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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

IBEAS – INSTITUTO BRASILEIRO DE ESTUDOS AMBIENTAIS E DE SANEAMENTO

Curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Gestão Ambiental Monografia de Conclusão de Curso

PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA A GESTÃO DE RESÍDUOS:

TRANSFORMANDO O RESÍDUO EM SUB-PRODUTO.

Daniel Véras Ribeiro

([email protected])

Ribeirão Preto / SP

2008

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

IBEAS – INSTITUTO BRASILEIRO DE ESTUDOS AMBIENTAIS E DE SANEAMENTO

PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA A GESTÃO DE RESÍDUOS:

TRANSFORMANDO O RESÍDUO EM SUB-PRODUTO.

Daniel Véras Ribeiro

([email protected])

Monografia apresentada ao

Departamento de Engenharia Civil / UFSCar

e ao IBEAS como requisito parcial à

conclusão do CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO

EM GESTÃO AMBIENTAL.

Orientador: Prof. Dr. João Sérgio Cordeiro

Co-Orientador: Prof. Dr. Marcio Raymundo Morelli

Ribeirão Preto / SP

2008

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a meu pai, que sempre me incentivou e me deu

oportunidade de ter uma formação excepcional, tanto no âmbito acadêmico

quanto no pessoal, estando sempre presente nos momentos de dificuldades,

ajudando-me a dar mais este importante passo em minha vida.

VITAE DO CANDIDATO

• Engenheiro Civil, formado pela Universidade Federal da Bahia, UFBA

(2004).

• Mestre em Engenharia de Materiais, formado pela Universidade Federal

de São Carlos, UFSCar (2006).

i

MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO DE

______________________DANIEL VÉRAS RIBEIRO____________________

APRESENTADA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL, DA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS, EM ABRIL DE 2008.

_____________________________________ Prof. Dr. João Sérgio Cordeiro

Orientador

DECiv - UFSCar

_____________________________________ Prof. Dr. Marcio Raymundo Morelli

Co-Orientador

DEMa - UFSCar

_____________________________________

Prof. Dr. Nemésio N. B. Salvador

Coordenador do Curso

DECiv - UFSCar

iii

“Na ânsia pelo crescimento econômico e pelo atendimento à demanda gerada por incessantes

estímulos ao consumismo, tem-se esquecido que vivemos em um ecossistema finito, onde a

inconseqüência no lançamento de rejeitos e na extração de recursos naturais não tarda a se

converter em condições de vida impróprias. É urgente colocar as competências e recursos até

hoje utilizados pelas organizações na superação dos desafios mercadológicos a serviço de um

desenvolvimento efetivamente sustentável.”

Sylvia Constant Vergara

v

AGRADECIMENTOS

Ao nosso Senhor do Bonfim, sempre iluminando meu caminho e abrindo

portas ao longo destes 27 anos;

Aos meus pais - Everaldo (in memorian) e Carmen - por, apesar da

distância, estarem sempre próximos, me apoiando;

Às minhas irmãs, Vanessa e Veruska (in memorian), pelo perene apoio;

Ao Prof. Dr. João Sérgio Cordeiro pela orientação desta monografia;

Ao Prof. Dr. Marcio Raymundo Morelli pela orientação, confiança e,

principalmente, incentivo para a participação neste curso de especialização;

A toda minha família que torceu, mesmo de longe, pela concretização de

mais um sonho;

A todos os amigos do curso, sem exceção. Um abraço especial para

Marina, Taciana, Isabella e Gustavo pela grande amizade e ajuda;

A Mateus e Candido pela convivência ordeira e pacífica ao longo destes

quase 2 anos e a Kelly Pereira, pelo grande apoio em momentos difíceis deste

período;

A Iza Peixoto, grande incentivadora nos momentos iniciais deste curso de

especialização;

Ao amigo Leilson Cunha, pelo apoio gráfico deste trabalho;

Aos técnicos de laboratório Walter, Diego, Militão, Binoto e Zé Luis

(DEMA) e Rorivaldo (LIEC) pela ajuda e cooperação nos experimentos

desenvolvidos;

A Solange, sempre prestativa, uma verdadeira mãe dentro da Associação

dos Engenharia, Arquitetura e Agronomia de Ribeirão Preto;

A todos que, direta ou indiretamente, colaboraram para que este curso de

especialização se completasse.

vii

RESUMO

A geração de resíduos é um problema que acompanha o

desenvolvimento da humanidade ao longo dos séculos. No entanto, somente

após a Revolução Industrial este problema se tornou relevante e passou a

comprometer a qualidade de vida das comunidades. Os avanços tecnológicos

possibilitaram cada vez mais o acesso dos indivíduos a bens de consumo e o

aumento deste consumo incentivou o aumento da produção industrial,

fechando um ciclo, que tem como conseqüência a degradação ambiental.

Apesar disso, a busca pelo crescimento econômico de forma desenfreada

fez com que as questões ambientais somente viessem à tona nas últimas

décadas do século passado. Por isso, a procura por soluções que busquem

atenuar os impactos ambientais gerados pelo homem vêm se multiplicando.

Neste sentido, é apresentada neste trabalho uma metodologia de gestão de

resíduos sólidos, que tem como objetivo transformar este “lixo industrial” em

um novo insumo que pode ser aproveitado pela mesma indústria geradora ou

outras, de setores diversos.

Vale ressaltar, também, que o pensamento das empresas deve ser,

sempre, o de reduzir sua geração de resíduos, sejam eles líquidos, sólidos ou

gasosos para somente depois pensar em reutilizar ou reciclar, segundo o

conceito básico dos 3 R´s. Caso essa minimização não seja possível ou, até

mesmo, não resolva totalmente o problema dos resíduos no âmbito da

empresa, esta proposta surge como um direcionamento para uma gestão

eficiente, com o objetivo de gerar lucro para as empresas que estejam

dispostas a investir em estudos sérios e comprometidos com as questões

ambientais sem, no entanto, ter a pretensão de ser uma “receita” para todos os

tipos de resíduos, independente das condições locais (cultura, aspectos

sociais, etc.) e econômicas.

ix

ABSTRACT

PROPOSAL FOR METHODOLOGY FOR WASTE MANAGEMENT:

TRANSFORMING A WASTE TO SUB-PRODUCT

The generation of waste is a problem that accompanies the humanity

development over the centuries. However, only after the Industrial Revolutions

this problem became relevant and is compromising the quality of life of

communities. The technological advances enabled more and more access to

people at industrial products and the increase of this consumption led an

increase in industrial production, closing a cycle, which has as consequence the

environmental degradation.

Nevertheless, the search by economic growth so unbridled has caused

environmental issues were only discussed in the last decades of the last

century. Therefore, the demands for solutions that seek to mitigate the

environmental impacts caused by man have been multiplying. Thus in this work

is presented a methodology for the solid waste management, which aims to

transform this "industrial problem" in a new input that can be tapped by the

same generator industry or other of various sectors.

Please note, too, that the business thought should be, always, to reduce

the waste generation, whether liquid, solid or gaseous and only after consider

the reuse or recycle, according to the basic concept of 3 R's. If this reduction

can not be minimized or even not completely solve the waste problem within the

company, this proposal is a orientation for efficient management, in order to

generate profit for companies that are willing to invest in serious and

environmentally committed studies, without, however, seek to be a "recipe" for

all types of waste, regardless of local (culture, social, etc.) and economic

conditions.

xi

SUMÁRIO

Pág. AGRADECIMENTOS .......................................................................................... v

RESUMO .......................................................................................................... vii

ABSTRACT........................................................................................................ ix

SUMÁRIO .......................................................................................................... xi

ÍNDICE DE TABELAS.......................................................................................xiii

ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................... xv

SÍMBOLOS E ABREVIATURAS ......................................................................xvii

1 INTRODUÇÃO.............................................................................................1

2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA.........................................................................3

2.1 O Homem e a Geração de Resíduos....................................................3

2.2 Problemas e Acidentes Provocados por Resíduos no Brasil ................8

2.3 Legislação e Normalização Vigente para Resíduos Sólidos no Brasil.11

3 METODOLOGIA DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS ........................19

3.1 Início: Conscientização na Empresa e Conhecimento dos Resíduos

Gerados. ....................................................................................................20

3.2 Estudo da Literatura............................................................................23

3.3 Análise de Mercado e Possíveis Clientes Alvo. ..................................25

3.4 Análise de Leis e Normas Vigentes. ...................................................25

3.5 Analise da Viabilidade Técnico-Econômica. .......................................26

3.6 Testes de Desempenho em Escala Real - Protótipo. .........................30

3.7 Transferência de Tecnologia para o Mercado. ...................................31

4 ESTUDOS DE CASOS. .............................................................................33

4.1 Conscientização na Empresa .............................................................33

4.2 Conhecimento dos Resíduos Gerados ...............................................34

4.2.1 Resíduo “A” ............................................................................. 34

4.2.2 Resíduo “B” ............................................................................. 41

4.3 Estudo da Literatura e das Possibilidades de Utilização.....................45

4.4 Análise de Mercado e Possíveis Clientes Alvo ...................................46

4.5 Análise de Leis e Normas Vigentes ....................................................47

xii

4.6 Análise da Viabilidade Técnica .......................................................... 48

4.6.1 Métodos................................................................................... 48

a) Índice de Consistência (NBR 13276).......................................... 48

b) Retenção de Água (NBR 13277). ............................................... 49

c) Porosidade e Densidade Aparentes ........................................... 49

d) Absorção de Água por Capilaridade (NBR 9779) ....................... 50

e) Resistência Mecânica (NBR 7215)............................................. 51

4.6.2 Resultados............................................................................... 52

a) Índice de Consistência (NBR 13276).......................................... 52

b) Retenção de Água (NBR 13277). ............................................... 53

c) Porosidade e Densidade Aparentes ........................................... 54

d) Absorção de Água por Capilaridade (NBR 9779) ....................... 57

e) Resistência Mecânica (NBR 7215)............................................. 59

4.6.3 Conclusões.............................................................................. 60

4.7 Análise da Viabilidade Econômica ..................................................... 60

4.8 Teste de Desempenho em Escala Real - Protótipo............................ 61

4.9 Transferência de Tecnologia para o Mercado.................................... 61

5 CONCLUSÕES ......................................................................................... 63

6 SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS ........................................ 65

7 REFERÊNCIAS......................................................................................... 67

ANEXO A - Toxicidade ..................................................................................... 69

ANEXO B – Leis, Resoluções e Normas. ......................................................... 75

ANEXO C – Diretrizes para apresentação e acompanhamento de projetos

sobre a utilização de resíduos industriais. ........................................................ 79

xiii

ÍNDICE DE TABELAS

Pág.

Tabela 2.1. Origem, possíveis classes e responsáveis pela geração dos

diversos tipos de resíduos sólidos. ........................................................... 16

Tabela 4.1. Geração anual do resíduo “A” no Brasil [13]. ................................ 34

Tabela 4.2. Resultados de caracterização física e de pH do resíduo “A”......... 39

Tabela 4.3. Resultados de solubilização e lixiviação do resíduo “A”, segundo as

NBR’s 10004, 10005 e 10006. .................................................................. 40

Tabela 4.4. Faixa de Variação da Composição Química do Resíduo “B” [16]. 42

Tabela 4.5. Resultados de caracterização física e de pH do resíduo “B”......... 42

Tabela 4.6. Quadro de possibilidades de utilização dos Resíduos “A” e “B”.... 46

Tabela 4.7. Coeficientes de absorção capilar (Tg φ) das argamassas contendo

os resíduos “A” e “B” em função dos teores de resíduo adicionados........ 58

xv

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 2.1. Classificação dos resíduos sólidos quanto à sua origem................. 7

Figura 2.2. Impactos ambientais gerados pela (A) mineração predatória e (B)

disposição inadequada de resíduos nas grandes cidades........................ 10

Figura 2.3. Hierarquia dos órgãos, segundo a Lei da Política Nacional de Meio

Ambiente (Lei 6.938/81)............................................................................ 12

Figura 2.4. Caracterização e classificação de resíduos sólidos segundo a NBR

10004/2004. .............................................................................................. 17

Figura 3.1. Ciclo de etapas da metodologia proposta para o gerenciamento de

resíduos. ................................................................................................... 19

Figura 3.2. Ganho de valor do resíduo conforme a aplicação do produto for se

consolidando e descobrindo os seus nichos de aplicações (adaptado de

CORNELISSEN [8]). ................................................................................. 21

Figura 3.3. Variabilidade dos teores de compostos presentes em diversas

escórias de aciaria, no Brasil [10]. ............................................................ 23

Figura 3.4. Matriz de oportunidades com o inventário das alternativas de

reciclagem para os resíduos gerados. ...................................................... 24

Figura 3.5. Exemplo de gráfico para análise de projetos mais atrativos, em

função dos custos operacionais e do volume de resíduo adicionado. ...... 27

Figura 4.1. Micrografias do resíduo “A” obtidas por microscopia eletrônica de

varredura (MEV), mostrando: (a) aspecto geral; (b), (c), e (d) diferentes

formas da fração orgânica; (e) e (f) forma da fração inorgânica. .............. 36

Figura 4.2. Difratograma de raios X do resíduo “A”.......................................... 37

Figura 4.3. Distribuição do tamanho de partículas resíduo “A”. ....................... 38

Figura 4.4. Moendas utilizadas para desagregação (a) primária e (b) secundária

do resíduo “B”. .......................................................................................... 41

Figura 4.5. Distribuição do tamanho de partículas resíduo “B” (resultado médio

de 5 determinações). ................................................................................ 43

Figura 4.6. Difratograma do resíduo “B”........................................................... 43

xvi

Figura 4.7. Micrografias do resíduo “B” obtidas por microscopia eletrônica de

varredura (MEV), mostrando sua estrutura de flocos misturada a placas

soltas. ........................................................................................................ 44

Figura 4.8. Mesa de Ensaio (Flow Table) para a determinação do índice de

consistência............................................................................................... 48

Figura 4.9. Modelo da curva de absorção capilar de água em função da raiz

quadrada do tempo, segundo a NBR 9779 para a determinação do

coeficiente de absorção capilar (Tg φ). ..................................................... 51

Figura 4.10. Valores de índice de consistência das argamassas contendo os

resíduos “A” e “B” em função do teor adicionado. ..................................... 52

Figura 4.11. Retenção de água das argamassas de cimento Portland em

função do teor de resíduo adicionado. ...................................................... 53

Figura 4.12. Amostras extraídas dos corpos de prova para a determinação da

densidade e da porosidade aparentes das argamassas de cimento

Portland em função do teor de resíduo adicionado: (A) resíduo “A” e; (B)

resíduo “B”................................................................................................. 55

