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Este trabalho apresenta um estudo de caso exploratório para responder aos questionamentos propostos de viabilidade técnica quanto a inserção de lodo da Estação de Tratamento de Água 006 da cidade de Palmas – TO na fabricação de blocos cerâmicos de vedação. Para determinar o percentual de lodo a ser aplicado nos corpos-de-prova de vedação, dentre um intervalo de 2 a 12% com variação de 2% entre as amostras, foram realizados ensaios de índice de absorção d’água e resistência a compressão a partir de corpos-de-prova cilíndricos, nos quais foi possível averiguar que a incorporação de 2% de lodo seria a opção técnica mais viável. Com a colocação de 2% de lodo nos blocos cerâmicos atestou-se que de fato com este percentual, os blocos atendem a Norma da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) quanto as características físicas e mecânicas, todavia os resultados foram rejeitados quanto as características geométricas, sendo estes resultados nas três características, iguais aos apresentados pela contraprova, que consistia em blocos contendo 100% de argila. O fato dos resultados terem sido insatisfatórios nas características geométricas para os dois tipos de amostras, com 2% de lodo e outra com 100% de argila, é devido à falta de controle nos seus equipamentos e processos, e possivelmente também na falta de conhecimento das características da argila. Sobre os questionamentos propostos de viabilidade econômica é perceptível que a destinação do lodo junto a aterro sanitário, disposição no solo e aterro industrial é mais dispendiosa em relação a oferecer remuneração ao industrial ceramista para que o mesmo colete, transporte e introduza o lodo na massa cerâmica. Dentre os fatores estudados, o fator mais nobre é a sustentabilidade, pois com a incorporação deste resíduo junto aos blocos cerâmicos, haverá um aumento na vida útil das jazidas de argila e, consequentemente, poupará a disposição de resíduos em aterro sanitário e também em aterro industrial.
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Rafael Silvestre de Souza Vilela
USO DO LODO DE ESTAO DE TRATAMENTO DE GUA (ETA
006) DA CIDADE DE PALMAS TO, NA FABRICAO DE BLOCO
CERMICO DE VEDAO
PALMAS - TO
2014
Rafael Silvestre de Souza Vilela
USO DO LODO DE ESTAO DE TRATAMENTO DE GUA (ETA
006) DA CIDADE DE PALMAS TO, NA FABRICAO DE BLOCO
CERMICO DE VEDAO
Projeto apresentado como requisito parcial da
disciplina Trabalho de Concluso de Curso (TCC) do
curso de Engenharia Civil, orientado pelo Professor
Mestre Fabio Moreira Spinola de Castro.
PALMAS - TO
2014
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, pela minha famlia, vida e amigos.
Agradeo a minha amvel esposa Maria Bonfim, herona e guerreira que me deu apoio
e incentivo nas horas difceis, de pleno desnimo e cansao, e suportou dignamente a minha
extensa ausncia neste perodo.
Agradeo ao meu filho Lucas, ter suportado a minha ausncia em um dos perodos mais
importantes de sua vida, momentos estes que no recuperarei mais, porm com toda certeza,
buscarei compens-lo de todas as formas possveis no futuro, principalmente atravs de carinho,
ateno e ensinamento, para com este que a pessoa mais importante da minha vida. Creio que
ele ir entender que o futuro montado a partir da constante dedicao no presente.
Agradeo ao meu sogro Pedro, as minhas cunhadas Jailza e Silvania e ao meu
concunhado Jales, pelas inmeras noites durante a semana e sbados pela manh em que se
dispuseram a cuidar e educar o meu filho, nos momentos em que precisei me ausentar para
concluir os meus estudos. Sem eles dificilmente conseguiria atingir o grau em que cheguei.
Agradeo aos meus pais Nei e Cleide, pelo amor, incentivo e apoio incondicional.
Agradeo ao meu orientador Fabio, pela dedicao e empenho para a elaborao deste
trabalho.
Agradeo a responsvel pela Operao de gua da cidade de Palmas Ivecy e tambm
sua equipe, pela disponibilidade em me atender na coleta e preparao do lodo na ETA 006,
alm disso, pelos ensinamentos que me foram dados durante o perodo do meu trabalho.
Agradeo ao responsvel tcnico da indstria cermica Estevo, pela disponibilidade
em permitir a fabricao dos corpos-de-prova contendo lodo e tambm pelos ensinamentos
angariados durante o processo de fabricao. E no poderia deixar de me mencionar e agradecer
o laboratorista da cermica Kennedy, pela ateno dada em todo o processo dos corpos-de-
prova cilndricos e dos blocos cermicos.
Agradeo ao laborista do CEULP/Ulbra Miller e tambm ao auxiliar de laboratrio do
CEULP/Ulbra Jorge, pelas inmeras horas dispendidas e pela ateno dada na realizao dos
ensaios geomtricos, fsicos e qumicos e tambm na secagem do lodo.
Meus agradecimentos aos amigos de Palmas TO Olavo, Fernando Frota, Stephane,
Edsio, Francinei, Leidilane, Frankinei, Jhennyfer, Rafael, Fernando Freitas, Ricardo
Domingos e Andr Praa, e tambm aos amigos de Campo Grande MS Nelson Canuto,
Huanderson, Nilson, Andr, Carlos Henrique, Marcelo Madruga, Amrico e Douglas, irmos
na amizade que fizeram parte da minha formao e que vo continuar presentes em minha vida.
Por fim, a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formao, os meus
sinceros agradecimentos.
VILELA, R. S. S. Uso do lodo de estao de tratamento de gua (ETA 006) da cidade de
Palmas TO, na fabricao de bloco cermico de vedao. 2014. 142 f. Trabalho de
concluso de curso. Faculdade de Engenharia Civil, Centro Universitrio Luterano de
Palmas/Universidade Luterana do Brasil.
RESUMO
Este trabalho apresenta um estudo de caso exploratrio para responder aos
questionamentos propostos de viabilidade tcnica quanto a insero de lodo da Estao de
Tratamento de gua 006 da cidade de Palmas TO na fabricao de blocos cermicos de
vedao. Para determinar o percentual de lodo a ser aplicado nos corpos-de-prova de vedao,
dentre um intervalo de 2 a 12% com variao de 2% entre as amostras, foram realizados ensaios
de ndice de absoro dgua e resistncia a compresso a partir de corpos-de-prova cilndricos,
nos quais foi possvel averiguar que a incorporao de 2% de lodo seria a opo tcnica mais
vivel. Com a colocao de 2% de lodo nos blocos cermicos atestou-se que de fato com este
percentual, os blocos atendem a Norma da ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas)
quanto as caractersticas fsicas e mecnicas, todavia os resultados foram rejeitados quanto as
caractersticas geomtricas, sendo estes resultados nas trs caractersticas, iguais aos
apresentados pela contraprova, que consistia em blocos contendo 100% de argila. O fato dos
resultados terem sido insatisfatrios nas caractersticas geomtricas para os dois tipos de
amostras, com 2% de lodo e outra com 100% de argila, devido falta de controle nos seus
equipamentos e processos, e possivelmente tambm na falta de conhecimento das
caractersticas da argila. Sobre os questionamentos propostos de viabilidade econmica
perceptvel que a destinao do lodo junto a aterro sanitrio, disposio no solo e aterro
industrial mais dispendiosa em relao a oferecer remunerao ao industrial ceramista para
que o mesmo colete, transporte e introduza o lodo na massa cermica. Dentre os fatores
estudados, o fator mais nobre a sustentabilidade, pois com a incorporao deste resduo junto
aos blocos cermicos, haver um aumento na vida til das jazidas de argila e,
consequentemente, poupar a disposio de resduos em aterro sanitrio e tambm em aterro
industrial.
Palavras-chave: Lodo. Bloco cermico. Argila. Sustentabilidade.
VILELA, R. S. S. Use of sludge from water treatment station (ETA 006) of the city of
Palmas - TO, in the manufacture of ceramic block seal. 2014. 142 p. Completion of course
work. Faculty of Civil Engineering, University Center of Lutheran Palmas / Lutheran
University of Brazil.
ABSTRACT
This work presents an exploratory case study to answer the proposed questions of
technical feasibility as the inclusion of sludge from the City of Palms Water Treatment Station
006 - TO in the manufacture of ceramic bricks. To determine the percentage of sludge to be
applied to bodies - in - proof seal, a range of from 2 to 12% ranging from 2 % between samples,
tests for water absorption ratio and compression strength were carried out from bodies - of
cylindrical specimens, in whom it was possible to verify that the incorporation of 2 % sludge
would be the most viable technical option. With the placement of 2 % sludge in ceramic blocks
is attested that indeed with this percentage, blocks meet ABNT (Brazilian Association of
Technical Standards) as the physical and mechanical characteristics, but the results were
rejected as the characteristics geometric, with these results in three features, equal to those
presented by rebuttal, which consisted of blocks containing 100 % clay. The fact that the results
have been unsatisfactory in geometric for both types of samples characteristics, with 2% silt
and the other with 100 % clay, is due to lack of control in their equipment and processes, and
possibly also the lack of knowledge of characteristics of the clay. On the proposed questions of
economic viability is noticeable that the allocation of sludge along the landfill disposal at
landfills and industrial landfills is more expensive compared to offer compensation to industrial
ceramist for the same vest, transport and enter the mud in the ceramic mass. Among the factors
studied, the noblest factor is sustainability, because with the addition of this residue near the
ceramic blocks , there will be an increase in the useful life of clay deposits and thus spare the
waste disposal in landfill and also in landfill industrial .
