridas para designar dimensões de partículas para agregados reciclados de RCC classe A. ...................................................................... 6

Figura 4 - Princípio da classificação via seca num separador a ar: (a) com fluxo horizontal; (b) com fluxo vertical. ............................................................................ 10

Figura 5 - Fluxograma de equipamentos em operação na Usina de Socorro/SP, no transcurso desta pesquisa. Legendas descritas na Tabela 4....................................... 15

Figura 6 - Equipamentos em operação na Usina de Socorro/SP, pela Irmãos Preto................... 17

Figura 7 - Volume mensal de RCC coletado pela empresa, na cidade de Socorro/SP, e o volume mensal total reciclado como agregados para a construção civil................... 20

Figura 8 – Distribuição estimada do volume médio mensal de coleta de RCC, pela empresa proprietária da Usina de Socorro/SP, entre set/2001 e out/2002. ............... 21

Figura 9 - Planta baixa do processo via úmida sugerido para a produção de areia reciclada lavada, na Usina de Socorro/SP................................................................. 25

Figura 10 - Exemplo de fluxograma proposto para a produção de areia reciclada lavada, havendo necessidade de análise técnica e econômica, quanto ao tratamento dos finos e à reciclagem da água no processo. .......................................................... 26

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Operações de beneficiamento de RCC classe A, organizadas a partir da Autbereitung Tecnick (1991, apud MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004). .......................................................................................................................... 8

Tabela 2 - Exemplo de equipamentos usuais para classificação de partículas em processos via úmida: a) classificador espiral; e b) ciclone........................................ 11

Tabela 3 - Outros equipamentos para classificação em meio fluido........................................... 12

Tabela 4 - Descrição resumida dos equipamentos e operações relativas ao fluxograma apresentado na Figura 5. ........................................................................................... 16

Tabela 5 - Resumo relativo aos critérios adotados para o dimensionamento da produção de areia reciclada lavada para argamassas não estruturais, pela Usina de Socorro/SP. ............................................................................................................... 23

Page 7: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

v

LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ARC agregado de resíduo de concreto, conforme NBR 15116 (ABNT, 2004)

ARM agregado de resíduo misto, conforme NBR 15116 (ABNT, 2004)

CDW Construction and demolition wastes - termo equivalente a RCD ou RCC

CEN European Committee for Standardization or Comité Européen de Normalisation

CETEM Centro de Tecnologia Mineral

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

EN Européen de Normalisation (em português, Norma Européia)

EPUSP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

FAPESP Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

L unidade de litro, símbolo aqui indicado por letra maiúscula, segundo previsto pela NBR 12230 (ABNT, 1992)

NBR Norma Brasileira

NM Norma Mercosul

RCC Resíduos sólidos da construção civil

RCD Resíduos de construção e demolição

RMSP Região Metropolitana de São Paulo (38 Municípios, além de São Paulo)

SEADE Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados

SEBRAE Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas

SINDUSCON-SP Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de São Paulo

t tonelada, símbolo e unidade adotada pelo Comitê Internacional em 1879, e mesmo não fazendo parte do Sistema Internacional de Unidades, foi reconhecida por estar amplamente difundida e por apresentar um papel importante no emprego conjunto com certas unidades. 1 t = 103 kg

USP Universidade de São Paulo

μm micrometro, símbolo representativo de 10-6 m ou 0,001 mm.

Page 8: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

1

1. INTRODUÇÃO

Os resíduos da construção civil (RCC) são gerados em abundância nos ambientes

urbanos. A parcela de origem mineral1, destes resíduos, dita classe A2, é passível de

reciclagem como agregados, principalmente para aplicações não estruturais. Este

beneficiamento pode reduzir impactos ambientais, por diminuir o volume de RCC disposto

na natureza, e pode trazer outros benefícios.

Neste trabalho, que resume parte da dissertação de Nascimento (2006), estudou-se

os processos para a produção de agregados reciclados de RCC classe A, com ênfase na

produção de areia reciclada lavada, para uso em argamassas de assentamento e

revestimento, tomando-se como estudo de caso o desenvolvimento de processo para a

Usina de Socorro/SP. Cabe salientar que os estudos técnicos completos, de desempenho de

revestimentos de paredes com argamassas desta areia, foram desenvolvidos naquela usina,

principalmente por Miranda (2005) e apontam para a viabilidade técnica destas aplicações.

Acredita-se que a areia reciclada lavada de RCC classe A, assim destinada, possa se tornar

não somente um material de qualidade técnica aceitável, mas também contribuir para a

preservação do meio ambiente, conforme justificativas a seguir.

1.1 Justificativas e objetivo No beneficiamento de RCC, os processos de separação via úmida podem gerar

agregados reciclados de melhor qualidade e mais adequados para aplicações de maior valor

econômico, do que quando reciclados pelos processos usuais, ditos via seca (QUEBAUD;

BUYLE-BODIN, 1999; PEREIRA, 2002; ANGULO, 2005). Isto é particularmente uma

necessidade, em se tratando de areias recicladas para argamassas de revestimento de

paredes e tetos, como demonstrou Miranda (2000; 2005).

Também os agregados reciclados de RCC, sendo porosos e com absorção de água

elevada, exigem serem empregados de forma saturada, em concretos e argamassas, e,

portanto, os processos via úmida são adequados por já fornecerem os agregados em

condições de uso.

1 Minerais: são elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites,

cristalizados e formados naturalmente por meio de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em corpos extraterrestres. (TEIXEIRA et al., 2002)

2 Segundo a NBR 15112 (ABNT, 2004), resíduos Classe A são os resíduos de origem mineral reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação, edificações e de outras obras de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; e de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras.

Page 9: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

2

Por outro lado, a atividade econômica, o meio ambiente e o bem-estar da

sociedade formam o tripé básico no qual se apóia o conceito de Desenvolvimento

Sustentável, renovado pelo Relatório Brundtland 1987 (WEINSTOCK, G; WEINSTOCK,

D. M., 2000). Assim, o desenvolvimento econômico atual deve levar em conta o equilíbrio

ecológico e a preservação da qualidade de vida das populações humanas em nível global.

No que diz respeito ao tema deste trabalho, a possibilidade de explotação3 de

areias naturais para construção civil está sendo limitada cada vez mais, pela imposição de

preservação do meio ambiente e pela extração desordenada, e tornam incertas as

perspectivas de suprimento adequado no futuro, em alguns centros consumidores.4

Por exemplo, estima-se que mais de 80% das reservas de areia do Vale do

Paraíba, em São José dos Campos/SP, estejam esgotadas. A região responde por 5% da

produção nacional de areia. É provável que quase 80% do que é retirado no Vale do

Paraíba abasteça os mercados da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), cujo

consumo anual é estimado em 33 x 106 t. A Figura 1 mostra a degradação ambiental

causada pela extração de areia ao longo do Rio Paraíba do Sul.5

a) b) Disponível em: < http://www.valeverde.org.br >. Consulta em: 15 ago 2005.

Figura 1 - a) Bancos de areia ao longo do Rio Paraíba do Sul; b) degradação da margem do rio causada pela extração de areia.

A atividade de mineração de areia pode agredir o ambiente, principalmente pelos

3 O termo exploração, em geologia, está relacionado com a fase de estudo, caracterização e avaliação de um

depósito mineral, para determinar se este tem valor econômico. A explotação é a própria lavra (ou mina), estabelecida pelas retirada do recurso com máquinas adequadas, para fins de beneficiamento, transformação e utilização, considerando a viabilidade econômica do negócio. (TEIXEIRA et al., 2002).

4 Desde a década de 80, o aspecto de suprimento de areias naturais, em certos centros urbanos, já era alertado, conforme Selmo (1986) e Sabbatini (1986), entre outros. Alertas atuais podem ser lidos em Escassez preocupa o setor. Disponível em: <http://www.superobra.com.br> Acesso em 1 ago 2005.

5 Disponível em: < http://www.valeverde.org.br >. Consulta em: 15 ago 2005.

Page 10: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

3

danos à paisagem e aos ecossistemas.6 Ainda que a areia natural seja um minério

praticamente inesgotável, é um recurso não renovável e, pelos motivos apresentados, as

possibilidades de explotação estão cada vez mais limitadas devido à degradação do meio

ambiente e à conseqüente proibição de extração em algumas áreas.

Em outras cidades do Estado de São Paulo, pode ocorrer situação similar de

abastecimento, como é o caso da pequena cidade de Socorro/SP, estudo de caso deste

trabalho.

Portanto, as questões ambientais relativas à extração de areias naturais, associadas

à geração de resíduos de construção civil, à necessidade da sua gestão sustentável e à falta

de processos de beneficiamento e hábito de consumo de produtos reciclados, em geral,

compõem uma gama de justificativas ambientais, técnicas, econômicas e político-sociais

para a proposta deste trabalho.