Figura 4.13. Porosidade Aparente das argamassas de cimento Portland em


Figura 4.14. Densidade Aparente das argamassas de cimento Portland em


Figura 4.15. Realização do ensaio de absorção de água por capilaridade em

argamassas contendo (A) o Resíduo “A” e (B) o Resíduo B. .................... 57

Figura 4.16. Valores dos coeficientes de absorção capilar em função do teor e

do tipo de resíduo adicionado nas argamassas de cimento de Portland. . 58

Figura 4.17. Resistência à compressão axial das argamassas de cimento

Portland em função do teor de resíduo adicionado. .................................. 59

xvii

SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ACV Análise do Ciclo de Vida

BET Brunauer, Emmett e Teller - Ensaio para determinação de área

superficial específica

BID Banco Interamericano de Desenvolvimento

BIRD Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento

BSCD-GM Business Council for. Sustainable Development - Gulf of Mexico

BSE Back scatered electrons - Elétrons retroespalhados

CIMM Centro de Informação Metal - Mecânica

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CP Corpo-de-Prova

DA Densidade aparente

DRX Difração de Raios X

E Campo elétrico

eV Eletron-volt

EUA Estados Unidos da América

FEG Field Emission Gun

He Hélio

Hz Hertz (s-1)

H2 Hidrogênio

H2O Água

ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária

IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais

Renováveis

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade

Industrial

ISO International Standards Organization

JCPDS Joint Committe on Power Diffraction Standards

Kg Quilograma

xviii

KV Quilovolt (103 volts)

MEV Microscopia Eletrônica de Varredura

Min Minuto

mm Milímetro

MMA Ministério do Meio Ambiente

MPa Megapascal

Mf Massa dos filtros após ensaio de retenção de água

Mi Massa imersa

Mm Massa do molde

Mma Massa do molde com argamassa

Ms Massa seca

Mse Massa dos filtros e das gazes secas

Mu Massa úmida

n Número inteiro correspondendo à ordem de difração

NBR Norma Brasileira

NEPA National Environment Policy Act

ONU Organização das Nações Unidas

N2 Nitrogênio

P Carga máxima suportada pelo corpo-de-prova

PF Perda ao Fogo

pH Potencial hidrogeniônico

PA Porosidade aparente

Pap Pressão aplicada

R2 Coeficiente de Correlação

RA Retenção de Água

Rc Resistência mecânica à compressão

SE Secondaries electrons - Elétrons secundários

t Tempo

Tg Tangente

VMP Valor Máximo Permitido

% Porcentagem

°C Grau Celsius

xix

θ Ângulo de difração de raios X

λ Comprimento de onda

ρ Densidade do material

ρL Densidade do líquido

Tgφ Coeficiente de absorção capilar (Kg/m2.min0,5)

1

1 INTRODUÇÃO

Ao longo da história da humanidade, a idéia de crescimento se confunde

com um crescente domínio e transformação da natureza. Nesse paradigma, os

recursos naturais são vistos como ilimitados.

Os problemas gerados pelo consumismo desenfreado e a conseqüente

geração insustentável de resíduos atingem a humanidade há algumas

décadas. No entanto, somente a partir da ultima década do século XX e início

do século XXI, o impacto do ser humano no meio ambiente se torna mais

reconhecido e debatido pela sociedade de uma forma geral.

A crescente atividade industrial mundial e a ausência de programas

eficazes de gestão de resíduos fazem com que cada vez mais resíduos sejam

gerados sem que haja uma correta utilização ou disposição destes,

proporcionando um passivo ambiental que compromete a qualidade de vida

das futuras gerações. Uma boa parte destes resíduos é perigosa e contém

elementos que podem prejudicar a saúde humana, bem como contaminar o

solo e lençóis freáticos. Enquanto em um passado não muito distante a

produção de resíduos era de algumas dezenas de kg/hab.ano, países

altamente industrializados, como os Estados Unidos, produzem atualmente

mais de 700 kg/hab.ano. No Brasil, o valor médio verificado nas cidades mais

populosas é da ordem de 180 kg/hab.ano.

Estas grandes quantidades de resíduos gerados bem como leis que não

punem exemplarmente os geradores que não os gerenciam eficazmente

constituem-se num dos grandes problemas da sociedade moderna. Portanto,

devem ser tomadas medidas que transformem estes resíduos em recursos

reutilizáveis.

Dentro deste contexto, é apresentada uma proposta de metodologia para

a gestão de resíduos, com o objetivo de transformá-los em subprodutos que,

além de eliminarem os problemas decorrentes de sua destinação inadequada,

sirvam como fonte de novas receitas para as empresas geradoras.

Não se pretende com este trabalho criar uma metodologia que solucione

os problemas de todos os resíduos. Ao invés disto, busca-se dar o

2

direcionamento para a elaboração de trabalhos que, por meio de uma equipe

multidisciplinar, avalie das peculiaridades regionais (aspectos sociais, culturais

etc.) para se atingir os melhores resultados possíveis, frente às tecnologias

disponíveis.

Serão apresentados, ainda, dois estudos de casos de utilização de

resíduos industriais com características bastante diferentes entre si e que

ilustram as etapas básicas da metodologia proposta.

3

2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA

2.1 O Homem e a Geração de Resíduos

Presentes em todos os estágios das atividades humanas, desde simples

restos de animais mortos até baterias de celulares de última geração, os

resíduos, em termos tanto de composição como de volume, variam em função

das práticas de consumo e dos métodos de produção. As principais

preocupações estão nas conseqüências que estes podem ter sobre a saúde

humana e sobre o meio ambiente (solo, água, ar e paisagens).

Os resíduos produzidos inicialmente eram quase que exclusivamente

excrementos e restos de animais mortos. Posteriormente, com o início da

atividade agrícola e da produção de ferramentas de trabalho e de armas,

surgiram os restos da produção e os próprios objetos, após sua utilização [1].

Estes resíduos, no entanto, por terem origem essencialmente natural, não

geravam impactos ao meio ambiente. Com as Revoluções Industriais, ocorridas

na Inglaterra (primeiro país a gerar energia em larga escala, utilizando suas

grandes reservas de carvão) e o crescimento desenfreado e sem qualquer

preocupação com o meio ambiente, os resíduos passaram a ser um problema

de toda a humanidade. Nas últimas décadas, com a era da informática e do

apelo ao consumismo esse problema foi bastante acentuado.

A palavra lixo origina-se do latim lix, que significa cinzas ou lixívia.

Atualmente, o lixo (ou resíduo) é identificado como basura nos países de língua

espanhola e refuse, garbage, solid waste nos países de língua inglesa. A

denominação resíduo sólido; residuu, do latim, significa o que sobra de

determinadas substâncias, e sólido é incorporado para diferenciá-los de gases

e líquidos [1].

Segundo a NBR 10.004/2004, resíduos sólidos são aqueles "resíduos

nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades da comunidade

de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e

de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas

de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de

4

controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades

tornem inviável seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos d'água,

ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis, em face à

melhor tecnologia disponível”.

Segundo CAVALCANTI [2], a década de 70 foi a década da água, a de

80 foi a década do ar e a de 90, a dos resíduos sólidos. Apesar da geração de

resíduos ser algo que acompanha a humanidade desde os primórdios, somente

há alguns anos começou-se a pensar nos problemas decorrentes de sua

geração.

Nos últimos 20 anos, a população mundial cresceu menos que o volume

de lixo por ela produzido. Enquanto de 1970 a 1990 a população do planeta

aumentou em 18%, a quantidade de lixo sobre a Terra passou a ser 25% maior

(LERIPIO apud KRAEMER [3]). As tecnologias de reciclagem e

reaproveitamento também evoluíram muito neste período. No entanto, não

foram capazes ainda de absorver todo este acréscimo gerado.

Todo este volume de resíduo gerado é originado pelo famoso “american

way of life”, que busca associar uma boa qualidade de vida ao consumo cada

vez maior de bens materiais. Este padrão de vida alimenta o consumismo,

incentiva a produção de bens descartáveis e difunde a utilização de materiais

artificiais.

A preocupação com os resíduos industriais iniciou-se ainda no fim da

década de 80 do século passado, quando foi instaurado o “superfund” que era

uma legislação específica que visava recuperar os grandes lixões de resíduos

sólidos que havia e ainda há espalhados nos EUA. E essa abordagem levou a

Agência de Proteção Ambiental Americana (EPA) a fazer toda uma legislação

sobre resíduos sólidos, que constava no Federal Register nº 40 [2].

Nos países Europeus e no Japão, apesar da excelente qualidade de

vida destes países, existe uma forte preocupação em relação à recuperação e

ao reaproveitamento energético. A dificuldade de geração de energia, devida

aos escassos recursos disponíveis e aliada a um alto consumo energético,

favorece a estratégia de reciclagem dos materiais e seu aproveitamento

térmico.

5

O fator cultural também pesa bastante na forma como o resíduo é visto.

Na China, por exemplo, o povo considera os resíduos orgânicos como uma

responsabilidade do cidadão, ou melhor, do gerador. Este tipo de valor cultural

facilita a introdução de métodos mais racionais de controle dos resíduos

sólidos, com participação ativa da população. Assim, os resíduos urbanos,

gerados em grande quantidade, não são vistos como um problema, mas sim

como uma solução para a fertilização dos solos, o que estimula a formação de

uma extensa rede de compostagem e biodigestão de resíduos [3].

Dentre as várias formas de classificar os diversos tipos de resíduo, é

apresentada uma bastante comum, de acordo com a AMBIENTE BRASIL [4]:

• Quanto às características físicas:

Seco: papéis, plásticos, metais, couros tratados, tecidos, vidros,

madeiras, guardanapos e tolhas de papel, pontas de cigarro, isopor,

lâmpadas, parafina, cerâmicas, porcelana, espumas, cortiças.

Molhado: restos de comida, cascas e bagaços de frutas e verduras,

ovos, legumes, alimentos estragados, etc.

• Quanto à composição química:

Orgânico: composto por pó de café e chá, cabelos, restos de alimentos,

cascas e bagaços de frutas e verduras, ovos, legumes, alimentos

estragados, ossos, aparas e podas de jardim.

Inorgânico: composto por produtos manufaturados como, vidros,

borrachas, metais (alumínio, ferro, etc.), lâmpadas, velas, parafina,

cerâmicas, porcelana, etc.

• Quanto à origem:

Domiciliar: originado da vida diária das residências, constituído por

restos de alimentos (tais como cascas de frutas, verduras, etc.),

produtos deteriorados, jornais, revistas, garrafas, embalagens em geral,

6

papel higiênico, fraldas descartáveis e uma grande diversidade de outros

itens. Pode conter alguns resíduos tóxicos.

Comercial: originado dos diversos estabelecimentos comerciais e de

serviços, tais como supermercados, estabelecimentos bancários, lojas,

bares, restaurantes, etc.

Serviços públicos: originados dos serviços de limpeza urbana, incluindo

todos os resíduos de varrição das vias públicas, limpeza de praias,

galerias, córregos, restos de podas de plantas, limpeza de feiras livres,

etc, constituído por restos de vegetais diversos, embalagens, etc.

Serviços de Saúde: descartados por hospitais, farmácias, clínicas

veterinárias (algodão, seringas, agulhas, restos de remédios, luvas,

curativos, sangue coagulado, órgãos e tecidos removidos, meios de

cultura e animais utilizados em testes, resina sintética, filmes

fotográficos de raios X). Em função de suas características, merece um

cuidado especial em seu acondicionamento, manipulação e disposição

final. Deve ser incinerado e os resíduos levados para aterro sanitário.

Portos, aeroportos, terminais rodoviários e ferroviários: resíduos

sépticos, ou seja, que contêm ou potencialmente podem conter germes

patogênicos. Basicamente originam-se de material de higiene pessoal e

restos de alimentos, que podem hospedar doenças provenientes de

outras cidades, estados e países.

Industrial: originado nas atividades dos diversos ramos da indústria, tais

como: o metalúrgico, o químico, o petroquímico, o de papelaria, da

indústria alimentícia, etc. O lixo industrial é bastante variado, podendo

ser representado por cinzas, lodos, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos,

plásticos, papel, madeira, fibras, borracha, metal, escórias, vidros,

cerâmicas. Nesta categoria, inclui-se grande quantidade de lixo tóxico.

Esse tipo de lixo necessita de tratamento especial pelo seu potencial de

envenenamento. São sub-classificados em:

7

Radioativos: resíduos provenientes da atividade nuclear (resíduos de

atividades com urânio, césio, tório, radônio, cobalto), que devem ser

manuseados apenas com equipamentos e técnicas adequados.

Agrícolas: resíduos sólidos das atividades agrícola e pecuária, como

embalagens de adubos, defensivos agrícolas, ração, restos de colheita,

etc. O lixo proveniente de pesticidas é considerado tóxico e necessita de

tratamento especial.

Resíduos da construção civil: demolições e restos de obras, solos de

escavações. O entulho é geralmente um material inerte, passível de

reaproveitamento.

Um esquema desta classificação é apresentado na Figura 2.1.

Figura 2.1. Classificação dos resíduos sólidos quanto à sua origem.

Os resíduos perigosos produzidos, sobretudo pela indústria, são

particularmente preocupantes, pois, quando incorretamente gerenciados,

8

tornam-se uma grave ameaça ao meio ambiente [3]. Por isso, será dada uma

atenção especial ao longo deste trabalho para os resíduos industriais, tanto nos

exemplos citados quanto nos estudos de casos propostos.

2.2 Problemas e Acidentes Provocados por Resíduos no Brasil

O resíduo industrial é um dos maiores responsáveis pelas agressões

fatais ao ambiente. Nele estão incluídos produtos químicos (cianureto,

pesticidas, solventes), metais (mercúrio, cádmio, chumbo) e solventes químicos

que ameaçam os ciclos naturais onde são despejados. Os resíduos sólidos são

amontoados e enterrados; os líquidos são despejados em rios e mares; os

gases são lançados no ar. Assim, a saúde do ambiente e, conseqüentemente,

dos seres que nele vivem, torna-se ameaçada, podendo levar a grandes

tragédias [3].

Certos resíduos perigosos são jogados no meio ambiente, precisamente

por serem tão danosos. Não se sabe como lidar com eles com segurança e

espera-se que o ambiente absorva as substâncias tóxicas. Porém, essa não é

uma solução segura para o problema. Muitos metais e produtos químicos não

são naturais, nem biodegradáveis. Em conseqüência, quanto mais se enterram

os resíduos, mais os ciclos naturais são ameaçados e o ambiente se torna

poluído. Desde os anos 50, os resíduos químicos e tóxicos têm causado

desastres cada vez mais freqüentes e sérios [3].

No anexo A, é apresentada uma lista de alguns elementos químicos e

suas conseqüências e riscos à saúde quando em concentrações acima das

toleráveis pelo homem. Vale lembrar que nenhum elemento químico é

essencialmente danoso à saúde mesmo porque, praticamente todos estão na

constituição do corpo humano. Podemos dizer que uma concentração acima

deste patamar tolerável é que torna a presença do elemento químico perigosa.