Keywords: Sludge. Ceramic block. Clay. Sustainability.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Tamanho das partculas distribudas na gua bruta ................................................. 26
Figura 2 - Classificao geral das tecnologias de tratamento de gua bruta e suas etapas ...... 27
Figura 3 - Impurezas que podem estar presentes em guas superficiais .................................. 29
Figura 4 - Tratamento de gua com coagulao ....................................................................... 30
Figura 5 - Adio de substncia floculante e coagulante a gua .............................................. 32
Figura 6 - Floculadores mecnicos ........................................................................................... 33
Figura 7 - Decantador vertical .................................................................................................. 33
Figura 8 - Decantador horizontal .............................................................................................. 34
Figura 9 - Filtrao direta descendente..................................................................................... 35
Figura 10 - Bag vertical ............................................................................................................ 36
Figura 11 - Bag horizontal ........................................................................................................ 36
Figura 12 - Demonstrao das etapas de Fluoretao e Alcalinizao ..................................... 39
Figura 13 - Esquema de uma planta de ETA de ciclo completo e os pontos de gerao dos
RETAs ...................................................................................................................................... 40
Figura 14 - Lanamentos de forma indevida dos RETAs sem tratamento nos corpos receptores
.................................................................................................................................................. 41
Figura 15 - Organismos encontrados em RETAs ..................................................................... 42
Figura 16 - Rede de causa e efeito do lanamento in natura dos RETAs em corpos d'gua .... 43
Figura 17 - Bloco cermico estrutural de parede vazada.......................................................... 53
Figura 18 - Bloco cermico estrutural com paredes macias (com paredes internas macias) 53
Figura 19 - Bloco cermico estrutural com paredes macias (com paredes internas vazadas) 53
Figura 20 - Bloco cermico estrutural perfurado...................................................................... 54
Figura 21 - Bloco cermico de vedao com furos na horizontal ............................................ 55
Figura 22 - Bloco cermico de vedao com furos na vertical ................................................ 55
Figura 23 - Vista area ETA 006 .............................................................................................. 58
Figura 24 - Esquema do sistema de tratamento de resduos slidos da ETA 006 .................... 59
Figura 25 - Descarga do lodo proveniente dos decantadores no TRDD/SALF ....................... 60
Figura 26 - Bomba dosadora da soluo de polmero sinttico ................................................ 60
Figura 27 - Sedimentao e clarificao do lodo ..................................................................... 60
Figura 28 - Bag geotxtil vertical ............................................................................................. 61
Figura 29 - Bag recebendo lodo do TRDD/SALF .................................................................... 62
Figura 30 - Bag contendo resduo com excesso de umidade .................................................... 63
Figura 31 - Bag contendo resduo com eliminao preliminar de umidade ............................. 63
Figura 32 - Lodo antes da secagem em estufa a 105 C ........................................................... 63
Figura 33 - Lodo aps a secagem em estufa a 105 C .............................................................. 63
Figura 34 - Secagem do lodo na lona plstica a temperatura ambiente ................................... 64
Figura 35 - Amostra transferida para o picnmetro para determinao da massa especfica do
lodo ........................................................................................................................................... 66
Figura 36 - Produo do CP cilndrico ..................................................................................... 69
Figura 37 - Pesagem do CP cilndrico ...................................................................................... 69
Figura 38 - CPs cilndricos dispostos no forno ........................................................................ 69
Figura 39 - Compresso axial do CP cilndrico ........................................................................ 73
Figura 40 - CPs de vedao dispostos em prateleiras de secagem ........................................... 75
Figura 41 - Acomodao dos blocos cermicos no forno ........................................................ 76
Figura 42 - Porta fechada do forno para realizar a queima dos blocos cermicos ................... 76
Figura 43 - Local para medies da largura (L) do bloco ........................................................ 78
Figura 44 - Local para medies da altura (H) do bloco .......................................................... 78
Figura 45 - Local para medies do comprimento (C) do bloco .............................................. 78
Figura 46 - Medidas dos septos e das paredes externas dos blocos cermicos ........................ 80
Figura 47 - Desvio em relao ao esquadro ............................................................................. 81
Figura 48 - Planeza das faces (convexa) .................................................................................. 82
Figura 49 - Planeza das faces (cncava) ................................................................................... 82
Figura 50 - CPs de vedao submersos temperatura ambiente .............................................. 85
Figura 51 - Capeamento nos CPs de vedao........................................................................... 88
Figura 52 - Compresso axial no CP de vedao ..................................................................... 88
Figura 53 - Variao horria da turbidez da gua bruta no dia 08/04/2010 ............................. 92
Figura 54 - Variao horria da turbidez da gua bruta no dia 18/11/2010 ............................. 93
Figura 55 - Variao horria da turbidez da gua bruta no dia 25/12/2010 ............................. 93
Figura 56 Grfico da largura dos CPs de vedao com 2% de lodo ................................... 106
Figura 57 Grfico da altura dos CPs de vedao com 2% de lodo ...................................... 106
Figura 58 Grfico do comprimento dos CPs de vedao com 2% de lodo ......................... 107
Figura 59 - Grfico da largura dos CPs de vedao com 100% argila ................................... 109
Figura 60 - Grfico da altura dos CPs de vedao com 100% argila ..................................... 109
Figura 61 - Grfico do comprimento dos CPs de vedao com 100% argila ......................... 110
Figura 62 Grfico da espessura das paredes externas dos CPs de vedao com 2% de lodo
................................................................................................................................................ 112
Figura 63 - Grfico da espessura dos septos dos CPs de vedao com 2% de lodo .............. 112
Figura 64 - Grfico da espessura das paredes externas dos CPs de vedao com 100% argila
................................................................................................................................................ 114
Figura 65 - Grfico da espessura dos septos dos CPs de vedao com 100% argila ............. 114
Figura 66 Grfico do desvio em relao ao esquadro dos CPs de vedao com 2% de lodo
................................................................................................................................................ 116
Figura 67 - Grfico da flecha na planeza das faces dos CPs de vedao com 2% de lodo .... 116
Figura 68 - Grfico do desvio em relao ao esquadro dos CPs de vedao com 100% de
argila ....................................................................................................................................... 118
Figura 69 - Grfico da flecha na planeza das faces dos CPs de vedao com 100% de argila
................................................................................................................................................ 119
Figura 70 - Grfico do ndice de absoro d'gua dos CPs de vedao com 2% de lodo ...... 121
Figura 71 - Grfico do ndice de absoro d'gua dos CPs de vedao com 100% de argila 123
Figura 72 - Grfico da resistncia a compresso dos CPs de vedao com 2% de lodo ........ 125
Figura 73 - Grfico da resistncia a compresso dos CPs de vedao com 100% de argila .. 127
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Comparao do ST entre as operaes de desaguamento de lodos de ETA ........... 37
Tabela 2 - Produo de lodo baseado na qualidade da gua bruta ........................................... 44
Tabela 3 - Tolerncias dimensionais individuais relacionadas dimenso efetiva ................. 79
Tabela 4 - Tolerncias dimensionais relacionadas mdia das dimenses efetivas ................ 79
Tabela 5 - Aceitao e rejeio na inspeo por ensaios de caractersticas geomtricas ......... 83
Tabela 6 - Aceitao e rejeio na inspeo por ensaios de caractersticas fsicas .................. 86
Tabela 7 - Aceitao e rejeio na inspeo por ensaios de caractersticas mecnicas............ 90
Tabela 8 - Dosagem de produtos qumicos no tratamento de gua com turbidez em torno de
450 uT ....................................................................................................................................... 94
Tabela 9 - Estimativa da massa seca crtica diria de lodo (turbidez em torno de 450 uT) ..... 95
Tabela 10 - Frequncia de ocorrncia dos valores mximos e mnimos dirios de turbidez da
gua bruta no perodo de junho de 2008 a junho de 2009 ........................................................ 96
Tabela 11 - Frequncia mdia de ocorrncia dos intervalos de turbidez.................................. 97
Tabela 12 Frequncia de ocorrncia no ano por faixa de turbidez ........................................ 97
Tabela 13 - Dosagem de produtos qumicos no tratamento de gua de acordo com faixa de
turbidez da gua bruta............................................................................................................... 98
Tabela 14 - Estimativa da massa seca total gerada na ETA no perodo de um ano ................. 99
Tabela 15 - Resultado da massa especfica do lodo ............................................................... 100
Tabela 16 - Resultado da absoro d'gua nos corpos-de-prova cilndricos .......................... 101
Tabela 17 - Resultado da resistncia a compresso nos corpos-de-prova cilndricos ............ 102
Tabela 18 - Levantamento do volume do Bloco 11,5 X 19 X 29 (cm), por unidade ............. 103
Tabela 19 - Clculo da massa seca do lodo e da argila na composio de uma unidade de
bloco cermico ........................................................................................................................ 103
Tabela 20 - Determinao das medidas das faces dos CPs de vedao com 2% de lodo ...... 105
Tabela 21 - Determinao das medidas das faces dos CPs de vedao com 100% argila ..... 108
Tabela 22 - Determinao da espessura das paredes externas e septos dos CPs de vedao com
2% de lodo .............................................................................................................................. 111
Tabela 23 - Determinao da espessura das paredes externas e septos dos CPs de vedao com
100% argila ............................................................................................................................. 113
Tabela 24 - Determinao do desvio em relao ao esquadro e da planeza das faces dos CPs
de vedao com 2% de lodo ................................................................................................... 115
Tabela 25 - Determinao do desvio em relao ao esquadro e da planeza das faces dos CPs
de vedao com 100% de argila ............................................................................................. 117
Tabela 26 - ndice de absoro d'gua dos CPs de vedao com 2% de lodo ........................ 120
Tabela 27 - ndice de absoro d'gua dos CPs de vedao com 100% de argila .................. 122
Tabela 28 - Resistncia a compresso dos CPs de vedao com 2% de lodo ........................ 124
Tabela 29 - Resistncia a compresso dos CPs de vedao com 100% de argila .................. 126
Tabela 30 - Resumo das caractersticas geomtricas, fsicas e mecnicas dos CPs de vedao
................................................................................................................................................ 128
Tabela 31 - Custo de extrao de argila por tonelada para a indstria cermica ................... 129
Tabela 32 - Desvantagens da disposio de lodo de ETA ...................................................... 130
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AA ndice de Absoro dgua
Ab rea Bruta
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
CEULP Centro Universitrio Luterano de Palmas
C Comprimento
CP Corpo-de-prova
D Desvio em relao ao esquadro
DAL Dosagem de sulfato de alumnio
