Susan Sales Canellas Reciclagem de PET - NIMA - PUC-Rio

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Susan Sales Canellas Reciclagem de PET - NIMA - PUC-Rio
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Susan Sales Canellas
Reciclagem de PET, visando a substituição de agregado
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
miúdo em argamassas
Dissertação de Mestrado
Dissertação apresentada como requisito parcial para
obtenção do título de Mestre pelo Programa de PósGraduação em Ciência dos Materiais e Metalurgia da
PUC-Rio.
Orientador: José Carlos D'Abreu
Rio de Janeiro, abril de 2005
Susan Sales Canellas
Reciclagem de PET, visando a substituição de agregado
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
miúdo em argamassas.
Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção
do título de Mestre em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica
do Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia da
PUC-Rio. Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo
assinada.
Jose Carlos D'Abreu
Orientador
Departamento de Ciências dos Materiais e Metalurgia - PUC-Rio
Mauricio Leonardo Torem
Departamento de Ciências dos Materiais e Metalurgia - PUC-Rio
Helio m. Kohler
Consultor
Prof. José Eugenio Leal
Coordenador Setorial de Pós-Graduação do Centro Técnico Científico - PUC-Rio
Rio de Janeiro, 13 de abril de 2005.
Todos os direitos reservados. É proibida a
reprodução total ou parcial do trabalho sem
autorização da universidade, da autora e do
orientador.
Susan Sales Canellas
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Arquiteta graduada em 1991 com experiência em projetos
e obras publicas, especializada em Engenharia de
Segurança do Trabalho em 1995.
Ficha Catalográfica
Canellas, Susan Sales
Reciclagem de PET, visando a substituição de
agregado miúdo em argamassas / Susan Sales Canellas;
orientador: José Carlos D’Abreu. – Rio de Janeiro: PUCRio, Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia,
2005.
78 f ; 30 cm
Dissertação (mestrado) – Pontifícia Universidade
Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Ciência dos
Materiais e Metalurgia.
Inclui bibliografia
1. Ciência dos Materiais e Metalurgia – Teses. 2. PET.
3. Reciclagem. 4. Construção civil. 5. Argamassa. I. Abreu,
José Carlos d’. II. Pontifícia Universidade Católica do Rio
de Janeiro. Departamento de Ciência dos Materiais e
Metalurgia. III. Título.
CDD: 669
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Aos meus pais, que sempre me apoiaram em todos os meus projetos de vida
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Agradecimentos
Ao Prof. José Carlos D'Abreu, pela orientação, apoio e confiança prestado ao
longo deste trabalho;
Ao Prof. Maurício Leonardo Torem, pela dedicação a todos os alunos;
Ao Prof. Hélio M. Kohler, pela disponibilidade de ensinar em todas as horas;
À minha família e amigos que souberam entender minha ausência;
Ao Ricardo A F. Lanzellotti pelo constante apoio e inestimável companheirismo;
Ao Raimundo Nonato R. Filho e Mary Cecília G. Marroquín pelo apoio na
execução do trabalho;
Ao CNPq pelo apoio financeiro durante o curso;
Aos amigos e funcionários do DCMM sempre dispostos a ajudar.
Resumo
Canellas, Susan Sales. Reciclagem de PET, visando a substuição de
agregado miúdo em argamassa. Rio de Janeiro, 2005. 78p. Dissertação
de Mestrado - Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia,
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
O desenvolvimento de tecnologias que utilizem energias limpas e a gestão
integrada dos resíduos domiciliares e industriais visando uma “reengenharia” nos
conceitos sócio-empresariais é uma necessidade urgente. A sociedade,
principalmente nos países desenvolvidos, prioriza produtos de empresas que
possuam atividades socialmente corretas. A indústria da construção civil, como
uma das maiores geradoras de resíduos, podendo chegar a 3000 kg/hab.ano,
não pode se eximir desta atitude. Uma vez que consome grandes quantidades
de recursos naturais, um grande número de estudos para substituição de bens
naturais não renováveis está sendo realizado nesse setor, aliando materiais
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convencionais com resíduos industriais e urbanos. Um dos materiais que vem
sendo utilizado nestas pesquisas são as embalagens pós-consumo de PET (
polietileno tereftalato ), resíduos que estão atingindo percentuais cada vez
maiores na composição do lixo urbano, com presença crescente no meio
ambiente. Esse trabalho visa apontar uma nova perspectiva de utilização desse
material, propondo a substituição parcial da areia natural, por material granulado
oriundo de garrafas de PET, objetivando a produção de argamassas para uso
na construção civil. No presente estudo, foram realizadas substituições nas
proporções de 10, 30 e 50% , tendo sido observado a melhor possibilidade de
utilização do percentual de 30%, devido a não ter apresentado perdas
significativas na plasticidade e nas resistências a compressão e a tração. Foi
possível concluir que o compósito obtido tem potencial para ser utilizado na
confecção de artefatos de concreto, sem grande responsabilidade estrutural e
em mobiliários urbanos, além de seu uso permitir uma economia significativa de
volumes de areia lavada, um recurso natural cuja extração tem causado grandes
danos ao ecossistema dos rios e suas margens.
Palavras-chave
PET; Reciclagem; Construção Civil; Argamassa.
Abstract
Canellas, Susan Sales. Recycling of PET bottles, aiming at
substitution of small aggregate in mortar. Rio de Janeiro, 2005. 78p. Master
Dissertation - Department of Materials Science and Metallurgy, Pontifical
Catholic University of Rio de Janeiro.
The development of technology that uses clean energy and the integrated
management of domestic and industrial residues aiming at a new engineering in
the social and company relationship, is a urgent necessity. The society, mainly
in developed countries, are already giving priority to the products of companies
that possess identity with socially correct activities. The industry of construction,
as one of the larger generator of residues, that produces around
3000kg/hab.year, and can not exempt of this purpose. Since the civil
construction consumes great amount of natural sector resources, a large
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number of studies aiming at the substitution of natural sand, considered a non
renewable material, is being carried out, particularly by, mixing conventional
material with industrial and urban residues. The material used in these this
study, was granulated PET (polyethylene tereftalate), obtained from beverage
bottles, residues that are reaching a high percentage in the composition of the
urban wastes. The objective of this research aimed at create a new perspective
for construction materials, by crushing bottles of PET and using the produced
material as a substitute of the natural sands for production of mortar. In this
study was used the PET/sand ratios of 10, 30 and 50%, being 30%, the best
ratio observed, due to a still good workability, an acceptable compressive and
tensile strengths. The innovation, proposed in this study for instance, in the
production of pieces of concrete, without great structural value, and in urban
furnitureleading to a significant economy of volumes of sands, a resource
whose extraction has been caused great damages to the present ecosystem of
the rivers and in its edges.
Keywords
PET; Recycling; Construction Materials; Mortar
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Sumário
1 Introdução
14
2 Revisão da Literatura
17
2.1. Gestão de resíduos
17
2.2. Caracterização dos plásticos
24
2.2.1. Os principais tipos de plásticos
24
2.2.2. Processos de reciclagem de Plásticos:
26
2.3. Caracterização do PET
28
2.4. Reciclagem de PET
29
2.5. Considerações sobre o processo de reciclagem
33
2.6. Impedimentos para reciclagem
34
2.7. Coleta seletiva de embalagens PET
34
2.8. Linha de Reciclagem de PET
37
2.9. Atividade de extração de areia
39
2.9.1. Reservas naturais
39
2.9.2. O processo de extração:
40
2.9.3. Impacto ambiental
41
2.9.4. Redução do impacto ambiental
42
2.10. Agregados
43
2.10.1. Caracterização tecnológica
43
2.10.2. Morfologia das partículas
44
2.10.3. Grau de Porosidade
45
2.11. Utilização de produtos reciclados de PET na construção civil
45
3 Objetivo e Relevância do Trabalho
49
4 Desenvolvimento Experimental
50
4.1. Materiais
50
4.2. Equipamentos:
51
4.3. Métodos
52
4.3.1. Coleta do material
52
4.3.2. Granulação
53
4.3.3. Caracterização tecnológica dos agregados miúdos de PET
53
4.3.4. Ensaio de Compressão
54
4.3.5. Corpos de Prova
55
5 Resultados e Discussões
56
5.1. Coleta das amostras
57
5.2. Lavagem
58
5.3. Classificação por Densidade
58
5.4. Fragmentação
58
5.5. Classificação Granulométrica
59
5.6. Módulo de Finura
59
5.7. Absorção d’água
60
5.8. Massa Específica
61
5.9. Moldagem de Corpo de Prova (Cp)
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5.10. Cálculo do consumo de agregados/m
62
3
62
5.11. Ensaio de Compressão Axial
64
5.12. Ensaio de Tração
70
6 Conclusão
72
7 Referências Bibliográficas
75
Lista de quadros
Quadro 1 - Reciclagem de Materiais no Brasil – Fonte Cempre/2005
23
Quadro2 - Distribuição dos Mercados para o PET reciclado – Fonte
ABIPET/2004
Quadro 3 - Percentual de Material Retido x Peneira (mm)
32
59
Quadro 4 - Diferença de custo entre argamassas com traço calculado em peso e
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em volume
63
Lista de figuras
Figura 1 - Foto Praia de Icaraí, Niterói – Fonte Clin/2000
16
Figura 2 - Foto Praia de Icaraí, Niterói – Fonte Clin/2000
16
Figura 3 - Composição do Lixo no Rio de Janeiro. Fonte Comlurb/2005
22
Figura 4- Equipamentos automatizados de coleta seletiva- TOMRA 83 HCp e T62. Fonte TOMRA
35
Figura 5 - Sistema de leitura óptica. Fonte TOMRA
36
Figura 6 - Visão do Córrego Água do Sobrado e a extração da Areia. Fonte
Jornal Vale Paraibano (Out/2003)
41
Figura 7-Detalhes da Extração de Areia em Ambiente de Cava-RJ. Fonte
DRM/2000
41
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Figura 8- Moinho - Linha R : Desenho Dimensional, C = 1000, L = 850, H = 1300
em mm
51
Figura 9 – Sistema de facas, sendo duas fixas e três rotativas
51
Figura 10 - Forma das peneiras
51
Figura 11 - Prensa Hidráulica
52
Figura 12- Flocos de PET
53
Figura 13 - Fluxograma de ensaios para caracterização tecnológica
57
Figura 14 - Pesagem dos flocos de PET
61
Figura 15 - Gráfico da variação da resistência a compressão em kgf/cm2, no
traço em volume.
65
Figura 16 - Gráfico da resistência a compressão em função do traço em volume
66
Figura 17 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da
variação dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em
volume.
66
2
Figura 18 - Gráfico da variação da resistência a compressão em kgf/cm -Traço
em peso.
67
Figura 19 - Gráfico da resistência a compressão em função do traço em peso. 68
Figura 20 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da
variação dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em
volume.
68
Figura 21 - Gráfico da variação da resistência a compressão axial em kgf/cm2, no
traço em peso.
69
Figura 22 - Gráfico da resistência a compressão em função do traço em peso 70
Figura 23 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da
variação dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em
peso
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Figura 24-Variação de Resistência a Tração – kgf/cm2
70
71
Lista de tabelas
Tabela 1- Produção x Reciclagem – Fonte ABIPET/2004
31
Tabela 2- Fonte Cempre - Jan/2005
37
Tabela 3 – Traços para execução de argamassa – 1:4
54
Tabela 4 – Densidade dos Plásticos, g/cm3- Fonte:UFRJ/NIEAD(2004)
58
Tabela 5 – Material retido em peso
59
Tabela 6 – Percentual de absorção d’água dos corpos de prova
60
Tabela 7- Peso específico das amostras de PET analisadas
61
Tabela 8 – Cálculo do traço em peso para produção de 1m³ de argamassa
62
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Tabela 9 – Cálculo do traço em volume para produção de 1m³ de argamassa 62
Tabela 10 - Massa especifica aparente dos materiais utilizados
63
Tabela 11 - Valores dos Materiais no Atacado (RJ/2005)
64
Tabela 12 - Resultado do ensaio de compressão axial (kgf/cm2),no traço em
Volume.
64
Tabela 13 – Perda Percentual de Resistência – Traço em Volume
65
Tabela 14 – Variação do peso em gramas dos corpos de prova, no traço em
volume.
65
2
Tabela 15 - Resultado do ensaio de compressão axial(kgf/cm )-Traço em peso 66
Tabela 16- Perda percentual de resistência – Traço em peso
67
Tabela 17 - Variação do peso em gramas dos corpos de prova - Traço em peso
67
2
Tabela 18 - Resultado do Ensaio de Compressão Axial (kgf/cm )- Traço em
peso, # 2mm
Tabela 19 - Perda Percentual de Resistência – Traço em Peso
68
69
Tabela 20 - Variação do peso em gramas dos corpos de prova-Traço em peso- #
2mm
Tabela 21 - Ensaio de Tração
69
71
1 Introdução
O volume de resíduos domésticos produzidos em todo o mundo aumentou
três vezes mais do que a sua população nos últimos 30 anos. O crescimento do
uso de embalagens descartáveis, a cultura do consumo e o desperdício são
responsáveis pelo descarte de 30 bilhões de toneladas de resíduos sólidos no
planeta todos os anos.
Segundo o CEMPRE (Maio 2004), a produção média de resíduos sólidos
urbanos no Brasil esta na ordem de 0.7kg/hab.dia, cidades como Rio de Janeiro
e São Paulo chegam a gerar 1 kg/hab.dia, desta forma, são descartados
diariamente 140.000 toneladas, nem sempre em locais adequados. Deste total,
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76% acabam em lixões (área de depósito de resíduos urbanos sem tratamento),
acarretando a contaminação do solo, dos mananciais, além de aumentar
significativamente a ocorrência de zoonoses.
Desta forma a filosofia dos 3Rs, ou seja, reduzir, reutilizar e reciclar,
tratando o problema em sua origem, vem sendo um procedimento permanente,
buscando a minimização desta situação.