As indústrias tradicionalmente responsáveis pela maior produção de

resíduos perigosos são as metalúrgicas, as indústrias de equipamentos eletro-

eletrônicos, as fundições, a indústria química e a indústria de couro e borracha.

9

Dentre os mais recentes acidentes ambientais ocorridos no Brasil,

alguns merecem destaque pela magnitude do impacto gerado nas

comunidades e no meio ambiente das regiões onde ocorreram:

• 1960 a 1993 - Contaminação da água e do solo devido ao abandono

de 500 mil toneladas de escória de chumbo pela COBRAC, em Santo

Amaro da Purificação / BA;

• 1984 – Duto da Petrobrás deixa vazar gasolina, provocando um

incêndio que matou 93 pessoas em Cubatão;

• 1987 – Acidente com césio em Goiânia (maior acidente radioativo

metropolitano do mundo);

• 2000 – A maior estatal brasileira, a Petrobrás, é responsável, no dia

18 janeiro, pelo derramamento de mais de 1 milhão de litros de óleo na

baía de Guanabara. Em julho do mesmo ano, mais um acidente. Desta

vez, cerca de 4 milhões de litros de óleo cru vazam de refinaria em

Araucária (PR), atingindo os rios Barigui e, posteriormente, o Iguaçu;

• 2001 – Ocorrência de benzeno no solo em São Paulo;

• 2003 - Um dos dois reservatórios de rejeito da Indústria Cataguases

de Papel se rompe, liberando 1,2 bilhões de litros de resíduos. A

poluição atingiu o córrego Cágados e depois o Rio Pomba, em Minas,

que por sua vez contaminou o Rio Paraíba do Sul, no Rio de Janeiro,

chegando até ao mar;

• 2007 – Contaminação de rios e cidades em MG e RJ, devido ao

rompimento da barragem de decantação da lama vermelha (resíduo de

bauxita), de responsabilidade da empresa Mineradora Rio Pomba

Cataguases.

Estes são apenas alguns casos que ocorreram nas duas últimas

décadas e que tiveram repercussão nacional. Há, ainda, uma lista inesgotável

de pequenos acidentes regionais que impactaram comunidades locais e que

não tiveram tanta repercussão, seja por sua baixa magnitude, pequena

10

influência em outras regiões ou, até mesmo, por acobertamento das

autoridades locais.

Quando se pensa em problemas ambientais decorrentes de processos

industriais, é comum pensar apenas em acidentes como os citados acima. No

entanto, o processo de extração de matérias primas e a disposição inadequada

de resíduos também são responsáveis por impactos fortíssimos ao meio

ambiente. Para ilustrar, podem-se observar na Figura 2.2, impactos

decorrentes de mineração predatória e disposição de lixo nas ruas de grandes

centros.

Figura 2.2. Impactos ambientais gerados pela (A) mineração predatória e (B)

disposição inadequada de resíduos nas grandes cidades.

Assim sendo, a reutilização e a reciclagem dos resíduos podem ajudar a

diminuir parte destes problemas. A efetivação destes processos proporciona

uma menor quantidade de resíduos armazenados nos pátio de empresas e

passíveis de acidentes, como vazamentos, por exemplo; contribui para a

diminuição da exploração e uso mais racional das jazidas de matérias primas

virgens existentes e; reduz a quantidade de resíduos dispostos nas ruas sem

uma destinação adequada.

Evidentemente, a melhoria dos processos industriais, com tecnologias

mais limpas e que tenham menor desperdício, bem como a utilização de

matérias primas de maior pureza e produtividade, também são fatores

preponderantes.

(A) (B)

11

Segundo KRAEMER [3], as mudanças ainda são lentas na diminuição

do potencial poluidor do parque industrial brasileiro, principalmente no tocante

às indústrias mais antigas, que continuam contribuindo com a maior parcela da

carga poluidora gerada e elevado risco de acidentes ambientais, sendo,

portanto, necessários altos investimentos de controle ambiental e custos de

despoluição para controlar a emissão de poluentes, o lançamento de efluentes

e o depósito irregular de resíduos perigosos.

2.3 Legislação e Normalização Vigente para Resíduos Sólidos no Brasil.

Segundo levantamentos feitos pelo CIMM [5], em nível mundial, o

conceito de impacto ambiental sob termos jurídicos data do período da

revolução industrial e tem sido alterado de forma dinâmica. No entanto, a

adoção de sistemáticas para a avaliação de impactos ambientais teve início

somente na década de 60.

Um dos países pioneiros na determinação de dispositivos legais para a

definição de objetivos e princípios da política ambiental foi os Estados Unidos.

Isto se deu por meio da Lei Federal denominada "National Environment Policy

Act - NEPA" aprovada em 1969. Diante dos reflexos da aplicação do NEPA,

organismos internacionais como ONU (Organização das Nações Unidas), BID

(Banco Interamericano de Desenvolvimento) e BIRD (Banco Internacional para

Reconstrução e Desenvolvimento) passaram a exigir em seus programas de

cooperação econômica a observância dos estudos de avaliação de impacto

ambiental.

No Brasil, as normas e leis referentes aos resíduos sólidos e ao meio

ambiente em geral estão entre as mais rígidas e completas do mundo.

Infelizmente, na maior parte do país, estas leis não são cumpridas, tendo como

conseqüência diversos danos ambientais.

No âmbito federal, o primeiro dispositivo legal associado à Avaliação de

Impactos Ambientais deu-se por meio da aprovação da Lei Federal 6.938, de

31.08.1981, que estabelece a Política Nacional de Meio Ambiente, constituindo

o Ministério de Meio Ambiente como órgão superior e tendo a atribuição geral

12

do controle, gerenciamento e fiscalização das questões ambientais. A este

ministério estão ligados o CONAMA e o IBAMA, que atuam a nível nacional,

além de suas ramificações a nível estadual e municipal (Figura 2.3).

Figura 2.3. Hierarquia dos órgãos, segundo a Lei da Política Nacional de Meio

Ambiente (Lei 6.938/81).

Desta forma, passou-se a exigir que todos os empreendimentos

potencialmente impactantes procedessem, dentre outras obrigações: (a) a

identificação dos impactos ambientais; (b) a caracterização dos efeitos

negativos; (c) a definição de ações e meios para mitigação dos impactos

negativos.

Podemos citar ainda a Constituição Brasileira em seu Artigo 225, que

dispõe sobre a proteção ao meio ambiente:

13

A Lei dos Crimes Ambientais (Lei 9.605/98) reordena a legislação

ambiental brasileira no que se refere às infrações e punições. A partir dela, a

pessoa jurídica, autora ou co-autora da infração ambiental, pode ser

penalizada, chegando à liquidação da empresa, se ela tiver sido criada ou

usada para facilitar ou ocultar um crime ambiental. A seguir, são apresentados

trechos desta lei referentes à emissão de resíduos.

Dentre as leis associadas às questões ambientais, podemos enumerar a

Lei 6.803/80, que dispõe sobre as diretrizes básicas para o zoneamento

industrial em áreas críticas de poluição; as resoluções do Conselho Nacional

do Meio Ambiente - CONAMA 001/1986, 237/1997, 257/263 e 258, que

dispõem, respectivamente, sobre impactos ambientais; licenciamento

ambiental; pilhas e baterias; e pneumáticos. Além disso, a questão é

amplamente tratada nos Capítulos 19, 20 e 21 da Agenda 21 (Rio-92).

Uma relação das principais leis, resoluções e normas brasileiras

referentes aos resíduos sólidos é apresentada no anexo B.

Lei de Crimes Ambientais (Lei 9.605/98)

“Art. 33. Provocar, pela emissão de efluentes ou carreamento de materiais, o perecimento de espécimes da fauna aquática existentes em rios, lagos, açudes, lagoas, baías ou águas jurisdicionais brasileiras: Pena - detenção, de um a três anos, ou multa, ou ambas cumulativamente. ............................... § 2º. Se o crime: (...) V - ocorrer por lançamento de resíduos sólidos, líquidos ou gasosos, ou detritos, óleos ou substâncias oleosas, em desacordo com as exigências estabelecidas em leis ou regulamentos: Pena - reclusão, de um a cinco anos.”

Artigo 225 da Constituição Federal do Brasil

“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 para as presentes e futuras gerações.”

14

Existem ainda as leis estaduais e até mesmo municipais, mas que não

serão abordadas por serem específicas de cada região e mais passíveis de

mudanças.

Outra forma de pressionar as empresas geradoras de resíduos sólidos é

a criação das ISO´s (International Standards Organization). No início da década

de 90 do século passado, a ISO viu a necessidade de se desenvolverem

normas que falassem da questão ambiental e tivessem como intuito a

padronização dos processos de empresas que utilizassem recursos tirados da

natureza e/ou causassem algum dano ambiental decorrente de suas atividades

[6]. Assim, surgiu a ISO 14000, uma série de normas que estabelecem

diretrizes sobre a gestão ambiental dentro de empresas.

As principais ações de controle da ISO 14000 são:

• minimização dos riscos de acidentes pela manipulação de resíduos

perigosos;

• disposição de resíduos em sistemas apropriados;

• promoção de controle eficiente do sistema de transporte de resíduos

perigosos;

• proteção à saúde da população em relação aos riscos potenciais

oriundos da manipulação, tratamento e disposição final inadequada;

• intensificação do reaproveitamento de resíduos industriais;

• proteção dos recursos não renováveis, bem como o adiamento do

esgotamento de matérias-primas;

• diminuição da quantidade de resíduos e dos elevados e crescentes

custos de sua destinação final;

• minimização dos impactos adversos, provocados pelos resíduos no

meio ambiente, protegendo o solo, o ar e as coleções hídricas superficiais

e subterrâneas de contaminação.

A elaboração da ISO 14000 foi de grande incentivo para que as empresas

investissem na gestão eficiente de seus resíduos. Afinal, este tratamento

implica em custos para empresa, pelo menos, inicialmente. Aquelas que

15

aderiam a esta conscientização ficavam numa situação de concorrência

bastante difícil em relação às que não o faziam. Com sua implementação,

empresas que se preocupam com a questão ambiental passam a ter cada vez

mais respaldo por parte dos consumidores e usam estes investimentos para a

melhoria da imagem e conseqüente aumento de vendas.

Quanto aos resíduos sólidos, no Brasil, as normas que classificam,

normalizam a amostragem, os ensaios de lixiviação/solubilização e a obtenção

de seus substratos são as NBR’s 10004 (“Resíduos Sólidos – Classificação”),

10005 (“Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos”),

10006 (“Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos

sólidos”) e 10007 (“Amostragem de resíduos sólidos”).

A NBR 10004 classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos

potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que possam ser

gerenciados adequadamente. A periculosidade do resíduo é analisada em

função de suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas. A

classificação dos resíduos envolve a identificação do processo ou atividade que

lhes deu origem e de seus constituintes e características, além da comparação

destes constituintes com listagens de resíduos e substâncias cujo impacto à

saúde e ao meio ambiente é conhecido. De acordo com a NBR 10004/2004, os

resíduos sólidos podem ser classificados como:

• Classe I – perigosos: são aqueles que, em função de suas

características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxidade

ou patogenicidade, apresentam riscos à saúde ou ao meio ambiente;

• Classe II – Não perigosos

II A – não inertes: são aqueles que podem apresentar características de

combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade, sem se

enquadrarem na classe I;

II B – inertes: são aqueles que, por suas características intrínsecas, não

oferecem riscos à saúde e que não apresentam constituintes solúveis

em água em concentrações superiores aos padrões de potabilidade.

16

Levando em consideração os tipos de resíduos citados no item 2.1, são

apresentadas, na Tabela 2.1, as possíveis classes que estes resíduos podem

se enquadrar e os responsáveis por estes resíduos.

Tabela 2.1. Origem, possíveis classes e responsáveis pela geração dos

diversos tipos de resíduos sólidos.

Origem Possíveis Classes Responsável

Domiciliar II-A Prefeitura

Comercial II-A, II-B Prefeitura

Industrial I, II-A, II-B Gerador do resíduo

Público II-A, II-B Prefeitura

Serviços de saúde I, II-A, II-B Gerador do resíduo

Portos, aeroportos e ferrovias I, II-A, II-B Gerador do resíduo

Agrícola I, II-A, II-B Gerador do resíduo

Construção II-B Gerador do resíduo

A NBR 10005 fixa os requisitos exigíveis e o método para a obtenção de

extrato lixiviado de resíduos sólidos, visando diferenciar os resíduos

classificados pela NBR 10004 como classe I - perigosos e classe II – não

perigosos. Lixiviação é o processo para a determinação da capacidade de

transferência de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes no resíduo

sólido, por meio de dissolução no meio extrator.

A NBR 10006 fixa os requisitos exigíveis e método para a obtenção de

extrato solubilizado de resíduos sólidos, visando diferenciar os resíduos

classificados pela NBR 10004 como classe II A – não inertes e II B – inertes.

Os procedimentos para a amostragem de resíduos sólidos são

apresentados na NBR 10007, seja o resíduo homogêneo ou composto. A

norma estabelece diretrizes para a preparação, amostragem, identificação e

ficha de coleta, além de requisitos de segurança e transporte.

Um resumo do procedimento para a classificação de resíduos industriais

é mostrado na Figura 2.4.

17

Resíduo inerte classe II B

Resíduo perigoso classe I

Resíduo não-inerte classe II A

Possui constituintes que são solubilizados em

concentrações superiores ao anexo G?

Resíduo não perigoso classe II

Tem características de: inflamabilidade,

corrosividade, reatividade, toxidade ou

patogenicidade?

Consta nos anexos A ou B?

Residuo

O resíduo tem origem conhecida?

Não

Não

Não

Sim

Sim

Sim

Não

Sim









patogenicidade?


Residuo










patogenicidade?


Residuo










patogenicidade?


Residuo










patogenicidade?


Residuo








patogenicidade?


Residuo









patogenicidade?


Residuo





patogenicidade?


Residuo




patogenicidade?



patogenicidade?


Residuo




Residuo


Não

Não

Não

Sim

Sim

Sim

Não

Sim

Figura 2.4. Caracterização e classificação de resíduos sólidos segundo a NBR

10004/2004.

19

3 METODOLOGIA DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS

Para o estabelecimento de um plano de gerenciamento de resíduos

sólidos com o objetivo de se desenvolver produtos que venham a agregar valor

a estes rejeitos anteriormente descartados, gerando gastos para a empresa,

propõe-se uma seqüência de etapas que compõem esta metodologia.

Como já explicitado anteriormente, esta metodologia não tem a intenção

de ser uma receita para todos os casos de resíduos industriais. Assim, o seu

escopo geral, pode sofrer algumas adaptações, de acordo com características

regionais (cultura, mercado, etc.).