DBO Demanda Bioqumica de Oxignio
DCAL Dosagem de cal hidratada
DCAP Dosagem de carvo ativado
DP Dosagem de polmero
DQO Demanda qumica de oxignio
E Espessura das paredes externas
ETA Estao de tratamento de gua
F Planeza das faces
fb Resistncia compresso individual
FC Determinao da flecha na face cncava
Foz|Saneatins Companhia de Saneamento do Estado de Tocantins
F1 Determinao da flecha na face convexa lado 1
F2 Determinao da flecha na face convexa lado 2
H Altura
IGP-M ndice Geral de Preos do Mercado
L Largura
LETA Lodo da Estao de Tratamento de gua
LP Limite de Plasticidade
LL Limite de Liquidez
ms Massa Seca
mu Massa mida
PF Perda ao Fogo
pH Potencial Hidrogeninico
PNMA Poltica Nacional do Meio Ambiente
RETA Resduos da Estao de Tratamento de gua
S Espessura dos Septos
SST Slidos em Suspenso Totais
TAR Tanque de gua Recuperada
TCALF Tanque de Clarificao da gua de Lavagem dos Filtros
TRDD/SALF Tanque de Recepo das Descargas dos Decantadores e Slidos da gua de
Lavagem de Filtros
uT Unidade de Turbidez
LISTA DE SMBOLOS
CaCO3 Carbonato de clcio
CO2 Dixido de Carbono
Ca(OH)2 Hidrxido de Clcio
R$ Moeda Real
SUMRIO
1. INTRODUO ............................................................................................................... 19
1.1. Objetivos .......................................................................................................................... 21
1.1.1. Objetivo Geral ............................................................................................................ 21
1.1.2. Objetivos Especficos ................................................................................................ 21
1.2. Justificativa e Importncia do Trabalho ....................................................................... 22
1.3. Estrutura do Trabalho .................................................................................................... 24
2. REFERENCIAL TERICO .......................................................................................... 25
2.1. Tratamento de gua ........................................................................................................ 25
2.2. Etapas de tratamento de gua ........................................................................................ 28
2.2.1. Pr-tratamento ............................................................................................................ 28
2.2.2. Coagulao ................................................................................................................. 30
2.2.3. Floculao .................................................................................................................. 31
2.2.4. Sedimentao ou Decantao .................................................................................... 33
2.2.5. Filtrao ..................................................................................................................... 34
2.2.6. Desaguamento ............................................................................................................ 35
2.2.7. Desinfeco ................................................................................................................ 37
2.2.8. Alcalinizao ............................................................................................................. 38
2.2.9. Fluoretao ................................................................................................................. 38
2.3. Lodo de estaes de tratamento de gua ....................................................................... 39
2.3.1. Impactos ocasionados pelo lodo de ETA ................................................................... 40
2.3.2. Caractersticas do lodo de ETA ................................................................................. 43
2.3.3. Confeco de bloco cermico como forma de distribuio final do lodo de ETA .... 46
2.4. Cermica vermelha ......................................................................................................... 48
2.4.1. Argilas para cermica vermelha ................................................................................ 49
2.4.2. Propriedades da cermica vermelha........................................................................... 49
2.4.2.1. Plasticidade ............................................................................................................ 49
2.4.2.2. Porosidade ............................................................................................................. 50
2.4.2.3. Retrao linear ....................................................................................................... 50
2.4.2.4. Absoro de gua ................................................................................................... 51
2.4.2.5. Umidade ................................................................................................................. 51
2.4.2.6. Perda ao fogo ......................................................................................................... 52
2.5. Bloco cermico ................................................................................................................. 52
2.5.1. Bloco cermico estrutural .......................................................................................... 52
2.5.2. Bloco cermico de vedao ....................................................................................... 54
3. METODOLOGIA ........................................................................................................... 56
3.1. Tipo de pesquisa .............................................................................................................. 56
3.2. Levantamento da estimativa da massa seca de lodo .................................................... 56
3.3. Preparao do lodo.......................................................................................................... 57
3.3.1. Local da coleta do lodo .............................................................................................. 57
3.3.2. Coleta do lodo da ETA .............................................................................................. 59
3.3.3. Secagem do lodo da ETA .......................................................................................... 62
3.3.4. Determinao da massa especfica do lodo ............................................................... 64
3.4. Preparao da argila ....................................................................................................... 67
3.4.1. Local da coleta da argila ............................................................................................ 67
3.4.2. Coleta da argila .......................................................................................................... 67
3.4.3. Secagem da argila ...................................................................................................... 67
3.4.4. Determinao da massa especfica da argila .............................................................. 68
3.5. Produo dos CPs cilndricos ......................................................................................... 68
3.6. Aplicao dos ensaios laboratoriais junto aos CPs cilndricos .................................... 70
3.6.1. Determinao das caractersticas fsicas dos CPs cilndricos .................................... 70
3.6.1.1. Determinao da massa seca (ms) dos CPs cilndricos ......................................... 70
3.6.1.2. Determinao da massa mida (mu) dos CPs cilndricos ...................................... 71
3.6.1.3. Determinao do ndice de absoro dgua (AA) dos CPs cilndricos ............... 71
3.6.2. Determinao das caractersticas mecnicas dos CPs cilndricos.............................. 72
3.6.2.1. Determinao da resistncia compresso dos CPs cilndricos .......................... 73
3.7. Produo dos CPs de vedao ........................................................................................ 74
3.8. Composio dos CPs de vedao.................................................................................... 76
3.9. Aplicao dos ensaios laboratoriais junto aos CPs de vedao ................................... 76
3.9.1. Determinao das caractersticas geomtricas dos CPs de vedao .......................... 77
3.9.1.1. Determinao das medidas das faces dos CPs de vedao Dimenses efetivas 77
3.9.1.2. Determinao da espessura das paredes externas e septos dos CPs de vedao . 80
3.9.1.3. Determinao do desvio em relao ao esquadro dos CPs de vedao ................ 81
3.9.1.4. Planeza das faces dos CPs de vedao .................................................................. 82
3.9.1.5. Determinao da rea bruta (Ab) dos CPs de vedao ......................................... 82
3.9.1.6. Inspeo dos lotes pelas caractersticas geomtricas dos CPs de vedao .......... 83
3.9.2. Determinao das caractersticas fsicas dos CPs de vedao ................................... 83
3.9.2.1. Determinao da massa seca (ms) dos CPs de vedao ........................................ 84
3.9.2.2. Determinao da massa mida (mu) dos CPs de vedao ..................................... 84
3.9.2.3. Determinao do ndice de absoro dgua (AA) dos CPs de vedao .............. 86
3.9.2.4. Inspeo dos lotes pelas caractersticas fsicas dos CPs de vedao.................... 86
3.9.3. Determinao das caractersticas mecnicas dos CPs de vedao............................. 87
3.9.3.1. Determinao da resistncia compresso dos CPs de vedao ......................... 87
3.9.3.2. Inspeo dos lotes pelas caractersticas mecnicas dos CPs de vedao ............. 89
3.10. Avaliao de viabilidade econmica do uso do RETA em uma indstria
ceramista da cidade de Palmas TO .................................................................................... 90
4. RESULTADOS E DISCUSSES .................................................................................. 91
4.1. Lodo oriundo da ETA 006 .............................................................................................. 91
4.1.1. Estimativa da massa seca de lodo .............................................................................. 91
4.1.1.1. Massa seca de lodo crtica diria .......................................................................... 91
4.1.1.2. Massa seca de lodo anual ...................................................................................... 95
4.1.2. Determinao da massa especfica do lodo ............................................................... 99
4.2. Argila proveniente da indstria ceramista ................................................................. 100
4.2.1. Determinao da massa especfica da argila ............................................................ 100
4.3. Definio da proporo ideal de lodo por meio de ensaios nos CPs cilndricos ...... 101
4.4. Corpos-de-prova de vedao ........................................................................................ 102
4.4.1. Proporo de massa de lodo e argila nos CPs de vedao ....................................... 102
4.4.2. Anlise das caractersticas geomtricas dos CPs de vedao .................................. 104
4.4.2.1. Anlise das medidas das faces dos CPs de vedao Dimenses efetivas ......... 104
4.4.2.2. Anlise das espessuras das paredes externas e septos dos blocos ...................... 110
4.4.2.3. Anlise do desvio em relao ao esquadro e da planeza das faces ..................... 115
4.4.3. Anlise das caractersticas fsicas ............................................................................ 119
4.4.4. Anlise das caractersticas mecnicas ...................................................................... 123
4.4.5. Resumo da anlise das caractersticas ..................................................................... 127
4.5. Avaliao de viabilidade econmica do uso do lodo em uma indstria ceramista da
cidade de Palmas TO ......................................................................................................... 128
5. CONCLUSES E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS ...................... 132
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................... 136
ANEXO A Resultado do ensaio de resistncia a compresso dos CPs cilndricos ...... 139
ANEXO B Resultado do ensaio de resistncia a compresso dos CPs de vedao das
amostras A ............................................................................................................................. 140
ANEXO C Resultado do ensaio de resistncia a compresso dos CPs de vedao das
amostras B ............................................................................................................................. 141
19
1. INTRODUO
O sistema de abastecimento de gua contribui sobremaneira para melhorar a qualidade
ambiental e da sade nas reas urbanas e rurais.
A democratizao dos processos de captao, tratamento e distribuio foi um dos
principais motivos do salto e manuteno dos indicadores de sade e aumento da perspectiva
de vida da populao do Brasil.
O tratamento de gua para abastecimento ao pblico realiza processos e operaes com
introduo de produtos qumicos, transformando gua inadequada para o consumo humano em
um produto que atenda aos padres de potabilidade definidos em legislao e distribui-las
a populao.
No sistema de tratamento convencional, no qual abrange coagulao, floculao,
decantao, filtrao, fluoretao, desinfeco e correo de pH, os resduos slidos se originam
da descarga dos decantadores, na lavagem de filtros e tambm na lavagem dos tanques de
preparao de solues e suspenses de produtos qumicos.