Este trabalho tem origem nas pesquisas de Selmo (1986; 2001) e Miranda (2005)

e visa contribuir para o estabelecimento de usinas de reciclagem de RCC, sustentáveis do

ponto de vista técnico, econômico e ambiental, voltadas à produção e comercialização de

areia reciclada lavada para argamassas não estruturais. O objetivo principal foi colocar em

funcionamento contínuo uma planta piloto de produção da areia reciclada lavada e obter

dados técnicos e econômicos, para o projeto de otimização ambiental do processo, pela

pesquisa em curso, de Florêncio (2005). O trabalho pode ser consultado em detalhes na

dissertação de Nascimento (2006) e é a seguir apresentado, principalmente, pelo resumo

dos itens relacionados ao estudo de caso da Usina de Socorro/SP.

1.2 O processo via seca original instalado na Usina de Socorro/SP Distante cerca de 140 km da capital, com uma população de 33.7797 habitantes, e

grau de urbanização de 68,69%, a cidade8 de Socorro/SP não dispunha até 1994, de um

serviço de coleta e transporte de RCC.

Naquele ano, a microempresa Irmãos Preto Materiais de Construção Ltda. - ME

iniciou as suas atividades, na cidade, oferecendo um serviço de coleta de entulho de

construção. Mas, transcorrido algum tempo, a empresa passou a encontrar problemas pela

necessidade de áreas legalizadas e adequadas para a deposição regular do RCC. Foi aí que

6 IMPACTOS AMBIENTAIS PROVOCADOS POR DRAGAS: O CASO DO ITINGA NO PERÍMETRO URBANO. Disponível em: < http://www.igeo.uerj.br/VICBG-2004/Eixo2/E2_247.htm >. Consulta em: 02 ago 2005.

7 Disponível em: <http://www.seade.gov.br/produtos/perfil/perfil.php>. Consulta em: 22 jun 2006. 8 Disponível em: <http://www.socorro.sp.gov.br/>. Consulta em: 19 mar 2006.

Page 11: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

4

os proprietários, Sebastião Preto de Godoy e João Batista Preto de Godoy, vislumbraram o

negócio do aproveitamento racional do entulho, através da reciclagem da parcela de

origem mineral. Em agosto de 2000, a Irmãos Preto passou a comercializar a bica corrida

para sub-base de pavimentação, e a areia reciclada com finos, para argamassas de

assentamento de tijolos em alvenaria não estrutural. A Figura 2 mostra o fluxograma e o

aspecto dos equipamentos originais instalados.

Em Nascimento (2006) e no item 3 deste boletim, subitem 3.4, podem ser

consultados outros dados sobre o histórico e o desenvolvimento de mercado pela empresa,

no período de 2000 a 2006.

a) b)

João

Bat

ista

Pre

to d

e G

odoy

, 200

1

c)

BRITADOR DE

MANDÍBULASPENEIRA

VIBRATÓRIA

AREIA RECICLADACOM ALTO TEOR

DE FINOS< 4,8 mm

# 4,8 mm

AGREGADO RECICLADO

GRAÚDO> 4,8 mm

ELEVADORDE CANECAS

d)

João

Bat

ista

Pre

to d

e G

odoy

, 200

1

Figura 2 – Processo via seca original da Usina de Socorro; a) Vista do britador, elevador de canecas e peneira vibratória; b) Trabalho de alimentação manual do

britador; c) Pilhas de areia reciclada com finos, passante em peneira de abertura de malha 4,8 mm; d) Fluxograma geral do processo.

Page 12: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

5

2. PRODUÇÃO DE AREIAS RECICLADAS DE RESÍDUOS CLASSE A, PARA

ARGAMASSAS NÃO ESTRUTURAIS

Este item resume de alguns conceitos principais relativos ao produto visado e às

operações de beneficiamento de RCC classe A9, com ênfase em processos de classificação

via úmida.

2.1 Terminologias e especificações de areias recicladas para usos não estruturais De acordo com a origem do termo areia10 e demais termos levantados em

Nascimento (2006), torna-se correto aqui conceituar e diferenciar dois tipos principais de

areias recicladas para aplicações não estruturais, quanto à sua granulometria, também

ilustrados pela Figura 3:

areia reciclada com finos: areia artificial obtida por beneficiamento de resíduos da

construção civil classe A, de concretos e argamassas de cimento Portlant ou mistos

com cerâmica, em processo de separação via seca, com partículas passantes em

peneira de abertura de malha igual a 4,8 mm. De forma alternativa, essa areia

também pode ser chamada de areia reciclada não lavada;

areia reciclada lavada: areia artificial obtida por beneficiamento de resíduos da

construção civil classe A, de concretos e argamassas de cimento Portlant ou mistos

com cerâmica, passante em peneira de abertura de malha menor ou igual a 4,8 mm,

e resultante de processo de classificação via úmida, para a remoção de finos de

dimensão inferior a 75 μm. Na medida em que o processo de classificação seja

implementado com controle de qualidade, esse tipo de areia pode ainda ser

especificado como areia reciclada lavada graduada, acrescida de um código de

indicação da dimensão máxima superior e inferior das partículas, como adota, por

exemplo, a norma européia EN 13139 (CEN, 2002).

A NBR 15116 (ABNT, 2004, p.9) define dois termos relativos à natureza

mineralógica dos agregados reciclados e que podem descrever também as areias recicladas,

a saber:

9 Classificação de RCC estabelecida pela Resolução nº 307, do CONAMA, adotada pelas normas da ABNT e

relativa à natureza dos resíduos, correspondente aos resíduos de origem mineral reutilizáveis ou recicláveis como agregados, oriundos de obras de construção, demolição e reformas de pavimentos ou edificações.

10 O termo areia é provavelmente original da Geologia e descrito por Suguio (2003) como um sedimento sem coesão, em que os grãos ou elementos do arcabouço são formados de partículas predominantemente entre 62 μm e 2 mm.

Page 13: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

6

agregado de resíduo de concreto (ARC), “[...] aquele que apresenta a soma dos

percentuais dos grupos 1( )11 e 2( )12 maior ou igual a 90%.”; e

agregado de resíduo misto (ARM), “[...] aquele que apresenta a soma dos

percentuais dos grupos 1(11)e 2(12) menor que 90%.”

10 100 mm0,10,01

Finos

Agregado reciclado graduado

75 μm 4,75

1

Areia reciclada lavada

0,001

Areia reciclada com finos (ou não lavada)

25 50 100 mm

Agregado graúdo reciclado graduado

12,5 76

Figura 3 - Faixas granulométricas sugeridas para designar dimensões de partículas

para agregados reciclados de RCC classe A.

A conceituação do que sejam finos, em tecnologia de argamassas de cimento

Portland ou outros aglomerantes mistos é muito importante, seja para o controle de

propriedades no estado fresco, seja para o comportamento no estado endurecido. As

dimensões para a especificação de finos podem variar mas, em geral, as normas atuais

endossam limites muito próximos de 75 μm, como levantado por Selmo (2005).

No caso de finos abaixo de 75 μm, em argamassas não estruturais, a sua

importância está bem explicada em diversos trabalhos experimentais, documentados a

partir de Selmo (1989) e Selmo e Bücher (1990) e foi desde aquela época proposto como

parâmetro importante para a dosagem de argamassas. Assim, neste trabalho, as partículas

da reciclagem removidas pela lavagem e com dimensões abaixo de 75 μm são

genericamente chamadas de “finos”, dado ser um termo mais adequado para a descrição de

propriedades físicas que lhe são características, tais como, maior área específica e efeitos

coesivos, em geral presentes.

No caso de areias recicladas para argamassas não estruturais, a adoção de

dimensão de partículas em intervalos granulométricos mais amplos, no caso até 75 μm

(0,075 mm) ao invés13 de 150 μm (0,15 mm), pode representar um maior volume de

beneficiamento, já que permitem uma maior incorporação da fração fina gerada pela

reciclagem de RCC classe A. Em contrapartida, a produção de areias recicladas com teor

11 Grupo 1: fragmentos que apresentam pasta de cimento endurecida em mais de 50% do volume. 12 Grupo 2: fragmentos constituídos por rocha em mais de 50% do volume. 13 Miranda (2005) visou o controle de finos das areias recicladas por separação granulométrica em 150 μm,

por facilidades operacionais de processo. Mas, como isto pode aumentar significativamente o volume de resíduos da lavagem, são necessárias avaliações técnicas e econômicas adicionais quanto à sustentabilidade do processo final proposto por aquele autor, assim como para o processo com separação granulométrica abaixo de 75 μm, pois a etapa de cominuição no processo de reciclagem pode gerar teores de partículas finas muito variáveis.

Page 14: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

7

de finos controlados é logicamente mais viável por processos de beneficiamento via úmida,

mas requer processos mais complexos para escala industrial, como se analisa em itens

subseqüentes deste trabalho.

As faixas granulométricas e demais propriedades de areias recicladas para

argamassas podem ser consultadas em documentos normativos como a EN 13139 (CEN,

2002), resumidas por Selmo (2005) e detalhadas em Nascimento (2006), havendo

diretrizes ainda mais específicas, para o caso da produção e controle de qualidade de

argamassas de revestimento, que podem ser consultadas em Miranda (2005).