As principais etapas a serem apresentadas são: a conscientização dentro

da empresa da necessidade de se destinar adequadamente os resíduos; uma

análise ampla da literatura (artigos, trabalhos e patentes); a análise preliminar

de mercado e clientes alvo; análise das leis e normas vigentes sobre o produto

a ser proposto; verificação da viabilidade técnico-econômica; testes em escala

laboratorial e protótipo e; transferência de tecnologia para o mercado. Com

exceção da última, estas etapas podem ser resumidas no ciclo mostrado na

Figura 3.1, abaixo.

Figura 3.1. Ciclo de etapas da metodologia proposta para o gerenciamento de

resíduos.

20

Um questionário padrão que aborda todas estas questões é proposto no

anexo C.

3.1 Início: Conscientização na Empresa e Conhecimento dos Resíduos Gerados.

Apesar de parecer uma etapa óbvia e até mesmo redundante, constitui-se

muitas vezes na etapa mais difícil de ser implementada. Caso não haja uma

firme disposição da direção de uma empresa em desenvolver mercado para os

seus resíduos, dificilmente um projeto de pesquisa terá sucesso completo por

várias razões. Segundo JOHN & ÂNGULO [7], existem quatro fatores

preponderantes:

• O estabelecimento de um processo de reciclagem somente será

possível se o reciclador tiver confiança na estabilidade do

fornecimento de sua matéria-prima (o resíduo) por período

suficientemente longo a amortizar seu investimento;

• Em boa parte das vezes, o desenvolvimento de uma aplicação

comercial para um resíduo demandará o conhecimento dos processos

internos da empresa que definem as características dos resíduos;

• A reciclagem do resíduo exigirá uma mudança na cultura da

empresa: o lixo vira um novo produto comercial. Na verdade, o

resíduo-produto ainda estará sujeito às restrições legais aplicáveis aos

resíduos. O(s) consumidor(es) deste novo produto demanda(m) níveis

de qualidade constantes e prazos de fornecimento, e o processo

necessita ser ajustado para atender a essa demanda e;

• A maximização dos benefícios da reciclagem do resíduo poderá

requerer mudanças no processo de produção ou gestão dos resíduos,

de forma a aumentar a reciclabilidade, o que pode, inclusive, alterar a

formulação do produto.

21

Pelo fato de estarmos num sistema capitalista, por mais forte que seja o

apelo ambiental, a possibilidade de redução dos custos de gerenciamento de

resíduos ou até mesmo o aumento do faturamento é sempre o argumento

central para o inicio de um projeto de reaproveitamento de resíduos.

Segundo estudos anteriores, os custos ambientais podem chegar a até

20% dos custos totais da empresa, incluindo custos de disposição em aterro,

tratamento, transporte, licenciamento ambiental, etc. Além destes custos

diretos, existem os custos indiretos, como o desgaste da imagem da empresa

devido à sua gestão ambiental ineficiente, que pode levar a confrontos com

organizações sociais e perda de consumidores [7].

Assim, um bom projeto resume-se ao esquema proposto na Figura 3.2.

Figura 3.2. Ganho de valor do resíduo conforme a aplicação do produto for se

consolidando e descobrindo os seus nichos de aplicações

(adaptado de CORNELISSEN [8]).

Segundo CALDERONI [9], os fatores econômicos, ambientais e sociais

mais relevantes que levam ao incentivo à reciclagem são:

• A exaustão das matérias-primas naturais;

22

• Custos crescentes de obtenção de matérias-primas;

• Economia de energia;

• Indisponibilidade e custo crescente dos aterros sanitários;

• Custos de transportes crescentes;

• Poluição e prejuízos à saúde pública;

• Geração de emprego e renda e;

• Redução dos custos de produção.

Caso não exista esta sinergia entre o gerador, o reciclador, os

pesquisadores e os consumidores, estas pesquisas estarão limitadas apenas a

aspectos de conhecimento básico e/ou pesquisas essencialmente acadêmicas,

de valor significativo, mas sem o alcance ambiental e social mais imediato [7].

Havendo este comprometimento do gerador, deve-se então partir para

um bom conhecimento do(s) resíduo(s) gerado(s). Afinal, só assim pode-se

pensar em alternativas de aplicação para este(s) resíduo(s).

Uma boa caracterização engloba uma composição química completa,

análise mineralógica, microestrutural, características físicas e outras

características relevantes, como poder calorífico, condutividade térmica,

radioatividade, etc.

Por se tratarem de resíduos, é fundamental também saber o risco

ambiental deste material, com a caracterização de metais pesados presentes

mesmo em pequenas concentrações, quantificação de íons solúveis, dentre

outros, o que pode ser feito por meio de uma análise de lixiviação/solubilização.

Os resíduos, diferentemente de muitas matérias-primas convencionais,

não podem ser identificados apenas pelo nome. Suas composições variam

bastante em função das matérias primas (tipo e pureza) e equipamentos

utilizados na fábrica, bem como acondicionamento após geração. Para ilustrar

esta variabilidade, é mostrado na Figura 3.3 um gráfico com a composição

encontrada para a escória de aciaria, com destaque para a variação dos teores

de CaO, SiO2 e FeO.

23

Figura 3.3. Variabilidade dos teores de compostos presentes em diversas

escórias de aciaria, no Brasil [10].

3.2 Estudo da Literatura.

Esta é uma etapa muito importante de todo o processo. Afinal de contas,

não há a necessidade de se “reinventar a roda” ou investir numa pesquisa já

realizada em algum lugar e cujo produto final esteja protegido por uma patente.

Constitui-se numa etapa exaustiva de busca em banco de dados de

artigos científicos e, principalmente, patentes. Muitas vezes é mais

compensatório investir numa pesquisa já em andamento com um grupo de

pesquisadores reconhecidamente competentes do que iniciar um projeto que

pode ter resultados satisfatórios somente após o produto final estar registrado

por outro grupo, com direitos devidamente protegidos.

É importante ressaltar que deve haver uma compatibilidade, também,

entre a quantidade de resíduo gerada e a alternativa proposta. Observam-se

alguns estudos que propõem soluções para resíduos de forma bastante

satisfatória, mas que, no entanto, eliminariam o passivo do gerador em apenas

alguns meses. Isso pode ocorrer devido a uma pequena geração deste resíduo

ou pelo aproveitamento de grandes volumes por meio da tecnologia proposta.

24

Em ambos os casos, são projetos insustentáveis, pois não são interessantes

para o gerador, que terá que investir nesta tecnologia e verá esta nova

produção sendo paralisada em alguns meses devido à ausência do insumo (no

caso, o resíduo). E, obviamente não é de interesse de ninguém o aumento da

quantidade de resíduo gerado para atender a esta demanda.

Após devidamente caracterizado, o resíduo deve passar por uma fase de

análise de possíveis produtos gerados a partir dele, à luz da analise da

literatura. Estes produtos, evidentemente, devem possuir matérias-primas com

características compatíveis com o(s) resíduo(s) em questão. Assim, propõe-se

a criação de uma “matriz de oportunidades”, que consiste em um inventário dos

resíduos gerados pela empresa e possíveis aplicações. Na Figura 3.4, é

apresentado um modelo desta matriz para um processo industrial que engloba

3 etapas e gera dez tipos de resíduos em toda a cadeia produtiva.

Figura 3.4. Matriz de oportunidades com o inventário das alternativas de

reciclagem para os resíduos gerados.

25

3.3 Análise de Mercado e Possíveis Clientes Alvo.

Depois de observadas as possibilidades de utilização do(s) resíduo(s)

gerado(s) na empresa, deve-se fazer um estudo cuidadoso do mercado a que

estas possibilidades possam atender.

Entre as principais preocupações, estariam:

• Definição do(s) cliente(s) alvo;

• Estimativa do volume potencial de consumo;

• Determinação dos requisitos particulares do(s) cliente(s) alvo;

• Definição de tratamentos prévios necessários aos resíduos;

• Determinação de fatores que motivariam o(s) cliente(s) alvo (redução

de custos, agregação de valor, etc.);

• Distribuição geográfica dos clientes alvo (custos logísticos e

eventuais danos ambientais)

Estes fatores devem ser analisados minuciosamente, pois, por exemplo,

dependendo da quantidade de resíduo a ser utilizada, a distância de transporte

pode ser um fator limitante, tanto pelo aumento do custo final, quanto pela

existência de leis que restringem o transporte de alguns tipos de resíduos por

grandes distâncias e, até, entre estados que apresentam leis próprias.

3.4 Análise de Leis e Normas Vigentes.

Observadas as possibilidades e a existência de um mercado consumidor,

o próximo passo seria o desenvolvimento do novo produto. No entanto, deve-

se pensar em parâmetros de desempenho para estes novos produtos.

Um produto que não atenda às exigências de qualidade e segurança

propostas pelos órgãos competentes, tais como ABNT, INMETRO, ANVISA,

CONAMA, dentre outros, não poderá ser comercializado. Assim sendo, a

análise destas leis e normas torna-se fundamental.

26

Para ilustrar o que foi dito, será utilizado como exemplo, o processo de

fabricação de telhas cerâmicas. Este é um produto que apresenta grandes

possibilidades de incorporar diversos tipos de resíduos perigosos e é um dos

mais estudados como absorvedor de resíduos em todo o mundo.

Para atender as exigências mínimas de desempenho, ela dever ser

aprovada em todos os itens existentes na ABNT NBR 15310 – “Componentes

cerâmicos - Telhas - Terminologia, requisitos e métodos de ensaio”. Entre

estes itens, está a verificação da impermeabilidade, a determinação da massa,

da absorção de água e da carga de ruptura à flexão.

O INMETRO, além do exigido pela NBR 15310, exige a padronização de

alguns fatores, tais como dimensões nominais (altura, comprimento e largura) e

empenamento.

Por questões de saúde pública, a ANVISA, juntamente com o CONAMA,

proibiu o uso de fibras de amianto para a produção de telhas e outros artefatos.

Assim, devem ser feitos análises de lixiviação e solubilização para saber se

estes novos produtos contendo resíduos não fazem mal à saúde pública.

Só após o conhecimento de todas estas leis, normas e resoluções é que

se deve partir para a criação e avaliação de um novo produto.

3.5 Analise da Viabilidade Técnico-Econômica.

A ênfase em viabilidade do mercado é um compromisso com a eficácia

da pesquisa, pois os benefícios sociais de um processo de pesquisa somente

vão se realizar na sua totalidade se o novo produto produzido gerar empregos,

reduzir o volume de aterros, consumir resíduos em vez de recursos naturais e

evitar a contaminação do ambiente ou o comprometimento da saúde da

população [7].

Dentre as alternativas propostas na Figura 3.4, serão consideradas mais

favoráveis aquelas que [7]:

a) minimizem a necessidade de separação, classificação e

transformação industrial do resíduo;

27

b) minimizem impactos de transporte do resíduo até a planta de

transformação e da planta até o mercado consumidor;

c) minimizem o risco de lixiviação ou volatilização de eventuais fases

perigosas presentes, preferencialmente em aplicações em que não

se tenha contato com seres humanos ou lençóis freáticos;

d) não utilizem ou liberem produtos tóxicos;

e) resultem potencialmente em produto reciclável;

f) resultem potencialmente em um novo produto com vantagem

competitiva potencial sobre os existentes no mercado;

g) apresentem baixo risco de fracasso no processo de pesquisa e

desenvolvimento, comparado com o retorno financeiro potencial; e

apresentem o mais alto potencial de retorno financeiro.

Dentro deste contexto, podem-se observar os projetos mais viáveis pela

análise do gráfico apresentado na Figura 3.5.

Figura 3.5. Exemplo de gráfico para análise de projetos mais atrativos, em

função dos custos operacionais e do volume de resíduo

adicionado.

28

Assim, os melhores projetos são aqueles utilizam uma grande quantidade

de resíduos (em relação à quantidade gerada) e tenham um baixo custo

operacional. Às vezes, para uma mesma utilização, projetos que utilizem

resíduos diferentes podem ter importâncias diferentes. É o caso da cerâmica

vermelha, na Figura 3.5, que utiliza uma grande quantidade do resíduo “A”

gerado (em %) e precisa de baixos custos operacionais para seu

aproveitamento. O mesmo não ocorre com o resíduo “B”, de características

diferentes.

Outro fator que deve ser observado é a reciclabilidade do novo produto,

para que este, ao fim de sua vida útil, não se converta em um resíduo [11].

Caso o resíduo não seja reciclável, resultará numa quantidade ainda maior de

resíduo após o seu uso.

Uma boa ferramenta é a análise do ciclo de vida (ACV), que consiste no

inventário quantitativo e qualitativo de todos os insumos consumidos e dos

resíduos sólidos e demais poluentes liberados no ambiente, durante todo o

ciclo de vida do produto ou serviço [12].

Assim, depois de observadas todas estas variáveis de processo, parte-se,

então, para a elaboração de um produto em escala reduzida, ao nível

laboratorial. Um teste de desempenho técnico e ambiental, frente às normas

vigentes (ABNT, INMETRO, CONAMA, EPA, etc), com o objetivo de ter uma

estimativa da performance do novo produto. Obviamente, nestes testes devem-

se utilizar tecnologias similares ao esperado na escala industrial.

Como exemplo, podemos citar a ISO 6241 (Performance standards in

building; Principles for their preparation and factors to be considered), que trata

dos padrões de desempenho para as construções. Segundo esta ISO, os

requisitos de qualidade que devem ser atendidos são:

• Segurança estrutural, ao fogo e ao uso;

• Impermeabilidade ao ar e à água;

• Pureza do ar;

• Higiene;

• Conforto táctil, antropodinâmico, higrotérmico e visual e;

• Economia.

29

Pode-se acrescentar ainda alguns fatores como adaptabilidade,

adequação ao ambiente, durabilidade, dentre outros.

Assim, se os resíduos forem utilizados na produção de um material para

construção, deve atender, no mínimo, a estas exigências. Além disso, ainda

existem as normas específicas para cada produto, como mostrado no item 3.4.

Após a verificação de desempenho do novo produto, deve ser feita uma

análise de viabilidade econômica. Uma dúvida que pode surgir é quanto à

ordem destas duas análises apresentadas neste item. Pede-se que sejam

feitas na ordem sugerida, pois, muitas vezes, frente às tecnologias disponíveis

no momento, um novo produto pode não ser competitivo no mercado. No

entanto, esta realidade pode mudar com o passar dos anos e o surgimento de

novos mercados.

Como exemplo para isso, podemos citar a utilização do cimento de

fosfato de magnésio para encapsular resíduos perigosos e se tornar um novo

material para construção [13]. Apesar de apresentar um produto com

desempenho excelente, o preço ainda não é competitivo no mercado. Mas isso

não significa que, no futuro, não possa ser, pois, as dificuldades do processo,

que encarecem o produto, tendem a ser superadas.

E, segundo SKINNER apud JOHN [14], “A reciclagem somente ocorre

quando estes novos materiais são incorporados aos produtos em condições de

concorrência”.