A reciclagem, como todo processo também pode gerar resíduo e muitas
vezes, exige grandes investimentos. Porém, mesmo com estas restrições,
apresenta-se como a melhor solução. Segundo CALDERONI (1997) "O Brasil
poderia economizar US$ 10 bilhões por ano se reciclasse os resíduos
domiciliares“.
Deve-se considerar também a falta de regulamentação e de ações que
busquem incentivar a produção de bens recicláveis, principalmente os oriundo
de embalagens pós consumo, prejudicando a implantação de projetos que visam
a preservação, manutenção e recuperação do meio ambiente e de seu
ecossistema, ao qual estamos profundamente inseridos.
A necessidade da implantação de uma política nacional para gestão de
resíduos urbanos é premente não podendo ser postergada. Esta é uma
discussão que ocorre a mais de uma década no Congresso Nacional, sem
contudo se concretizar em medidas específicas.
Em 2001, com a criação da Comissão Especial de Resíduos Sólidos na
Câmara dos Deputados, foram analisados 74 projetos de lei, em tramitação
15
desde 1991, tendo tido a participação de diversos setores da sociedade na
elaboração do texto final.
Entre as propostas do documento estão a classificação dos resíduos
quanto à origem (industrial, saúde etc.) e natureza (perigosos ou não), as formas
de gerenciamento, as atribuição de responsabilidades pelo destino final e o
estabelecimento de políticas de incentivos fiscais para a reciclagem.
Como o projeto de lei não foi votado em 2002 e seu relator, o ex-deputado
federal Emerson Kapaz, não se reelegeu, fez-se necessário a elaboração de um
novo projeto, esperando-se que sua votação deva estar concluída ainda em
2005.
No Brasil a prática da reciclagem ainda apresenta-se de forma incipiente,
mas o cenário indica sinais de melhora. Segundo o CEMPRE (2004), no Rio de
Janeiro, por exemplo, a participação dos plásticos corresponde em média a 7%
do lixo; já na cidade de Curitiba estes representam índices próximos a 6%.
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Destes percentuais, o PET (plástico resistente usado em embalagens de
refrigerantes, água e sucos, entre outros) representa 17%,
Segundo a ABIPET (2004), cerca de 141.000 toneladas destas
embalagens usadas foram recicladas em 2003, registrando um crescimento de
18% em relação ao ano anterior. A entidade calcula que, até o final de 2004, o
volume de reciclagem deva crescer de 15% a 20%, em função das políticas de
incentivo à coleta seletiva executadas por associações de catadores em conjunto
com as prefeituras.
Apesar da implantação dessas políticas, que ainda são casos pontuais, o
quadro necessita ser melhorado. Segundo ABIPET, em 2003, o Brasil consumiu
330.000 toneladas de resina PET na fabricação de embalagens. A demanda
mundial é de cerca de 6,7 milhões de toneladas por ano.
Observa-se que os dados referentes à produção x reciclagem, indicam
que, somente em 2003, a diferença encontra-se na ordem de 189.000 toneladas.
Considerando que cada embalagem pesa em média 50g e que seu descarte é
praticamente imediato, conclui-se que somente neste setor foram descartadas,
aproximadamente 3,6 bilhões de embalagens no meio ambiente.
Novas alternativas para reutilização destas embalagens pós-consumo
necessitam ser propostas, de modo a evitar o descarte em aterros sanitários e
no meio ambiente (Figuras 1 e 2), onde, por não serem de rápida decomposição
(ocorre em aproximadamente 400 anos), acarretam problemas de ordem
operacional nos aterros sanitários, dificultando a compactação da parte orgânica,
16
além da significativa perda econômica e social, uma vez que a indústria da
reciclagem gera empregos e usa mão-de-obra de baixa qualificação.
O conhecimento das características tecnológicas dos resíduos aumenta a
possibilidade de utilização dos produtos confeccionados com estes materiais,
além da redução da geração de resíduos mais danosos que os originais, uma
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vez que todo processamento gera resíduo.
Figura 1 - Foto Praia de Icaraí, Niterói – Fonte Clin/2000.
Figura 2 - Foto Praia de Icaraí, Niterói – Fonte Clin/2000.
2 Revisão da Literatura
2.1.Gestão de resíduos
O artigo 225 da Constituição da República Federativa do Brasil de 1988
(1995:100) prescreve que:
“... todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de
uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao
Poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as
presentes e futuras gerações...”
Diminuir a quantidade gerada de resíduos domésticos e encontrar
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soluções adequadas para eliminá-los é uma preocupação global. Em países
industrializados, como os da Europa e Estados Unidos (onde o acúmulo
acompanha o ritmo acelerado de produção e consumo), o problema chegou no
limite.
Nos Estados Unidos, a produção de resíduos sólidos mais que duplicou
nos últimos 40 anos (passando de 88 milhões para mais de 232 milhões de
toneladas por ano), segundo a Agência de Proteção Ambiental do país, a EPA –
Environmental Protection Agency (2000).
Segundo Jornal Plastivida (2002), o resíduo plástico gerado em 2001 pelos
países da Europa Ocidental chega a 20.391 mil toneladas e pelos países da
União Européia chega a 19.254 mil toneladas.
A urgência de minimizar este quadro colocou estes países entre os
primeiros a implantar políticas nacionais de gerenciamento e gestão de resíduos
sólidos, estipulando metas para a redução da deposição final de lixo em 20%
(com base nas quantidades de 2000) até 2010 e em 50% até 2050.
Segundo Frangipane et al. (1998/9), para que esta meta seja atingida,
adotaram-se algumas medidas prioritárias tais como a prevenção do
desperdício, incentivando a diminuição da geração de resíduos por parte das
indústrias e os consumidores a escolher produtos de empresas que atendam
estes compromissos ambientais.
O
princípio
onde
"o
poluidor
paga",
transfere
ao
gerador
a
responsabilidade pela coleta, tratamento e reciclagem do resíduo gerado, porém
18
segundo Cooper (1997), para as embalagens de bens consumidos nas
residências há grande dificuldade de se definir quem é o poluidor.
Por fim, o princípio da proximidade, pelo qual o tratamento deve ser
executado o mais perto possível de sua fonte produtora.
Entre as providências já consolidadas nos países membros estão a criação
da etiqueta ecológica para ajudar os consumidores a identificar produtos
"verdes", ou ecologicamente corretos; medidas para reduzir em 65% o despejo
de lixo biodegradável em aterros sanitários de 2006 a 2016, além de programas
de coleta seletiva de sucesso em toda a Europa.
Nos EUA e no Japão também existem iniciativas bem-sucedidas na área
de reciclagem, tanto por parte do governo, como na iniciativa privada, ONGs e
da própria população.
O Japão é o país líder em reciclagem, com 50% do total dos resíduos
reaproveitados, segundo Calderoni (1997). Não há lixões no país, pois por uma
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questão de falta de espaço estes são enviados à países vizinhos, que cobram
pelo serviço.
Em 1999, a reciclagem e a compostagem evitaram que 64 milhões de
toneladas de resíduos acabassem em aterros nos EUA. O índice de reciclagem
no país praticamente dobrou nos últimos 15 anos e hoje chega a 28%, de acordo
com a EPA - Environmental Protection Agency (2000). Segundo CEMPRE
(2005), a cidade de Nova York (EUA) retomou seu programa de reciclagem
depois de quase dois anos de suspensão. Mostrou-se dispendioso transportar os
resíduos para aterros sanitários que, nos EUA, estão cada vez mais longe dos
grandes centros. O investimento foi na ordem de US$ 25 milhões para
construção de uma espécie de centro de escoamento com o objetivo de
processar e disponibilizar metais, vidros e plásticos recicláveis, a custo de
aproximadamente 55% menor de quando o programa foi interrompido.
Segundo Juras (2001), a legislação na Alemanha evita a geração de
resíduos, fazendo com que estes sejam valorizados, na forma de recuperação
do material (reciclagem) ou valorização energética (produção de energia); os
resíduos não valorizáveis tem que ser eliminados de forma ambientalmente
compatível. Já a política francesa de resíduos, estabelecida em 1975 e
modificada em 1992, tem como objetivos principais, a prevenção ou a redução
da produção e a nocividade dos resíduos; a organização do transporte dos
resíduos, com a limitação da distância e do volume; a valorização dos resíduos
pela reutilização, a reciclagem ou qualquer outra ação visando a obtenção de
19
energia ou materiais a partir dos resíduos; e não permitir, a partir de 1º de julho
de 2002, nas instalações de disposição, resíduos que não os finais.
Segundo Kapaz (2001), a Dinamarca foi o país pioneiro no gerenciamento
de resíduos de embalagens. Nos anos 80, por meio de legislação própria,
autorizou
exclusivamente
embalagens
reaproveitáveis
para
cervejas
e
refrigerantes. Como resultado dessa política, a partir de 1994, a porcentagem de
cerveja e refrigerantes engarrafados em vasilhames retornáveis era de 99,5%.
Estudo da AMPE (2001) revela que a reciclagem e outros métodos de
recuperação de plásticos na Europa, cresceram mais do que a demanda por
plásticos, o que fez reduzir o total de lixo plástico descartado. A demanda por
plásticos nesta região, cresceu em torno de 3%, o equivalente a quase 40
milhões toneladas, enquanto que a reciclagem mecânica, a reciclagem de
combustível e a recuperação de energia, resultaram num crescimento de 11%
em comparação aos anos anteriores. A análise do consumo e recuperação de
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plásticos na Europa também indica que, apesar do aumento na demanda de
plásticos, o lixo total dos materiais pós-uso permaneceu abaixo de 1% do lixo
total, ou seja, em 19,5 milhões de toneladas.
Segundo Frangipane et al. (1999), o aterro é o método de eliminação de
resíduos sólidos mais comum em alguns países da Europa, particularmente na
Grécia, Itália e Reino Unido, onde este é praticamente o único método de
eliminação. As exceções são Luxemburgo, Suécia e Suíça, nos quais a
incineração é mais utilizada. Na Suécia todos os incineradores são equipados
com dispositivos de recuperação de energia. Neste país, como também na
Áustria, Alemanha e Suíça a coleta seletiva é mais desenvolvida (mais de 30%
dos resíduos sólidos municipais coletados). A compostagem é particularmente
desenvolvida na Áustria e Holanda.
Segundo Monteiro et al. (2001), no Brasil, o serviço sistemático de limpeza
urbana foi iniciado oficialmente em 25 de novembro de 1880, na cidade de São
Sebastião do Rio de Janeiro, então capital do Império. Nesse dia, o imperador D.
Pedro II assinou o Decreto nº 3024, aprovando o contrato de "limpeza e
irrigação" da cidade, que foi executado por Aleixo Gary e, mais tarde, por
Luciano Francisco Gary, de cujo sobrenome origina-se a palavra gari, que hoje
denomina-se os trabalhadores da limpeza urbana em muitas cidades brasileiras.
Dos tempos imperiais aos dias atuais, os serviços de limpeza urbana
vivenciaram momentos bons e ruins. Hoje, a situação da gestão dos resíduos
sólidos se apresenta em cada cidade brasileira de forma diversa, prevalecendo,
entretanto, uma situação nada alentadora.
20
Considerada um dos setores do saneamento básico, a gestão dos
resíduos sólidos não tem merecido a atenção necessária por parte do poder
público. Com isso, compromete-se cada vez mais a já combalida saúde da
população, bem como a degradação dos recursos naturais, especialmente o solo
e os recursos hídricos.
A interdependência dos conceitos de meio ambiente, saúde e saneamento
é hoje bastante evidente, o que reforça a necessidade de integração das ações
desses setores em proveito da melhoria da qualidade de vida da população
brasileira.
Como um retrato desse universo de ação, há de se considerar que,
segundo dados do IBGE, mais de 70% dos municípios brasileiros possuem
menos de 20 mil habitantes, e que a concentração urbana da população no país
ultrapassa a casa dos 80%.
Desta forma reforçam-se as preocupações com os problemas ambientais
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urbanos e, entre estes, o gerenciamento dos resíduos sólidos, cuja atribuição
pertence à administração pública.
Ainda segundo dados do IBGE coletados em 2000, dos 5.507 municípios
brasileiros, apenas 451 possuem coleta seletiva e 352 contam com serviço de
reciclagem de lixo.
Segundo Calderoni (1997), em 1996, foram produzidas 3,6 milhões de
toneladas de lixo só no município de São Paulo. Em 2000, esse número saltou
para 7,35 milhões.
Apesar desse quadro, o sistema de limpeza urbana é o segmento que
mais se desenvolveu apresentando a maior abrangência de atendimento junto à
população, ao mesmo tempo em que é a atividade do sistema que demanda
maior percentual de recursos por parte da municipalidade.
Porém o problema da disposição final assume uma magnitude alarmante,
considerando apenas os resíduos urbanos e públicos, conclui-se que, em geral,
as
administrações
públicas
implantam
como
políticas
de
resíduos
o
distanciamento dos locais de deposição, visando apenas, afastar das zonas
urbanas o lixo coletado, depositando-o por vezes em locais absolutamente
inadequados, como encostas com floresta, manguezais, rios, baías e vales.
Segundo Grimberg (2004), 63,6% dos municípios brasileiros depositam
seus resíduos em lixões, a maioria com a presença de catadores entre eles
crianças , confirmando os problemas sociais que a má gestão do lixo acarreta,
além dos graves problemas de saúde pública, bem como desastres ambientais
no meio urbano e rural, provocados pelo “lixo” jogados nos rios e córregos.
21
A participação de catadores na segregação informal do lixo, seja nas ruas
ou nos vazadouros e aterros, é o ponto mais visível da inter-relação do lixo com
a questão social. Onde o lixo tornou-se fonte inesgotável de renda e
sobrevivência para esta população.
Desta forma, conclui-se que o gerenciamento dos resíduos de forma
integrada, demanda trabalhar os aspectos sociais com o planejamento das
ações técnicas e operacionais do sistema de limpeza urbana.