Todavia, no cenrio brasileiro atual, uma razovel parte destes resduos tm sido
lanados em cursos dgua sem qualquer tipo de tratamento. Nos ltimos anos, esta prtica est
sendo questionada, pois este mtodo pode implicar em impactos ambientais e tambm em riscos
sade humana devido existncia de metais pesados e agentes patognicos.
Tendo em vista falta de leis ambientais especficas no Pas para estabelecer os
parmetros de controle para o tratamento e a disposio final dos lodos de ETAs, igualmente
ao fato de no adotar mtodos de tratamento e de disposio final aplicados em outros pases,
devido ao alto gasto inerente a implementao e operao, ento, no Brasil adotado como
prtica mais usual, o despejo do resduo diretamente nos corpos receptores mais prximos s
estaes de tratamento de gua ou na rede coletora de esgotos.
Isto causa um expressivo impacto ambiental, tais como, assoreamento dos rios,
interferncia na fotossntese das plantas aquticas, alterao das propriedades fsico-qumicas
da gua (tubidez, cor, pH etc.) e podendo acarretar em danos sade de pessoas que a utilizam.
Atualmente existem mais de 7.500 ETAs de ciclo completo ou convencional no Brasil,
sendo que, so estimadas 2.000 toneladas/dia de lodo de ETA sendo descartados sem nenhum
tratamento.
Para solucionar a crise ambiental gerada pelos lanamentos destes resduos, necessrio
se basear no equilbrio entre as demandas de energia e materiais com a gerao de resduos
20
slidos. Tal equilbrio depende da viabilidade tcnica e econmica junto aos atuais modelos de
sustentabilidade ambiental, propondo um direcionamento de novos procedimentos na
sociedade, no que tange ao reuso e a reciclagem.
Nos dias atuais, na rea da construo civil, a reciclagem de resduos uma prtica
costumeira e crescente. Tornando possvel o reaproveitamento e utilizao de resduos slidos
oriundos da construo civil e tambm de outras atividades, como a de saneamento. Esta prtica
ambientalmente adequada arrefece o consumo de matrias-primas e energia, transformando
o que antes era descartado em recurso e tambm reduz os impactos ambientais ocasionados das
prticas inadequadas de descarte final.
Usufruir resduos tem se demonstrado promissor na produo de novos materiais no
setor da engenharia civil, porm, para ocorrer sustentao econmica deste novo negcio,
deve haver um valor de mercado atrativo aos consumidores e tambm aos empresrios; quanto
aos produtos oriundos deste reuso, devem-se levantar os gastos do processo em si da reciclagem
e tambm dos impactos ambientais futuros.
Nesse sentido, o presente trabalho avaliar a substituio parcial da argila por uma
proporo de lodo produzido na ETA 006 da cidade de Palmas no Estado de Tocantins, na
composio de blocos cermicos de vedao.
21
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo Geral
Avaliar a viabilidade tcnica da incorporao de lodo proveniente de decantadores e da
lavagem de filtros da Estao de Tratamento de gua 006 da cidade de Palmas TO, na
composio de blocos cermicos de vedao, como alternativa de disposio final adequada
para este resduo slido.
1.1.2. Objetivos Especficos
a) Definir, por meio de ensaio com corpo-de-prova cilndrico, a proporo ideal de
lodo para incorporao no bloco de vedao;
b) Confeccionar bloco de vedao de cermica, contendo participao de lodo
proveniente de ETA;
c) Avaliar a conformidade dos blocos cermicos, atravs de ensaios estabelecidos
pela NBR 15270-1 (2005) para determinar as caractersticas geomtricas, fsicas
e mecnicas;
d) Estudar a viabilidade econmica para indstrias ceramistas da cidade de Palmas
TO na utilizao do RETA na confeco de blocos cermicos de vedao.
22
1.2. Justificativa e Importncia do Trabalho
Os resduos das estaes de tratamento de gua tm a caracterstica de possurem grande
umidade, acima de 95%, estando normalmente na forma fluida. Tais dejetos geralmente
possuem concentraes de slidos acima de 2,5%, o que pode acarretar em alteraes
significativas nessas guas (ACHON; SOARES; MEGDA, 2005, p.1). Contudo, mesmo com a
proporo de lquido ser maior do que a de slido, na NBR 10004 (2004) o RETA classificado
como resduo slido.
Tal caracterstica no permite o seu lanamento in natura em guas superficiais, devido
s concentraes desse despejo, o qual provoca a degradao da qualidade ambiental e das
condies estticas.
Lanar indiscriminadamente, direta ou indiretamente, RETAs nos corpos de gua,
ocasiona aumento da concentrao de metais txicos no sedimento, limitao da luminosidade
do meio lquido devido ao aumento da concentrao de SST cuja ocorrncia afeta a
reprodutibilidade da biota em geral , limita ou at impede o uso do corpo receptor como
manancial de abastecimento de comunidades situadas jusante, alm de haver compostos
orgnicos txicos provenientes do tratamento da gua (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN,
2012, p.2).
Tais situaes degradantes so amparadas na legislao brasileira para serem evitadas e
punidas se ocorrerem, por meio das leis 6.938, de 31 de agosto de 1981 Poltica Nacional do
Meio Ambiente e 9.605, de 12 de fevereiro de 1998 Crimes Ambientais, cujos contedos
abordam as condies nas quais so necessrias uma nova postura dos gestores do sistema de
abastecimento de gua, tendo em vista os resduos gerados e sua disposio no meio ambiente
(ACHON; SOARES; MEGDA, 2005, p.2).
No pargrafo nico do artigo 12 da Lei Federal 6.938/1981 citado de forma clara que
as entidades e rgos envolvidos, devero constar em seus projetos, a realizao de obras e a
aquisio de equipamentos, os quais sero destinados ao controle da degradao ambiental e a
melhoria da qualidade do meio ambiente envolto.
Nesta mesma lei, no artigo 3 do inciso IV, classificado como poluidor a pessoa fsica
ou jurdica, de direito pblico ou privado, responsvel, direta ou indiretamente, por atividade
causadora de degradao ambiental.
Ou seja, os responsveis pelas estaes de tratamento de gua que permitirem o desgue
de resduos nos cursos dgua podero se enquadrar neste termo e serem responsabilizados pela
23
poluio e outros crimes ambientais, conforme est previsto na Lei Federal 9.605/1998, no
artigo 54, do pargrafo 2, do inciso V, na qual cita que incide em crime no caso de ocorrer
por lanamento de resduos slidos, lquidos ou gasosos, ou detritos, leos ou substncias
oleosas, em desacordo com as exigncias estabelecidas em leis ou regulamentos, com pena de
recluso, de um a cinco anos.
Ainda na Lei Federal 9.605/1998, no artigo 70, considera-se infrao administrativa
ambiental toda ao ou omisso que viole as regras jurdicas de uso, gozo, promoo, proteo
e recuperao do meio ambiente, sendo que, tal infrao pode acarretar em uma multa de at
R$ 50.000.000,00 (cinquenta milhes de reais).
Em virtude dos fatos supracitados e amparados pela legislao, este trabalho visa aplicar
e analisar o lodo produzido na ETA 006 da cidade de Palmas no Estado de Tocantins na
fabricao de blocos cermicos de vedao, com o intuito de no futuro esta ser uma prtica
corriqueira de fornecimento deste resduo produzido pelas companhias detentoras da concesso
de saneamento nos municpios junto indstria ceramista, e permitindo que tal prtica no futuro
acarrete numa reduo no impacto ambiental gerado atualmente pelos resduos das ETAs e
tambm gere um impacto positivo ao meio-ambiente em virtude de reduo da extrao de
argila nas jazidas.
24
1.3. Estrutura do Trabalho
No captulo 1, so apresentados a introduo, o objetivo geral e os objetivos especficos
deste estudo de viabilidade do bloco cermico de vedao com propores variadas de RETA.
No captulo 2, discorrido o referencial terico, no qual so estudados os conceitos que
sero aplicados como embasamento terico para o desenvolvimento deste trabalho. Sendo
abordadas as etapas de tratamento de gua, abordado sobre o lodo gerado no processo de
tratamento de gua, tais como, seus impactos, suas caractersticas e sua aplicao em blocos
cermicos, e tambm realizada referncia sobre a cermica vermelha e suas propriedades.
No captulo 3, so apresentados os processos, os equipamentos e os locais que sero
utilizados para obteno do lodo de ETA, para fabricao do bloco cermico e tambm no que
tange a avaliao dos blocos na ordem tcnica e econmica, assim como a metodologia aplicada
para a sua confeco e tambm para avaliao de conformidade com a Norma vigente dos
blocos gerados.
No captulo 4, so dispostos os resultados obtidos, as discusses e interpretaes
originadas com a elaborao deste trabalho.
No captulo 5, so abordadas as consideraes finais com relao a todo o trabalho,
mostrando uma anlise dos resultados apresentados no captulo anterior e propondo a realizao
de trabalhos futuros a partir deste.
No penltimo captulo, so relacionadas as fontes de referncia bibliogrfica que foram
estudadas e aplicadas no trabalho.
E no ltimo captulo so apresentados como anexos os resultados dos ensaios de
resistncia a compresso individual (fb) aplicados nos corpos-de-prova, resultados estes que
foram emitidos pelo laboratrio do CEULP/Ulbra.
25
2. REFERENCIAL TERICO
Este captulo tem o intuito de abranger as metodologias e as tcnicas que sero utilizadas
na obteno do bloco cermico contendo em sua composio lodo provindo da ETA 006 da
cidade de Palmas no Estado de Tocantins.
2.1. Tratamento de gua
O tratamento de gua de abastecimento um conjunto de processos e operaes
realizados com o propsito de adequar as caractersticas fsico-qumicas e biolgicas da gua
encontrada no curso dgua (gua bruta) com padro organolepticamente agradvel e que no
incorra riscos sade humana (DI BERNARDO, 2003).