A viabilidade econômica de um determinado processo de reciclagem é,

então, um problema de cunho essencialmente local, pois os preços dos

produtos e custos de deposição em aterro são definidos localmente. Por isso, a

importação de experiências entre países diferentes ou até mesmo regiões

diferentes não é indicada [7].

Assim sendo, é necessária uma análise cuidadosa dos custos de

implementação (incluindo modificações na planta e pré-tratamento do resíduo,

se necessário), operação (máquinas com metal resistente à corrosão ou

equipamentos de proteção para os trabalhadores, por exemplo), manutenção e

gastos com publicidade para aumentar a aceitação do produto no mercado.

30

Os custos de disposição de resíduos em aterro incluem também

embalagem, tratamento, transporte, licenciamento ambiental, etc. Além dos

custos diretos, existem os custos indiretos, como o desgaste da imagem da

empresa devido à sua gestão ambiental ineficiente, que pode levar a

confrontos com organizações sociais e perda de consumidores. Esse é um

outro fator que pode determinar o interesse econômico por uma tecnologia de

reciclagem [11]. Alguns trabalhos apontam também para o baixo custo dos

resíduos utilizados como matéria-prima, em relação aos materiais tradicionais

[15].

Observados fatores positivos e negativos, a empresa pode chegar à

conclusão se a tecnologia a ser proposta, no momento, é rentável ou não. E

determinar quanto ela pode investir no seu aperfeiçoamento.

3.6 Testes de Desempenho em Escala Real - Protótipo.

Após chegar à conclusão da efetividade da tecnologia proposta em

escala laboratorial e de sua aparente viabilidade econômica, faz-se necessária

a realização de testes em escala igual à que o novo produto será exigido.

Dessa forma, pode-se simular de forma mais confiável todas as situações

a que este produto será submetido e serão observadas todas as reais

dificuldades de sua produção.

Muitas vezes, resultados observados em laboratórios não são

confirmados quando se utiliza o produto em escala real. Isso se deve ao fato de

haver, nos laboratórios, um ambiente altamente controlado (tanto na execução

quanto no controle da presença de agentes externos) ou até mesmo pela não

realização de alguns testes, que só podem ser realizados no produto “real”.

Somente após a confirmação destes resultados em um protótipo é que

podemos garantir que o novo produto (ou material) está apto a ser lançado no

mercado, sem receios quanto ao seu desempenho técnico e ambiental.

31

3.7 Transferência de Tecnologia para o Mercado.

Para se completar o processo de reciclagem de forma efetiva, o novo

produto ou material deve entrar no mercado em escala comercial. O conceito

de sinergia através de resíduos, apresentado pelo BCSD-GM apud JOHN [7],

sugere que o sucesso da reciclagem vai depender também da colaboração

entre os diversos atores do processo: geradores do resíduo, potenciais

consumidores do resíduo, agências governamentais encarregadas da gestão

do ambiente e das instituições de pesquisa envolvidas.

É necessário convencer e provar aos consumidores finais a competência

técnica e o baixo risco ambiental do novo produto e acompanhar a sua

implementação para passar credibilidade e confiança a estes consumidores.

Devem-se assumir todos os riscos de desempenho deste produto até que ele

se torne comum. E acompanhar o processo se torna importante para que erros

de execução, muito freqüentes, por exemplo, na construção civil, não

transformem um produto de boa qualidade no grande vilão de uma eventual

falha.

33

4 ESTUDOS DE CASOS.

Com o objetivo de mostrar parte da etapa de seleção de alternativas para

a utilização destes resíduos, realizaram-se estudos de dois casos, utilizando

para tal, dois resíduos com características bastante distintas. O resíduo “A”

apresenta uma pequena geração anual. No entanto, é um resíduo de altíssima

periculosidade e deve ser tratado com cuidado. Já o resíduo “B” não é tão

perigoso e, apesar do pH bastante elevado; o seu grande problema é a

quantidade gerada, com um grande passivo ambiental à empresa.

Para os dois resíduos, realizaram-se alguns estudos preliminares que

mostram a viabilidade da utilização destes em uma das alternativas possíveis,

que seria a utilização como aditivo em argamassas de cimento Portland.

4.1 Conscientização na Empresa

Por mais que o apelo ambiental tenha crescido bastante nos últimos

anos, a conscientização por parte da empresa no sentido de tomar iniciativas

para o tratamento eficaz dos resíduos deve basear-se em questões

econômicas.

Nos dois resíduos que serão utilizados como exemplos, foram realizadas

apresentações às diretorias e gerências das áreas ambiental e de P&D

(Pesquisa e Desenvolvimento) das respectivas empresas geradoras.

Nestas apresentações, devem ser enfatizadas questões como:

• O elevado custo para se gerenciar o resíduo como um passivo

ambiental;

• A possibilidade de multas por alguma falha nesta gestão;

• A possibilidade de geração de novas receitas por parte da

empresa com a possível venda deste resíduo (transformando-o em

sub-produto);

• A possibilidade de melhoria da imagem da empresa por destinar

adequadamente seu resíduo;

34

Outras questões podem ser levantadas nestas reuniões, com o objetivo

de conscientizar a direção da empresa que vale a pena investir em um novo

modelo de gestão de resíduos.

4.2 Conhecimento dos Resíduos Gerados

A situação ideal para reciclagem de materiais é o uso do resíduo como

um material sem nenhuma transformação industrial. As atividades industriais

requerem consumo de energia elevado e, com o passar do tempo, geram

resíduo. Além disso, a utilização de materiais que não necessitem de elevado

grau de processamento reduz o montante de investimento necessário na planta

da indústria.

Dentro deste contexto, o resíduo “A” foi utilizado sem nenhum tipo de

processamento por já apresentar aspecto pulverulento, ideal para a adição à

matriz cerâmica. O resíduo “B”, que se apresenta pastoso, passou por um

processo de secagem e britagem para a geração de um pó.

A seguir, é apresentada uma caracterização detalhada dos resíduos

utilizados. Vale ressaltar que, somente depois desta caracterização é que se

pode pensar em alternativas de utilização de cada um dos resíduos.

4.2.1 Resíduo “A”

O resíduo “A” tem como principal problema ambiental a sua alta

periculosidade, com presença de elementos em teores acima dos permitidos

pelas normas, o que preocupa e dificulta seu tratamento e disposição. A

quantidade gerada não é tão significativa, como pode ser visto na Tabela 4.1.

Tabela 4.1. Geração anual do resíduo “A” no Brasil [13].

Ano 2003 2004 2005

Geração (ton/mês) 41,49 47,85 50,17

35

De acordo com estimativas não oficiais, a geração mundial deste resíduo

atinge um total de cerca de 310 toneladas por mês [13].

Como pode ser notado, com o aumento da produção de peças, tem-se

gerado cada vez mais resíduo, aumentando os custos de gerenciamento para a

empresa (atualmente realizado por uma indústria química ao custo de cerca de

R$ 400,00 por tonelada de resíduo, por meio, principalmente, de incineração e

co-processamento pela indústria cimenteira e de tintas), o que faz com que ela

busque alternativas mais viáveis de tratamento.

O resíduo “A” apresenta-se bastante complexo, com formas de partículas

variadas devido aos seus diversos constituintes (fibras metálicas, fibras

poliméricas e também fibra de vidro). Como pode ser visto nas micrografias

BSE, mostradas na Figura 4.1., a forma das partículas é bastante diversa

(Figura 4.1a). Por isso, a fração orgânica foi separada da fração inorgânica por

sedimentação e observadas distintamente. A fração orgânica apresenta

diversas formas, desde aproximadamente cúbica (Figura 4.1b), totalmente

indefinida (Figura 4.1c) ou até mesmo em forma de placa achatada (Figura

4.1d). A parte inorgânica apresenta o formato de bastões (Figuras 4.1e e 4.1f),

que são as fibras de vidro (caracterizadas por EDS), com diâmetro de cerca de

10 µm e comprimento bastante variado, atingindo valores superiores a 900 µm.

Pode ser observado, também, que estes bastões são maciços, de acordo com

a micrografia apresentada na figura 4.1.f, o que é de fundamental importância,

pois, se fossem vazados, alterariam completamente a quantidade de água

necessária para a elaboração dos traços das argamassas.

36

Figura 4.1. Micrografias do resíduo “A” obtidas por microscopia eletrônica de

varredura (MEV), mostrando: (a) aspecto geral; (b), (c), e (d)

diferentes formas da fração orgânica; (e) e (f) forma da fração

inorgânica.

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

37

Devido à sua complexidade, tentou-se verificar as fases presentes no

resíduo “A” pelo método de difração de raios X (DRX). No entanto, observou-se

uma dificuldade de análise muito grande, devido à grande superposição de

reflexões basais fazendo com que não fosse possível detectar com precisão as

fases presentes, como pode ser verificado pelo difratograma da Figura 4.2 e,

apesar da grande quantidade de elementos, só foi certificada a presença dos

óxidos de cádmio (Cd2O5), zinco (ZnO) e sódio (Na2O).

Figura 4.2. Difratograma de raios X do resíduo “A”.

Foi verificada também a distribuição de tamanho de partículas deste

material, num total de 5 análises, sendo que uma delas estava excessivamente

fora do padrão e foi descartada (curva pontilhada). Os resultados das quatro

análises observadas, assim como do valor médio encontrado (curva mais

espessa, em vermelho), são mostrados na Figura 4.3.

Como se pode observar, a distribuição é bastante ampla, variando de

0,1 µm a 100 µm e apresenta uma grande dispersão entre os resultados. Isto

se deve ao fato do material ser constituído de uma fração com formato de

bastões, como pôde ser visto na Figura 4.1. De acordo com o método de

análise utilizado, o diâmetro das partículas é dado pelas circunferências que as

10 20 30 40 50 60 70 80

2φ (graus)

Inte

nsid

ade

(u.a

.)

**

*

**

*

*

+

+

+

+*

●

●●●

+ Cd2O5

* ZnO• Na2O

38

circunscrevem. Assim, caso haja um bastão com cerca de 600 µm de

comprimento (como pode ser visto na Figura 4.1.a), teremos como resultado

uma partícula de 600 µm de diâmetro, o que prejudica bastante a análise deste

resultado e motivo pelo qual se deve utilizá-lo com muito cuidado.

0

20

40

60

80

100

0 1 10 100 1000

Diâmetro esférico equivalente (µm)

Freq

uênc

ia a

cum

ulad

a (%

)

Figura 4.3. Distribuição do tamanho de partículas resíduo “A”.

O material foi avaliado ainda quanto à fração de orgânicos e inorgânicos

presentes, utilizando o método de perda ao fogo, que consiste na determinação

da diferença de peso do material antes e após queima em mufla. A quantidade

de material restante representa a fração de inorgânico na amostra. Os valores

médios obtidos foram de 57,19% inorgânico e 42,81% de material orgânico

para uma amostra representativa do resíduo, o que explica o baixo peso do

material. Vale ressaltar que durante a calcinação ao ar, cátions metálicos

presentes no resíduo “A” pode ser oxidados e podem causar, assim, certa

imprecisão nos resultados [13].

Para um melhor conhecimento das características deste material, foram

verificados também os valores de área superficial, massa unitária e massa

específica do material, além do pH, de acordo com a Tabela 4.2.

39

Tabela 4.2. Resultados de caracterização física e de pH do resíduo “A”.

Grandeza Resíduo “A”

Área superficial específica 1,32 m2/g

Massa unitária 0,52 kg/dm3

Massa específica 2,08 kg/dm3

pH 12,55

Como pode ser observado, o resíduo “A” é um material bastante leve,

muito provavelmente devido à elevada quantidade de compostos orgânicos

(elastômeros) e apresenta elevada finura, semelhante ao cimento.

Como o principal foco deste trabalho é a inertização de resíduos sólidos,

foram feitos os ensaios de lixiviação/solubilização com o resíduo “A”, segundo

as NBR´s 10005 e 10006. O teor de voláteis foi de 1,79%. Demais resultados

podem ser vistos na Tabela 4.3, a seguir.

Os ensaios de solubilização e lixiviação mostram a periculosidade deste

resíduo, com um teor de chumbo quase 8 vezes superior ao limite estabelecido

pela NBR 10004, o que caracteriza este material como “resíduo perigoso”

(Classe I). Além disso, o valor de pH de uma solução numa concentração 1:1

foi de 12,5, valor que se encontra no limite normatizado no tocante à

corrosividade e que varia entre 2,0 e 12,5, o que já classifica o material como

perigoso.

Vários de seus componentes superaram os valores máximos permitidos

pela NBR 10004 para a solubilização, o que ainda classificaria este material

como “resíduo não perigoso não inerte” (Classe II-A). Estes componentes são

os cianetos, sódio, fenóis, sulfatos e surfactantes e estão destacados na tabela

4.3. No anexo A é apresentada uma lista que informa os malefícios que cada

um desses componentes traz à saúde humana.

40

Tabela 4.3. Resultados de solubilização e lixiviação do resíduo “A”, segundo as

NBR’s 10004, 10005 e 10006*.

Solubilizado Lixiviado Amostra Bruta

Resultado VMP Resultado VMP Resultado VMP Parâmetros

mg/L mg/L mg/L mg/L Mg/Kg mg/Kg

Arsênio < 0,01 0,01 < 0,01 1,0 < 0,2 1000,0

Bário 0,3 0,7 0,1 70,0 6385,0 #

Cádmio < 0,002 0,005 < 0,002 0,5 < 0,02 #

Chumbo < 0,01 0,01 7,8 1,0 < 0,2 1000,0

Cobre 0,09 2,00 x # 131000,0 #

Cromo Total < 0, 006 0,05 0,1 5,0 6,7 #

Manganês < 0,001 0,1 x # X #

Mercúrio < 0,001 0,001 < 0,001 0,1 < 0,1 100,0

Prata < 0.004 0,05 < 0,004 5,0 X #

Selênio < 0,01 0,01 < 0,01 1,0 < 0,5 100,0

Sódio 340,0 200,0 x # X #

Zinco 0,1 5,0 x # 15600,0 #

Ferro < 0,002 0,3 x # X #

Cianetos 0,4 0,07 x # 3,2 1000,0

Cloretos 24,9 250,0 x # X #

Fenóis 1,60 0,01 x # 2,4 10,0

Fluoretos < 0,01 1,5 < 0,01 150,0 X #

Nitratos 0,1 10,0 x # X #

Sulfatos 250,1 250,0 x # X #

Surfactantes 0,5 0,5 x # X #

VMP = Valor máximo permitido pela NBR 10004;

# = ausência de limite pela NBR 10004;

x =não solicitado pela NBR 10004.

* As células destacadas em preto referem-se aos elementos presentes no resíduo “A” que estão acima dos limites permitidos pela NBR 10004.

41

4.2.2 Resíduo “B”

O resíduo “B” tem como principal problema o grande volume gerado e

seu respectivo passivo ambiental nas áreas onde as indústrias geradoras estão

instaladas. Este fator sobressai-se, inclusive, em relação ao elevado pH

encontrado.