Segundo Castagnari (2004), as pessoas que trabalham com materiais
recicláveis têm que ser valorizadas e reinseridas socialmente. Entretanto, tal fato
deve se dar, preferencialmente, pelo estímulo à contratação dessa mão-de-obra
pelas empresas prestadoras de serviços de manejo de resíduos sólidos.
Somente dessa forma, através de empregos formais, os trabalhadores poderão
usufruir de todos os benefícios e garantias trabalhistas e previdenciárias e contar
com as proteções que a atividade exige.
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Segundo o Ministério da Agricultura, todos os anos 14 milhões de
toneladas de alimentos são descartados, devido a procedimentos inadequados
em toda a cadeia produtiva.
Vilhena (2004) sugere que para ampliar a coleta seletiva no País é
necessário aumentar a participação popular. É preciso estimular os moradores a
separar o lixo doméstico e a entregá-lo nas cooperativas de catadores, ou postos
de entrega, mantidos pelas prefeituras e iniciativa privada. É necessário também
que os governantes promovam mudanças na tributação da cadeia de
reciclagem. O governo precisa oferecer um tratamento diferenciado para as
empresas do setor. Mas o fato é que não existe mágica: para aumentar a
reciclagem o jeito é fazer.
Já a socióloga Grimberg (2004) afirma que: "É preciso uma política
nacional que institua metas para a volta dos retornáveis. Não tem sentido
continuar gerando latas de alumínio e garrafas plásticas. O que está em jogo são
as fontes de matéria-prima”.
De qualquer modo, conclui-se que ações estão sendo desenvolvidas com
o propósito de minimizar a deposição dos resíduos no meio ambiente, mas a
falta de planejamento e de um levantamento das reais possibilidades da
reutilização dos resíduos acarreta falência de alguns projetos.
Grandes unidades de tratamento de resíduos sólidos, teoricamente
incorporando tecnologia mais sofisticada de compostagem acelerada, foram
instaladas no Rio de Janeiro e se encontram desativadas, seja por inadequação
22
do processo às condições locais, seja pelo alto custo de operação e manutenção
exigido.
Pode-se considerar que os dados estatísticos da limpeza urbana, na
maioria dos municípios brasileiros, são muito deficientes, pois as administrações
públicas têm dificuldade em apresentá-los, já que existem diversos padrões de
aferição dos vários serviços.
Considerou-se neste trabalho, os dados levantados junto a Comlurb
(Companhia de Limpeza Urbana do Município do Rio de Janeiro), indicados no
Figura 3, onde pode-se observar um decréscimo na coleta do papel e um leve
crescimento no plástico. Estes dados comparados aos do Quadro 1, onde é
indicado o percentual de reciclagem com relação ao que é produzido,
demonstram que a
reciclagem destes materiais, contribuem na redução do
percentual presente nos aterros, ou seja, os materiais com maior percentual de
reciclagem se estabilizam em percentuais mínimos na representação do material
60
Papel
Plastico
Vidro
Mat. Orgânica
Metal
Outros
50
Percentual
40
30
20
10
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1993
1991
1989
1986
0
1981
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coletado.
Ano Base
Figura 3 - Composição do Lixo no Rio de Janeiro. Fonte Comlurb/2005
23
Reciclagem de Materiais no Brasil
(% da Produção Nacional / Reciclagem)
Aluminio
Papelão
17,50%
20%
22%
Aço
89%
Vidro
57%
Papel
PET
17%
35%
77,30%
45%
Pneus
Öleo
47%
Plásticos
TetraPak
Quadro 1 - Reciclagem de Materiais no Brasil – Fonte Cempre/2005
Por outro lado, o manejo e a deposição final dos resíduos industriais, tema
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que atualmente tem tido uma maior projeção por parte da sociedade, constituem
um problema ainda maior que certamente já produz sérias conseqüências
ambientais e para a saúde da população.
No Brasil, os estados interferem no problema através de seus órgãos de
controle ambiental, exigindo dos geradores de resíduos perigosos (Classes I e II)
sistemas de manuseio, de estocagem, de transporte e de destinação final
adequados.
As administrações municipais podem agir nesse setor de forma
suplementar, através de seus órgãos de fiscalização, sobretudo considerando
que a determinação do uso do solo urbano é competência exclusiva dos
municípios,
conferindo-lhes
o
direito
de
impedir
atividades
industriais
potencialmente poluidoras em seu território, seja através da proibição de
implantação, seja através da cassação do alvará de funcionamento.
Segundo Monteiro et al. (2001), como a gestão de resíduos está se
transformando em uma atividade essencial, e as atividades que a compõem se
restringem ao território do Município, apesar de serem ainda primárias, as
soluções consorciadas de destinação
final em aterros gerenciados e
programados já fazem parte da pauta de várias prefeituras.
Municípios com áreas mais adequadas para a instalação dessas unidades
operacionais às vezes se consorciam com cidades vizinhas para receber os seus
resíduos, negociando algumas vantagens por serem os hospedeiros, tais como
isenção do custo de vazamento ou alguma compensação urbanística, custeada
pelos outros consorciados.
24
Um dos exemplos mais bem-sucedidos no campo do consórcio é aquele
formado pelos municípios de Jundiaí, Campo Limpo Paulista, Cajamar, Louveira,
Várzea Paulista e Vinhedo, no Estado de São Paulo, para operar o aterro
sanitário de Várzea Paulista.
A sustentabilidade econômica dos serviços de gerenciamento ambiental é
um importante fator para a garantia da sua qualidade. Felizmente, o que se
percebe mais recentemente é uma mudança importante na atenção que o tema
tem recebido das instituições públicas, em todos os níveis de governo.
O governo federal e os estaduais passaram a destinar maiores recursos na
criação de programas e linhas de crédito onde, os municípios beneficiados, são
aqueles que apresentam projetos visando solucionar problemas como de
limpeza urbana, gerando condições de continuidade dos serviços e manutenção
de sua qualidade ao longo do tempo, onde a população assume o papel
fiscalizador, estimulada pelos órgãos de controle ambiental, Ministério Público e
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pelas organizações não-governamentais voltadas para a defesa do meio
ambiente.
2.2.Caracterização dos plásticos
A palavra plástico, originária do grego plastikós, significa adequado à
moldagem, este material possui características de alta flexibilidade, podendo ser
facilmente moldado.
O primeiro material com estas características foi a celulose, surgida em
1864. O PVC ou Policloreto de Vinila surgiu somente em 1913, foi durante a II
Guerra Mundial, ou seja, há pouco mais de sessenta anos, que sua utilização
industrial se desenvolveu e popularilizou.
Os
hidrocarbonetos
(petróleo),
após
processamento
físico-químico
produzem produtos que são indispensáveis na vida moderna.
A nafta, um derivado do petróleo, possui papel significante para as
indústrias petroquímicas, originando eteno e propeno, além de outros
monômeros imprescindíveis à produção de resinas plásticas e outros polímeros.
2.2.1.Os principais tipos de plásticos
Segundo suas características, os plásticos se dividem em dois grupos: os
termorrígidos ou termofixos e os termoplásticos.
25
• Plásticos Termofixos:
Não se fundem e uma vez moldados e endurecidos, não oferecem
condições para reciclagem. São apresentados como mistura de pós e moldados
sob pressão.
Como exemplo, as telhas transparentes, do revestimento do telefone e de
inúmeras peças utilizadas na mecânica em geral e especificamente na indústria
automobilística.
• Plásticos Termoplásticos:
São aqueles que se fundem a baixas temperaturas podendo ser moldados,
após o resfriamento recuperam suas propriedades físicas.
Como o processo possibilita a repetição, a reciclagem se torna
tecnicamente um processo simples e viável.
Porém segundo as normas sanitárias, os produtos reciclados não podem
ser empregados em embalagens alimentícias a fim de se evitar contaminações.
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A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas estabelece através
da norma NBR - 13230, simbologia a identificação dos termoplásticos utilizados
na fabricação de embalagens e recipientes, facilitando a sua reciclagem.
Considerou sete tipos de termoplásticos, a seguir:
Polietileno Tereftalato – PET
É utilizado em frascos de refrigerantes, de produtos de limpeza e
farmacêuticos, em fibras sintéticas, etc..
Polietileno de Alta Densidade – PEAD
São utilizados na confecção de engradados para bebidas, garrafas de
álcool e de produtos químicos, tubos para líquidos e gás, tanques de
combustível, etc..
Policloreto de Vinila – PVC
São utilizados em tubos e conexões para água, calçados, encapamentos
de cabos elétricos, equipamentos médico-cirúrgico, lonas, esquadrias e
revestimentos, etc..
26
Polietileno de Baixa Densidade – PEBD
São empregados nas embalagens de alimentos, sacos industriais, sacos
para lixo, filmes flexíveis, lonas agrícolas, etc.
Polipropileno - PP
Empregados em embalagem de massas alimentícias e biscoitos, potes de
margarina, seringas descartáveis, equipamentos médico-cirúrgicos, fibras e fios
têxteis, utilidades domésticas, autopeças, etc..
Poliestireno – PS
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Usado em copos descartáveis, placas isolantes, aparelhos de som e de
TV, embalagens alimentícias, revestimento de geladeiras, material escolar, etc..
Outros
São as resinas plásticas não indicadas até aqui e são utilizadas em
plásticos especiais na engenharia, em CDs, em eletrodomésticos, em corpo de
computadores e em outras utilidades especiais.
2.2.2.Processos de reciclagem de Plásticos:
Podem-se considerar quatro processos diferentes de reciclagem de
plásticos:
• Reciclagem Primária
Consiste no reaproveitamento das aparas, das rebarbas e das peças
defeituosas dentro da linha de montagem das próprias indústrias.
Muitas empresas do setor já adotam tal procedimento visando a diminuição
de seus custos, outras vendem esses resíduos para empresas recuperadoras.
Entretanto, deve-se tomar um especial cuidado na sucessiva repetição desse
aproveitamento, pois poderá acarretar degradação do material diminuindo sua
qualidade, exigindo assim, um rigoroso controle para não comprometer a
imagem da empresa junto aos seus clientes.
27
• Reciclagem Secundária
É a reciclagem de parte dos rejeitos existentes no lixo propriamente dito.
Essa reciclagem pode ser feita nas Usinas de Compostagem e Reciclagem ou
através de coleta seletiva.
Mesmo no caso de coleta seletiva onde o plástico vem relativamente limpo,
o produto reciclado terá sempre uma qualidade técnica inferior ao material
virgem, devido a presença de diversas formas de plásticos nesses refugos,
exigindo operações adicionais àquelas da reciclagem primária, para a separação
dos diversos tipos existentes. Dependendo da utilização do produto final, essa
operação não precisará ser realizada, ressaltando-se que o produto assim
reciclado deverá ser utilizado apenas nas situações em que tais alterações
sejam perfeitamente aceitáveis.
No caso da separação nas Usinas de Reciclagem há necessidade de uma
lavagem, além da separação, muito mais trabalhosa do que no caso da coleta
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seletiva, uma vez que o plástico vem contaminado pelas impurezas do lixo e os
efluentes líquidos oriundos dessa lavagem necessitarão de um tratamento
especial antes de ser lançado na natureza, fato este que desvaloriza o processo
de comercialização desses produtos.
• Reciclagem Terciária
É a transformação dos resíduos polímeros em monômeros e em outros
produtos químicos através de decomposição química ou térmica. Após esta
operação, o produto poderá ser novamente polimerizado, gerando novas resinas
plásticas.
É importante ressaltar que os materiais obtidos por este processo de
reciclagem necessitam de um tratamento dispendioso na purificação final, sendo
só indicado para produtos de alto valor econômico.
• Reciclagem Quaternária
Neste caso o objetivo é a queima do plástico em incineradores especiais
gerando calor que pode ser transformado em energia térmica ou elétrica, em
virtude do alto poder calorífico dos plásticos. Entretanto existe, nesse caso, um
grande inconveniente, pois a queima do plástico gera gases de alta toxicidade,
contaminando de forma violenta o meio ambiente, o que exige que os
incineradores sejam dotados de filtros especiais, de altíssimo custo, e mesmo
assim essa filtragem não se processa de forma satisfatória.
28
2.3.Caracterização do PET
Os
plásticos
são
polímeros
produzidos
a
partir
de
processos
petroquímicos. O PET, Polietileno tereftalato, é um deles, e foi desenvolvido em
1941 pelos químicos ingleses Whinfield e Dickson. Por ser um material inerte,
leve, resistente e transparente, passou a ser utilizado na fabricação de
embalagens de bebidas e alimentos no início da década de 1980. Em 1985
cerca de 500 mil toneladas de vasilhames já haviam sido produzidos, somente
nos Estados Unidos.
O PET é produzido industrialmente por duas vias químicas:
Esterificação direta do ácido tereftálico purificado (PTA) com etileno glicol
(EG), ou
Transesterificação do dimetil tereftalato (DMT) com etileno glicol (EG).
As macromoléculas de PET puro (o chamado homopolímero) constituem-
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se de repetições da molécula mais simples (mero) de tereftalato de etileno. Nos
polímeros comerciais, 130 a 155 repetições desse mero constituem a
macromolécula típica de PET.
Sua densidade é igual a 1.38 g/cm3.
A resina PET é muito utilizada em todo o mundo para a fabricação de
embalagens, em razão de suas propriedades: transparência, resistência
mecânica, brilho e barreira a gases. Inicialmente utilizada para a produção de
garrafas para acondicionar bebidas carbonatadas, é hoje utilizada no Brasil para
diversas outras linhas de produtos, tais como óleos comestíveis, isotônicos, água
mineral, produtos de higiene e limpeza, cosméticos e fármacos.
As garrafas de PET são totalmente inertes. Isto significa que, mesmo
indevidamente descartadas, não causam nenhum tipo de contaminação para o
solo ou lençóis freáticos.
Os resíduos inertes são quaisquer resíduos que, quando amostrados de
forma representativa, (NBR 10.007 - amostragem de resíduos) e submetidos a
contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à temperatura
ambiente, conforme teste de solubilização, (segundo NBR 10.006 - solubilização
de resíduos) não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados às
concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se
os padrões de aspecto, cor, turbidez e sabor.