No Brasil, para a gua ser consumida pelo homem preciso que se apresente com
caratersticas que atendam ao padro de potabilidade estipulado pela portaria n 2.914 do
Ministrio da Sade (2011). Para tanto, necessrio que a mesma seja tratada, com as seguintes
finalidades (SANTOS, R., 2007, p.98):
a) higinica: para remover bactrias, protozorios, vrus e demais microrganismos
nocivos, e tambm para reduo de excesso de impurezas e teores elevados de
compostos orgnicos;
b) organolptica: para corrigir a cor, o sabor e o odor;
c) econmica: para reduzir a corrosividade.
A gua bruta coletada nos mananciais contm caractersticas que podem ser modificadas
conforme a regio e tambm quanto s condies de como so feitas a captao. As impurezas
contidas nela esto dispostas em suspenso ou dissolvidas (FRANCO, 2009, p.6).
Eckenfelder apud Franco (2009, p.6) relata que a maioria dessas partculas apresenta
carga negativa em sua superfcie. Segundo Richter apud Franco (2009, p.6), esta caracterstica
acarreta em uma repulso entre as partculas, a ponto de mant-las separadas em suspenso.
Normalmente as partculas suspensas na gua apresentam tamanhos variados de 10-3 a
10mm, e destas, algumas so removveis facilmente devido a facilidade em flutuar ou decantar,
enquanto que, outras partculas exigem mtodos mais robustos para remove-las, tendo em vista,
serem mais finas e podendo at serem classificadas como matria coloidal (FRANCO, 2009,
p.6).
26
A figura 1 representa graficamente as diversas partculas embutidas na gua, salientando
os seus tamanhos e a regio de disperso coloidal, na qual o mecanismo de coagulao atua
(FRANCO, 2009, p.7).
Figura 1 - Tamanho das partculas distribudas na gua bruta
Autor: CEPIS apud PAVELLINI apud FRANCO, 2009, p.7
Os mtodos para angariar uma gua prpria para o consumo humano so diversos.
Todavia, o tratamento a ser aplicado depende da gua bruta captada, ou seja, gua bruta com
caractersticas piores demandar tratamentos mais elaborados, enquanto que, ocorre o contrrio
quanto gua de qualidade superior.
Atravs de inspees sanitrias e de resultados de anlises fsico-qumicas e
bacteriolgicas representativas do manancial utilizado que haver o alinhamento para
realizar o tratamento adequado e os processos exigidos para tal.
Os sistemas de abastecimento de gua para a populao do meio urbano compreende
uma srie de subsistemas, dos quais a estao de tratamento de gua quando se utiliza
manancial superficial a parte principal (REALI, 1999, p.2).
Os principais tipos de tratamento de gua nas estaes so: Filtrao Lenta, Filtrao
Direta, Filtrao Direta Descendente e Tratamento Completo, conforme abordado na figura 2,
juntamente com as etapas abrangentes de tratamento (FRANCO, 2009, p.8). E nesta mesma
ilustrao possvel identificar o resumo em dois grupos de tecnologia de tratamento de gua,
27
sem coagulao e com coagulao, os quais atuam em funo exclusiva da qualidade da gua
bruta.
Figura 2 - Classificao geral das tecnologias de tratamento de gua bruta e suas etapas
Autor: DI BERNARDO, 2012, p.7
IBGE apud Di Bernardo (2003, p.6), atravs da Pesquisa Nacional de Saneamento
Bsico, relata que, as tecnologias de tratamento de gua so classificadas como:
a) convencionais: incluem todas as etapas tradicionais do processo (coagulao,
floculao, decantao, filtrao, correo de pH e desinfeco);
b) no-convencionais: incluem a filtrao direta ascendente e descendente, a dupla
filtrao conforme Di Bernardo (2003, p.301) a dupla filtrao consiste na
instalao de filtros ascendentes seguido de filtros descendentes e a filtrao
lenta.
No mais considerada tecnologia de tratamento a simples desinfeco, cujo mtodo s
aplicado em guas brutas subterrneas, e apenas nas quais h condies organolepticamente
agradveis e que no oferea riscos a sade humana.
Nas ETAs a tecnologia mais aplicada o tratamento completo ou tambm denominada
tratamento convencional (DI BERNARDO apud FRANCO, 2009, p.8). Este sistema realiza a
retirada de partculas finas em suspenso e em solues presentes. Para eficcia deste processo
necessria utilizao de produtos qumicos os quais desestabilizam as partculas coloidais,
formando flocos com tamanho suficiente para serem removidos no processo de decantao
(REALI, 1999, p.3).
28
Grande parte dos flocos formados no decanta com facilidade, situao esta, em que h
a necessidade de aplicao de coagulantes. Pelo fato das impurezas se encontrarem no estado
coloidal, a fora gravitacional tem pouca influencia na decantabilidade (FRANCO, 2009, p.7).
Reali (1999, p.3) relata que, com a remoo dos flocos possvel clarificar a gua. E
aps a decantao, a gua encaminhada aos filtros para clarificao final, na qual tambm
parte dos flocos que no foram retidos anteriormente fica retida. Por meio dessas operaes no
tratamento completo, a ETA produz gua para abastecimento e gera resduo, o qual o objeto
principal de estudo deste trabalho.
Para escolher dentre as diversas possibilidades de tratamento da gua bruta necessrio
conhecer as caractersticas da gua captada, alm de conhecer o ponto de coleta e o custo deste
empreendimento, para com isso, viabilizar o atendimento s exigncias previstas na portaria n
2.914 do Ministrio da Sade (2011).
2.2. Etapas de tratamento de gua
importante ressaltar que, de acordo com as caractersticas da gua bruta, algumas
etapas do tratamento podero ser ou no necessrias para tornar a gua distribuda, apta ao
consumo pela populao. Esta subseo do Referencial Terico tem o intuito de explanar com
mais profundidade sobre estas etapas.
2.2.1. Pr-tratamento
Esta etapa complementa a remoo preliminar de material flutuante, areia fina, argila,
silte, matria orgnica natural e algas (COSTA, 2011, p.20), sendo tais materiais representados
na figura 3.
29
Figura 3 - Impurezas que podem estar presentes em guas superficiais
Autor: DI BERNARDO; BRANDO; HELLER L, 1997, p.21
O pr-tratamento constitudo por unidades preliminares de filtrao em leitos de maior
granulometria, por meio de pr-filtros dinmicos e pr-filtros em leitos de pedregulho (DI
BERNARDO; BRANDO; HELLER L, 1997, p.3).
Nas pocas de maiores intensidades chuvosas os picos de slidos suspensos e de
turbidez so consideravelmente elevados, e ocorre uma alta concentrao de alguns tipos de
microrganismos, o que torna muito difcil o funcionamento da ETA sem as unidades de pr-
tratamento. Alm disso, tambm existe a indicao para usar pr-tratamento, no caso de lagos,
nos quais se apresentam florescimentos de algas (DI BERNARDO; BRANDO; HELLER L,
1997, p.22).
Devido ao fato que normalmente a captao de gua bruta ocorre em locais onde no h
muito fluxo ou turbulncia, ento, no ocorre com frequncia presena de areia. Mas caso o
local seja turbulento, basta reduzir a velocidade da gua para sedimentar as partculas
grosseiras, e com isso, realizar a sua remoo (COSTA, 2011, p.20).
Costa (2011, p.20) informa que nesta fase, tambm podem ser removidos componentes
qumicos como ferro e mangans solveis pela aerao, atravs do contato com o oxignio da
atmosfera, fazendo com que o ferro passe da forma bivalente para a trivalente e precite-se.
30
No pr-tratamento podem ser removidas impurezas especficas por meio da aplicao
de produtos qumicos, alm disto, pode realizar uma pr-desinfeco, ou por fim, realizar o
condicionamento do pH para melhorar o desempenho do coagulante, tudo dependendo, das
caractersticas da gua bruta (COSTA, 2011, p.21).
2.2.2. Coagulao
A coagulao a mudana fsico-qumica de partculas coloidais de uma gua atravs
da adio de produtos qumicos , acarretando em partculas que possam ser removidas em
seguida por meio do processo fsico de separao (SANTOS, A., 2011, p.28).
A adio do coagulante ocorre na unidade de mistura rpida, podendo ser hidrulica ou
mecnica. Com esta adio e sob alto grau de agitao, as partculas coloidais e suspensas, que
possuem carga negativa em sua superfcie so desestabilizadas atravs da ao das espcies
hidrolisadas do coagulante com carga positiva, permitindo a aproximao e a aglomerao das
partculas, formando flocos (SILVEIRA, 2012, p.24).
Na figura 4 apresentada como fica a situao da gua j com os flocos formados, logo
aps o processo de coagulao.
Figura 4 - Tratamento de gua com coagulao
Autor: NATURALTEC, online
Alm do objetivo de alterar a propriedade da matria para promover sua suspenso, este
processo tem a finalidade de (COSTA, 2011, p.21):
31
a) remover a turbidez orgnica ou inorgnica que no pode sedimentar
rapidamente;
b) remover a cor verdadeira e aparente (referente a parcela de turbidez);
c) exterminar bactrias, vrus e organismos patognicos propensos a separao por
coagulao;
d) destruir alguns tipos de alas e plnctons;
e) eliminar substncias produtoras de sabor, odor e precipitados qumicos
suspensos ou compostos orgnicos.
Segundo Valncia apud Costa (2011, p. 22) os processos a seguir podem ocorrer durante
a coagulao:
a) absoro-desestabilizao baseado nas foras eletrostticas de atrao e
repulso;
b) ponte qumica que estabelece uma relao de dependncia entre as foras
qumicas e a superfcie dos colides;
c) supersaturao de coagulantes na gua.
Segundo Costa (2011, p.21) invivel economicamente utilizar outro processo como a
sedimentao simples para remover partculas muito finas.
2.2.3. Floculao
a aderncia das partculas coaguladas e do material em suspenso da gua, aps adio
de coagulantes, formando partculas maiores e mais densas do que as da fase de coagulao,
tambm chamadas de flocos (SANTOS, A., 2011, p.31).
Na figura 5 mostrada a adio das substncias floculante e coagulante junto gua.