2.2 Operações de beneficiamento de RCC classe A para a produção de areias O projeto de uma usina de reciclagem é semelhante ao de uma instalação de

britagem de rochas, e é bastante complexo por envolver um grande número de variáveis.

Para o beneficiamento de RCC classe A, com o objetivo de se obter agregados

com características usuais para a indústria da construção civil, além da triagem inicial para

separar a parcela classe A das outras14, há outras duas operações unitárias fundamentais, a

cominuição e a separação.

Mancini; Clerici e Garmarino (2004) comentam que, comparada com usinas para

tratamento de minérios, a concepção de uma usina para tratamento de RCC tem que prever

uma maior flexibilidade operacional, pelo fato da matéria-prima não ter constância de

características, e as quantidades em estoque serem muito variáveis, de acordo com a

disponibilidade de resíduos em obras de construção, demolição e reforma.

2.2.1 Panorama das operações de cominuição e separação A Tabela 1 apresenta, de forma sintética, uma relação das duas operações mais

complexas do beneficiamento, e os respectivos equipamentos utilizados, de acordo com a

necessidade, para usinas de RCC, com base nos autores citados.

14 As Resoluções nº 307 e nº 348, do CONAMA, que deram origem às normas da ABNT, classificam as

demais parcelas de RCC em: classe B, que são os resíduos recicláveis (plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras e outros); classe C, que são os resíduos para os quais ainda não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação (por ex. gesso); e classe D os resíduos perigosos como as tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à saúde.

Page 15: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

8

Tabela 1 – Operações de beneficiamento de RCC classe A, organizadas a partir da Autbereitung Tecnick (1991, apud MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004).

Operação Princípio Máquinas e equipamentos

britador de mandíbulas

britador ou rebritador cônico compressão (esmagar o material até quebrá-lo)(1)

rebritador de rolos

CO

MIN

UIÇ

ÃO

ação mecânica

impacto (rápido impacto para despedaçar o material)(1)

britador de impacto

grelhas e peneiras fixas grelhas e peneiras vibratórias peneiras rotativas (trommel)

peneiramento gravidade

peneiras reciprocativas bacias, lagoas ou tanques de sedimentação caixas de sedimentação, ou classificador horizontal

gravidade

cones de sedimentação classificador espiral classificador de rastelo mecânico classificador de arraste

POR

TA

MA

NH

O

classificação

centrífugo hidrociclones e ciclones a ar

separação por densidade

tecnologias específicas para eliminar impurezas, por meio de diferenças de massa específica, em meio seco ou úmido

separação magnética ímãs e eletroímãs separação eletrostática (2)

flotação (2)

catação (separação manual) correia de seleção

por tipo de

materiais

lavagem jatos d'água, tanques de lavagem

por redução seletiva de tamanho

britador de impacto ou de mandíbulas, peneiras vibratórias ou de tambor

por forma de partícula (morfológica)

peneiras vibratórias com combinação de telas

SEPA

RA

ÇÃ

O

por tipo e tamanho de material

Por combinação de peneiramento com classificação hidráulica

peneiras vibratórias e elutriadores

(1) Fonte: (METSO MINERALS, 2005) (2) Segundo a Autbereitung Tecnick (1991, apud MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004), as

máquinas e equipamentos para estes processos foram desenvolvidas somente para a indústria de mineração e não se aplicam a beneficiamento de RCC.

Quanto à tipologia dessas usinas, estas podem ser classificadas, como:

usinas móveis (são alimentadas diretamente no local onde é gerado o entulho, ou

seja em canteiros de obras de demolição, neste caso);

usinas fixas com processo via seca;

Page 16: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

9

usinas fixas com processo via úmida;

usinas fixas com processos via seca e via úmida simultâneos e que são o caso de

algumas usinas européias mais avançadas.

Segundo Chaves (2002) “[...] todo circuito de beneficiamento é constituído por

uma seqüência de operações que se denominam operações unitárias, porque elas são

sempre as mesmas. O que varia é a combinação e a seqüência delas, para atender a um

determinado objetivo, ou para atender às características específicas de um determinado

minério ...”.

No caso específico de usinas de reciclagem de resíduos de origem mineral,

oriundos da construção civil, as operações unitárias podem ser assim consideradas:

a) a triagem ou a separação dos elementos contaminantes, do RCC classe A, é a

primeira etapa importante para que sejam produzidos agregados reciclados de

qualidade;

b) o desmonte inicial de blocos volumosos, como áreas de paredes, partes de pilares e

vigas, com o objetivo de separar os resíduos classe A do material restante e, ainda,

reduzir o seu volume de maneira a abastecer os equipamentos de cominuição;

c) a fragmentação ou cominuição, em sucessivos estágios, alterando o tipo de

equipamento, e reduzindo o tamanho do produto o suficiente para abastecer um

possível circuito de moagem, como uma operação de fragmentação fina para se

obter um produto adequado à concentração, peneiramento e classificação;

d) a separação de partículas em classes de acordo com o seu tamanho, forma ou

densidade dos grãos, podendo ocorrer por processos via seca ou via úmida; e

e) as operações auxiliares, compreendidas pelos sistemas de transporte que

encaminham os produtos entre uma operação unitária e outra.

O projeto de uma instalação de reciclagem de RCC deve ser definido a partir de

um fluxograma que descreva as sucessivas operações unitárias. O conjunto de técnicas

para aferição e controle de processos deste tipo é conhecido como balanço de massas e visa

verificar dados e informações experimentais como: vazões, distribuições granulométricas e

quantificação de minerais presentes nos diversos fluxos, que compõem um determinado

circuito de tratamento de matéria-prima, de modo a verificá-los segundo as leis básicas de

conservação de massas. Assim, estas medições permitem avaliar corretamente a qualidade

dos dados obtidos e, quando forem detectados problemas, chamar a atenção ou corrigir as

técnicas experimentais inadequadas. (DELBONI Jr., 2004)

Page 17: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

10

As operações de separação são definidas tanto pela complexidade do material em

beneficiamento, no processo, como também pela destinação do produto final.

Além dos processos usuais de separação por peneiramento e conforme resume a

Tabela 1, existe um grande conjunto de métodos ou processos de classificação que são em

geral via úmida, mas que também podem ser feitos em meio seco.

2.2.2 Processos de classificação via seca A classificação de partículas pode ser feita por processos via seca, para se evitar o

problema do uso e do tratamento da água de processo, mas é possível fazer analogia do

princípio operacional ao processo via úmida, quando se considera como fluido o ar

(MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004).

De maneira simples, a separação via seca ocorre quando uma corrente de ar

atravessa um fluxo vertical ou horizontal de partículas sólidas (no contra-fluxo), conforme

representa a Figura 4.

ALIMENTAÇÃO

LEVES

ALIMENTAÇÃO

PARTÍCULAS LEVES FLUXO DE AR

PESADAS

FLUXO DE AR

(a)

(b)

PARTÍCULAS PESADAS

Fonte: (MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004, p.106)

Figura 4 - Princípio da classificação via seca num separador a ar: (a) com fluxo horizontal; (b) com fluxo vertical.

Em alguns casos particulares, como o da remoção de partículas argilosas aderidas

em grãos da fração areia, o tratamento via seca não se mostra adequado, uma vez que

existe a necessidade de operações de lavagem para a remoção destes finos.

2.2.3 Processos de classificação via úmida De acordo com Jungmann e Quindt (1998, apud LEITE, 2001, p.36), o processo

de separação do resíduo via úmida tem maiores benefícios que processo de separação via

Page 18: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

11

seca, devido à não geração de pó, melhor separação e classificação. O agregado obtido fica

praticamente livre de impurezas orgânicas. (LEITE, 2001).

Para o caso da produção de areia reciclada lavada, é possível adotar um dos

equipamentos ilustrados pela Tabela 2 e Tabela 3, clássicos da indústria de mineração de

areias naturais ou outros minérios. Outros detalhes de operações dos equipamentos da

Tabela 2 podem ser consultados em Nascimento (2006).

Tabela 2 - Exemplo de equipamentos usuais para classificação de partículas em processos via úmida: a) classificador espiral; e b) ciclone. a) Classificador espiral em regime de classificação.

Fonte: (CHAVES, 2002, p.183)

Constituído por uma calha inclinada que aloja um eixo no qual se enrola uma espira. Esta espiral tem a função de remover o material sedimentado no fundo do tanque de sedimentação. A alimentação da polpa é feita normalmente pela lateral da bacia de sedimentação.

Descarga dafração grossa

Descarga da fração fina

b) Ciclone ou hidrociclones É um dispositivo de mecânica extremamente simples, sem partes móveis. Ele é constituído de um vaso com parte em formato cilíndrico e parte em forma de cone, possui uma entrada tangencial denominada orifício de alimentação e duas saídas, uma chamada de apex, na extremidade inferior do cone, por onde serão descarregadas as partículas grosseiras, e outra abertura, denominada vortex finder, localizada na extremidade da porção cilíndrica por onde será descarregado o produto fino. O princípio básico de separação em hidrociclones é a sedimentação centrífuga, onde as partículas suspensas são submetidas a uma aceleração centrífuga, fazendo com que elas se separem do líquido a partir do próprio movimento de suspensão no interior do equipamento (CHAVES, 2002).