A transformação da resina PET em garrafas, frascos ou potes ocorre em 7
etapas distintas: secagem, alimentação, plastificação, injeção, condicionamento,
sopro e ejeção do produto.
29
2.4.Reciclagem de PET
A reciclagem é um conjunto de técnicas que tem por finalidade aproveitar
os detritos reutilizando no ciclo de produção, ou seja, é o resultado de uma série
de atividades, pelas quais materiais que se tornariam lixo, ou estão no lixo, são
coletados, separados e processados para serem utilizados como matéria-prima
na manufatura de novos produtos.
As indústrias recicladoras são também denominadas secundárias, por
processarem matéria-prima de recuperação. Na maior parte dos processos, o
produto reciclado é completamente diferente do produto inicial.
O PET pode ser reciclado de três maneiras diferentes:
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• Reciclagem química:
Utilizada também para outros plásticos, separa os componentes do PET,
fornecendo matéria-prima para solventes e resinas, entre outros produtos.
•Reciclagem energética:
O calor gerado com a queima do produto pode ser aproveitado na geração
de energia elétrica (usinas termelétricas), alimentação de caldeiras e altosfornos. O PET é altamente combustível, com valor de cerca de 20.000 BTUs/kilo,
e libera gases residuais como monóxido e dióxido de carbono, acetaldeído,
benzoato de vinila e ácido benzóico. Por outro lado, devido ao alto valor da
sucata, a incineração do material não é recomendada, mesmo com recuperação
de energia.
• Reciclagem mecânica.
Praticamente todo o PET reciclado no Brasil passa pelo processo
mecânico, que pode ser dividido em:
RECUPERAÇÃO: Nesta fase, as embalagens que seriam destinadas ao
lixo comum ganham o status de matéria-prima. As embalagens recuperadas
serão separadas por cor e prensadas. A separação por cor é necessária para
que os produtos que resultarão do processo tenham uniformidade de cor,
facilitando, assim sua aplicação no mercado. A prensagem, por outro lado, é
importante para que o transporte das embalagens seja viabilizado, devido a
leveza do material, os fardos são montados de modo a garantir a maior
quantidade em um menor volume.
30
REVALORIZAÇÃO: As garrafas são moídas, ganhando valor no mercado.
O produto que resulta desta fase é o floco da garrafa. Pode ser produzido de
maneiras diferentes e, os flocos mais refinados, podem ser utilizados
diretamente como matéria-prima para a fabricação dos diversos produtos que o
PET reciclado dá origem na etapa de transformação. No entanto, há
possibilidade de valorizar ainda mais o produto, produzindo os grãos de PET
reciclado. Desta forma o produto fica muito mais condensado, otimizando o
transporte e o desempenho na transformação.
TRANSFORMAÇÃO: Fase em que os flocos, ou o granulado será
transformado num novo produto, fechando o ciclo. Os transformadores utilizam
PET reciclado para fabricação de diversos produtos, inclusive novas garrafas
para produtos não alimentícios.
A ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária), não autoriza a
utilização de PET reciclado na produção de embalagens para produtos
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alimentícios, sendo que a tecnologia já existe (provém de uma empresa alemã,
chamada OHL, que batizou seu processo de Stehing Bottle-to-Bottle) e esta
sendo utilizada pela empresa BahiaPET, que tem uma capacidade de produção
de 750 t/mês (720kg/h) e consumo de garrafas de 900 t/mês, esta produção é
exportada para países onde este uso é permitido como EUA, Alemanha,
Holanda, França, Japão e Austrália. Segundo Plásticos em Revista/março 2004.
A promessa é de restituir à resina reciclada, as propriedades do material
virgem, mas não será fácil alterar a legislação brasileira quanto ao assunto, visto
que nem a questão da tributação sobre o reciclado plástico foi resolvida. Na
opinião de Marçon, da Recipet, o mercado de embalagem se mostra curioso a
respeito da nova tecnologia bottle to bottle (garrafa a garrafa), mas a maioria
ainda a considera inviável no País, neste momento. Há até fabricante de
embalagem achando que basta colocar as garrafas usadas de PET num lado da
máquina e retirar novas do outro lado. Este fato retrata a desinformação sobre
esta nova tecnologia.
Na opinião do diretor da Recipet, a qualidade da matéria-prima ofertada no
País hoje é muito inferior à dos países onde o novo processo está sendo
testado. Para ele, a qualidade da nova garrafa seria sofrível. “Além disso, o
processo para obtenção de flakes com a qualidade requerida para fazer novas
garrafas provoca perdas de até 30% de matéria-prima, o que pode inviabilizar
investimentos em equipamentos importados”.
Além de toda problemática referente à contaminação do PET pós-uso,
ainda há outra questão a pesar. Não há fiscalização eficiente capaz de controlar
31
o uso do reciclado nas embalagens destinadas à indústria de alimentos e
bebidas. Caso aprovado seu uso, há riscos de reciclados de origem duvidosa
acabarem nas prateleiras dos supermercados, acreditam especialistas da área,
como o consultor José Carlos Froes, da Recicláveis, de São Paulo, e Auri Cesar
Marçon, da Recipet.
São as embalagens de PET as mais visíveis, se avolumando nas calçadas,
nos lixões, nos aterros, nos rios,etc.. Segundo o CEMPRE (2004), na região de
São Paulo, este material prensado e separado por cor nos sucateiros, não sai
por menos de R$ 0,55 o quilo, revalorizado em flake (denominação dos flocos
obtidos através da moagem) é vendido em torno de R$ 0,85 o quilo.
O investimento médio em uma linha adequada de reciclagem esta na
ordem de R$ 200.000,00, valor de 2005, equipamentos KIE. Além disso, a oferta
de
matéria-prima
constitui
outro
obstáculo
à
atividade,
aparentemente
disponíveis, as garrafas de PET visíveis nas ruas ainda têm como principal
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destino o lixão e o meio ambiente, porém há sinais de melhora. Segundo
ABIPET (2004), no Brasil a taxa de reciclagem de resinas de PET apresentou
crescimento anual da ordem de 18% entre os anos de 2001 e 2002, passando
para 35% entre 2002 e 2003, conforme indicado na Tabela 1.
Tabela 1- Produção x Reciclagem – Fonte ABIPET/2004
ANO
RECICLAGEM
Pós-Consumo/Índice
1994
13 ktons = 18,8%
1995
18 ktons = 25,4%
1996
22 ktons = 21,0%
1997
30 ktons = 16,2%
1998
40 ktons = 17,9%
1999
50 ktons = 20,42%
2000
67 ktons = 26,27%
2001
89 ktons = 32,9%
2002
105 ktons = 35%
2003
141,5 ktons = 35%
A maior produção de PET reciclado é utilizada na fabricação de fibras de
poliéster para indústria têxtil, demonstrado no Quadro 2, tendo também outros
usos como cordas, carpetes, bandejas de ovos e novas garrafas de produtos
não alimentícios. Sua reciclagem, além de evitar a deposição de lixo plástico
32
nos aterros, utiliza apenas 0.3% da energia total necessária para a produção da
resina virgem.
É possível utilizar os flocos da garrafa na fabricação de resinas alquídicas,
usadas na produção de tintas e também resinas insaturadas, para produção de
adesivos e resinas poliéster. As aplicações mais recentes estão na extrusão de
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tubos para esgotamento predial e na injeção para fabricação de torneiras.
Quadro2 - Distribuição dos Mercados para o PET reciclado – Fonte ABIPET/2004
Uma vantagem na reciclagem para produção de fibras, é que não há perda
de material durante a transformação, ou seja, uma garrafa que contenha 50
gramas de PET (embalagem de 2 litros, por exemplo) gerará 50 gramas de fibra
de poliéster.
Pode-se pesar uma camiseta, ou qualquer peça de tecido que contenha
Poliéster na composição e verificar a proporção para determinar quantas
garrafas estão ali. Por exemplo, um moletom de 300 gramas, feito com 67% de
fibra de Poliéster e 33% de viscose (uma composição muito comum) possui 201
gramas de poliéster, ou seja 4 garrafas de 2 litros.
A roupa não é feita diretamente das garrafas, estas são transformadas na
fibra de Poliéster que, por sua vez, será utilizada por uma fábrica de tecidos ou
malhas. Nesta fábrica as fibras serão misturadas. Poliéster com viscose,
algodão, linho, seda ou qualquer outra fibra têxtil. Existem certos tecidos feitos
com 100% de Poliéster, como Tergal, ou roupas de linha esportiva.
Pronto o tecido, este será encaminhado para uma confecção, onde será
cortado e costurado (ou "montado") de acordo com a peça que se quer obter:
camisetas, moletons, ternos, calças etc. Um tecido bastante utilizado para
roupas finas é o Perolin, uma composição de Linho e Poliéster. Com isso,
obtém-se o conforto do linho e a praticidade do poliéster. Também a Microfibra
(poliéster 100%) é usada para confecção de ternos, calças e camisas.
33
Segundo a ABIPET em 2003 foram recicladas 141.5 mil toneladas de PET
e 34% desse total foram transformados em fibras de poliéster.
Porém temos que levar em conta que a reciclagem tem um limite e não
pode ser efetuada indefinidamente. O ideal seria substituir estes plásticos por
plásticos biodegradáveis ou então, mesmo, proibir a utilização desses produtos
em embalagens. Está tramitando no Congresso um projeto de lei que está se
transformando em guerra comercial entre grupos econômicos que, com intuito de
preservar o meio ambiente, estabelece o máximo de 20% para embalagens
descartáveis de vidro e obriga a indústria de cerveja e refrigerantes a trabalhar
com 80% de garrafas retornáveis.
2.5.Considerações sobre o processo de reciclagem
A boa qualidade do artefato final obtido a partir de material que já foi
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consumido
depende
principalmente
do
desenvolvimento
dos
seguintes
processos:
• Degradação - o plástico é suscetível a degradação térmica e à
intempéries, que conduz ao decréscimo do peso molecular e conseqüentemente
à diminuição das propriedades finais do material. Os processos de degradação
devem ser minimizados nos plásticos a serem reciclados;
• Limpeza - o plástico deve vir o mais limpo possível, ou seja, não é
aconselhável a presença de contaminantes como restos de alimentos e outros
materiais que porventura estejam aderidos ao mesmo;
• Separação – os plásticos, presentes no lixo, são incompatíveis entre si
(caso do PET/ PVC), dessa forma o material a ser reciclado deve ser separado
por tipo, pois caso haja misturas de diferentes plásticos as propriedades finais do
artefato reciclado serão baixas.
Depois de coletadas por um sistema seletivo, as embalagens PET passam
por uma triagem para separá-las por cor.
•Para viabilizar o transporte para as fábricas recicladoras é necessário, em
muitos casos, o enfardamento, utilizando prensas hidráulicas ou manuais.
•O processo de reciclagem pode se dar através de moagem e lavagem das
embalagens ou misturando-as com reagentes químicos capazes de restaurar o
produto original. Deste modo os polímeros são novamente transformados em
grânulos, os chamados pellets.
34
2.6.Impedimentos para reciclagem
Segundo o CEMPRE (2004), o Brasil faz incidir o IPI sobre o produto
industrializado com matéria prima virgem com alíquota de 10%, fixando em 12%
a alíquota quando o produto é fabricado a partir de matéria prima de plástico
reciclado.
A coleta seletiva tem atingido valores extremamente elevados, contra um
valor de venda bastante reduzido. Em São Paulo esses valores atingiram a cifra
de US$ 400.00 a US$500.00 a tonelada, contra uma renda que não passou de
US$30.00 a tonelada.
Devem ser evitados a junção com PVC, a variação de escala cromática, a
cola em rótulos e impressão com tinta.
Uma garrafa de PVC no meio de 20.000 de PET é suficiente para tornar
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inaproveitável todo o lote. “A fusão do PVC junto com o PET destrói algumas
características do PET; pode, por exemplo, diminuir a viscosidade do PET,
causar amarelecimento ou escurecimento da peça; e, dependendo do tipo de
aquecimento, o PVC pode queimar e manchar a peça com pontos pretos”.
2.7.Coleta seletiva de embalagens PET
As implicações de natureza social na implantação de uma coleta seletiva
têm que ser considerada na elaboração de um projeto de reciclagem e mesmo,
na determinação do processo a ser empregado na coleta seletiva.
O desemprego é o ponto crucial, pois uma reciclagem ou uma coleta
seletiva pode ocasionar fechamento de empresas ou desestimular aqueles que
trabalham no setor, em virtude de haver diminuição nos preços de mercado em
face do aumento de oferta dos produtos.
O exemplo da cidade de São Paulo, que devido ao aumento da reciclagem
de papel, os custos e os prazos de pagamento impostos pelos compradores,
desestimularam os catadores de papel e segundo declaração do presidente do
sindicato, de 9000 sindicalizados o número ficou reduzido para 3000, gerando,
portanto um desemprego de 6000 pessoas que viviam desta atividade.
Na cidade de Vitória-ES, em virtude da inviabilidade da usina de
compostagem construída, esta foi transformada em estação de transbordo de
lixo, sendo utilizada a esteira de catação para separação de alguns materiais
35
recicláveis, trabalho realizado por uma cooperativa de catadores do antigo lixão
existente, esta atividade emprega 300 pessoas que se revezam na operação.
Entretanto o problema se complicou para a Prefeitura de Vitória, uma vez
que os custos dessa separação são altíssimos, sendo as horas trabalhadas
pelos cooperados pagas pela municipalidade e o resultado da venda da pequena
quantidade do reciclado obtida destinada à cooperativa. Para se ter uma idéia, o
custo da operação representa 6 vezes o valor do resultado da venda de todos os
produtos reciclados.
De modo a garantir o maior número de recuperação das embalagens pós consumo, a TOMRA, uma multinacional norueguesa, lançou vinculado a uma
rede de Hipermercados, um equipamento automatizado de coleta seletiva de
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garrafas plásticas tipo PET e latas de alumínio, demonstrado na Figura 4.