Para se ter uma idéia, geram-se, anualmente, 63 milhões de toneladas

deste resíduo sem destinação final adequada. Estes valores são uma

estimativa, visto que a quantidade de resíduo gerado depende do tipo de

matéria-prima, o que influenciará diretamente as suas propriedades físicas e

químicas [16].

Por apresentar-se na forma pastosa, o resíduo “B” foi seco e,

posteriormente, britado para que tivéssemos à disposição um material

pulverulento. As moendas utilizadas para realizar esta desagregação primária

(Figura 4.4.a) e secundária (Figura 4.4.b) são apresentadas a seguir.

Figura 4.4. Moendas utilizadas para desagregação (a) primária e (b) secundária

do resíduo “B”.

O teor de líquido presente inicialmente no resíduo é de cerca de 40%. Isto

significa que o teor de sólidos (que é de apenas 60%), que será utilizado neste

estudo de caso, na verdade, representa uma utilização de cerca de 1,67 vezes

mais resíduo (100/60). O ideal, se verificada a efetividade da adição deste

resíduo, é aproveitar a própria água constituinte como água de mistura da

(A) (B)

42

argamassa. Isto seria parte de uma nova etapa do projeto de pesquisa e

desenvolvimento.

A grande variabilidade das matérias-primas utilizadas reflete-se na

variação de sua composição química, como pode ser visto na Tabela 4.4. A

alta concentração de compostos ferrosos dá ao resíduo “B” uma cor vermelha

típica.

Tabela 4.4. Faixa de Variação da Composição Química do Resíduo “B” [16].

Composto Fe2O3 Al2O3 SiO2 Na2O CaO TiO2

Teor (%) 30 – 60 10 – 20 3 – 5 2 – 10 2 – 8 Traços – 10

As principais características físicas do resíduo “B” são apresentadas na

Tabela 4.5.

Tabela 4.5. Resultados de caracterização física e de pH do resíduo “B”.

Grandeza Resíduo “B”

Área superficial específica 20,27 m2/g

Massa unitária 0,63 kg/dm3

Massa específica 2,90 kg/dm3

pH (1 : 1) 12,95

Uma característica que chama a atenção é a área superficial do resíduo

“B”, bastante elevada, o que mostra ser este resíduo muito mais fino que o

próprio cimento Portland e o elevado pH, acima dos limites da norma.

Verificou-se, assim, da mesma forma que foi feito com o resíduo “A”, a

distribuição do tamanho de partículas e as fases presentes no resíduo “B”.

Estes resultados podem ser verificados na Figura 4.5 e pelo difratograma da

Figura 4.6.

43

0

20

40

60

80

100

0 1 10 100

Diâmetro equivalente (µm)

Freq

uênc

ia a

cum

ulad

a (%

)

Figura 4.5. Distribuição do tamanho de partículas resíduo “B” (resultado médio

de 5 determinações).

10 20 30 40 50 60 70 80

2φ (graus)

Inte

nsid

ade

(u.a

.)

+ SiO2

x Fe2O3

▲ Al2O3

● Al(OH)3

■ Na5Al3CSi3O15▲

+

+

+ + x

x

x

▲

▲ ▲

x

x

●

+

▲ ▲

■

■

■ ● x x

x

■ x

▲ ●

Figura 4.6. Difratograma de Raios X do resíduo “B”.

Entre as fases presentes, observa-se a presença do hidróxido de

alumínio [Al(OH)3], sílica (SiO2), hematita (Fe2O3), alumina (Al2O3), dentre

outros.

44

Para a verificação das formas das partículas presentes no resíduo “B”,

observaram-se estas partículas em um microscópio eletrônico de varredura

(MEV). As micrografias são mostradas na Figura 4.7.

Figura 4.7. Micrografias do resíduo “B” obtidas por microscopia eletrônica de

varredura (MEV), mostrando sua estrutura de flocos misturada a

placas soltas.

Como podemos observar nas micrografias da Figura 4.7, o resíduo “B”

apresenta uma estrutura floculada, associada a placas, que muito

provavelmente estão presentes devido à ineficiência do processo de moagem

do resíduo. É uma estrutura que favorece a adição às matrizes cerâmicas por

serem semelhantes à encontrada no cimento Portland.

(A) (B)

(C) (D)

45

Para a verificação da periculosidade ambiental, foram realizados ensaios

de lixiviação e solubilização.

Os ensaios de solubilização e lixiviação mostram que a periculosidade

deste resíduo, está associada, apenas, à presença de sódio acima do limite

estabelecido pela NBR 10004 (200 mg/L) e do seu elevado pH (12,95), que

caracterizam este material como “resíduo perigoso” (Classe I).

4.3 Estudo da Literatura e das Possibilidades de Utilização

Como já foi dito anteriormente, é essencial a busca nos bancos de

patentes e de artigos, dissertações e teses científicas para observar se já há

estudos que utilizem materiais com características semelhantes ao resíduo

gerado (matéria-prima natural ou resíduo gerado por outras empresas).

Com relação às patentes, aqui no Brasil, o órgão a ser procurado é o INPI

(Instituto Nacional de Propriedade Intelectual). Lá poderão ser observadas as

patentes registradas no Brasil e aquelas que estão em processo de finalização.

Em âmbito mundial, deve-se procurar o Derwent Innovations Index, o European

Patent Office, o United States Patent and Trademark Office, principalmente.

Caso não sejam encontrados registros específicos já registrados das

utilizações propostas, deve-se fazer uma busca em bancos de dados de

revistas nacionais e internacionais, sejam em portais de periódicos, como o da

CAPES ou SCIELO, no Brasil além da Web of Science, Scopus, CSA e

Compendex, que são internacionais. Outras fontes, menos indicadas por não

possuírem trabalhos de qualidade atestada por um periódico seriam os sites de

busca na internet (Google, Altavista, etc).

Com base nas características dos resíduos (item anterior) e das

experiências de sucesso e fracasso já estudadas, pode-se montar um quadro

semelhante ao apresentado na Figura 3.4. Este quadro é apresentado na

Tabela 4.6.

46

Tabela 4.6. Quadro de possibilidades de utilização dos Resíduos “A” e “B”.

As possibilidades de utilização apresentadas na Tabela 4.6 não são a

única alternativa de utilização para estes resíduos e não significa que, por

apresentarem características iniciais aparentemente compatíveis com um dado

processo, que estas utilizações terão sucesso.

Vale ressaltar que para se obter um quadro como este apresentado na

Tabela 4.6, deve-se ter à disposição profissionais com conhecimentos

específicos destas áreas, o que muitas vezes viabiliza a associação com

universidades e instituições de pesquisa.

Para a continuidade do projeto, será acompanhada uma das

possibilidades apresentadas na Figura 4.8. Escolheu-se a utilização de ambos

os resíduos como adição às argamassas de cimento Portland.

4.4 Análise de Mercado e Possíveis Clientes Alvo

Por se tratar da mesma destinação, a análise de mercado e de possíveis

clientes alvo é a mesma para os dois resíduos estudados.

47

O concreto de cimento Portland é atualmente o material manufaturado

mais utilizado no mundo e, a julgar pelas tendências mundiais, o futuro destes

materiais parece ser ainda mais promissor porque, para a maioria das

aplicações, oferecem propriedades adequadas a um baixo custo.

De acordo com os dados oficiais de produção de cimento fornecidos pela

Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP, que é de cerca de 40

milhões de toneladas anualmente, estima-se que 200 mil m3 (250 mil

toneladas) de concreto e argamassas sejam produzidos por ano no país.

Considerando que a proposta inicial é incorporar até 30% (em massa) do

resíduo às argamassas, estima-se que cerca de 160 mil toneladas do resíduo

podem ser utilizadas neste propósito.

Os clientes em potencial são todas as pequenas, médias e grandes

concreteiras e construtoras, bem como prefeituras das cidades próximas às

instalações da indústria geradora. Um interesse real de utilização do resíduo

está atrelada aos bons resultados do projeto de pesquisa proposto.

As grandes construtoras estão sempre atentas ao surgimento de novos

materiais e, vislumbrando redução no custo de manutenção de suas estruturas,

serão clientes em potencial consideráveis.

4.5 Análise de Leis e Normas Vigentes

Para a utilização de um novo produto em argamassas, deve-se atender

às exigências de desempenho de mercado e projeto.

As normas que estão associadas à determinação destas propriedades de

desempenho podem ser obtidas, em âmbito nacional, junto à ABNT

(Associação Brasileira de Normas Técnicas), INMETRO (Instituto Nacional de

Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), CITEC/IPT (Instituto de

Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A.).

Internacionalmente, podem-se buscar normas na ASTM (American

Society for Testing and Materials), Global Engineering, International Library

Service e National Resource for Global Standards.

48

Serão utilizadas apenas normas ABNT pelo fato das argamassas não

terem restrições muito severas para sua utilização.

4.6 Análise da Viabilidade Técnica

4.6.1 Métodos

a) Índice de Consistência (NBR 13276)

O índice de consistência é um importante parâmetro de desempenho

para argamassas de cimento Portland. Este índice reflete a trabalhabilidade da

massa, o que é de fundamental importância para a sua aplicabilidade. Após

determinado o traço a ser utilizado, preenche-se um molde tronco-cônico, de

acordo com a norma (3 camadas, com 5, 10 e 15 golpes de soquete,

respectivamente), liberando-o, a seguir.

São aplicados então 30 golpes, numa velocidade de 1 golpe por segundo,

na mesa de ensaio (flow table, Figura 4.8) e verifica-se o diâmetro da massa

espalhada, tendo como resultado uma média de 3 (três) determinações.

O diâmetro da base inferior do molde é de 100 mm (diâmetro inicial) e o

diâmetro que adotaremos como limite de trabalhabilidade é de 140 mm

(diâmetro limite).

Figura 4.8. Mesa de Ensaio (Flow Table) para a determinação do índice de

consistência.

49

b) Retenção de Água (NBR 13277).

A determinação da absorção de água dá um indicativo da água

necessária para o molhamento adequado das partículas da argamassa de

cimento Portland. Para esta determinação, seguiu-se a norma NBR

13277/2005.

Este ensaio resumi-se no preenchimento de um molde cilíndrico raso

(Mm) com dimensões pré-determinadas com a argamassa, pesando o conjunto

(Mma). A seguir, colocam-se uma rede de gaze e 12 filtros de papel

anteriormente pesados (Mse), aplicando-se uma carga de 2 Kg e aguardando

assim por 2 min e pesando a gaze e os filtros (Mf).

A determinação da retenção de água (RA) é dada pela equação 4.1,

sendo AF o fator água/argamassa fresca.

( )( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

−−×=

MmMmaAFMseMfRA 1100(%) (4.1)

c) Porosidade e Densidade Aparentes

Para a verificação da porosidade e da densidade aparentes das

composições foi utilizada uma técnica baseada no princípio de Arquimedes, em

que as amostras são pesadas ainda secas (Ms). A seguir, são imersas em água

e deixadas em repouso por 24 horas para que haja a saturação das mesmas.

Após esse período, são determinadas a massa imersa (Mi) e a massa úmida

(Mu). Assim, calculou-se a porosidade aparente (PA) e a densidade aparente

(DA), de acordo com as equações 4.2 e 4.3.

( )( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

×=MiMuMsMuPA 100(%) (4.2)

( )⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡−

×=MiMu

MsD LA ρ (4.3)

50

Sendo ρL a densidade do líquido com o qual se realiza o ensaio (neste

caso, a água, ρL = 1,0 g/cm3 a 25°C).

Foram realizadas medidas de densidade e porosidade com as amostras

em condições normais de cura (20 ± 1 °C e 70 ± 5%) e com as amostras

colocadas em estufa 24 horas antes do momento de imersão em água. Assim,

procurou-se observar a influência da água residual no material.

d) Absorção de Água por Capilaridade (NBR 9779)

Verificar a absorção de água por capilaridade das argamassas é muito

importante, pois uma absorção excessiva de água pode gerar a proliferação de

fungos e bactérias danosas ao usuário, além de outros problemas, como o

descolamento da argamassa e/ou do revestimento e o descascamento da

pintura.

Para a determinação da absorção de água por capilaridade, os corpos-

de-prova utilizados (3 corpos-de-prova por composição) devem estar com 28

dias de idade. Inicialmente, são secados em estufa por 24 horas e, após isso,

são resfriados à temperatura ambiente e têm suas massas determinadas.

Posicionam-se, então, os corpos-de-prova sobre suportes, preenchendo-

se com água a bandeja do recipiente de ensaio, de modo que o nível de água

permaneça constante e a (7±1) mm da base inferior do recipiente, e evitando a

molhagem de outras superfícies do corpo-de-prova. Durante o ensaio,

determina-se a massa dos corpos-de-prova com intervalos de tempo

normalizados pela NBR 9779.

Calcula-se, dessa forma, o coeficiente de absorção capilar, que

representa a massa de água absorvida por metro quadrado da argamassa em

contato com a água, em função da raiz quadrada do tempo decorrido até atingir

este ponto de absorção. Numericamente, este valor corresponde ao coeficiente

angular da reta proveniente do gráfico “absorção (kg/m2) x raiz do tempo

(min0,5)” até que seja atingido o ponto de saturação, como pode ser visto na

Figura 4.9.

51

0

5

10

15

20

25

30

35

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0

Raiz do tempo (min1/2)

Abs

orçã

o (k

g/m

2)

φ

Figura 4.9. Modelo da curva de absorção capilar de água em função da raiz

quadrada do tempo, segundo a NBR 9779 para a determinação do

coeficiente de absorção capilar (Tg φ).

e) Resistência Mecânica (NBR 7215).

O limite de resistência à compressão axial (Rc) é uma das propriedades

mais importantes em materiais frágeis, como as cerâmicas e é calculado pela

carga máxima suportada pelo corpo-de-prova (CP), dividida pela sua secção

original.

O atrito existente entre as placas da máquina de ensaios e as

extremidades dos CP’s de secção uniforme produz tensões que tendem a

retardar o escoamento nas regiões próximas aos contatos, produzindo um

gradiente de tensões ao longo do comprimento do CP. É por esta razão que a

base de medida para a deformação no ensaio de compressão deve ser tomada

sempre fora dessas regiões [17].

Os resultados de limite de resistência à compressão axial apresentados

foram uma média de 3 valores obtidos para as argamassas com 28 dias de

idade, utilizando uma máquina de ensaios universal Instron modelo 5500R,

com uma taxa de carregamento de 1,5 mm/min.

52

4.6.2 Resultados

Os resultados obtidos nos estudos de caso para ambos os resíduos serão

apresentados em paralelo, para que se possam visualizar melhor as diferenças

e peculiaridades de cada um deles. Não serão aprofundadas as razões

técnicas e explicações de fenômenos físicos e químicos dos resultados obtidos,

visto não ser esse o foco deste trabalho.

a) Índice de Consistência (NBR 13276)

Como parte da caracterização a fresco das argamassas, foi feita a análise

do índice de consistência em função do teor adicionado. O comportamento foi

bastante semelhante entre as misturas, com a diminuição do índice há medida

que se adicionava mais resíduo. Estes resultados são apresentados na Figura

4.10.