Ú

Alimentação

Núcleo de ar

Cilindro

Ponto de tangencia

Cabeça de admissão

Fonte: (TARR JÚNIOR, 1985)

Page 19: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

12

Tabela 3 - Outros equipamentos para classificação em meio fluido. Classificador estático a sedimentação

Neste equipamento, a alimentação da polpa é feita por uma das extremidades e drenada pela outra, em forma de água clarificada. Ao passar pelas diferentes seções, as partículas maiores são distribuídas de acordo com seu tamanho, classificadas por sedimentação. Quanto mais distantes da entrada, mais finas são as partículas.

Fonte: (MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004, p.92)Classificador estático a contracorrente (ou vertical)

A diferença entre o classificador horizontal e o vertical, é que este leva em conta a densidade das partículas, funcionando em regime de sedimentação impedida, baseada na injeção controlada de água, com o fluxo em sentido oposto ao das partículas em sedimentação (CARRISSO; CORREIA, 2004).

ALIMENTAÇÃO

PRODUTO GROSSO

PRODUTOS MÉDIOS PRODUTO FINO

ÁGUA

ÁGUACLARIFICADA

Fonte: (MANCINI; CLERICI; GARMARINO, 2004, p.93)

Cone de sedimentação ou cone classificador O material alimentado em forma de polpa é classificado pelo regime de corrente. A lâmina d’água formada sobre o vertedouro (transbordo) carreia o material fino que não conseguiu sedimentar pela zona de turbulência mínima e de sedimentação livre, sendo transportada ao longo da calha radial até o overflow (OF). As partículas que atravessam a zona imediatamente inferior à zona de turbulência mínima sedimentam no fundo do cone e são removidas por sucção, pelo underflow.

Fonte: LINATEX (1995 apud WHITAKER, 2001, p.46)Roda desaguadora ou roda de caçambas

A alimentação da polpa (1) é feita diretamente no tanque onde o material decanta por gravidade. As caçambas da roda escavam o material acumulado no fundo do tanque (2). A agitação provocada pelo movimento da roda promove a lavagem das partículas, permitindo que os finos desprendidos assentem no fundo do tanque. A roda deságua o material pelos numerosos furos da caçamba, durante a primeira metade da revolução (3), para então, descarregar o material desaguado na bica de saída (4). A água contendo o material fino é descarregada por transbordamento, pelo lado contrário ao da alimentação (5).

Fonte: (METSO MINERALS, 2005, p.6-20)

Page 20: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

13

Em particular, no Brasil, a proposta do uso de ciclones em processos de

tratamento via úmida, em usinas de reciclagem de RCC, partiu deste autor e foi

inicialmente abordada em Nascimento, Lima e Selmo (2005), e está relacionada com os

seguintes aspectos:

recuperar partículas de granulometria inferior a 75 μm, pois embora nocivas para o

uso em argamassas, são de aplicação muito provável em processos de estabilização

de solos, ou ainda, como matéria-prima para uso na indústria cerâmica;

reduzir o impacto ambiental do descarte de partículas até 7 μm, diluídas na água de

processo e, ainda;

possibilitar o reuso da água no próprio processo.

O processo estudado por Nascimento (2006) envolveu ensaios de laboratório com

hidrociclones e operações com classificador espiral, em laboratório e na Usina de

Socorro/SP. Os dados permitiram detalhar, otimizar e caracterizar as condições de

funcionamento de um classificador espiral piloto, empiricamente projetado por Miranda

(2005) e a Usina de Socorro/SP, de modo a colocá-lo em regime de operação contínua, e

estão apresentados na dissertação deste autor. Um breve panorama do processo via úmida

está resumido no capítulo 4 deste boletim.

Quanto ao tratamento e destinação da lama do processo, este autor identificou

algumas possibilidades, e maiores detalhes pode ser obtidos em Nascimento (2006). Para o

caso da Usina de Socorro/SP os estudos de aplicação da lama e de sustentabilidade

econômica do processo devem prosseguir pela pesquisa de Florêncio (2005), com apoio

operacional do projeto de Selmo (2001) e da microempresa proprietária.

Page 21: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

14

3. IMPLANTAÇÃO DE PROCESSO DE PRODUÇÃO DE AREIA RECICLADA

LAVADA NA USINA DE SOCORRO/SP

Como uma usina de reciclagem de RCC deve ser flexível no sentido de oferecer

opções de produção de acordo com a necessidade do mercado consumidor, o fluxograma

idealizado para a operação do processo via úmida piloto em estudo pode ter equipamentos

e produtos diversos.

3.1 O processo piloto estudado Neste trabalho partiu-se do processo prescrito e idealizado por Miranda (2005),

mas com algumas modificações e limitações pertinentes à empresa e aos equipamentos

disponíveis na Usina de Socorro/SP.

A Figura 5 apresenta um fluxograma do processo implementado e estudado por

Nascimento (2006), com a indicação da fase via úmida entre linhas pontilhadas, e as

alternativas de produtos gerados. A descrição dos equipamentos e operações estão

resumidas na Tabela 4, e os equipamentos estão ilustrados por fotografias reunidas na

Figura 6.

Além dos equipamentos envolvidos no processo de beneficiamento, a Figura 6

também destaca os demais seguintes, envolvidos diretamente na coleta de resíduos no caso

da empresa Irmãos Preto Materiais de Construção Ltda., e que são:

um caminhão Chevrolet, modelo D60 ano 1981 equipado com um poliguindaste

para manobra e transporte de caçambas estacionárias de 3 m3;

40 caçambas estacionárias metálicas com capacidade para de 3 m3.

A necessidade de flexibilidade da produção de agregados reciclados em usinas

pode ser bem ilustrada pelo caso do município de Socorro/SP, já que na época das chuvas

aumenta a demanda para bica corrida para manutenção de estradas rurais, e em

contrapartida diminui a demanda para areia e argamassa, já que este tipo de trabalho é

dificultado pelas chuvas.

Outra questão importante é que em época de chuvas o entulho permanece úmido,

o que dificulta ou até pode vir a inviabilizar a britagem e o peneiramento, fato este que

pode remeter à operação de um processo via úmida por completo, durante essa época.

Então, neste caso, pode ser indicado um galpão para estocagem do material em local seco,

ou mesmo um silo para estocagem do material já reciclado até a fração de areia com finos,

para alimentar de forma independente a produção de areia reciclada lavada.

Page 22: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

15

Também a utilização ou não de um moinho, para realizar a cominuição secundária

dos resíduos classe A, após a sua britagem primária, pode ser desejável, toda a vez que se

visa aumentar a produção de areia reciclada no processo ou, ainda, quando se visa tão

somente, alimentar a produção de areia reciclada lavada, a partir de bica corrida reciclada

previamente graduada e homogeneizada, como prescrito por Miranda (2005).

OPERAÇÃO VIA SECA OPERAÇÃO VIA ÚMIDA

CLASSIFICADORESPIRAL

L

> 25 mm< 4,8 mm

> 2,4 mm< 4,8mm

Areia reciclada lavada< 2,4mm

K

H

J

E1G

E2

POÇO DECAPTAÇÃODE ÁGUA

TANQUE DE ARMAZENAMENTO

BACIA DE SEDIMENTAÇÃO

C

F

D< 25 mm> 4,8 mm

E

IAreia reciclada com finos< 4,8 mm

Bica corrida> 25 mm

Bica corrida graduada< 25 mm> 4,8 mm

OPERAÇÃO SEM O MOINHO DE MARTELOS

8

A1

2

34

5

7

10

6

9

B

0

Áreas de transbordo, triagem e estocagem

Figura 5 - Fluxograma de equipamentos em operação na Usina de Socorro/SP, no

transcurso desta pesquisa. Legendas descritas na Tabela 4.

Page 23: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

16

Tabela 4 - Descrição resumida dos equipamentos e operações relativas ao fluxograma apresentado na Figura 5.

Descrição resumida de equipamentos e instrumentos auxiliares Descrição resumida das operações

O – Áreas de transbordo, triagem e estocagem de RCC classe A.

1 - Alimentador vibratório com capacidade da moega para 2 m3, mesa vibrante de 2 m x 0,40 m e capacidade para até 12 m3/h

2 - Britador de mandíbulas marca Plang, modelo 30x20, com capacidade de 3,5 a 6,5 m3/h de RCC.

A - Alimentação de RCC triado, passando por uma catação manual e final diretamente na calha de alimentação do britador.

B - RCC após operação de britagem primária sendo encaminhado para a peneira vibratória primária por operação de transporte em elevador de canecas.

3 - Elevador de canecas com capacidade para transportar 5 m3/h a uma altura de até 6 m (39 canecas de 1,6 L e curso de 43 seg)

4 - Peneira vibratória primária, com malha de abertura de 25 mm e 4,8 mm, de 1,20 m x 3,0 m para produção estimada em 12 m3/h.