Figura 4 - Equipamentos automatizados de coleta seletiva - TOMRA 83 HCp e T-62.
Fonte TOMRA
As máquinas recebem latas de alumínio e garrafas PET. Se receber
somente latas, a capacidade é de 5 mil unidades. Caso receba apenas garrafas
PET de dois litros, armazena 1500 unidades.
Além disso, a máquina pode ser programada para receber latas de aço e
outros tipos de embalagens plásticas.
Em menos de dois anos, a empresa instalou 40 equipamentos em dez
lojas, através do Projeto Recicle & Ganhe, e já coletou mais de 6 milhões de
embalagens, somente na Região Metropolitana de São Paulo.
36
Em apenas um mês, consumidores do município de Salvador retornaram
452 mil embalagens nas máquinas de coleta automática, instaladas em três
supermercados. Cerca de 95% deste material é de garrafas PET. O próprio
consumidor insere as embalagens nas máquinas. Um sensor óptico as identifica,
separando-as por tipo e cor, Figura 5. Para concluir a operação, são emitidos
cupons, que podem ser usados em compras na loja onde o RVM (Reverse
Vending Machines) se encontra. Cada lata de alumínio vale R$ 0,03 e uma
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garrafa PET, R$ 0,02 (valores no ano de 2004).
Figura 5 - Sistema de leitura óptica. Fonte TOMRA
Todo o material coletado é encaminhado para o Centro de Coleta da
Tomra de Salvador, onde latas de alumínio e garrafas PET coletadas são limpas
e prensadas. Logo depois, as latas são transportadas para o Centro de
Reciclagem de Pindamonhangaba. Lá são fundidas a uma temperatura de 760º
C. As garrafas de PET são transportadas para indústrias que as utilizam como
matéria prima.
O objetivo é incentivar a participação do consumidor no processo de
reciclagem, oferecendo conveniência, fácil acesso, auto-atendimento e rapidez.
Além disso, o cliente é remunerado pela destinação adequada das embalagens.
Os programas oficiais de coleta seletiva, que existem em mais de 200
cidades do País, recuperam por volta de 1000 toneladas por ano. Além de
garrafas descartáveis, existem no mercado nacional 70 milhões de garrafas de
refrigerantes retornáveis, produzidas com este material.
O preço pago por este material esta demonstrado na Tabela 2.
37
Tabela 2- Fonte Cempre – Jan./2005
Preço de Material Reciclável*
Latas
Alum.
Vidro
Incolor
Vidro
Color.
Plást.
Rígido
PET
Plást.
Filme
3000L
85L
35L
400L
600L
600L
150P
3000L
50L
30L
200L
700L
150L
20L
450PL
146,1
3200P
46,5
27,5
761P
1200P
251P
90P
380PL
500PL
410PL
4400PL
80L
70L
580PL
1400PL
700PL
250PL
260PL
220PL
450PL
350PL
220PL
50PL
3500PL
3000PL
40
50L
40
50L
650PL
200PL
1000PL
520PL
280PL
200PL
90PL
190L
150L
260PL
270L
246P
360L
300L
570PL
250L
127P
400PL
150L
370PL
350L
454P
4300PL
3000L
4700PL
4000L
4410P
135
50
60
60
100L
70
600PL
200L
550P
350L
450
1200PL
650L
1050P
1000L
850
360P
200L
550P
250L
300P
150PL
100L
150P
70L
90P
300PL 420PL 300PL 4000PL
100
100
350PL 1000PL 350PL
P = prensado; L = limpo; I = inteiro; Um = unidade; * preço da tonelada em real
50PL
Papelão
Papel
Branco
250L
400L
130L
260L
191P
Latas
Aço
Longa
Vida
Bahia
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Salvador
Distrito Federal
Brasília
Espírito Santo
Vitória
Minas Gerais
Itabira
Rio Grande do Sul
Porto Alegre
Farroupilha
São Paulo
Santo Andre
Santos
São Bernardo
Nova Odessa
S.J.dos Campos
Rio de Janeiro
Rio de Janeiro
120
100L
70
2.8.Linha de Reciclagem de PET
A forma mais indicada para se processar o PET em uma linha de
reciclagem, é recebê-lo já separado por cor e prensado em fardos, os rótulos e
tampas serão separados por densidade nos tanques citados a seguir. Não
significa desta forma, que não se possa adquirir o PET misturado e se sacar
tampas e rótulos manualmente, porém, a viabilidade do negócio, passa a ser
mais arriscada devido ao aumento da mão de obra.
Primeiramente, aconselha-se o uso de uma empilhadeira motorizada para
o transporte e carregamento de fardos e big-bags com o produto pronto, já que
se trata de grandes volumes, porém pode-se utilizar uma empilhadeira manual
para a devida tarefa.
Equipamentos:
• Plataforma: Os fardos são colocados sobre a plataforma para serem
abertos por um operador para dar início ao processo;
• Removedores de rótulos (e Pré-Lavadores) - As garrafas passam por
estes equipamentos onde são extraídos de 70 a 90 % dos rótulos.
• Esteira de Seleção - Um ou mais operadores supervisionam nesta
esteira, as garrafas de outras cores que não podem ser separadas
mecanicamente, outros materiais plásticos, pedras maiores, metais, e outros;
38
• Placa Magnética ou Detector de Metais - Instalado opcionalmente
sobre a esteira de seleção para garantir que metais não cheguem até os
moinhos comprometendo suas facas;
• Removedor de Impurezas com Água - Indispensável para que se faça
uma pré-lavagem das garrafas antes de chegarem ao moinho, sua função é
prolongar a vida útil das navalhas, possibilitando um adiamento da afiação das
mesmas;
• Moinho (Primeira Moagem) - É onde se faz a primeira moagem e se
utiliza uma peneira de aproximadamente 30 mm. Sua função é diminuir de
tamanho o PET e manter os vedantes e os rótulos em um tamanho apropriado
para que possam ser separados nos tanques de maneira mais eficiente. Esta
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moagem também recebe água que complementa a pré-lavagem das garrafas.
• Tanque de Adaptação do Moinho - É necessário para coletar as
garrafas moídas e a água introduzida no moinho;
• Rosca Transportadora - Transporta o PET, os rótulos e as tampas até o
primeiro tanque de separação, escoando a água mais impura;
• 1º Tanque de Separação - É onde será feita a pré-separação do Flake
de PET dos rótulos e tampas. Neste processo, os plásticos serão separados por
densidade, ficando sobre a superfície os rótulos e as tampas, o PET por ser mais
denso, se deposita no fundo e é retirado por uma rosca transportadora;
• 2º Tanque de Separação - É onde será feita a separação definitiva dos
materiais. Neste estágio se encontram o PET em forma de Flake e em forma de
pó;
• Lavador com Pás Agitadoras - Neste lavador, é feito o enxágüe do
PET, aconselha-se que se introduza neste processo, água o mais limpa possível,
para garantir a descontaminação do material;
• Secadora Centrífuga - Sua função é secar o PET por meio de
centrifugação, onde a água é expelida para fora e o PET é transportado para o
Segundo Moinho;
39
• Moinho (Segunda Moagem) - É onde se define o tamanho do flake.
Para esta função se utiliza uma peneira de aproximadamente 8 a 12 mm e não
se aconselha o uso de água já que nesta fase o PET já foi lavado e seco. Com
isto é possível se prolongar a vida útil das navalhas, adiando sua afiação e
possibilitando uma coleta maior do pó do PET;
• Turbina de Transporte - Sua função é transportar o PET e o pó até a
peneira vibratória;
• Ciclone - É utilizado simplesmente para quebrar a pressão da turbina
transportadora;
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• Peneira Vibratória - Sua função é separar o Flake do pó de PET;
• Turbina de Transporte do Pó - Transporta o pó até o silo para o
ensaque;
• Turbina de Transporte do Flake - Transporta o Flake até o silo para o
ensaque;
• Silo com Ciclone para Flake - É onde é armazenado o flake moído,
lavado, seco e separado para o ensaque;
•
Silo com Ciclone para Pó - É onde é armazenado o pó de PET para o
ensaque.
2.9.Atividade de extração de areia
“A desenfreada extração de areia criou enormes crateras numa área de
122 mil metros quadrados em Itaguaí, segundo O Globo. A devastação é
alvo de investigação da Delegacia do Meio Ambiente e a polícia suspeita
da existência de uma máfia de areeiros, que já deixou um rastro de nove
mortes em dez anos, na disputa por um negócio que fatura R$ 10 milhões
por mês.” O Globo, 27.08.00.
40
2.9.1.Reservas naturais
Apesar de ser uma atividade considerada com recursos abundantes,
alguns impedimentos operacionais já começam a surgir, um deles é a ocupação
de áreas com potencial de extração que, pela proximidade com grandes centros
urbanos acabam se tornando loteamentos residencias e industriais legais e
clandestinos, fazendo com que a extração ocorra em locais cada vez mais
distantes, aumentando o custo com o fator transporte.
Segundo Valverde (2001), a Região Metropolitana de São Paulo, pela
combinação
de
restrições,
usos
competitivos
do
solo
e
inadequado
planejamento, importa mais da metade de suas necessidades de areia de locais
a mais de 150 km de distância, apesar de possuir reserva de cerca de 6 bilhões
de metros cúbicos de areia.
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2.9.2.O processo de extração:
A areia é extraída de leitos de rios, várzeas, depósitos lacustres, mantos
de decomposição de rochas, pegmatitos e arenitos decompostos. No Brasil, 90%
da areia são produzidos em leito de rios. No Estado de São Paulo, a relação é
diferente. 45% da areia produzida são provenientes de várzea, 35%, de leito de
rios, e o restante, de outras fontes.
Segundo o Jornal do Meio Ambiente (2003), a região de Itaguaí é a
principal supridora de areia para a Região Metropolitana do Rio de Janeiro,
sendo intensa a atividade de extração no leito dos rios e por meio de cavas.
Os principais métodos utilizados são:
• extração em cava submersa: estes depósitos são diferenciados dos
demais por não estarem nos leitos, porém nas planícies de inundação dos
corpos d’água;
• extração mecanizada em leito de rio: dragagem dos sedimentos do leito
dos rios, por sucção;
• extração manual em leito de rio: em coluna d’água pouco profunda,
retirada com pás e depositada em caixas de madeira.
Nesta região, lavras de areia, principalmente em ambientes de cavas
submersas alcançam profundidades muito grandes, formando lagos de
coloração verde piscina, são observadas, também, cavas abertas, de contorno
41
irregular e de grande profundidade, muitas vezes interligadas em superfície com
a calha do rio, esta degradação pode ser observada nas Figuras 6 e 7.
Figura 6 - Visão do Córrego Água do Sobrado e a extração da Areia. Fonte Jornal Vale
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Paraibano (Out/2003)
Figura 7-Detalhes da Extração de Areia em Ambiente de Cava-RJ. Fonte DRM/2000
2.9.3.Impacto ambiental
A areia é um recurso natural amplamente utilizado na construção civil
(consumo de aproximadamente 236 milhões de toneladas em 2001, segundo a
ANEPAC), seu baixo valor unitário torna praticamente impossível sua
substituição por outro tipo de material, porém não se pode negar os problemas
ambientais causados pela sua extração.
Os principais danos são:
42
• retirada de cobertura vegetal, nas margens dos rios, acarretando
erosão/assoreamento e alteração paisagística.
• a camada de areia funciona como filtro físico e biológico para as águas
subterrâneas, portanto, sua retirada representa a diminuição destas importantes
funções no ecossistema local.
• ao se extrair grandes quantidades de areia ocorre a diminuição da
pressão sobre os lençóis de água subterrâneos.
No rio Guandu a captação é seriamente prejudicada pelas mudanças
físico-químicas da água provocadas por esta atividade.
A descaracterização das margens propicia o seu repovoamento por um
tipo de vegetação que, além de não fixá-las, se desprende e trazendo, também,
problemas operacionais para a captação.
A Comissão Estadual de Controle Ambiental, por meio da deliberação
CECA nº 3.554, de 02 de outubro de 1996, procurou traçar diretrizes para o
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disciplinamento e controle da atividade no Estado, principalmente na sub-bacia
do rio Guandu, com a suspensão da concessão de novas licenças para
empreendimentos de extração de areia e, para aqueles já instalados, que não
tenham requerido a licença de extração no leito do rio Guandu, no trecho
compreendido entre a Usina Pereira Passos e a barragem da ETA-Guandu.
O condicionamento de adoção de projetos de recuperação das margens do
rio e de medidas compensatórias por danos ambientais, imposta aos núcleos de
extração de areia e esta deliberação, aplica-se também, aos rios contribuintes do
rio Guandu.
2.9.4.Redução do impacto ambiental
Ambientalistas defendem a cobrança de uma taxa sobre a utilização da
areia, além da reparação dos danos ambientais, estimulando assim o
investimento em pesquisa de materiais que a substituam, além do controle ao
desperdício e a redução do consumo.
Novos produtos vêm sendo estudados e utilizados de modo a substituir ou
diminuir o consumo de areia natural, como estruturas em aço, gesso acartonado
em diversas espessuras (parecido com divisórias de Eucatex), argila e
reciclagem de entulhos, além da produção de areia artificial, que substitui a areia
natural em qualidade e volume.
43
A fiscalização da atividade mineral, ambiental, por parte dos órgãos
governamentais é fundamental para assegurar a continuidade/viabilidade da
mineração dentro de normas e critérios técnicos.
No Rio de Janeiro foram criadas Zonas de Produção Mineral ZPM, a fim de
assegurar a continuidade da atividade num perímetro definido, possibilitando
estudo integrado visando a recuperação da área minerada.
2.10.Agregados
2.10.1.Caracterização tecnológica
A
A.S.T.M. (American Society for Testing Materials) define agregados
como “Materiais minerais inertes que podem ser aglutinados por um ligante, para
formar argamassas, concretos mastics, etc”.
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Estes agregados podem ser classificados segundo a natureza, tamanhos e
distribuição dos grãos.