32
Figura 5 - Adio de substncia floculante e coagulante a gua
Autor: BATISTA, online
um processo cujas partculas so transportadas dentro do lquido para fazer contato
com o objetivo de estabelecer pontes entre si e para formar malhas tridimensionais de cogulos
porosos (COSTA, 2011, p.22).
Para ocorrer a melhor ao do coagulante, deve se prover uma grande agitao da gua
denominada de fase da mistura rpida. Concluda esta etapa, para que os flocos sejam formados
corretamente, a velocidade da gua dever ser controlada para no ser muito lenta para evitar a
no formao dos flocos e nem to rpida para evitar choques com fora e evitar que sejam
quebrados (COSTA, 2011, p.22).
Na figura 6 demonstra-se o processo de funcionamento de floculadores mecnicos.
33
Figura 6 - Floculadores mecnicos
Autor: AQUASTORE, online
2.2.4. Sedimentao ou Decantao
Consiste na etapa de separao dos slidos ou partculas j com o formato de flocos
do meio aquoso. Isso ocorre em decantadores onde so segregados os flocos mais densos do
que a gua, devido ao da fora gravitacional que causa a deposio dessas partculas no
fundo do decantador, propiciando a clarificao do meio (SANTOS, A., 2011, p.32).
Na figura 7 apresentada a forma de funcionamento de um decantador vertical.
Figura 7 - Decantador vertical
Autor: AQUASTORE, online
Enquanto que na figura 8 apresentada a forma de funcionamento de um decantador
horizontal.
34
Figura 8 - Decantador horizontal
Fonte: AQUASTORE, online
As unidades de sedimentao so alojadas jusante das unidades de coagulao e
floculao para reduo da carga de slidos aplicada nas subsequentes unidades de filtrao
(COSTA, 2011, p.22).
2.2.5. Filtrao
A filtrao a etapa em que ocorre a remoo de partculas suspensas, coloidais e de
microrganismos inseridos na gua que escoa atravs de material poroso capaz de reter ou
remover alguma de suas impurezas ainda presentes, as quais no sedimentaram nas fases
anteriores (DI BERNARDO, 2003, p.20).
Com certo tempo de funcionamento, h necessidade da lavagem do filtro, realizada
atravs de introduo de gua no sentido ascensional com velocidade de certa forma alta com
o intuito de prover a fluidificao parcial do material poroso com a liberao das impurezas
presentes (DI BERNARDO, 2003, p.20).
Segundo Di Bernardo (2003, p.20) as estruturas que removem as partculas durante a
etapa de filtrao so complexas e direcionadas pelas caractersticas fsicas e qumicas das
partculas, da gua e do meio filtrante, data de filtrao e da forma como so operados os filtros.
A filtrao o resultado da ao de trs mecanismos distintos (DI BERNARDO, 2003,
p.20):
a) transporte: responsvel pela conduo das partculas suspensas at as
proximidades da superfcie dos coletores.
35
b) aderncia: as partculas podem permanecer aderidas a superfcie dos coletores,
as quais resistem s foras de cisalhamento resultantes.
c) desprendimento: quando as foras de cisalhamento superam as foras de
aderncia, tem-se o desprendimento.
Na figura 9 apresentado um exemplo de filtrao utilizando filtros descendentes, no
qual ocorre o escoamento de cima para baixo da gua a ser filtrada.
Figura 9 - Filtrao direta descendente
Fonte: DI BERNARDO, 2003, p.21
Por fim, a filtrao o processo final de remoo de impurezas numa ETA (DI
BERNARDO e DANTAS apud SILVEIRA; 2012, p.25).
2.2.6. Desaguamento
Segundo Silveira (2012, p.43) o desaguamento de lodo de ETA tem por objetivo
aumentar o teor de slidos totais o que acarreta numa reduo de volume do lodo, esse processo
pode ser realizado atravs do uso de sistemas naturais e/ou mecnicos de remoo de gua.
Nos sistemas naturais existem as tecnologias de lagoas de lodo, leitos de secagem, leitos
de drenagem e bag de geotxtil, conforme exemplificado por meio das figuras 10 e 11, as quais
mostram dois tipos de bags de geotecido (SILVEIRA, 2012, p.43).
36
Figura 10 - Bag vertical
Fonte: SILVEIRA, 2012, p.45
Figura 11 - Bag horizontal
Fonte: SILVEIRA, 2012, p.45
A forma natural do desaguamento utiliza somente agentes naturais, como a gravidade e
a evaporao. Este tipo de sistema apresenta como desvantagens a necessidade de grandes reas
e das condies climticas adequadas ao uso (SILVEIRA, 2012, p.44).
Quanto aos sistemas mecnicos, atualmente se utilizam as tecnologias de centrfugas,
filtros prensa de esteira e filtro prensa de placas (SILVEIRA, 2012, p.43).
37
De acordo com Silveira (2012, p.44) este sistema envolve altos custos de aquisio e
manuteno, alm de consumir energia e produtos qumicos e depende de um
acondicionamento prvio ao desaguamento.
Segundo Silveira (2012, p.44) os sistemas mecnicos so mais adequados para estaes
com reas disponveis reduzidas e nas quais h inteno de se obter uma maior concentrao
de slidos.
Na tabela 1 realizada uma comparao entre os desempenhos das operaes de
desaguamento dos lodos em decorrncia do teor de slidos suspensos totais (SST).
Tabela 1 - Comparao do ST entre as operaes de desaguamento de lodos de ETA
Tcnica de desaguamento Teor de SST (%)
Centrfuga 20 30
Filtro prensa de esteiras 20 25
Filtro prensa de placas 35 45
Leitos de secagem 20 25
Lagoas de lodo 7 15
Fonte: SILVEIRA, 2012, p.44
2.2.7. Desinfeco
A etapa de desinfeco consiste na eliminao de microrganismos patognicos,
causadores de enfermidades infecciosas na populao, como febre tifoide e paratifide,
disenteria bacilar, disenteria amebiana, clera, giardase, hepatite A e B, poliomielite,
criptosporidiose e gastroenterite (DANIEL, 2001, p.3).
A execuo desta operao pode ser realizada mediante aplicao de cloro e seus
derivados, oznio e perxido de hidrognio, ferratos, cido peractico, permanganato de
potssio, radiao ultravioleta, processos oxidativos avanados, fotocatlise heterognea e
radiao solar (SANTOS, A., 2011, p.36).
A ao destes desinfetantes sobre os microrganismos ocorre por meio de trs
mecanismos distintos (STANIER et al apud DANIEL, 2001, p.12):
a) destruio ou danificao da organizao estrutural da clula;
b) interferncia no nvel energtico do metabolismo;
38
c) interferncia na biossntese e crescimento com combinao de diversos
mecanismos, tais como a sntese de protenas, cidos nuclicos, coenzimas ou
clulas estruturais.
2.2.8. Alcalinizao
No momento em que uma gua corrosiva admitida num encanamento processado
um ataque ao material ferroso e tal agressividade proporcional a relao entre o pH e a
alcalinidade, e tambm quanto a relao entre o gs carbnico livre e a alcalinidade. Portanto,
quanto menor a alcalinidade, maior ser o pH para preveno da corroso (SANTOS, A., 2011,
p.30).
Realizada a correo de pH com lcalis neutraliza-se o gs carbnico e cria tambm
condio de estabilidade para o carbonato de clcio (CaCO3) presente na gua, viabilizando o
depsito deste nas paredes da tubulao, cuja atuao como camada protetora (SANTOS, A.,
2011, p.30).
O dixido de carbono (CO2) possui caractersticas cidas e em quantidades
considerveis aumenta-se a corrosividade da gua, desfazendo a camada protetora de carbonato
de clcio (CaCO3), situao esta que desprotege a tubulao (SANTOS, A., 2011, p.30).
Todavia, para evitar esta desproteo realizada a correo de pH da gua tratada, por
meio da adio de hidrxido de clcio (Ca(OH)2), o qual gera uma reao com a alcalinidade e
com o dixido de carbono (CO2) (SANTOS, A., 2011, p.30).
Por fim, no tratamento de gua deve-se evitar a corroso nas tubulaes de ferro, para
estabilizar a vida til dos materiais hidrulicos e evitar a propagao do metal para a populao
(SANTOS, A., 2011, p.31).
2.2.9. Fluoretao
De acordo com a portaria n 2.914 (2011) do Ministrio da Sade, depois de removidas
as impurezas, a gua deve ser fluoretada com o objetivo de prevenir problemas dentrios, como
a crie dentria.
Na figura 12 demonstra-se a aplicao do cido fluossilcico (H2SiF6) para a fluoretao
e do hidrxido de clcio (Ca(OH)2) para a alcalinizao na etapa final do tratamento da gua,
39
permitindo com que gua se apresente pronta ao consumo humano e tambm para que no
ocorra corroso da tubulao devido a correo de pH aplicada.
Figura 12 - Demonstrao das etapas de Fluoretao e Alcalinizao
Fonte: AQUASTORE, online
2.3. Lodo de estaes de tratamento de gua
Tal qual em uma indstria, na ETA tambm existe uma matria-prima, no caso a gua
bruta, sendo esta trabalhada atravs de diversos processos e operaes para se chegar ao produto
acabado, neste caso a gua potvel, acompanhada da gerao de resduos.
De acordo com Cordeiro apud Silveira (2012, p.26) no Brasil os sistemas de tratamento
de gua sempre foram destinados para produzir gua com qualidade necessria para
atendimento aos padres do Ministrio da Sade, e praticamente inexistindo o foco em
averiguar caractersticas qualitativas e quantitativas, bem como os possveis impactos
ambientais e a forma como devem ser tratados e disponibilizados os RETAs.
Na ETA de ciclo completo, a gerao de resduos ocorre principalmente pelas limpezas
ou descargas dos decantadores e da lavagem dos filtros, conforme abordado na figura 13.