Separação por tamanho nas seguintes classes granulométricas:

C - acima de 25 mm; D - entre 4,8 mm e 25 mm; e E - abaixo de 4,8 mm, subdividido em E1 e E2.

5 - Moinho de martelos com boca de 670 mm x 160 mm, capacidade de produção entre 5 a 8 m3/h

6 - Elevador de canecas com capacidade para transportar 10,5 m3/h a uma altura de até 4 m (28 canecas de 1,6 L e curso de 15,4 seg);

F - Operação opcional de redução por moagem e realimentação por operação de transporte em elevador de canecas para a peneira vibratória secundária (7).

7 - Peneira vibratória secundária, com malha de abertura de 2,4 mm e área de 0,50 m x 1,40 m.

Separação por tamanho nas seguintes classes granulométricas:

G - entre 4,8 e 2,4 mm; e H - abaixo de 2,4 mm.

8 - Bomba d’água que abastece tanque de armazenamento, o tanque de empolpamento e o classificador espiral

I – Alimentação de água no tanque de empolpamento e no tanque do classificador espiral.

J – Pré-umidificação da areia reciclada com finos passante em malha de 2,4 mm de abertura, para alimentação do classificador espiral.

9 - Tanque de empolpamento (30 L)

10 - Classificador espiral (comprimento do eixo = 3,50 m; diâmetro da espira = 23 cm; rotação do eixo = 26 rpm).

Separação por tamanho nas seguintes classes granulométricas:

K – Descarga da lama (resíduo da lavagem da areia com finos < 75 μm);

L – Descarga de areia reciclada lavada, com partículas abaixo de 2,4 mm e até 75 μm.

Page 24: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

17

Moinho de martelos Peneira vibratória

secundária e caixa de empolpamento

Elevador de canecas primário

Pá-carregadeira Britador de mandíbulas

Peneira vibratória Alimentador vibratório

Caminhão com poliguindaste Caçambas estacionárias R

enat

o A

ugus

to N

asci

men

to, 2

006

Figura 6 - Equipamentos em operação na Usina de Socorro/SP, pela Irmãos Preto.

Page 25: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

18

O processo piloto foi caracterizado por medidas de balanço de massa e de tomada

de amostras. Ao todo, foram produzidos cerca de 132 m de areia reciclada lavada, em um

período de quatro meses.

3

A análise da qualidade da areia reciclada lavada obtida foi restrita

ao teor de finos abaixo de 75 μm, por se tratar da variável de maior interesse nesta etapa de

desenvolvimento do estudo. O teor de finos < 75 μm nas areias lavadas resultou muito

baixo, entre 0,4% e 1,9% (massa de areia seca), para 41 amostras coletadas em 11 dias de

amostragem do processo. Outros critérios acerca da qualidade de areias recicladas podem

ser consultados em Selmo (2005), Miranda (2005) ou Nascimento (2006).

3.2 Diagnóstico e recomendações para o desenvolvimento da escala comercial Este item tem por objetivo apresentar e analisar alguns aspectos mercadológicos e

operacionais importantes, para bem encaminhar as recomendações de escala comercial do

processo junto à Usina de Socorro/SP, visando-se principalmente dar suporte aos estudos

finais, de sustentabilidade econômica e ambiental, que são agora objeto da pesquisa de

Florêncio (2005).

Em termos de estudo de implantação deste novo processo, este item contempla

ainda os aspectos gerais de funcionamento da usina, os quais devem assegurar as

expectativas do investimento comercial.

Em princípio, seria complexo estabelecer a autonomia do processo, a longo prazo,

uma vez que não se pode prever a disponibilidade de obras de construção e demolição.

Todavia, os números de geração per capita de RCC estão sendo cada vez melhor

levantados e divulgados, como foi possível apresentar em Nascimento (2006), e este índice

deve inicialmente balizar a produção da usina em questão, como está apresentado, mais

adiante.

Quanto ao mercado para materiais reciclados este é ainda incipiente, mas, no caso

particular da Usina de Socorro/SP, já existe um mercado para os agregados produzidos por

processo via seca, e boas perspectivas para o desenvolvimento da areia reciclada lavada, o

que também está sendo analisado e evidenciado pelo desenvolvimento a seguir.

3.3 Considerações sobre o mercado de agregados para construção civil Como observa Carneiro (2001), numa economia de mercado, o agregado reciclado

só será uma alternativa atrativa no momento em que apresentar qualidade e preço

competitivo em relação aos agregados naturais.

Ainda que as grandes metrópoles e pequenas cidades brasileiras sejam muito

Page 26: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

19

diferentes nos seus aspectos econômicos e urbanos, pode ocorrer que o mercado de

agregados seja similar em ambos os tipos de cidade, pois aquele depende da localização e

características da cidade. Este é o caso, por exemplo, dos municípios de São Paulo e de

Socorro, no Estado de São Paulo, pois verifica-se que em ambos o mercado de agregados

não é muito diferente. Em Nascimento (2006), consta uma análise do mercado de areia

para construção civil, na RMSP, a partir dos trabalhos de Rangel (1997), Whitaker (2001),

Valverde (2001, 2004) e Baraldi et al (2002). Através desta análise, projetou-se um

consumo per capita de areia para a cidade de Socorro/SP e que foi admitido como

indicador econômico de referência para o dimensionamento do processo, mais adiante

resumido, no item 3.4.2.

3.4 Análise do mercado desenvolvido pela empresa proprietária da Usina de Socorro/SP

Considera-se oportuno analisar o histórico do desenvolvimento de mercado dos

agregados reciclados comercializados pela microempresa Irmãos Preto Materiais de

Construção Ltda. ME, pois deve também subsidiar o dimensionamento do processo via

úmida para a produção de areia reciclada lavada, em escala comercial.

3.4.1 Avaliação inicial dos registros de coleta, beneficiamento e comercialização No período de agosto de 2000 a maio de 2006, cerca de 28.488 m3 de entulho

foram coletados pela Usina de Socorro/SP, através de caçambas de 3 m3. Desse total, cerca

de 12.440 m3 (44%) foram beneficiados e comercializados, da seguinte forma:

8.071 m3 (64,88%) de areia reciclada com finos, obtida por processo via seca;

4.274 m3 (34,36%) de bica corrida reciclada, também produzida via seca; e

95 m3 (0,76%) de areia reciclada lavada, produzida por processo via úmida em

escala piloto.

A Figura 7 informa a variação de volume mensal resíduos de construção civil,

coletados pela Usina de Socorro/SP, durante o período citado. O traço azul mostra as

variações no volume mensal de RCC coletado, e o traço vermelho as flutuações no volume

mensal total reciclado como agregado para argamassa de assentamento de tijolos e como

bica corrida, para execução de camada de revestimento de vias de terra (cascalhamento).

Page 27: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

20

p g g ( )

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

ago/

00

out/0

0

dez/

00

fev/

01

abr/0

1

jun/

01

ago/

01

out/0

1

dez/

01

fev/

02

abr/0

2

jun/

02

ago/

02

out/0

2

dez/

02

fev/

03

abr/0

3

jun/

03

ago/

03

out/0

3

dez/

03

fev/

04

abr/0

4

jun/

04

ago/

04

out/0

4

dez/

04

fev/

05

abr/0

5

jun/

05

ago/

05

out/0

5

dez/

05

fev/

06

abr/0

6

Período

Volu

me

(m3 )

RCC coletado (m3)total reciclado e comercializado (m3)

FASE 1 FASE 2 FASE 3

Dados fornecidos pela IRMÃOS PRETO Materiais para Construção Ltda. – ME e tratados pelo autor, 2006

Figura 7 - Volume mensal de RCC coletado pela empresa, na cidade de Socorro/SP, e o volume mensal total reciclado como agregados para a construção civil.

A Fase 1 diz respeito ao início da operação comercial e ocorreu entre agosto/2000

e outubro/2002. O período de novembro de 2002 a dezembro de 2005 foi chamado e

diferenciado como Fase 2, porque atuou na cidade um coletor de entulho concorrente, e o

volume mensal de coleta pela Usina de Socorro/SP sofreu uma queda considerável. Em

dezembro de 2005, o coletor concorrente encerrou atividades na cidade, e admitiu-se então

ter iniciado uma nova fase comercial da empresa, a Fase 3, e que é a atual.

Conforme dados e outras justificativas que constam em Nascimento (2006),

apenas nos 14 meses finais da Fase 1 (set/2001 a out/2002), é que se considera ter ocorrido

uma estabilidade no volume de RCC coletado pela empresa, e para ele obtém-se o valor de

coleta mensal média de RCC igual a 610 m3/mês, com uma composição provável

distribuída conforme a Figura 8.

Page 28: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

21

Beneficiado (classe A)

Bica corrida reciclada

13%(78 m3/mês)

Beneficiado (classe A)

Areia reciclada com f inos24%

(147 m3/mês)

Recicláveis (classe B)

30%(183 m3/mês)

Rejeitados (classe C e D)

10%(61 m3/mês)

Não beneficiado (classe A)

23%(141 m3/mês)

Dados fornecidos pela IRMÃOS PRETO Materiais para Construção Ltda. – ME, 2006

Figura 8 – Distribuição estimada do volume médio mensal de coleta de RCC, pela empresa proprietária da Usina de Socorro/SP, entre set/2001 e out/2002.