80

100

120

140

160

180

200

220

240

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Teor de Resíduo

Índi

ce d

e C

onsi

stên

cia

(mm

)

Resíduo A Resíduo B Dinicial Dlimite

Figura 4.10. Valores de índice de consistência das argamassas contendo os

resíduos “A” e “B” em função do teor adicionado.

53

Como os valores de índice de consistência estiveram acima do limite

tolerado para até 20% adicionado de resíduo A e 30% do resíduo B, o índice de

consistência não é um fator limite da utilização de ambos.

b) Retenção de Água (NBR 13277).

A retenção de água em argamassas reflete o teor de água necessário

para o molhamento das partículas. É um parâmetro importante, pois, um maior

teor de água para molhamento tem como conseqüência um aumento da

relação água/cimento e conseqüente perda de resistência. Neste trabalho não

foi alterado o teor de água de mistura para que se observasse diretamente a

influência de resíduo adicionado.

Os resultados obtidos de retenção de água são apresentados na Figura

4.11.

80

85

90

95

100

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Teor de Resíduo

Ret

ençã

o de

águ

a (%

)

Resíduo A Resíduo B

Figura 4.11. Retenção de água das argamassas de cimento Portland em

função do teor de resíduo adicionado.

Como era de se esperar, um aumento no teor de resíduo adicionado, faz

com que haja um aumento no índice de retenção de água por uma maior

presença de partículas, que precisam ser molhadas. No entanto, estes índices

54

apresentam-se dentro de parâmetros aceitáveis e não constituem-se num fator

limitante da utilização destes resíduos.

c) Porosidade e Densidade Aparentes

Os resultados de porosidade das argamassas contendo os resíduos “A” e

“B” foram obtidos pelo método baseado no principio de Arquimedes, em que as

amostras são imersas em água, após secagem em estufa, até que seja

atingida a saturação.

Nos materiais cerâmicos frágeis, os poros constituem regiões onde a

tensão se concentra, e quando a tensão junto ao poro atinge um valor crítico,

forma-se uma fenda que se propaga, visto que nestes materiais não existem

processos suficientemente absorvedores de energia como aqueles que operam

durante a deformação de materiais dúcteis. Os poros são também prejudiciais

para a resistência dos materiais cerâmicos porque fazem diminuir a área da

seção transversal em que é aplicada a carga e conseqüentemente fazem

baixar a tensão que o material pode suportar [18]. Deste modo, o tamanho e a

distribuição do tamanho de poros são fatores importantes que afetam sua

resistência.

A densidade normalmente apresenta um comportamento inverso ao da

porosidade, visto que, pela maior presença de poros, existe uma menor

quantidade de material ocupando um dado volume.

Foram retirados testemunhos dos corpos de prova em sua região central,

de acordo com o apresentado na Figura 4.12. Para uma maior

representatividade dos resultados, foram utilizadas 2 amostras para cada teor

de resíduo adicionado e o resultado apresentado é uma média de duas

determinações.

55

Figura 4.12. Amostras extraídas dos corpos de prova para a determinação da

densidade e da porosidade aparentes das argamassas de

cimento Portland em função do teor de resíduo adicionado: (A)

resíduo “A” e; (B) resíduo “B”.

Os resultados obtidos para a porosidade das argamassas e apresentados

na Figura 4.13 mostram uma inicial redução na porosidade das massas, com o

preenchimento de vazios, até um dado limite, quando volta a subir. Este limite é

de 10% para o resíduo “A” e 20% para o resíduo “B”, apontando estes teores

como os ideais para a adição. No entanto, até os limites de adição estudados

(20 e 30%, respectivamente), a porosidade ainda é inferior à mistura de

referência, sem a presença de resíduo (0%), o que viabiliza sua utilização até

estes teores.

Como era de se esperar, a densidade aparente (Figura 4.14), apresenta

um comportamento inverso ao da porosidade, porém, menos pronunciado, com

variações tênues. Há um aumento dos valores de densidade até um limite,

bastante próximo ao observado para a porosidade. Após este limite (10% para

o resíduo “A” e 25% para o resíduo “B”), a densidade volta a cair, estando,

contudo, acima dos limites de referência (0%).

(A) (B)

56

10%

15%

20%

25%

30%

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Teor de Resíduo

Poro

sida

de (%

)


Figura 4.13. Porosidade Aparente das argamassas de cimento Portland em


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Teor de Resíduo

Den

sida

de A

pare

nte

(g/c

m3 )


Figura 4.14. Densidade Aparente das argamassas de cimento Portland em


57

Assim sendo, concluímos que a porosidade e a densidade aparentes não

são fatores limitantes à utilização deste material.

d) Absorção de Água por Capilaridade (NBR 9779)

Os corpos-de-prova (CP´s) com idade de 28 dias foram submetidos ao

ensaio de absorção de água por capilaridade com o objetivo de verificar o

comportamento destas misturas com relação a esta propriedade, que é um dos

mais importantes parâmetros de avaliação de desempenho de argamassas.

Os corpos-de-prova secos em estufa por 24 horas tiveram suas massas

verificadas (Ms) e, a seguir foram colocados em um recipiente com água até

uma altura de 7 ± 1 mm a partir da extremidade inferior do CP (Figura 4.15).

Figura 4.15. Realização do ensaio de absorção de água por capilaridade em

argamassas contendo (A) o Resíduo “A” e (B) o Resíduo B.

Os corpos-de-prova foram pesados em intervalos de tempo normalizados,

de acordo com a NBR 9779 – Absorção de água por capilaridade, sendo então

obtidos os valores dos coeficientes angulares das retas ajustadas, que

representam, matematicamente, os coeficientes de absorção capilar. Os

valores destes coeficientes são apresentados na Tabela 4.7. Estes valores são

resultantes de uma média de 3 corpos-de-prova para cada medida. A

(A) (B)

58

confiabilidade (R2 – coeficiente de correlação) de todos os resultados foi

superior a 98%.

Tabela 4.7. Coeficientes de absorção capilar (Tg φ) das argamassas contendo

os resíduos “A” e “B” em função dos teores de resíduo

adicionados.

Teor Adicionado 0% 5% 10% 15%2 20% 25% 30%

Resíduo “A” 0,284 0,217 0,200 0,176 0,216 - -

Resíduo “B” 0,284 0,286 0,270 0,254 0,273 0,288 0,295

Estes resultados são apresentados na Figura 4.16, para uma melhor

visualização.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0% 10% 20% 30% 40%Teor adicionado (%)

Coe

ficie

nte

de A

bsor

ção

Cap

ilar

(kg/

m2 .m

in0,

5 )


Figura 4.16. Valores dos coeficientes de absorção capilar em função do teor e

do tipo de resíduo adicionado nas argamassas de cimento de

Portland.

59

Observa-se que a adição de ambos os resíduos diminui a absorção de

água por capilaridade das argamassas, o que é bastante positivo. Após

determinados teores, este coeficiente volta a aumentar, mas não ultrapassa o

valor inicial (0% - referência). Assim, a análise do coeficiente de absorção

capilar mostra resultados de desempenho favoráveis para os dois casos, sendo

mais um indicativo da viabilidade técnica destes resíduos.

e) Resistência Mecânica (NBR 7215).

Após a verificação de algumas características inerentes as argamassas

contendo os resíduos, partiu-se para a análise da resistência mecânica destes

materiais. Os resultados apresentados são apenas para os corpos de prova

com 28 dias de idade, quando a resistência já apresenta um valor bem próximo

do valor final. Os resultados são apresentados na Figura 4.17.

R2 = 0,9549

R2 = 0,9104

0

10

20

30

40

50

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Teor de Resíduo (%)

Res

istê

ncia

(MPa

)


Figura 4.17. Resistência à compressão axial das argamassas de cimento

Portland em função do teor de resíduo adicionado.

60

Como se pode observar, a adição do resíduo “B” não impactou

significantemente a resistência das argamassas aos 28 dias de idade até o teor

estudado de 30% adicionado. Já o resíduo “A” teve uma influência bastante

negativa quando adicionado à matriz de cimento Portland, chegando a atingir

uma resistência praticamente nula para uma adição de 20% do resíduo.

Observa-se, então, que a resistência mecânica é um parâmetro que

exclui a possibilidade da utilização do resíduo “A” como adição à matriz de

cimento Portland.

4.6.3 Conclusões

Os bons resultados observados com a adição do resíduo “B” à matriz dão

um bom indicativo da possibilidade de utilização deste resíduo como aditivo a

concretos e argamassas. No entanto, por si só, não garantem que o material

atenda a todas as exigências de mercado, sendo necessários, ainda, vários

testes complementares para atestar seu bom desempenho técnico (tempo de

pega, tensão de arrancamento, adesão ao substrato, flexão, dentre outros),

além dos ensaios de viabilidade ambiental (lixiviação e solubilização do produto

final) e de durabilidade.

O resíduo “A”, apesar de não ter apresentado bom desempenho como

adição ao cimento Portland, não tem seu reaproveitamento descartado. Deve-

se, então, partir para outra alternativa (cerâmica vermelha, carga em polímeros,

desenvolvimento de algum compósito, etc.) que viabilize a sua utilização.

4.7 Análise da Viabilidade Econômica

Levando-se em consideração que a geração e o custo de gerenciamento

ambiental de resíduos correspondem a cerca de 15% dos custos de grandes

empresas e o elevado consumo do concreto no país, independentemente da

61

localização geográfica, este projeto apresenta-se bastante interessante do

ponto de vista de viabilidade econômica.

Além disso, a utilização proposta apresenta baixo custo operacional e

grande volume de resíduo utilizado, sendo bastante atrativa. Pode-se ressaltar

ainda que o resíduo substituirá outras matérias primas, tais como o cimento,

areia e brita, em seu volume final, reduzindo o custo.

4.8 Teste de Desempenho em Escala Real - Protótipo

Neste caso, a utilização de um protótipo se resumiria à confecção de uma

parede de alvenaria, onde a argamassa seria aplicada e teria seu desempenho

analisado quanto às intempéries. Assim, podem-se fazer ainda algumas

análises adicionais como, por exemplo, resistência de aderência à tração,

absorção de água sob baixa pressão e resistência superficial. Estas análises

não foram realizadas por problemas operacionais e de tempo.

4.9 Transferência de Tecnologia para o Mercado

Deve-se partir, neste momento, para um trabalho de divulgação junto às

empresas, mostrando à viabilidade e ganhos econômicos que estas

(concreteiras, construtoras, prefeituras, etc.) podem ter em utilizar o resíduo

como adição à argamassa. Entre os principais atrativos estão os bons

resultados de desempenho, o menor custo em comparação às matérias-primas

tradicionais (principalmente por se tratar de uma fonte com distância fixa) e o

apelo ambiental.

É fundamental o acompanhamento nos primeiros momentos para garantir

a correta dosagem do resíduo no processo e garantir, assim, a qualidade.

63

5 CONCLUSÕES

A partir dos resultados e das discussões apresentadas anteriormente,

podemos concluir que:

• A metodologia proposta não deve ser encarada como uma “receita”

para resolver os problemas de todos os resíduos e sim, como um

direcionamento de ações para se atingir os resultados esperados;

• Dependendo das características locais (mercado, cultura, etc.), esta

metodologia pode sofrer adaptações que melhor se adeqüem à realidade

existente;

• Transformar um resíduo num subproduto ou até mesmo num novo

produto é uma tarefa multidisciplinar que envolve conhecimentos de todas

as áreas, desde os estritamente técnicos aos de mercado, economia e

marketing;

• Transformar resíduos em produtos comerciais, efetivamente

utilizados pela sociedade, oferecerá grandes oportunidades para

aumentar a sustentabilidade social e ambiental, mas oferece, também,

significativos riscos ambientais e para a saúde dos trabalhadores se não

for feito com responsabilidade, embasado em estudos consistentes

destes resíduos;

65

6 SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS

• Análise de Ciclo de Vida Aplicado a Resíduos Industriais.

• Projeto Piloto de Construções Sustentáveis que Utilizem Materiais

Reciclados.

• Estudos que quantifiquem a geração de divisas por empresas que

reutilizam e reciclam seus resíduos.

67

7 REFERÊNCIAS

[1] BIDONE, F. R. A.; POVINELLI, J. Conceitos Básicos de Resíduos Sólidos. São Carlos, EESC/USP, 1999. 120 p.

[2] CAVALCANTI, J. E. A década de 90 é dos resíduos sólidos. Revista Saneamento Ambiental – n. 54, nov./dez. 1998. p. 16-24. Disponível em:

<http://www.maisprojetos.com.br/conteudos/temas/normas/residuos_indu

striais.pdf.>. Acesso em: 21 nov. 2007.

[3] KRAEMER, M. E. P. A questão ambiental e os resíduos industriais. Disponível em: <http://br.monografias.com/trabalhos/residuos-

industriais/residuos-industriais.shtml>. Acesso em: 21 nov. 2007.

[4] AMBIENTE BRASIL. Resíduos. Disponível em: <http://www.ambiente

brasil.com.br>. Acesso em: 21 nov. 2007.

[5] CIMM – Centro de informação Metal-Mecânica. Meio Ambiente - Impacto Ambiental Disponível em: <http://www.cimm.com.br/portal/cimm

/iframe/?pagina=/cimm/construtordepaginas/htm/3_24_5098.htm>.Acesso

em: 03 dez. 2007.

[6] WIKIPÉDIA. ISO 14000. Disponível em: <http://pt.wikipedia

.org/wiki/ISO_14000>. Acesso em: 21 nov. 2007.

[7] JOHN, V. M.; ÂNGULO, S. C. Metodologia para desenvolvimento de

reciclagem de resíduos. Coletânea Habitare. vol. 4, capítulo 2, 2004. p.

9-71.

[8] CORNELISSEN, H. A. W. Upgrading and quality improvement of FPA. In:

GOUMANS, J.J; SENDEN, G. J.; VAN DER SLOOT, H. A. (Ed.). Waste Materials in Construction: Putting Theory into Practice. Amsterdam:

Elsevier, 1997. p. 289-300.

[9] CALDERONI, S. Os bilhões perdidos no lixo. 3ª. Ed. São Paulo.

Humanitas Editora, FFLCH/USP, 1999. 346 p.

[10] MACHADO, A. T. Estudo comparativo dos métodos de ensaio para

avaliação da expansibilidade das escórias de aciaria. 2000, 135 f.

Dissertação (Mestrado), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.

68

[11] DESIMONE, L.; POPOFF, F. Eco-efficiency: The business Link to

Sustainable Development. Cambridge: MIT Press, 1998. 280 p.