Definições:
Agregado natural
Quanto à Natureza
Agregado Artificial
Agregado Graúdo
Agregado Miúdo
AGREGADOS
Quanto à Tamanho
Agregado de Enchimento
Denso
Quanto à Graduação
Aberto
Tipo Macadame
•
Quanto à natureza das partículas
Agregados naturais são todos aqueles provenientes da exploração de
jazidas naturais, tais como: depósitos fluviais de areia, cascalho e seixos, areia
de mina, pedreiras com rochas de diversos tipos: gnaisse, granito, calcário,
basalto, etc., sendo utilizados em sua forma e dimensões originais ou sofrendo
apenas trituração mecânica e classificação através de instalações de britagem.
44
Agregados artificiais são aqueles em que os grãos são produtos ou
subprodutos de processo industrial por transformação física e química do
material. Ex: argila expandida, escórias de auto forno, vermiculita, esferas de
aço, limalhas, pérolas ou flocos de isopor, etc.
• Quanto ao tamanho individual dos grãos
Agregado graúdo é o material retido na peneira nº 10 – 2,0mm. Ex: britas,
cascalho, seixo, etc.
Agregado miúdo – areia de origem natural ou resultante do britamento de
rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira
ABNT, nº 10 e fica retido na peneira nº 200 – 0,075mm.
Agregado de enchimento ou material pulverulento – filler – é o que passa
pelo menos 65% pela peneira nº 200. Ex: cal, cimento portland, pó de chaminé,
etc.
• Quanto à distribuição ou graduação dos grãos
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Agregado de graduação densa é aquele que apresenta uma curva
granulométrica de material bem granulado e contínua, com quantidade de
material fino suficiente para preencher os vazios entre as partículas maiores.
Agregado de graduação aberta é aquela que apresenta uma curva
granulométrica de material bem graduado e continua, com insuficiência de
material fino para preencher os vazios entre as partículas maiores.
Agregado tipo macadame é aquele que possui partículas de um único
tamanho, o chamado “one size agregate”. Trata-se, portanto, de um agregado de
granulometria uniforme onde o diâmetro máximo é aproximadamente o dobro do
diâmetro mínimo.
2.10.2.Morfologia das partículas
A forma das partículas de um agregado é um dado importante tendo em
vista que formas indesejáveis (lamelares ou alongadas) podem ser a causa de
certas anomalias, como a variação do teor de aglomerante necessário em uma
mesma mistura. A forma ideal das partículas é a cúbica, que conduz a um maior
entrosamento entre as mesmas (e, conseqüentemente, a maior resistência ao
cisalhamento) e a uma menor área específica.
O índice de forma das partículas de um agregado é avaliado pela
percentagem de partículas lamelares ou alongadas presentes; a presença de
partículas arredondadas é determinada através do “número de angularidade”.
45
Segundo Sousa (1980), o RRL (Road Research Laboratory) da Inglaterra
define partículas lamelares como aquelas que têm uma dimensão mínima inferior
a 0.6 vezes a dimensão média e partículas alongadas, como as que têm a
dimensão máxima superior a 1.8 vezes a dimensão média. Dimensão média é a
média das aberturas de duas peneiras da série normal, em que o agregado
passa e é retido, respectivamente.
Para a determinação da percentagem de lamelares, por exemplo, na
fração compreendida entre 1” e ¾”, toma-se uma amostra compreendida entre
estas duas peneiras e um gabarito com uma fenda de dimensões 0,6 x
[(1”+3/4”)/2], sendo consideradas lamelares as partículas que passarem na
fenda: a percentagem de lamelares é dada pela relação entre o peso das
partículas lamelares e o peso de amostra total.
Para a determinação da percentagem de alongados, toma-se a mesma
amostra e um gabarito com dois pinos distanciados de 1.8 x [(1”+3/4”)/2], sendo
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consideradas alongadas as partículas que, segundo sua maior dimensão, não
passarem entre os dois pinos; a percentagem de alongados é dada pela relação
entre o peso das partículas alongadas e o peso de amostra total.
O limite permissível para a percentagem de lamelares varia entre 35% e
40%, dependendo do tamanho médio da fração considerada. O ensaio só é
exeqüível com partículas acima de ¼”.
2.10.3.Grau de Porosidade
As partículas de um agregado apresentam vazios ou poros de duas
naturezas: poros ou vazios permeáveis ou impermeáveis.
Segundo DNER (1996), por definição, os vazios permeáveis são
preenchidos por água, é determinada em função da diferença de pesos,
expressos em percentagem, observados em uma amostra que, inicialmente é
imersa em água durante 24 horas e depois seca em estufa a 100º-110º, até a
constância de peso.
Para determinação do índice de inchamento de agregado miúdo, a ABNT
possui a norma 6467.
O teor de umidade de absorção dos agregados miúdos pode chegar a 2%,
enquanto nos agregados graúdos não ultrapassa, geralmente, a 0,2%.
46
2.11.Utilização de produtos reciclados de PET na construção civil
Segundo Pacheco (2000), a UFRJ através do IMA (Instituto de
Macromoléculas), desenvolveu um material denominado madeira plástica, obtida
a partir do lixo plástico urbano da cidade do Rio de Janeiro. O produto foi
registrado no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) com o nome de
IMAWOOD®, que consiste basicamente de mistura de LDPE/HDPE (polietileno
de baixa densidade e de alta densidade) na proporção 3:1.
Este produto pode substituir diversos materiais, principalmente a madeira
natural, com inúmeras vantagens, já que pode ser serrado, aparafusado,
pregado e aplainado.
características
Este material pode ser também modificado em suas
físico-mecânicas
pela
adição
de
cargas,
lubrificantes,
estabilizantes, modificadores de impacto, corantes, pigmentos, biocidas e outros
aditivos.
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Outro tipo de material desenvolvido nos Laboratórios do Centro Federal de
Tecnologia do Paraná/CEFET-PR são os blocos intertravados ISOPET,
confeccionados em concreto leve com EPS (isopor) reciclado e produzido a
partir de garrafas plásticas recicladas. Estes blocos apresentam encaixes laterais
no sistema macho e fêmea propiciando seu intertravamento; desta forma, não é
necessário a utilização de argamassa, exceto na primeira fiada. Os blocos
possuem canaletas que substituem as formas na moldagem de vergas, contravergas e cintas de amarração. Por possuir uma superfície porosa, é possível
eliminar o chapisco, o emboço e o reboco da parede aplicando apenas uma
argamassa colante de finalização.
Segundo Aguiar(2004), estes blocos apresentam grandes vantagens na
execução de um projeto construtivo, pela sua leveza, facilitando o manuseio dos
elementos, pelo baixo custo final da construção, melhorias no aspecto termoacústico, e, sobretudo, pôr ser um bloco ecológico, que utiliza na sua
composição materiais recicláveis e não recicláveis, trazendo desta forma
benefícios não só à construção civil, mas também ao meio ambiente.
Barth (2003) desenvolveu no Laboratório de Sistemas Construtivos da
Universidade Federal de Santa Catarina, uma proposta onde as garrafas PET
substituem os tijolos das paredes e das vigas. Elas são incorporadas no interior
de painéis modulares que são utilizados para construir uma casa pré-fabricada.
Em um molde de madeira, o painel é construído da seguinte forma:
inicialmente se preenche o fundo com uma camada de concreto, de 2 cm de
espessura. Em seguida, são colocadas as garrafas plásticas, que tiveram a parte
47
superior cortada e foram encaixadas umas nas outras. Na lateral, é encaixada
uma armadura de ferro que dá resistência ao bloco. Para completar, o painel é
preenchido com mais concreto.
Estudos mais detalhados devem ser realizados de modo a garantir a
resistência mecânica não só do bloco, mas também do painel, para avaliar sua
resistência aos esforços mecânicos que ocorrerão após a instalação da
cobertura.
Entre as propostas apresentadas no Congresso Brasileiro de Ciência e
Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável (2004), Guimarães &
Tubino (2004), propõe que os rejeitos de garrafas PET, pneu e casca de arroz
sejam reutilizados como adição em argamassa de enchimento de painéis tipo
sanduíche para paredes externas de casa de madeira, visando obter melhor
desempenho térmico.
Com este estudo verificou-se uma redução de
temperatura, entre as interfaces internas e externas do sanduíche, muito
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próximas de setenta por cento.
Soncim et al. (2004), propõe que o resíduo da reciclagem de PET seja
usado como material alternativo na construção de reforço de subleitos de
rodovias.
Estudo do acréscimo de 30% em peso deste resíduo, em solo considerado
impróprio para uso em subleitos de rodovias, aumentando sua classificação para
bom, de acordo com o HRB, instituto que regulamenta e classifica características
de solos recomendados para obras rodoviárias.
Almeida et al. (2004), propõe a utilização de um resíduo conhecido como
areia de PET, que devido a sua granulometria (2,4 mm), ainda não tem um fim
específico a não ser o aterro, em substituição à areia convencional, para preparo
de concretos convencionais, observando-se a trabalhabilidade, a densidade e a
resistência à compressão. Utilizou-se porcentagens de substituição em volume,
para 0, 25, 50, 75 e 100%, na confecção de concretos testados para 3, 7, 14 e
28 dias.
A trabalhabilidade foi diretamente influenciada pelo aumento do teor de
areia de PET na mistura, chegando a valores nulos de abatimento para 100% de
substituição. Os concretos apresentaram queda na resistência a compressão à
medida que se aumentava o teor de areia de PET, para todas as idades
estudadas. Com relação à influência da deterioração da areia de PET não foi
detectado quaisquer perdas de resistência para idades de ruptura de 150 dias. O
resultado do estudo recomenda o uso deste material para valores abaixo de
50%.
48
Consoli et al. (2000) realizou estudo sobre o comportamento mecânico de
uma areia cimentada reforçada com resíduos plásticos, avaliando os efeitos da
inclusão de fibras de polietileno tereftalato distribuídas aleatoriamente, no reforço
de solos artificialmente cimentados, formando um compósito solo-cimento-fibra.
Foram avaliados o efeito da porcentagem de fibras, do comprimento da
fibra, da porcentagem de cimento e da tensão confinante sobre as propriedades
confinantes do compósito.
Desta forma, conclui-se que a inclusão das fibras de PET aumenta a
resistência de pico e a resistência última da matriz cimentada e não cimentada,
diminui o caráter frágil da matriz cimentada e parece não alterar a rigidez dos
compósitos estudados.
Goulart (2000) propôs, em estudo realizado no Departamento de Ciências
dos Materiais e Metalurgia da PUC-Rio, a substituição do agregado miúdo
natural (areia lavada) por flocos de plásticos diversos, para produção de
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artefatos de concreto pré-moldados, principalmente placas para piso.
Segundos os ensaios mecânicos realizados, verificou-se perda gradual em
função ao acréscimo de agregado plástico inserido na mistura onde para uma
substituição de 30% ocorreu uma redução na resistência a compressão de 25%
e para misturas com 50% de substituição estes valores passaram a 45%.
Desta forma observa-se que a substituição da areia por agregado plástico
na produção de artefatos pré-moldados, não estruturais torna-se possível.
3 Objetivo e Relevância do Trabalho
A necessidade de um reaproveitamento de resíduos, principalmente as
embalagens pós consumo de PET, cada vez mais freqüentes na composição do
lixo urbano e descartadas indevidamente no meio ambiente, causando danos a
estrutura de saneamento urbano, somando ao impacto ambiental causado pela
extração de areia, principalmente nos rios, e o desenvolvimento de alternativas
que venham a substituir este material na indústria da construção civil, setor que
mais consome estes recurso natural, constituíram-se na força motriz que
motivam as pesquisas realizadas.
Este trabalho teve por objetivo, portanto, a avaliação comparativa do
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desempenho de argamassas confeccionadas com os agregados naturais e com
razões de substituição gradual, por flocos de PET, originados do processamento
de granulação de embalagens pós-consumo, quando submetidos a esforços
mecânicos.
Estes testes visaram essencialmente a avaliação destas argamassas na
produção de artefatos de concretos pré-moldados, e na confecção de mobiliários
urbanos, buscando ampliar as opções de produtos reciclados e contribuir
significativamente
para
o
desenvolvimento sustentável.
desenvolvimento
desta
indústria
voltada
ao
4 Desenvolvimento Experimental
4.1.Materiais
• Cimento
O cimento utilizado na fabricação dos Cps (Corpos de Prova) para os
ensaios de compressão, foi o CPII 32F (Cimento Portland Composto com adição
de Filler).
A Pasta tem como função:
a) Envolver os agregados, enchendo os vazios formados e proporcionando
ao concreto possibilidades de manuseio, quando recém-misturados.
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b) Aglutinar os agregados no concreto endurecido, dando ao conjunto certa
impermeabilidade, resistência aos esforços mecânicos e durabilidade frente aos
agentes agressivos.
• Areia
A areia utilizada nos ensaios foi classificada como areia média, peneirada
para uma granulometria máxima de 1.41mm.
• PET, Polietileno Tereftalato
Os ensaios foram realizados utilizando flocos de PET, passantes pela
peneira de # 1,41mm e # 2 mm.
A massa específica do PET, considerada neste trabalho, foi de 425 kg/m3.
51
4.2.Equipamentos:
• Na realização da operação de granulação do PET foi utilizado o
equipamento de fragmentação, modelo RA – 3310, da Rone Indústria e
Comércio de Máquinas LTDA. Suas dimensões estão apresentadas na Figura 8
e o sistema de facas conforme a Figura 9. O equipamento tem motor com
potência de 10HP, boca de alimentação com dimensões de 310mmx200mm e
peso aproximado de 350 kg. Sua produção máxima é de 200 kg/h, tendo sido
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usadas duas peneiras, de # 8 e 5 mm.
Figura 8- Moinho - Linha R: Desenho Dimensional, C = 1000, L = 850, H = 1300 em mm.
Figura 9 – Sistema de facas, sendo duas fixas e três rotativas.
Figura 10 - Forma das peneiras
52
• Na
separação
granulométrica
do
material
granulado,
utilizou-se
posteriormente, peneiras de aço com malha de 2.36, 1.41, 1.00, 0.71, 0.50 e
0.07 mm
•
Balança de precisão, para pesagem dos materiais.