Dos 610 m3/mês de RCC coletados, por operação normal da empresa, cerca de

30%, ou 183 m3/mês, são estimados como correspondentes a resíduos classe B: madeira,

papel, vidro, plástico e metais; e são separados e vendidos para outras empresas de

reciclagem. O equivalente a 10%, ou 61 m3/mês, são considerados resíduos não recicláveis

(classe C ou D) e encaminhados para o aterro sanitário ou aterro adequado. A parcela

considerada como resíduos da classe A, corresponde a 366 m3/mês e tem a distribuição de

produtos reciclados indicada na Figura 8.

Devido ao município não possuir áreas para disposição legal de RCC, conforme

define a NBR 15113 (NBR,2004), e como o mercado de agregados reciclados é bastante

restrito, a parcela de 23% de RCC classe A apenas é segregada e triada e segue, quando

possível, para obras de aterro. Com a perspectiva de expansão do mercado de agregados

reciclados, pela produção de areia reciclada lavada de qualidade melhor controlada, este

percentual excedente pode ser mantido no ciclo da cadeia da Construção Civil.

Assim, neste trabalho foi adotado o valor médio dos volumes mensais coletados

nos 14 meses resumidos pela Figura 8, como referência para as análises relativas à geração

de resíduos na cidade, e extrapolado para o ano 2005 e para as projeções no item 3.4.2.

3.4.2 Análise da consistência dos dados estimados de beneficiamento em relação à geração per capita de RCC

No período tomado como referência de operação comercial normal da empresa, de

setembro de 2001 a outubro de 2002, foram coletados 8.550 m3, projetando-se uma média

anual de 7.329 m3/ano, e um volume anual per capita de 0,335 m3 ou 402 kg/hab-urb.ano,

Page 29: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

22

sabendo-se que a população urbana em 2002 era de 21.872 habitantes.

Agora, extrapolando estes dados para o ano de 2005, quando a população urbana

era de 23.204 habitantes, pode-se estimar que a geração de RCC na área urbana foi de

7.773 m3, e ainda, se considerada que a população total era 33.779 habitantes, a geração

total no município foi de 11.316 m3.

Analisando-se os dados fornecidos pela Irmãos Preto, verificou-se que a coleta de

RCC se dá somente no meio urbano, e a percentagem da população urbana que era cerca

de 65% em 2001, chegou a atingir 69% em 2005, com um crescimento praticamente linear

de aproximadamente 1% ao ano, segundo dados fornecidos pela Fundação Sistema

Estadual de Análise de Dados (SEADE).

De acordo com o discutido neste item, pode então ser concluído que os valores de

coleta mensal média de RCC para o município e a área urbana de Socorro/SP resultam

iguais a 943 m3/mês e 648 m3/mês, respectivamente.

Se tomada a densidade de massa aparente de RCC igual a 1.200 kg/m3, por

estimativa de Cunha Jr. (2005), é possível então fazer as seguintes previsões:

geração urbana anual de RCC (para o ano de 2005) = 7.773 m3 ou 9.327.600 kg,

geração de RCC per capta (23.204 hab) = 402 kg/hab.ano.

3.4.3 Resumo de dados do dimensionamento proposto Conforme estudado por Nascimento (2006) e resumido na Tabela 5, a capacidade

mínima de reciclagem recomendada para a Usina de Socorro/SP, para atender a área

urbana, é de 4.668 m3/ano.

Mas, se a empresa passar a coletar também na zona rural, pode-se estimar que a

parcela de resíduos classe A disponível para a Usina alcance 6.792 m3/ano.

Page 30: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

23

Tabela 5 - Resumo relativo aos critérios adotados para o dimensionamento da produção de areia reciclada lavada para argamassas não estruturais, pela Usina de Socorro/SP.

Projeção de volume médio mensal de beneficiamento para

produção de areia reciclada lavada

Critérios para o dimensionamento do processo via úmida

m3/h m3/dia m3/mês m3/ano

Base de cálculo

a) Volume mensal médio histórico* de vendas

1,06 8,46 177,7 2 132 Idade* da empresa:

70 meses (ago/00 – mai/06)

b) Produtividade mensal média atual 4,29 34,3 721 8 652

10 meses de medições de horas-máquinas e de volume reciclado (ago/05 – mai/06)

c) Capacidade instalada 6,5 52 1.092 13 104

Projeções para as sugestões de modificação no processo

d) Capacidade mínima recomendada

2,31 18,5 389 4 668

Volume mensal de RCC - A coletado, em operação estável (set/01 – out/02), projetado para 2005, para a população urbana

Dia

gnós

tico

da s

ituaç

ão a

tual

, por

regi

stro

s co

mer

ciai

s e

med

içõe

s na

U

sina

e) Capacidade projetada de reciclagem

3,37 26,9 566 6 792

Volume mensal de RCC – A coletado, em operação estável (set/01 – out/02), projetado para 2005, para a população total

Indicador econômico

de referência

f ) Capacidade do mercado de areia para argamassas

12,38 99,05 2 080 24 960 Valverde (2004) e Rangel (1997)

Notas: 1 - Foram considerados para efeito de cálculo: 1 ano = 252 dias, 1 mês = 21 dias, 1 dia = 8 horas. 2 - Os valores em negrito foram os que deram origem aos outros dados calculados

Como a estimativa de consumo de areia para argamassa no mercado local é de

24.960 m3/ano, segundo detalhado em Nascimento (2006), a usina pode então ser capaz de

abastecer cerca de 27% do mercado local, considerando que 100% do RCC classe A

coletado na área total do município seja reciclado.

Assim, este item e o seguinte fazem uma proposição final de operação do

processo via úmida em escala comercial, pois foi possível localizar equipamentos com

Page 31: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

24

portes compatíveis para a capacidade atual da usina, que é de pequeno porte.

Partindo-se do dimensionamento dos equipamentos implantados na usina e da

capacidade esperada do mercado, recomenda-se o dimensionamento final do processo para

uma capacidade nominal de beneficiamento igual a 5 t/h de RCC classe A. Assim, as

alterações propostas para os equipamentos atualmente implantados partem desta premissa.

Considerados os dados de Miranda (2005) e medidas finais no processo via úmida

piloto estudado pelo presente trabalho, pode-se assumir que cerca de 73% a 79% da

produção é referente à areia reciclada lavada (base seca), com granulometria predominante

entre 2,4 mm e 75 μm, e a parcela restante se refere aos finos removidos pela lavagem da

areia (base seca).

Portanto, os dados do dimensionamento podem ser assim resumidos:

a região de atuação é a total do município com 33.779 habitantes;

a geração estimada de RCC é igual a 402 kg/hab.ano, equivalente a 13.579.158

kg/ano ou 11.316 m3/ano ou ainda a 1.131.596 kg/mês ou 943 m3/mês;

60% da geração de RCC é classe A (8.147.495 kg/ano);

o total de RCC a ser beneficiado como areia reciclada para argamassas é então de

8.147.495 kg/ano ou 6.790 m3/ano (considerado a densidade de massa aparente

igual a 1,2 t / m3), também equivalentes a 679 t/mês ou 566 m3/mês;

a quantidade horária máxima de RCC classe A à reciclar é então de 5 t/h, admitidos

21 dias por mês e 6,5 horas de trabalho diárias;

a quantidade de areia reciclada lavada15 (79%), com granulometria de 2,4 mm a 75

μm, em base seca resultará igual 3,95 t/h ou 3,3 m3/h; e

e o volume de lama densificada (21%), com finos abaixo de 75 μm e com 65 % de

sólidos16 deve resultar em torno de 1,05 t/h ou 1,05 m3/h (base seca) .

3.4.4 Área de implantação, planta e fluxograma geral do processo idealizado A proposta se refere à instalação do processo via úmida na Usina de Socorro/SP,

de propriedade da Irmãos Preto Materiais de Construção Ltda., instalada em 5.824 m2 de

terreno plano e a 3 km do centro da cidade, por fácil acesso.

A planta baixa da implantação sugerida para a usina via úmida está ilustrada na

Figura 9 e o fluxograma específico do processo consta na Figura 10. As operações de

separação sólido-água indicadas precisam ainda ser dimensionadas do ponto de vista

15 Dados de Miranda (2005), analisados na Fase 1, da sua pesquisa. 16 Valor estimado pelo fabricante do equipamento.

Page 32: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

25

técnico e econômico, pois se tratam de equipamentos de alto investimento.

PILHAS < 1.600m3DE RCC

ESTOCADO

ADMINISTR.