40
Figura 13 - Esquema de uma planta de ETA de ciclo completo e os pontos de gerao dos
RETAs
Fonte: REALI apud SILVEIRA, 2012, p.25
Segundo Di Bernardo, Dantas e Voltan (2012, p.11) as cmaras de floculao, a cmara
de pr-oxidao, de absoro e ps-desinfeco etc. tambm originam lodo devido s lavagens
peridicas, porm, em quantidades menos significativas para o montante final.
Conforme relatado por Di Bernardo e Dantas apud Silveira (2012, p.26), em propores
volumtricas, a maior quantidade de lodo decorrente da lavagem de filtros. Todavia, em
propores de massa, a maior parte produzida gerada nos decantadores devido ser a
sedimentao o primeiro processo fsico de separao dos slidos junto gua.
2.3.1. Impactos ocasionados pelo lodo de ETA
De acordo com Di Bernardo, Dantas e Voltan (2012, p.2) o lanamento de forma
indiscriminada do RETA, conforme demonstrado na figura 14, nos corpos dgua ocasiona um
aumento da concentrao de metais txicos no sedimento os quais se encontram presentes em
certos trechos do corpo receptor , ocasiona tambm a limitao da luminosidade do meio
lquido devido ao crescimento da concentrao de SST interferindo na reprodutibilidade da
biota em geral.
41
Figura 14 - Lanamentos de forma indevida dos RETAs sem tratamento nos corpos
receptores
Fonte: DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2012, p.2
Normalmente, limita ou at impede o uso do corpo receptor como fonte de
dessedentao de animais ou como manancial de abastecimento de comunidades localizadas
jusante, alm da presena de compostos orgnicos txicos retirados ou criados na ETA (DI
BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2012, p.2).
Na mesma linha, Achon, Megda e Soares apud Silveira (2012, p.35) informam que,
dentre os impactos mais relevantes deste resduo num corpo dgua, ressalta-se a reduo da
concentrao de oxignio dissolvido, mortalidade da comunidade bentnica de invertebrados,
reduo do volume til do rio, problemas renais e cardiovasculares no homem. Alm disso,
elevao na concentrao de slidos, turbidez, cor aparente, alterao de pH etc.
importante ressaltar que, os resduos de ETA possuem elevada presena e
considervel diversificao de organismos patognicos (DI BERNARDO; DANTAS;
VOLTAN, 2012, p.2). Esta situao ilustrada na figura 15, demonstrando alguns organismos
encontrados no lodo.
42
Figura 15 - Organismos encontrados em RETAs
Fonte: DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2012, p.3
De acordo com um estudo elaborado por Achon, Megda e Soares apud Silveira (2012,
p.37) foi possvel montar uma rede de causa e efeito a partir do levantamento dos impactos
oriundos do lanamento in natura dos RETAs nos corpos receptores, conforme demonstrado na
figura 16.
43
Figura 16 - Rede de causa e efeito do lanamento in natura dos RETAs em corpos d'gua
Fonte: ACHON; MEGDA; SOARES apud SILVEIRA, 2012, p.37
Segundo Achon, Megda e Soares e Barbosa apud Silveira (2012, p.37) os impactos do
lanamento indiscriminado do lodo sem tratamento est associado principalmente grande
concentrao de metais, com mais relevncia Alumnio e Ferro, os quais no momento da
exposio ao corpo dgua com baixa velocidade de escoamento afeta a camada bentnica dos
rios, assoreia o corpo receptor, e acarreta em alteraes da cor, da composio qumica e da
biota envolvida.
2.3.2. Caractersticas do lodo de ETA
Segundo Di Bernardo, Dantas e Voltan (2012, p.2) as caractersticas quantitativas e
qualitativas do RETA dependem de diversos fatores relacionados as estaes de tratamento de
gua, as quais merecem certo destaque a seguir:
a) qualidade da gua bruta;
b) tecnologia de tratamento de gua;
44
c) eficincia das unidades de tratamento;
d) caractersticas e dosagens dos produtos qumicos empregados na produo;
e) condies de operao e manuteno.
O RETA apresenta-se no estado de gel quando em repouso, porm, transforma-se em
fluido quando agitado, o que o classifica como fluido no-newtoniano (YUZHU apud SILVA
JUNIOR apud SILVEIRA, 2012, p.26). Vale ressaltar que na NBR 10004 (2004) os lodos
provenientes de estaes de tratamento de gua so classificados como resduos slidos.
De acordo com a mesma NBR 10004 (2004), o lodo de ETA classificado como resduo
slido Classe II A no inerte, o qual pode possuir propriedades de biodegradabilidade,
combustibilidade ou solubilidade em gua e, devido a isso, s poder ter um destino final, por
meio de leis ambientais vigentes.
Os resduos de ETAs so compostos de boa parte de partculas do solo, material
orgnico presente na gua bruta, subprodutos oriundos da adio de produtos qumicos e gua.
As partculas contidas na gua a ser tratada so basicamente colides os quais conferem
mesma turbidez e cor. Os colides tem tamanho variado de 10-6 mm a 10-3 mm, tal situao
dificulta a retirada da gua nos lodos (ANDREOLI, 2001, p.125).
De acordo com Reali apud Silveira (2012, p.27) um manancial pode apresentar
variaes sazonais significativas na qualidade de sua gua, tal como, mudanas na turbidez, que
pode influenciar significativamente na quantidade e qualidade do lodo produzido. A tabela 2
demonstra como a produo do lodo produzido ligada diretamente a qualidade da gua
utilizada.
Tabela 2 - Produo de lodo baseado na qualidade da gua bruta
Fonte de captao Faixa de produo de lodo (g de slidos
secos por m de gua tratada)
gua de reservatrio com boa qualidade 12 18
gua de reservatrio com mdia qualidade 18 30
gua de reservatrio com qualidade ruim 30 42
gua de rio com qualidade mdia 24 36
gua de rio com qualidade ruim 42 54
Fonte: REALI apud SILVEIRA, 2012, p.27
45
Segundo Andreoli (2001, p.125) as caractersticas tradicionais do saneamento so
fundamentais na definio da estrutura dos RETAs, contudo, tambm devem ser trabalhados os
parmetros no tradicionais, nos quais se permita ter uma viso diferenciada. Sendo assim,
seriam os valores de slidos, DQO, metais e pH. Alm destes, devem ser analisadas a resistncia
especfica, o tamanho das partculas e a composio estrutural dos slidos no lodo, para permitir
a correta tomada de deciso na forma de remoo de gua dos resduos.
O lodo composto de uma fase lquida e de uma slida, sendo necessrio ter o
conhecimento de ambas para dar a disposio adequada. Existem diversos modelos que
procuram aferir a relao de gua presente nos lodos, e um dos modelos exposto por Hsieh e
Raghu apud Andreoli (2001, p.125) no qual a gua presente nos RETAs pode ser classificada
da seguinte maneira:
a) gua livre: parcela de gua que se move livremente por gravidade. Tal gua pode
ser removida com facilidade atravs de sistemas mecnicos, drenabilidade ou
evaporao. importante salientar que o tempo de remoo dessa gua
decisivo para a forma a ser adotada.
b) gua de floco: est intimamente ligada partcula floculada. Para remover esta
parcela necessria uma quantidade relativa de energia.
c) gua capilar: est fortemente ligada partcula slida atravs de pontes de
hidrognio. A diferena entre esta parcela e a do floco que a capilar est livre
para se locomover, enquanto que, a capilar s se move com a partcula. Para
remover esta parcela necessria a aplicao de fora mecnica.
d) gua absorvida: ligada quimicamente partcula slida coloidal. Para remover
esta parcela necessria a aplicao de altas temperaturas ou por meio de
elevada quantidade de energia.
As caractersticas do lodo podem ser segregadas em funo da importncia e do objetivo
do estudo. Assim as caractersticas so classificadas (ANDREOLI, 2001, p.126):
a) ambientais: para as questes ambientais serem avaliadas, principalmente quanto
disposio. Os principais parmetros de anlise so: pH, slidos, metais, DQO,
toxicidade, biodegrabilidade, presena de pesticidas e fertilizantes e compostos
orgnicos.
b) geotcnicas: tal caracterizao necessria na identificao de possveis formas
de remoo de gua e de futuras utilizaes para os slidos que resultarem.
Alguns parmetros desta caracterstica so: tamanho e distribuio das
46
partculas, limite de plasticidade e limite de liquidez, resistncia especfica,
resposta ao aquecimento ao resfriamento e a sedimentabilidade.
Determinando estes parmetros possvel equacionar a questo do RETA, seja para as
condies de despejo ou para projetos de sistemas que removam gua do lodo.
2.3.3. Confeco de bloco cermico como forma de distribuio final do
lodo de ETA
No segmento da construo civil, o lodo de estao de tratamento de gua, alm de sua
utilizao na fabricao de concreto, tambm pode ser aplicado na confeco de peas
cermicas, como telhas e blocos.
Conforme Tsutiya e Hirata apud Junior (2009, p.27), as propriedades fsico-qumicas do
RETA so parecidas com s encontradas em argilas naturais.
Como citado por Andreoli (2006, p.324-325), a incorporao do lodo normalmente
feita na preparao da massa cermica, atravs do processo de mistura das diferentes argilas
para composio da massa. Nas indstrias de cermica com processo fabril pouco tcnico esta
mistura inicial feita manualmente, por p carregadeira ou at adicionadas diretamente no
misturador. Enquanto que nas indstrias ceramistas mais preparadas tecnicamente so
utilizados equipamentos prprios da etapa de pr-mistura, permitindo com que massas mais
uniformes surjam e tambm mais homogneas e de melhor qualidade.
Para obter sucesso na utilizao do lodo em peas cermicas necessrio avaliar os
seguintes fatores (CORNWELL et al. apud JUNIOR, 2009, p.27):
a) proximidade entre a indstria cermica e a ETA produtora do lodo;
b) caractersticas fsico-qumicas dos resduos, coagulantes e outros produtos
qumicos aplicados nas unidades de tratamento;
c) aceitao deste lodo pelos ceramistas;
d) impactos que este uso possa incorrer no processo industrial ceramista.
Os lodos os quais apresentam composio orgnica superior a 30% causam perdas
significativas de massa durante a queima, comprometendo a qualidade do bloco no que tange a
absoro de umidade e resistncia compresso.