•
Fôrmas cilíndricas de aço nas dimensões de 5cm de diâmetro por
10cm de altura, para moldagem dos corpos de prova utilizados nos ensaios de
resistência mecânica.
• Recipiente para amassamento manual, do material composto da
argamassa
• Soquete, utilizado na compactação do material no corpo de prova.
• Espátula, utilizada no amassamento da argamassa.
• Prensa Hidráulica para o ensaio de resistência a compressão normal,
capacidade de carga de 0 a 24000 kgf, com subdivisões de 40 kgf, ilustrado na
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Figura 11.
Figura 11- Prensa Hidráulica
4.3.Métodos
4.3.1.Coleta do material
A aquisição do material foi realizada através de coleta seletiva, sendo
utilizadas garrafas de 2 L de refrigerante e 1,5 L de água mineral, não
importando a separação por cor. As garrafas foram lavadas para a limpeza de
resíduos e secadas para evitar danos as facas do moinho. O rótulo, tampa e anel
53
de lacre foram retirados, devido a estes serem de plásticos diferentes do PET,
podendo desta forma, contaminar o material.
4.3.2.Granulação
Após estes procedimentos iniciou-se o processo de redução de tamanho
que é executado através de duas etapas de granulação com fragmentador de
facas, uma com peneira malha 8 mm e a outra com malha 5 mm.
A principal idéia para o funcionamento do fragmentador é a de passar o
material que vai ser moído através de uma pequena área feita de materiais mais
duros que ele. Esta passagem forçada provoca seu fracionamento.
No caso do fragmentador utilizado neste trabalho, isto é obtido através da
passagem do material entre duas facas fixas e três rotativas, de um aço especial
temperado que se deslocam com uma velocidade capaz de produzir o
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fracionamento do material, obtendo os flocos de PET demonstrados na Figura
12.
Figura 12 - Flocos de PET
Através da existência de uma peneira que não permite a passagem de
materiais com granulometria maior que o dimensionamento dos seus furos,
fazendo com que todo material que não tem a medida necessária para passar
por eles, volte para a posição de fragmentação, é possível obter um material
com granulometria adequada e constante.
4.3.3.Caracterização tecnológica dos agregados miúdos de PET
Após a retirada do material do fragmentador, já em flocos, o mesmo foi
peneirado a fim de se conhecer a
faixa granulométrica presente, para isso
54
utilizou-se uma bateria de peneiras com as seguintes malhas: # 2.36;
#1.41,#1.00,#0.71, #0.50 e #0.074mm.
4.3.4.Ensaio de Compressão
Foram moldados corpos de prova, CP, conforme recomenda a NBR 5738,
de secção cilíndrica com ∅ 5 cm e altura de 10 cm, obedecendo a proporção de
1:2, recomendada.
Estes CPs foram preenchidos com argamassa com traço base de 1:4 e
A/C (coeficiente água cimento) =1, onde substituiu-se o agregado miúdo, areia,
por areia de PET, gradativamente seguindo o planejamento conforme demonstra
a tabela a seguir:
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Tabela 3 – Traços para execução de argamassa – 1:4
TRAÇO
CIMENTO
AREIA
PET
ÁGUA
T1 – 0%
100
400
0
100
T2 – 10%
100
360
40
100
T3 – 30%
100
280
120
100
T4 – 50%
100
200
200
100
T5 – 70%
100
120
280
100
Os Cps foram submetidos a ensaios destrutivos de resistência mecânica
nas idades de 3, 7, 14 e 28 dias onde a cura se completou.
Os ensaios mecânicos realizados foram de resistência à compressão,
sendo também calculado o módulo de deformação.
As misturas foram realizadas na proporção de 1:4, proporção mais comum
na confecção de argamassas de concreto, utilizado pela empresa fabricante de
elementos pré-moldados em concreto Pec Maq.
Foram realizados dois ensaios de compressão, sendo um utilizando a
quantificação dos elementos em peso e outro em volume.
Esta variação foi realizada para se avaliar os resultados desta diferença da
metodologia devido a massa específica aparente do PET ser bem menor que a
da areia fazendo com que a proporção em peso, faça com que o volume de PET
seja maior na mistura.
55
4.3.5.Corpos de Prova
A produção do compósito obedeceu a seqüência de adicionar a areia e os
flocos de PET em proporções de substituição conforme tabela 4, em uma
mistura até atingir uma composição homogênea e uniforme. Foi adicionada água
no fator A/C=1. Prosseguiu-se o amassamento, com o devido cuidado para
evitar perda de água ou segregação dos materiais, até conseguir-se massa
homogenia de aspecto uniforme e consistência plástica adequada.
Os moldes foram recobertos internamente por uma camada fina de
vaselina para facilitar a desmoldagem.
Foram
preparadas
quantidades
de
argamassa
na
medida
das
necessidades dos serviços a executar em cada etapa, de maneira a ser evitado
o início de endurecimento antes de seu emprego.
As argamassas contendo cimento foram usadas dentro de uma hora, a
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contar do primeiro contato do cimento do cimento com a água.
Os Cps foram preenchidos com esta mistura em quatro camadas que
foram compactadas manualmente.
Após a moldagem os moldes foram colocados em cima de uma superfície
plana por 24 h quando foram desmoldados e colocados em um recipiente com
uma mistura de água e cal.
Os ensaios de compressão foram realizados em condições ambientais.
Foram ensaiados quatro corpos de prova para cada uma das misturas.
5 Resultados e Discussões
O mercado para reciclagem existe e encontra-se em crescimento,
principalmente pelo apelo exercido pela sociedade por produtos e atitudes que
não causem agressão ao meio ambiente, porém em termos comerciais, os
insumos de material reciclado encontram barreiras, tais como, valores muitas
vezes inviáveis a produção, dificuldade na comercialização e, em relação as
atitudes governamentais, uma total falta de incentivo a programas, em escala
industrial, para produção de insumos e produtos reciclados.
Assim, torna-se enorme a barreira a ser transpassada pelo produtor para
seduzir o mercado financeiro a investir nesta classe de projeto.
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Desta forma, a necessidade da minimização destes resíduos, acrescida ao
custo ambiental que a situação atual provoca, geram barreiras a serem
enfrentadas para possibilitar a reciclagem destes polímeros, somente serão
suplantadas com a participação e envolvimento de todas as parcelas da
sociedade, sejam elas civis, governamentais ou empresariais que possuem
parcelas de contribuições igualmente importantes e imprescindíveis ao sucesso
desta pragmática empreitada.
Tendo em vista a contribuição a esta relevante questão, considerando
os resíduos plásticos e, de forma particular as embalagens pós-consumo de
PET, desenvolveu-se uma proposta para o projeto para a geração e utilização da
fração fina, obtida através de operações de beneficiamento, na substituição
parcial do agregado miúdo, areia e pó-de-pedra, para a execução de
argamassas utilizadas na construção de artefatos pré-moldados.
Com o objetivo de determinar-se as etapas necessárias as operações
para o processamento dos resíduos, realizou-se um fluxograma de trabalho de
modo a orientar os ensaios programados (Figura 13).
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57
Figura 13 - Fluxograma de ensaios para caracterização tecnológica.
5.1.Coleta das amostras
Para a realização dos ensaios foram utilizadas aproximadamente 4000
garrafas selecionadas a partir da coleta seletiva, programa que esta sendo
incentivado pela COMLURB para a seleção e separação do material diretamente
nos domicílios. Esta é a melhor opção, pois evita os gastos com a separação e
limpeza do material.
58
5.2.Lavagem
Esta etapa é de relevante importância para produção de flakes com alta
pureza, a lavagem é responsável pela retirada de matérias orgânicas e minerais
que possam estar presos nas embalagens, além da retirada de resíduos de seu
conteúdo.
5.3.Classificação por Densidade
Após a retirada do rótulo, anel e da tampa, as embalagens são
depositadas em um tanque com água onde, através da diferença de densidade,
é separado o PET dos outros plásticos, a tabela 4 apresenta a densidade
aparente dos vários tipos de plásticos, corroborando para a validade do ensaio e
possibilitando a separação dos plásticos através de meio denso, com exceção
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do PVC que possui uma densidade próxima a do PET e desta forma, alguns
autores tais como Florido (1999), sugerem a flotação como operação de
separação destes materiais.
Tabela 4 – Densidade dos Plásticos, g/cm3 - Fonte: UFRJ/NIEAD (2004).
Polímeros
Densidade (g/cm3)
Poli(tereftalato de etileno)- PET
1.38
Poli(etileno)- PEAD
0,94 – 0,97
Poli(cloreto de vinila)-PVC (rígido)
1.39
Poli(cloreto de vinil)-PVC (flexível)
1,19 – 1,35
Poli(etileno)de baixa densidade- PEBD
0,92 – 0,94
Polipropileno (PP)
0,90
Poliestileno (PS) (sólido)
1,05
5.4.Fragmentação
O processo de fragmentação visa à redução de tamanho onde as
embalagens passam por um moinho de facas onde são reduzidas através de
impacto.
Como a máquina que realiza o processo possui uma peneira interna se
torna possível uma pré-seleção granulométrica.
59
5.5.Classificação Granulométrica
Para obtenção da classificação granulométrica coletou-se amostras de 1 kg
de PET flocado. Através de um classificador granulométrico, ROTAP, com
peneiras de abertura nominal em milímetros e malha quadrada. Após o ensaio o
material retido nas peneiras foi pesado e quantificado em percentual
apresentado no Quadro 3.
6%
3% 2%
#2,36mm
14%
38%
#1,41mm
#1,00mm
#0,71mm
#0,50mm
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37%
#0,074mm
Quadro 3 - Percentual de Material Retido x Peneira (mm)
Utilizou-se na execução dos ensaios duas granulometrias do PET
floculado, 1,41 e 2 mm. Esta opção foi tomada devido as duas poderem ser
classificadas como agregado miúdo, sendo que utilizando-se o valor de 2mm,
haveria um aproveitamento maior do material reciclado. Realizou-se a análise se
esta diferença contribuiu para uma diminuição da qualidade final do material.
5.6.Módulo de Finura
Analisando-se o material retido nas peneiras, Tabela 5, calcula-se o valor
do módulo de finura, que tem por finalidade, avaliar o percentual de grãos
menores que 1 mm que influenciam na fluência do concreto produzido.
O módulo de finura (somatório do material retido, em peso, nas peneiras
com malha menores que 1 mm, da série normal, dividida por 100) encontrados
para os agregados miúdos.
MF =
∑ retido
100
Tabela 5 – Material retido em peso(g)
Peneira
#2,36
#1,41
#1,00
#0,71
#0,50
#0,074
Retido(g)
362,91
359,13
134,59
59,50
35,14
21,32
60
Cálculo de MF = 2,51%
MF =
134,59 + 59,50 + 35,14 + 21,32
= 2,51
100
5.7.Absorção d’água
O PET possui característica hidrofóbicas, desta forma não absorve água,
assim não é necessário a determinação do seu índice de absorção d’água pois o
resultado é 0.
Desta forma executou-se o ensaio de absorção d’água nos corpos de
prova em argamassa, de acordo com as seguintes etapas:
•
Imersão em água dos cps, por um período de 24 horas.
•
Pesagem dos cps.
•
Colocação dos cps na estufa com temperatura constante de 50º C, por
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um período de 24h.
•
Nova pesagem dos cps
•
Cálculo do percentual de absorção de água indicados na Tabela 6.
Tabela 6 – Percentual de absorção d’água dos corpos de prova
Percentual de Substituição
10%
30%
50%
Percentual de absorção d’água
12%
15%
20%
Os resultados obtidos de acordo com Tabela 6 demonstram que o
aumento do percentual de PET na argamassa, interfere diretamente no resultado
do ensaio, uma vez que a porosidade do Cp aumenta e, conseqüentemente,
ocorre um acréscimo na quantidade de água absorvida.
Conclui-se, desta forma, que este fato ocorre devido às características
hidrofóbicas do PET onde a água presente é absorvida pela matriz cimentícia,
excedendo a quantidade à necessária a sua hidratação, ocasionando o aumento
das fissuras na zona de transferência entre a matriz e o agregado, assim ocorre
o aumento da porosidade e conseqüentemente do percentual de absorção de
água.
61
5.8.Massa Específica
Os valores obtidos nos ensaios para a determinação do peso específico
aparente (ou unitária) dos materiais utilizados nos ensaios, estão apresentados
na Tabela 7.
Tabela 7 - Peso específico das amostras de PET analisadas
Material
Volume (ml)
Peso (g)
Peso específico aparente (g/cm3)
PET
1000
425
0.425
Areia
1000
1352
1.352
Cimento
1000
1094
1.094
O peso específico aparente dos materiais depende do grau de
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adensamento e da compacidade do material, ou seja, da quantidade de vazios
existentes entre suas partículas.
Porém, mais importante que a comparação, é o fato de que no Brasil,
ainda é comum a dosagem de concretos e argamassas em volume, nos
canteiros de obra, o que torna o peso específico aparente dos agregados uma
informação indispensável, para o cálculo dos traços em volume.
Figura 14 - Pesagem dos flocos de PET
62
5.9.Moldagem de Corpo de Prova (Cp)
Moldou-se Cps cilíndricos com dimensões de 5 x 10 cm, conforme a NBR
5738, preenchidos com argamassa de cimento e areia no traço 1:4, que é o traço
utilizado com maior freqüência na fabricação de artefatos pré-moldados, e
substituiu-se a areia por agregado de PET nas quantidades de 10, 30 e 50%.
Tendo em vista a diferença significante do peso específico entre a areia e
o agregado de PET, optou-se por realizar ensaios com argamassas calculadas
em peso e em volume, desta forma avaliando-se as diferenças mecânicas.
Observou-se a necessidade de se corrigir o A/C, fator água/cimento,
devido ao aumento da plasticidade da argamassa proporcional a substituição do
agregado.