ÁREA DE TRIAGEM EARMAZENAMENTODE RECICLAVEIS

ÁREACOBERTA

Ren

ato

Aug

usto

Nas

cim

ento

, 200

6

CONTROLE DE ENTRADA DOS

RESÍIDUOS RECEBIDOS

1

32

4

5

LEGENDA

2 - RCC classe B, C e D3 - RCC classe A encaminhado para área coberta4 - Área de passagem de RCC classe A5 - Área de saída de produtos reciclados

1 - Entrada de RCC

ESPESSADORDE LAMELAS

ALIMENTADORVIBRATÓRIO

BRITADOR DEMANDÍBULAS

MOINHO DE MARTELOSESTEIRA

SECUNDÁRIA

PENEIRA VIBRATÓRIA

CONJUNTO DOSADOR DE

POLÍMEROS CLASSIFICADORESPIRAL

ESTEIRAPRIMÁRIA

PRENSA DESAGUADORA

0 5 10m 20m

ÁREA OPCIONAL

PARA ESTOQUE DE

OUTRAS FRAÇÕES

FINOS< 0,075 mm

AREIA RECICLADA LAVADA MÉDIA

< 2,4 mm> 0,075 mm

Figura 9 - Planta baixa do processo via úmida sugerido para a produção de areia reciclada lavada, na Usina de Socorro/SP.

Page 33: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

26

Ren

ato

Aug

usto

Nas

cim

ento

, 200

6 BRITADOR

DEMANDÍBULAS

ALIMENTADOR VIBRATÓRIO

# 25 mm

SEPARADORMAGNÉTICO

# 4,8 mm

# 2,4 mm

AREIA RECICLADALAVADA GROSSA

< 4,8 mm> 2,4 mm

CONJUNTO DE PREPARAÇÃO E

DOSAGEM DE POLÍMEROS

FINOS< 0,075 mm

PRENSA DESAGUADORA

ABASTECIMENTO DE ÁGUA

TANQUE DE EMPOLPAMENTO

TANQUE DE ARMAZENAMENTO

DE ÁGUA DE REÚSO

ESPESSADOR DE LAMELAS

AREIA RECICLADA

MÉDIA< 2,4mm

> 0,075 mm

DESMONTE E TRIAGEM

BRITADOR DE

IMPACTO

VIA SECA

VIA ÚMIDA

ESTEIRA TRANSPORTADORA

BOMBA DE RECALQUE

LEGENDA

ASPERSORES

Figura 10 - Exemplo de fluxograma proposto para a produção de areia reciclada

lavada, havendo necessidade de análise técnica e econômica, quanto ao tratamento dos finos e à reciclagem da água no processo.

3.4.5 Recomendações para desenvolver o plano de negócios A exemplo do que foi sugerido desde Baraldi et al (2002), a ampliação do

mercado de areia reciclada lavada deve ser feita por estratégias de educação sócio-

ambiental, junto à população potencialmente geradora de resíduos ou da clientela

consumidora do produto, e algumas sugestões estão apresentadas no item 3.4.7.

O plano de negócios deve ter como objetivo estruturar as principais idéias e

opções a serem analisadas, para se decidir quanto à viabilidade da empresa a ser

modificada. Este documento pode ainda ser utilizado para a solicitação de empréstimos e

financiamento junto a instituições financeiras, bem como para expansão da empresa.

Segundo o Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas

(SEBRAE), um plano de negócios17 tem as seguintes funções:

avaliar o novo empreendimento do ponto de vista mercadológico, técnico,

financeiro, jurídico e organizacional;

17 Disponível em: www.sebrae.com.br . Consulta em 12 mai 2006.

Page 34: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

27

avaliar a evolução do empreendimento ao longo de sua implantação: para cada um

dos aspectos definidos no plano de negócios, o empreendedor poderá comparar o

previsto com o realizado;

facilitar, ao empreendedor, a obtenção de capital de terceiros, quando o seu capital

próprio não é suficiente para cobrir os investimentos iniciais.

Por fim, cabe recomendar que a empresa persista na interlocução com a Prefeitura

da cidade de Socorro/SP para que a mesma providencie, em seu Plano Diretor, o Plano

Integrado de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil, conforme estabelece a

Resolução CONAMA 307 (BRASIL, 2002), com vistas a promover melhores condições e

garantias, para o necessário retorno dos seus investimentos e da pesquisa acadêmica, até

aqui aplicados no serviço de coleta e de beneficiamento, pela empresa proprietária e

pesquisadores citados.

3.4.6 Critério econômico básico de viabilidade do processo No tocante à viabilidade de funcionamento da usina de reciclagem, esta deve

partir dos seguintes itens de receita:

recebimento e aceitação de RCC na usina; e

vendas de produtos reciclados.

Na avaliação de adequação de uma usina, Mancini; Clerici e Garmarino (2004)

consideram, pelo menos uma variável a mais: a quantidade de resíduo a reciclar, uma vez

que “uma matéria-prima pobre” só pode justificar um tratamento complexo, se disponível

em grandes quantidades.

Para estudar a viabilidade de um negócio de reciclagem, Pereira (2002) adotou um

modelo simplificado de viabilidade para preços e custos totais (anuais), como a seguir

explicado.

Pelo modelo, o processo de reciclagem é considerado viável quando as receitas

provenientes do processo de reciclagem superam os custos associados à operação da

central de reciclagem. Assim, é possível escrever a Equação 1, de equilíbrio financeiro do

negócio:

(RE + RV) > (CF + CV) + margem de lucro da usina Equação 1 Onde:

RE = Total de receita devida à entrada de RCC na usina de reciclagem;

RV = Total de receita proveniente da venda de agregados reciclados;

CF = Total de custo fixo ou de capital, como despesas iniciais, tais como compra

Page 35: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

28

de máquinas e equipamentos e custos fixos gerais relativos ao terreno e à manutenção da

usina; e

CV = Total das despesas variáveis, como manutenção das máquinas, mão-de-

obra, consumo de energia elétrica, água e telefone, entre outras.

3.4.7 Recomendações finais para desenvolver o mercado de areia reciclada lavada

As seguintes recomendações podem ser resumidas, para o desenvolvimento de

mercado da areia reciclada lavada para argamassas, pela Usina de Socorro/SP:

controlar de forma contínua e informar o consumidor sobre as características de

qualidade da areia reciclada lavada, por exemplo, quanto à densidade aparente, ao

teor de umidade, ao teor de finos abaixo de 75 μm e outras de natureza química que

possam indicar o teor de minerais inertes nesse agregado;

dar preferência à comercialização na forma ensacada, a fim de que possa ser

utilizada sem a necessidade de peneiramento, nem de pré-saturação intensa, e

também para que possa ser acompanhada das necessárias instruções de uso ao

consumidor;

colaborar e atuar de forma contínua em programas de educação ambiental da

população geradora de RCC, quanto à importância da cooperação na segregação

desses resíduos, na sua origem;

colaborar e atuar de forma contínua em programas de capacitação da mão-de-obra

usuária da areia reciclada lavada em argamassas e que possam ser desenvolvidos de

forma cooperativa com instituições especializadas nesse tipo de treinamento; e

pesquisar continuamente as possibilidades para reduzir os custos de produção da

areia reciclada lavada, para poder ofertá-la a preço cada vez mais competitivo no

mercado local de agregados.

Por fim e sempre que possível, estimular o desenvolvimento de novas aplicações para

essa areia e que possam promover maior valor agregado às atividades de reciclagem da

usina, sem prejuízo das metas de responsabilidade social e ambiental da empresa

gestora.

Page 36: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

29

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Como considerações finais deste trabalho destacam-se os dois tópicos seguintes,

agrupados pelos itens 4.1 e 4.2.

4.1 Sobre os processos via seca e via úmida, de classificação de agregados reciclados de RCC

Este boletim, assim como a dissertação de Nascimento (2006), apresentou um

estado da arte inédito, em relação a máquinas e equipamentos aplicados a processos de

reciclagem, conforme conteúdo de vários itens do item 3.

Os processos de classificação usuais são via seca e, apesar de simples, exigem

cuidados que são peculiares do material a ser tratado. As máquinas devem ter capacidade

de tratamento adequada e estarem bem balanceadas, de forma que possam processar os

resíduos da construção classe A, com as devidas operações necessárias e para se obter o

produto final com os requisitos de aplicação na construção civil.

Todavia, os processos de beneficiamento via úmida apresentam diversas

vantagens do ponto de vista da qualidade e uso dos agregados, pois minimizam a presença

de partículas finas, de outros contaminantes na superfície das partículas e ainda promovem

condições de pré-saturação dos agregados, muito mais adequadas para o seu emprego em

misturas cimentícias. Assim, existe a possibilidade de um aumento do valor agregado do

produto final reciclado.

Conforme as questões geográficas e urbanas em que se localizem as usinas de

reciclagem, no Brasil, os processos via úmida podem ter boas perspectivas para se

desenvolverem.

4.2 Sobre a escolha final do processo via úmida a ser implementado na Usina de Socorro/SP

Para o processo via úmida, objeto de estudo neste trabalho e descrito no item 3.1,

recomenda-se confirmar as operações de produção da polpa, na entrada no processo, para

outras escalas de produção. As técnicas de pré-homogeneização do RCC e da areia

reciclada com finos precisam ser ainda aperfeiçoadas pela empresa, bem como as de pós-

homogeneização da areia reciclada lavada, já que a empresa teve limitações para aplicar as

sugestões de Miranda (2005), tanto no que concerne à exclusão de solos do processo

quanto à pós-homogeneização automatizada, da areia reciclada lavada.