A formao granulomtrica das massas de cermica vermelha tem papel fundamental
no processamento e nas propriedades dos diversos produtos fabricados. O fato de introduzir
materiais no-plsticos, como areia e p-de-carvo, contidos em RETA, em maior ou menor
47
quantidade, modifica a granulometria das massas, podendo incorrer em alteraes durante a sua
produo. Esta situao ocorre porque a areia e o p-de-carvo possuem partculas de tamanhos
maiores do que os da argila (CORNWELL et al. apud JUNIOR, 2009, p.28).
Ainda segundo Cornwell et al. apud Junior (2009, p.28) a umidade inserida no lodo
muito importante para o seu manuseio e incorporao no processo fabril de peas cermicas.
Corroborando esta citao, conforme Andreoli (2006, p.324), uma das grandes vantagens na
incorporao do lodo argila a possibilidade de correo de umidade da argila.
Em estudos realizados por Teixeira apud Junior (2009, p.28) com a adio de 0, 10, 20
e 30% do lodo em massa cermica, foi constatado que a resistncia mecnica flexo reduz em
decorrncia do aumento de concentrao do lodo como matria-prima.
Tambm desenvolveu um estudo sobre o tema, David et al. apud Junior (2009, p.28),
no qual foi adicionado lodo junto a argila, em diferentes propores, e por meio deste, foi
constatado que a incorporao deve ser analisada caso a caso para verificar a compatibilidade
entre os materiais e o processo fabril.
Uma opo pouco estudada a incorporao do resduo da ETA com caractersticas
pastosas diretamente no equipamento de mistura e destorroamento. Este tipo de incorporao
tem a vantagem de facilitar a homogeneizao da massa cermica, permitindo uma distribuio
mais uniforme. Ou seja, o lodo pode ser direcionado para correo da umidade na massa
cermica, procedimento este que j comum nas indstrias ceramistas (ANDREOLI, 2006,
p.324-325).
Este procedimento facilita a estocagem do RETA na indstria de cermica, cujo
armazenamento se d atravs de tanques e, alm disso, dosado por gravidade. Em contrapartida,
como o lodo possui alta umidade, a proporo do lodo na massa ser menor para no
desestabilizar o produto em produo, e por fim, no recomendada a sua estocagem por
perodos longos devido ao odor exalado (ANDREOLI, 2006, p.325).
A caracterizao do RETA possibilita a incorporao destes resduos a massa cermica,
apresentando tanto componentes importantes (argilo-minerais) como prejudiciais massa
cermica em quantidades excessivas (material orgnico e umidade elevada). Portanto,
necessrio compreender que a adio do lodo na massa cermica demandar um ajuste na
formao da massa cermica e no processo de produo.
48
2.4. Cermica vermelha
Cermica a pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozeduras de argilas. Em
materiais cermicos, a argila fica aglutinada devido a uma pequena quantidade de vidro, cujo
surgimento devido ao do calor de coco sobre os componentes da argila (RGO, 2008,
p.24).
Segundo Norton apud Rgo (2008, p.24) cermica pode ser definida em um sentido que
implica a definio de dicionrio da palavra olaria (pottery). A palavra grega keramos diz
respeito coisa queimada, desta forma, o termo moderno cermica, a qual abrange cermica
branca, esmalte, refratrios, vidros, cimentos, materiais de construo civil e materiais
abrasivos, adaptvel ao termo original.
A cermica vermelha compreende um grupo de materiais formados por tijolos macios
e furados, telhas, blocos cermicos de vedao e estruturais, lajes para forro e piso, elementos
vazados e lajotas para piso. Como perceptvel, estes produtos so mais destinados a construo
civil (VARELA apud RGO, 2008, 24).
Tais produtos geralmente so fabricados adjacentes aos grandes centros de consumo,
utilizando argilas e siltes com alto teor de impurezas, principalmente no que se refere a minerais
de ferro, responsveis pela cor vermelha (ANDREOLI, 2006, p.289-290).
Rgo (2008, p.24) tambm ressalta que, a cor vermelha destes produtos se deve aos
teores de xido ou hidrxidos de ferro liberados durante a queima, acima de 3%. Mais uniforme
ser a cor do produto, quanto mais homognea for a sua distribuio.
O processo de produo da cermica vermelha de forma geral, simples, o que permite
maleabilidade das olarias na utilizao de produtos alternativos, como o caso do RETA. Esse
tipo de empresa tem o papel de desempenhar vrias empresas da cadeia envolvida at o
atingimento dos produtos acabados (ANDREOLI, 2006, p.290).
A fabricao de produtos oriundos da cermica vermelha representa um desafio ao
controle e uniformidade devido a grande quantidade de variveis envolvidas no processo, pois,
cada etapa interfere na etapa seguinte e em consequncia no produto final.
49
2.4.1. Argilas para cermica vermelha
A principal e essencial matria-prima da cermica vermelha so as argilas. Sendo estas
sedimentares e normalmente superficiais, contendo teores variveis de matria orgnica
(RGO, 2008, p.24).
As argilas para cermica vermelha devem possuir as seguintes caractersticas (SOUSA
SANTOS apud RGO, 2008, p.25):
a) ter plasticidade;
b) possuir resistncia mecnica aps a queima adequada para aplicaes;
c) viabilizar a aplicao de tcnicas simples de processamento;
d) ter cor vermelha aps a queima;
e) ser disponvel em abundncia.
2.4.2. Propriedades da cermica vermelha
As propriedades dos materiais cermicos so definidas pelas caractersticas atmicas e
microestruturais dos materiais que os compem. Tais caractersticas podem ser tratadas por
meio da seleo das matrias-primas, do processo de fabricao e do produto, sendo
fundamental este controle para que sejam minimizados os defeitos microestruturais (RRED
apud JUNIOR, 2009, p.37).
Junto s caractersticas apresentadas nas argilas da cermica vermelha acrescente-se
tambm algumas propriedades apresentadas pelas mesmas, durante e aps a transformao do
produto final, como plasticidade, porosidade, retrao linear, absoro de gua, umidade e
perda ao fogo.
2.4.2.1. Plasticidade
a propriedade de o material mido ficar sem romper e deformado devido a aplicao
de uma tenso, sendo que, a deformao continua mesmo aps a tenso aplicada ter sido
retirada.
Ou seja, um corpo plstico definido como aquele em que pode ser deformado, sem
que sobrevenha a ruptura. No tem limite de plasticidade e como tambm no pode ser encruado
a frio, sendo este o caso das argilas molhadas (RGO, 2008, p.26).
50
Ainda segundo Rgo (2008, p.26) para a cermica vermelha, a determinao da
plasticidade de suma importncia, devido indicao de adequao para ser conformada por
extruso.
O limite de plasticidade o indicador da quantidade de gua mnima a qual a argila ou
a massa cermica deve conter para ser conformada. O limite de liquidez refere-se a quantidade
mxima de gua que a argila ou a massa cermica deva conter para ainda ser moldvel,
representando a quantidade de gua que ainda pode ser adicionada a partir do LP, sem que
ocorra alterao do estado plstico do material (RGO, 2008, p.26).
O ndice mnimo do LP 10%, sendo que, inferior a este percentual torna-se
comprometida etapa de conformao, devido ao grande risco de mudana no comportamento
plstico (VIEIRA et al. apud RGO, 2008, p.26).
2.4.2.2. Porosidade
A importncia da porosidade para um corpo cermico se deve a sua excelente medida
do grau de manuteno ou de sintetizao em decorrncia da temperatura de queima. A
porosidade dimensionada atravs do volume de gua ou ar necessrio para enchimento dos
poros ou se existem poros fechados. Na grande maioria das massas cermicas ou argilas ocorre
retrao logo aps a secagem e queima, em decorrncia do fechamento dos poros devido a
solicitao a aproximao das partculas entre si por meio da solicitao da tenso superficial
(NORTON apud RGO, 2008, p.26).
2.4.2.3. Retrao linear
Os produtos provenientes da argila sofrem retrao ou contrao aps a secagem, devido
eliminao da gua utilizada na composio da matria-prima. Com a eliminao da gua
surgem vazios, acarretando em uma aproximao das partculas em decorrncia das foras de
atrao eletrostticas, provocando a conhecida aglomerao (FACINCANI apud RGO, 2008,
p.26).
Com a retrao possvel estimar a composio granulomtrica da argila, cuja maior
concentrao indica granulometria muito fina, na qual se exige mais gua para amassamento.
Alm disso, por meio da retrao podem-se avaliar outras propriedades da argila como a
51
plasticidade, a resistncia mecnica a cru e os comportamentos na secagem e queima (RGO,
2008, p.27).
Segundo Dondi apud Rgo (2008, p.27), a variao tima de retrao de secagem para
blocos e telhas de 5 a 8% e a aceitvel de 3 a 10%. No que tange a retrao de queima, a tima
menor do que 1,5% mas aceitvel entre 1,5 e 3%.
2.4.2.4. Absoro de gua
Caso haja tempo suficiente, o volume absorvido de gua praticamente igual ao volume
de poros abertos do corpo. Certos materiais cermicos esto em constante contato com a gua,
como vaso sanitrio e manilhas, e nestes casos devem se ter a menor quantidade possvel de
poros abertos. Uma quantidade excessiva de poros indica que o produto acabado no sofreu o
processo correto de queima, devido a quantidade mnimas de poros que surgem quando o
material bem sintetizado (RGO, 2008, p.27).
Segundo a NBR 15270-1 (2005) o ndice de absoro dgua no deve ser inferior a 8%
e nem superior a 22%. Caso estes valores sejam ultrapassados, ento, o produto poder estar
comprometido para determinados fins. Uma absoro muito baixa compromete a aderncia com
a argamassa, enquanto que, uma absoro muito alta reduz a resistncia do bloco, quando usado
aparente.
2.4.2.5. Umidade
A umidade nas matrias-primas apresenta uma determinada quantidade de gua, devido
ao processo natural das chuvas quando esto em seu local de origem