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5.10.Cálculo do consumo de agregados/m3
No dimensionamento da quantidade do material a ser utilizado, calculou-se
para uma produção de 1m³ de argamassa produzida.
Como os materiais agregados, areia e PET possuem massas específicas
bastante diferentes, sendo necessário a adequação nos traços, conforme ilustra
as Tabelas 8 e 9.
Tabela 8 – Cálculo do traço em peso para produção de 1m³ de argamassa
T1 = 0%
T2=10%
T3 = 30%
T4 = 50%
Cimento (kg)
400
400
400
400
Areia (kg)
1600
1440
1120
800
PET (kg)
0
160
480
800
Água (L)
400
400
400
400
Tabela 9 – Cálculo do traço em volume para produção de 1m³ de argamassa
T1 = 0%
T2=10%
T3 = 30%
T4 = 50%
0,25
0,25
0,25
0,25
Areia (m )
1
0,90
0,70
0,50
PET (m3)
0
0,10
0,30
0,50
Água (L)
250
250
250
250
Cimento (m3)
3
63
Tabela 10 - Massa especifica aparente dos materiais utilizados
MATERIAL
kg/m³
Cimento
1200
Areia
1600
PET
425
Não se pode deixar de considerar, em virtude da diferença de massa
específica entre os agregados, o traço em peso apresentou uma quantidade
maior que 1m³ de argamassa produzida, diferença que se explica observando a
Tabela 10, onde se multiplicarmos a quantidade de agregado de PET pela
massa específica obtêm-se uma redução de aproximadamente 75% de
participação deste agregado na composição.
Desta forma, conclui-se que o cálculo do traço através de medidas em
forma, o traço também seria modificado.
Os resultados aos esforços mecânicos de argamassas compostas de
traços em peso estariam destorcidos, não representando a realidade requerida
ao traço calculado.
Além deste fato, o custo do material produzido seria alterado de forma
significativa como se pode observar no Quadro 4, considerando a Tabela11.
Valores em Reais
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peso se traduz ineficaz, pois a relação de substituição seria alterada e desta
Custo para Traço em Peso
Custo para Traço em Volume
T1=0%
T2=10%
T3=30%
T4=50%
R$ 1.140,00
R$ 1.272,80
R$ 1.538,40
R$ 1.804,00
R$ 861,00
R$ 894,13
R$ 960,38
R$ 1.026,63
Custo para Traço em Peso
Custo para Traço em Volume
Quadro 4 - Diferença de custo entre argamassas com traço calculado em peso e em
volume
64
Tabela 11 - Valores dos Materiais no Atacado (RJ/2005)
R$/m³
R$/kg
R$ 3.324,00
R$ 2,77
Areia
R$
30,00
R$ 0,02
PET
R$
361,25
R$ 0,85
Cimento
5.11.Ensaio de Compressão Axial
Primeiramente ensaiaram-se os Cps com traços em volume, devido à
intenção de se retratar o mais próximo possível da realidade, o modo como são
realizadas a confecção de argamassas.
Realizou-se o ensaio de um dia, descartado posteriormente, na realização
dos outros ensaios, pois não foi observada variação significante nos resultados.
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Uma das amostras foi executada sem mistura para servir como parâmetro,
na análise da perda de resistência a compressão.
A mistura com 70% de substituição em volume não foi realizada na
experiência em peso. Seus resultados foram descartados, pois apresentaram
muita perda de resistência em relação à amostra padrão.
Os resultados demonstrados na Tabela 12 e Figura 15, demonstram a
possibilidade de utilização da substituição nos percentuais de 10 e 30%.
Tabela 12 - Resultado do ensaio de compressão axial (kgf/cm2), no traço em Volume.
Traço
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
59,97
119,94
170,91
146,92
166,15
T2
22,49
82,46
113,94
137,93
148,42
T3
22,49
58,47
86,96
95,95
100,45
T4
14,99
43,48
56,96
53,97
68,96
T5
14,99
25,49
43,46
49,48
50,97
65
Tabela 13 – Perda Percentual de Resistência – Traço em Volume
Traço
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
100
100
100
100
100
T2
37,5
68,7
67
92
89
T3
37,5
48,7
51
64
60
T4
25
36,2
33,3
36
41,50
T5
25
21,2
25,4
33
30,7
Traço
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
469,71
445,56
479,96
484,78
468,50
T2
455,80
456,82
452,64
465,18
465,64
T3
423,11
411,45
426,27
435,36
435,98
T4
372,51
378,75
339,94
370,00
380,91
T5
318,13
327,34
343,31
343,00
336,30
Resistência a compressão Normal
200,00
T1 - 0%
T2 - 10%
T3 - 30%
T4 - 50%
T5 - 70%
150,00
kgf/cm²
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Tabela 14 – Variação do peso em gramas dos corpos de prova, no traço em volume.
100,00
50,00
0,00
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
Idade
Figura 15 - Gráfico da variação da resistência à compressão em kgf/cm2, no traço em
volume.
66
Resistência a Compressão em Função do Traço
200,00
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
kgf/cm²
150,00
100,00
50,00
0,00
T1
T2
T3
T4
T5
Traço
Variação de Peso
600,00
Peso em gramas
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Figura 16 - Gráfico da resistência a compressão em função do traço em volume
500,00
1 dia
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
400,00
300,00
200,00
100,00
0,00
T1
T2
T3
T4
T5
Traço
Figura 17 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da variação
dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em volume.
Tabela 15 - Resultado do ensaio de compressão axial (kgf/cm2)-Traço em peso
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
39,61
59,70
54,13
68,64
T2
30,57
28,91
33,49
37,06
T3
8,15
10,36
10,70
12,23
T4
6,37
9,17
6,11
7,81
67
Tabela 16 - Perda percentual de resistência – Traço em peso
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
100
100
100
100
T2
77,1
48,43
61,9
54
T3
20,6
17,35
19,8
17,8
T4
16
15,4
11,3
4,7
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
390
395
396
395
T2
355
354
358
360
T3
280
298
300
314
T4
226
243
254
263
Resistência a compressão Normal
kgf/cm²
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
Tabela 17 - Variação do peso em gramas dos corpos de prova - Traço em peso
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
3 dias
T1
T2
T3
T4
7 dias
14 dias
-
0%
10%
30%
50%
28 dias
Idade
Figura 18 - Gráfico da variação da resistência à compressão em kgf/cm2-Traço em peso.
68
kgf/cm²
Resistência a Compressão em Função do Traço
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
T2
T3
T4
Traço
Variação de Peso
500,00
Peso em gramas
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
Figura 19 - Gráfico da resistência à compressão em função do traço em peso.
400,00
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
300,00
200,00
100,00
0,00
T1
T2
T3
T4
Traço
Figura 20 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da variação
dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em volume.
Tabela 18 - Resultado do Ensaio de Compressão Axial (kgf/cm2) -Traço em peso, # 2mm
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
39,61
59,70
54,13
68,64
T2
31,20
39,10
42,79
43,94
T3
36,30
43,17
28,40
18,08
T4
16,98
20,04
18,08
7,91
69
Tabela 19 - Perda Percentual de Resistência – Traço em Peso
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
100
100
100
100
T2
78,8
65,5
79,0
64
T3
91,6
72,3
52,5
26,3
T4
42,9
33,6
33,4
4,8
Traço
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
390
395
396
395
T2
350
370
369
351
T3
320
362
265
251
T4
250
285
228
196
Resistência a Compressão Normal
kgf/cm²
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
Tabela 20 - Variação do peso em gramas dos corpos de prova-Traço em peso- # 2 mm
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
3 dias
T1
T2
T3
T4
7 dias
14 dias
-
0%
10%
30%
50%
28 dias
Idade
Figura 21 - Gráfico da variação da resistência a compressão axial em kgf/cm2, no traço
em peso.
70
kgf/cm²
Resistência a Compressão em Função do Traço
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
T1
T2
T3
T4
Traço
Figura 22 - Gráfico da resistência à compressão em função do traço em peso.
500,00
Peso em gramas
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
Variação de Peso
400,00
3 dias
7 dias
14 dias
28 dias
300,00
200,00
100,00
0,00
T1
T2
T3
T4
Traço
Figura 23 - Variação do peso dos corpos de prova em gramas, em função da variação
dos percentuais de substituição do agregado por flocos de PET em peso.
5.12.Ensaio de Tração
Para realização deste ensaio o CP não é o mesmo utilizado nos outros
ensaios, este é executado num molde prismático, porém os traços utilizados são
os mesmos utilizados nos outros ensaios.
Tendo em vista as características mecânicas do concreto, onde o módulo
de deformação obtido através dos esforços de compressão é proporcional ao
módulo de tração, uma vez que este material não tem características de grandes
resistências a tração e flexão, obteve-se os valores representativos aos esforços
de tração dos corpos de prova utilizando-se modelagem matemática, através de
software apropriado de uso comum na Engenharia Civil, Pingüim-Cálculo de
71
Resistência a Tração, desenvolvido pela Concreteste Tecnologia em Materiais,
onde obteve-se os valores listados na Tabela 21, que originou o Figura 24.
Tabela 21 - Ensaio de Tração
Peso
Volume
Traço
14 dias
28 dias
14 dias
28 dias
T1
8,37
10,72
23,39
25,90
T2
5,10
5,72
21,52
23,08
T3
1,66
2,05
14,95
15,73
T4
0,89
9,07
8,37
10,72
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
Avaliação da Resistência a Tração em Função do Traço
30
25
20
14 dias
28 dias
kgf/cm² 15
14 dias
28 dias
10
5
0
T1
T2
Traços
Figura 24-Variação de Resistência a Tração – kgf/cm2
T3
T4
6 Conclusão
Tendo em vista os ensaios mecânicos realizados, com o objetivo de avaliar
o desempenho dos corpos de prova, produzidos com traços variando o
percentual de participação do agregado de PET na composição, nos percentuais
de 10, 30 e 50%, produzindo argamassas calculadas em peso e em volume,
observou-se a significativa variação de desempenho.
Porém, deve-se compreender que algumas características são peculiares
ao agregado reciclado, interferido diretamente em alguns resultados obtidos,
quando comparados aos traços produzidos com agregados naturais. Isto ocorre
devido à diferença do peso especifico entre o agregado reciclado de PET e o
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
agregado natural justificando, desta forma, os traços produzidos em peso
apresentarem uma quantidade de PET bastante superior aos produzidos em
volume.
Assim conclui-se que a correção do fator água cimento referente a cada
traço produzido se torna obrigatório, uma vez que a quantidade de agregado
reciclado presente na mistura, está diretamente ligada ao teor de absorção de
água do corpo de prova, que por sua vez, interfere diretamente na porosidade do
Cp, contribuindo significativamente no desempenho aos esforços mecânicos dos
concretos e argamassas produzidos.
Desta forma, podemos citar os seguintes fatores verificados através dos
ensaios citados:
1- O traço deve ser dimensionado com os materiais em volume, para que
desta forma, haja um equilíbrio entre a quantidade de agregado natural e
agregado de PET, mantendo-se o percentual de substituição requerido.
2- A quantidade de água necessária à hidratação do aglomerante, neste
caso o cimento portland, deve ser recalculada, tendo em vista, que o
agregado de PET não absorve água, devendo ser considerado, somente
para efeito de cálculo, a absorção relativa ao agregado natural e a
hidratação do cimento.
3- A plasticidade requerida está diretamente relacionada ao fator água
cimento e a quantidade de agregado reciclado na mistura, pois caso não
73
haja a correção deste fator, maior será a fluidez e menor a resistência da
argamassa endurecida.
4- Como o objetivo principal do cálculo para concretos e argamassas é
atender a solicitação das cargas previstas em projeto, se faz necessário
considerar a redução de sua resistência aos esforços em função da
presença do agregado reciclado onde, por exemplo, em uma substituição
de 30% de agregado natural, ocorre uma redução de aproximadamente
40% na resistência a compressão, conforme ensaios realizados. Desta
forma, é necessário ajustar a proporção entre as quantidades de cimento
e de agregado reciclado. Porém esta relação não é uniforme, não sendo
diretamente proporcional a quantidade de agregado reciclado, ou seja,
cada traço produzido com percentuais diferentes, necessitam de ajustes
próprios.
5- Como o formato do grão de agregado reciclado é preferencialmente
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
lamelar e de baixa rugosidade, quando trabalhou-se com agregados de
tamanho de grão maiores que 3 mm, observou-se um aumento da
quantidade de micro fissuras na zona de transição entre a matriz e o
agregado. Assim, é aconselhável trabalhar-se com partículas de tamanho
aproximado de 1,41 mm, pois desta forma aproximam-se do formato
cúbico melhorando o desempenho, uma vez que há um aumento da
adesividade
entre
este
agregado
e
a
matriz
cimentícia
e
conseqüentemente uma melhora no desempenho estrutural.
6- No âmbito ambiental, a opção de utilização do PET como agregado
miúdo na produção de concreto, a serem utilizados, tanto em elementos
pré-moldados não estruturais como em argamassas de acabamento para
revestimento de paredes e pisos, contribuem de forma relevante no
auxilio a destinação destes resíduos e na geração de novas frentes de
empregos, uma vez que se faz necessário a coleta e o processamento
deste material, além da contribuição na redução das lavras de areia,
reduzindo, assim, o impacto ambiental por elas causado.
Uma das opções de viabilização são os programas de incentivo a
construção de unidades residencias para populações carentes, através da
confecção de tijolos, blocos para pavimentação, meio-fios, e de todos os
materiais pré-moldados utilizados na urbanização destas comunidades.
Além da utilização do material para produção de artefatos pré-moldados
a serem utilizados em mobiliários urbanos.
74
Concluindo, este trabalho, objetivou unir problemas ambientais causados
pela extração de matéria-prima natural e na deposição indevida de
embalagens pós-consumo no meio ambiente, através da solução da
utilização destes resíduos em um setor onde as taxas de crescimento estão
cada vez maiores, tendo em vista, o enorme déficit habitacional do país,
sendo assim, a solução encontrada atende, de forma pragmática, os
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312485/CA
objetivos desejados.
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