Como a gama comercial de equipamentos para realizar processos de classificação

Page 37: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

30

de areias recicladas até 75 μm é muito grande, e o mesmo ocorre para equipamentos de

separação sólido-água, mesmo o que foi estudado (classificador espiral) e os demais

exemplificados, neste trabalho, precisam ser avaliados do ponto de vista da

sustentabilidade comercial do processo, em maior escala, sem perder de vista outras

tecnologias aqui não contempladas.

Há ainda que se resolver às questões relativas à destinação dos finos gerados pelo

processo de lavagem, na forma de lama, a recuperação da água e a sua reutilização no

processo, o que foi bem encaminhado por esta pesquisa através do projeto de Florêncio

(2005), em início de desenvolvimento.

O grande desafio será estabelecer parcerias para testar ou desenvolver

equipamentos de preço viável, para o projeto de uma usina de pequeno porte, pois o padrão

de máquinas oferecido pelo parque fabril nacional é essencialmente voltado para indústrias

de grande porte. Estes equipamentos, quando muito, são adaptados para o beneficiamento

de RCC, com preços de fornecimento e de manutenção regulados pelo mercado de

agregados naturais, já há muito consolidado e consagrado, o que não é a realidade no

campo da comercialização de agregados reciclados.

A opção de desenvolvimento de usinas de médio a grande porte, parece ser uma

alternativa mais comum, em várias cidades, instaladas nos últimos anos, no Brasil; mas a

maioria com subsídio do Estado e ainda sem dados comprobatórios de auto-suficiência

operacional. Certamente, a diversificação e a expansão das aplicações não estruturais de

materiais reciclados, como a de areia reciclada lavada para argamassas, visada nesta

pesquisa, é o que pode conduzir à auto-suficiência e ao retorno ambiental mais rápidos dos

processos e usinas de reciclagem de RCC, no Brasil.

Page 38: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

31

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANGULO, S.C. Caracterização de agregados de resíduos de construção e demolição reciclados e a influência de suas características no comportamento de concretos. 2005. 149p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. ABNT-ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15113: Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes - aterros - diretrizes para projeto, implantação e operação. Rio de Janeiro, 2004. 12p. ____. NBR 15114: Resíduos sólidos da construção civil - áreas de reciclagem - diretrizes para projeto, implantação e operação. Rio de Janeiro, 2004. 7p. ____. NBR 15116: Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural - requisitos. Rio de Janeiro, 2004. 12p. BARALDI, A. et al. Plano Construção Solidária: produção de areia reciclada em parceria com a Cadeia da Construção Civil. [São Paulo]: Departamento de Construção Civil, EPUSP, 2002. 34 p. (Projeto Casulo Edital ICE – BSP – CAREER CENTER – Plano de Negócio Social). BRASIL. Resolução nº 307. Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil. CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Brasília, DF, 05 jul. 2002. Disponível em: < www.mma.gov.br>. Acesso em: 25 nov. 2003. CARNEIRO, A.P. et al. Características do entulho e do agregado reciclado. In: CASSA, J.C.S. (Org.). Reciclagem de entulho para a produção de materiais de construção Salvador: EDUFBA, 2001. Cap. 5, p.144-187. CARRISSO, R.C.C., CORREIA, J. C. G. Classificação e Peneiramento. In: LUZ, A. B.; SAMPAIO, J.A.; ALMEIDA, S.L.M. Tratamento de Minérios. 4.ed. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, 2004. Cap. 5, p.197–237. CEN - COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION. EN 13139: Aggregates for mortar. Brussels, 2002. 33p. CHAVES, A.P. Teoria e prática do tratamento de minérios. São Paulo: Signus, 2002. v.1. 2.ed. CUNHA Jr, N.B. (coord.). Cartilha de gerenciamento de resíduos sólidos para a construção civil. Belo Horizonte: Sinduscon, 2005. 38 p. DELBONI Jr, H. Modelagem e Simulação de Circuitos de Cominuição e Classificação. São Paulo: EPUSP, 2004. (Notas de aula da Disciplina – PMI-5004) FLORÊNCIO, R.V.S. Aproveitamento da lama de areia reciclada lavada de RCD em olarias do município de Socorro. São Paulo, 2005. Projeto de Pesquisa (PIPE FAPESP n. 05/59869-0).

Page 39: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

32

LEITE, M.B. Avaliação de propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição. 2001. 290p. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001. MANCINI, R.; CLERICI, C.; GARMARINO, E. Trattamento dei rifiuti da construzione e demolizione: Corso di III Livello. Torino, 2004. METSO MINERALS. Manual de Britagem. 6.ed. Sorocaba: Metso Minerals, 2005. 1v. MIRANDA, L.F.R. Estudo de fatores que influem na fissuração de revestimentos de argamassas com entulho reciclado. 2000. 172p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000. ____. Contribuição ao desenvolvimento da produção e controle de argamassas de revestimento com areia reciclada lavada de resíduos classe A da construção civil. 2005. 441p. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. NASCIMENTO, R.A.; LIMA, J.R.B.; SELMO, S.M.S. A proposal of cyclone separators for a grade classification of fine aggregates in recycling units of construction and demolition waste. In: WORD SUSTAINABLE BUILDING CONFERENCE, 2005, Tokyo. Anais... Tokyo, 2005. NASCIMENTO, R.A. Produção de areia reciclada lavada de resíduos classe A da construção civil: contribuição ao desenvolvimento de processo via úmida na Usina de Socorro/SP. 2006. 251p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. PEREIRA, L.C.H. Reciclagem de resíduos de construção e demolição: Aplicação à zona Norte de Portugal. 2002. 1v. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia, Universidade do Minho. Portugal, 2002. QUEBAUD, M.R.; BUYLE-BODIN, F. A reciclagem de materiais de demolição: utilização dos agregados reciclados no concreto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIMENTO, 5., 1999, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1999. RANGEL, A.S. A exploração de areia na RMSP. In: GARCIA, F.; FARINA, E. M. M. Q.; ALVES, M. C. Padrão de concorrência e competitividade da indústria de materiais de construção São Paulo. São Paulo: Singular, 1997. p. 89-102. SABBATINI, F.H. Agregados miúdos para argamassas de assentamento. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO: AGREGADOS, 1., 1986, São Paulo. Anais… São Paulo, EPUSP, 1986. p.17-25. SELMO, S.M.S. Agregados miúdos para argamassas de revestimento. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO: AGREGADOS, 1., 1986, São Paulo. Anais… São Paulo, EPUSP, 1986. p.27-43.

Page 40: Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP … Via Úmida na Usina de Socorro/SP”, defendida em 27/11/2006, na EPUSP. A íntegra da dissertação encontra-se à disposição

33

____. Dosagem de argamassas de cimento Portland e cal para revestimento externo de fachada dos edifícios. 1989. 206p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1989. ____. Produção de argamassas em usinas de reciclagem de RCD. São Paulo, 2001. 24p. (Projeto de Auxílio à Pesquisa. Processo FAPESP n. 01/11966-9). ____. Especificações de areia reciclada para argamassas. In: SEMINÁRIO: GESTÃO E RECICLAGEM DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO, 1., 2005, São Paulo. Anais... São Paulo: EPUSP/PCC, 2005. SELMO, S.M.S.; BUCHER, H. R. E. Saibro na formulação de argamassas de assentamento e revestimento contribuição ao estabelecimento de critérios para dosagem. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIMENTO, 2., 1990, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1990. 477-496p. SUGUIO, K. Geologia Sedimentar. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 2003, 400p. TARR JUNIOR, D.T. Hydrocyclones. In: WEISS, N. L. [Ed.]. SME mineral processing handbook. New York: SME/AIME, 1985. p.3D-10/3D-38. VALVERDE, F. M. Agregados para a Construção Civil In: Anuário mineral brasileiro. Brasília: DNPM, 2001. Texto técnico. Disponível em: <http://www.dnpm.gov.br/>. Acesso em: 01 jul. 2006. VALVERDE, F.M. Agregados para a Construção Civil In: Anuário mineral brasileiro. Brasília: DNPM, 2001. Texto técnico. Disponível em: <http://www.dnpm.gov.br/>. Acesso em: 01 jul. 2006. ____. Agregados para a Construção Civil In: Balanço mineral brasileiro. São Paulo: ANEPAC, 2004. Texto técnico. Disponível em: <http://www.dnpm.gov.br/>. Acesso em: 01 jul. 2006. WEINSTOCK, G.; WEINSTOCK D. M. (Ed.). CIB – Agenda 21 para a construção sustentável. Tradução de I. Gonçalves. São Paulo: s.n., 2000. WHITAKER, W. Técnicas de preparação de areia para uso na construção civil. 2001. 201p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2001.