[12] SILVA, G. A. ; KULAY, L. A. Application of life cycle assessment to the

LCA case studies single superphosphate production. The International Journal Of Life Cycle Assessment. v. 8, n. 4, 2003. p. 209-214.

[13] RIBEIRO, D. V. Influência da adição de pó de retífica em matriz de cimento de fosfato de magnésio. 2006, 132 f. Dissertação (mestrado

em Engenharia de Materiais) – Departamento de Ciência e Engenharia de

Materiais, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos.

[14] JOHN, V. M.; ZORDAN, S. E. Research & development methodology for

recycling residues as building materials - a proposal. Waste Management, v.21, 2001. p. 213-219.

[15] MYMRIN, V. A.; PONTE, H. A. Utilização de resíduos industriais para a

produção de materiais de valor econômico. In: ICTR 2004 –

CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM

RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL. Anais do ICTR 2004 – Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável. Florianópolis, 2004, p. 4512-4520.

[16] WORLD ALUMINIUM. Bauxite Residue. Disponível em: <www.world-

aluminium.org/environmen/challenges/residue.html>. Acesso em 13 mai.

2006.

[17] SOUSA, S.A. Ensaios mecânicos de materiais metálicos. São Paulo:

EDUSP, 1974, 210 p.

[18] SMITH, W.F. Princípios de ciência e engenharia dos materiais. 3. ed.

Lisboa: Mc-Graw Hill de Portugal, 1998, 891p.

69

ANEXO A - Toxicidade

Toxicidade de alguns elementos químicos que, se acima dos limites toleráveis, podem trazer danos à saúde humana.

• Alumínio: A ingestão de elevados níveis de Alumínio (acima de 0,2 mg/L)

está associada a fraturas por osteoporose, doença de Alzheimer, Parkison,

hiperatividade e dificuldade de aprendizado em crianças, além de anemia por

deficiência de ferro; intoxicação crônica.

• Arsênio: Os primeiros sintomas do envenenamento crônico por Arsênio

(acima de 0,05 mg/L) são semelhantes aos sintomas das enfermidades

genéricas mais comuns, fazendo com que, nestes casos, seja difícil

estabelecer um diagnóstico. Este tipo de envenenamento torna o indivíduo

cansado, letárgico e deprimido. Outros sintomas são o aparecimento de linhas

claras nas unhas dos dedos dos pés e das mãos, perda de peso, náuseas e

diarréia alternadas com prisão de ventre e perda de cabelos. O Arsênico é

altamente tóxico e, infelizmente, encontra-se bastante difundido no meio

ambiente por ser encontrado naturalmente no solo, agravado por ser usado

intensivamente em pesticidas. Alguns estudos associam também ao câncer

(seios paranasais).

• Bário: O carbonato de bário (BaCO3) é usado como veneno para ratos e

outros roedores nocivos. Sua ingestão, inclusive pelo homem, causa paralisia

dos músculos, do coração e do sistema respiratório. Alta concentração desse

metal pode causar graves alterações no coração, veias, artérias e sistema

nervoso, podendo causar paralisação nas terminações nervosas quando em

altas doses. Uma dose de 550 a 600 mg é fatal para o ser humano.

• Cádmio: Os sintomas de contaminação por Cádmio são similares aos

efeitos de envenenamento por alimentos. Pode ser provocada pela corrosão de

canos galvanizados ou por resíduos de galvanoplastia e tintas. Acima de 325

mg pode ser fatal. Os primeiros sintomas já podem aparecer apenas com 10

70

mg. Está associado a doenças no fígado, câncer de pulmões e próstata; lesão

nos rins e à hipertensão. Há algumas evidências que o Cádmio pode ser

responsável por mutações.

• Chumbo: Pode provocar anorexia, vômito, indisposição, convulsão devido

ao aumento da pressão intracraniana, podendo levar a prejuízos permanentes

no cérebro. Crianças mostram perda de peso, fraqueza e anemia. A

intoxicação pode ocorrer pela inalação do pó ou vapor. Considera-se

envenenamento por chumbo conteúdos de Pb na ordem de 0,05 mg/L no

sangue e > 0,02 mg/L na urina.

• Cianeto: Os íons CN-1 são muito venenosos, apresentando rápida absorção

pelo organismo, formando complexos altamente estáveis com enzimas

associadas com a oxidação celular e causando a morte por asfixia. Os sinais

de envenenamento por cianeto incluem vertigem, dores de cabeça, pulsação

acelerada, náusea e olhos avermelhados. Uma exposição mais prolongada

causa vômito, perda de consciência, fraqueza, interrupção da respiração, em

seguida a morte. O cianeto pode entrar no organismo de várias formas; pela

inalação, absorção cutânea ou oral.

A inalação de 20 ppm de HCN no ar causa sintomas leves após várias

horas e de 50 ppm causa distúrbios dentro de 1 hora, 300 ppm é fatal; a

absorção cutânea normalmente é baixa, porém 2% de HCN no ar poderão

causar uma contaminação em três minutos. A absorção oral é rapidamente

fatal em 1 mg HCN/Kg corporal.

• Cobalto: É um elemento químico essencial para os mamíferos, em

pequenas quantidades. Em quantidades acima das toleradas, pode provocar

fibrose pulmonar (endurecimento do pulmão) que pode levar à morte.

• Cobre: A ingestão de água contendo mais de 1 mg/l fornece muito mais

Cobre do que o necessário e possui sabor desagradável para a maioria das

pessoas. O Cobre é altamente tóxico para as crianças e adultos com

problemas de metabolismo. A absorção excessiva de Cobre é favorecida pela

presença de Zinco, Prata, Cádmio e Sulfatos na dieta alimentar.

71

• Cromo: Sabe-se que o Cromo, quando inalado ou ingerido (acima de 0,05

mg/L), causa tumores nos pulmões e afeta negativamente os rins, fígado e

sistema circulatório, podendo gerar, também, asma (bronquite) úlceras na pele

e câncer.

• Fenol: É rapidamente absorvido pela pele, estômago e pulmão. A

intoxicação pode ocorrer pela ingestão da solução, inalação ou absorção

cutânea da solução ou vapor. Uma sobre-exposição pode provocar edema

pulmonar, cianose, tremor, convulsão, espasmos, irritação aos olhos, nariz e

garganta, queimadura na pele, dermatite, acronose, morte devido à falha

respiratória. A ingestão pode causar ardência na boca e garganta, dores

abdominais, lesão necrótica no tecido da boca, esôfago e estômago. Exposição

crônica pode resultar em vômito, dificuldade de ingestão, excesso de salivação,

diarréia, anorexia, perda de peso, dor de cabeça, desmaios, vertigem,

distúrbios mentais, dores musculares, franqueza e prejuízo no órgão secretor.

• Ferro: Sua presença em água potável favorece o aparecimento de

microorganismos patogênicos, que necessitam de ferro para se desenvolver. A

disponibilidade de ferro na natureza ainda não foi adequadamente estudada. É

sabido que sua presença influencia a absorção de Cobre a Chumbo. Além

disso, pode causar reações gástricas como, por exemplo, acidez estomacal.

• Fluoreto: A ingestão acima dos limites tolerados pode provocar a fluorose,

que se manifesta por intermédio de pequenas manchas brancas sobre o dente.

• Fósforo Amarelo: O fósforo pode trazer conseqüências negativas para a

formação óssea, pois o excesso de fósforo tende a deslocar o cálcio dos ossos,

além de competir pela absorção. Se ingerido acima dos limites permitidos,

pode gerar náuseas; gastrite; odor de alho; fezes e vômitos fosforescentes; dor

muscular; torpor; choque; coma e até morte.

• Manganês: O excesso de Manganês na dieta alimentar impede a atuação

do ferro na produção da hemoglobina do sangue. Em altas doses (acima de

0,05 mg/L) causa apatia, irritabilidade, dores de cabeça, insônia e fraqueza nas

pernas. Sintomas de distúrbios psicológicos podem aparecer, tais como a

prática de atos impulsivos, ausência de memória, alucinações, agressividade e

72

euforia desmedida. Finalmente, pode ocasionar o aparecimento de doença

similar ao Mal de Parkisson.

• Mercúrio: Entre os sintomas de envenenamento por Mercúrio incluem-se

fraqueza, perda de apetite, insônia, indigestão, diarréia, inflamação e

aparecimento de regiões escuras nas gengivas, perda dos dentes,

irritabilidade, perda da memória, tremores nas mãos, pálpebras, lábios e língua.

Em níveis mais elevados, o Mercúrio produz alucinações, psicoses maníaco-

depressivas, gengivites, irritabilidade crescente, tremores musculares e danos

cerebrais irreversíveis.

• Níquel: O níquel (Ni) em quantidades pequenas tem sido classificado como

um elemento importante ao desenvolvimento. Em doses elevadas é tóxico

podendo causar: 1 irritação gastro intestinal com náuseas, vômitos e

diminuição do apetite; 2. alterações neurológicas: dor de cabeça, vertigem;

alterações musculares: fraqueza muscular; 3. alterações cardíacas:

palpitações; 4. alergia: dermatite, rinite crônica, asma e outros estados

alérgicos. O níquel inibe a ação da enzima superóxido dismutase que participa

no processo de metabolização dos radicais livres. O excesso de níquel pode

chegar a ter conseqüências graves como necrose e carcinoma do fígado e

câncer de pulmão. Câncer de pulmão e seios paranasais.

• Nitrato: No organismo humano, o nitrato se converte em nitrito que, por sua

vez, combina-se com a hemoglobina para formar metahemoglobina, impedindo

o transporte de oxigênio no sangue. Principalmente em crianças muito

pequenas e idosos pode causar cianose intensa (metahemoglobinemia), e

levar à morte.

• Prata: A primeira evidência do excesso de prata no organismo (acima de

0,05 mg/L) é a coloração cinza azulada permanente da pele, mucosas e olhos.

Grandes doses de prata podem ser fatais. A presença do nitrato de prata é

altamente perigosa, sendo fatal em quantidades ínfimas.

• Selênio: Um efeito reconhecido de envenenamento por Selênio é uma

inibição crescente. Há evidências de que o Selênio está relacionado com a

descoloração da pele e alguns problemas psicológicos e gastrointestinais.

73

• Sódio: É extremamente cáustico para todos os tecidos, aumentando as

chances de hipertensão.

• Sulfatos: Podem ser fatais se engolidos ou inalados. Afeta o sangue e a

próstata, pode afetar o sistema reprodutivo e causar irritação dos olhos e pele,

além de náuseas, tontura e dor de cabeça.

• Surfactantes: Os surfactantes são moléculas anfipáticas constituídas de

uma porção hidrofóbica e uma porção hidrofílica. A porção apolar é

freqüentemente uma cadeia hidrocarbonada enquanto a porção polar pode ser

iônica (aniônica ou catiônica), não-iônica ou anfotérica. A formação de um filme

molecular, ordenado nas interfaces, reduz a tensão interfacial e superficial

sendo responsável pelas propriedades únicas dos surfactantes. Estas

propriedades fazem os surfactantes serem adequados para um grande número

de aplicações industriais entre elas destaca-se: detergência, emulsificação,

lubrificação, capacidade espumante, capacidade molhante, solubilização e

dispersão de fases. A maior utilização dos surfactantes é na indústria de

produtos de limpeza sabão e detergentes, petróleo, cosméticos e de produtos

de higiene. Concentrações superiores a 0,1 mg/L na água podem interferir no

desenvolvimento de estágios juvenis de alguns invertebrados e, também,

propiciar efeitos sinérgicos, aumentando a incorporação de outros poluentes.

• Zinco: A maior parte dos efeitos tóxicos do zinco relaciona-se à sua

combinação com outros metais pesados e contaminação durante os processos

de extração e concentração de zinco. Além disso, pode gerar alterações, tais

como paladar adocicado e secura na garganta, tosse, fraqueza, dor

generalizada, arrepios, febre, náusea, vômito

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ANEXO B – Leis, Resoluções e Normas.

CONSTITUIÇÃO FEDERAL DO BRASIL DE 1988/1988 - "CAPÍTULO VI DO MEIO AMBIENTE - Art. 225 da Constituição Federal do Brasil de 1988". Lei 9.605/98 – “Dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente”. Lei 6.938/81 – “Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação”. Lei 6.803/80 – “Dispõe sobre as diretrizes básicas para o zoneamento industrial em áreas críticas de poluição”. Resolução ANTT – Agência Nacional de Transporte Terrestre – Nº 420/2004 e Nº 701/2004. “Aprova as instruções complementares ao regulamento do Transporte Terrestre de Produtos Perigosos”. Resolução CONAMA Nº 316/2002 - "Dispõe sobre procedimentos e critérios para o funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos". Resolução CONAMA Nº 313/2002 - "Dispõe sobre o Inventário Nacional de Resíduos Sólidos Industriais". Resolução CONAMA Nº 307/2002 - "Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil". Resolução CONAMA Nº 264/2000 - "Licenciamento de fornos rotativos de produção de clínquer para atividades de co-processamento de resíduos".

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Resolução CONAMA Nº 257/1999 - "Estabelece que pilhas e baterias que contenham em suas composições chumbo, cádmio, mercúrio e seus compostos, tenham os procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final ambientalmente adequados". Resolução CONAMA Nº 023/1996 - "Regulamenta a importação e uso de resíduos perigosos". Resolução CONAMA Nº 037/1994 - "Adota definições e proíbe a importação de resíduos perigosos - Classe I - em todo o território nacional, sob qualquer forma e para qualquer fim, inclusive reciclagem/reaproveitamento". Resolução CONAMA Nº 006/1988 - "Dispõe sobre o licenciamento de obras de resíduos industriais perigosos". NBR 10004 - Resíduos sólidos – Classificação. NBR 10005 - Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos. NBR 10006 - Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos. NBR 10007 - Amostragem de resíduos sólidos. NBR 10157 - Aterros de resíduos perigosos - Critérios para projeto, construção e operação. NBR 11174 - Armazenamento de resíduos classes II - Não inertes e III – inertes.

77

NBR 11175 - Incineração de resíduos sólidos perigosos - Padrões de desempenho. NBR 12235 - Armazenamento de resíduos sólidos perigosos. NBR 13221 - Transporte terrestre de resíduos. NBR 13463 - Coleta de resíduos sólidos. NBR ABNT 15114 - Resíduos sólidos da construção civil – Áreas de reciclagem – Diretrizes para projeto, implantação e operação. NBR ISO 14001 - Sistemas de Gestão Ambiental – Especificação e Diretrizes para Uso. NBR ISO 14004 - Sistemas de Gestão Ambiental – Diretrizes Gerais sobre Princípios, Sistemas e Técnicas de Apoio. NBR ISO 14040 - Gestão ambiental - Avaliação do ciclo de vida - Princípios e estrutura.

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ANEXO C – Diretrizes para apresentação e acompanhamento de projetos sobre a utilização de resíduos industriais.

1. Introdução

Resumo breve do trabalho e do produto que é proposto.

2. Diretrizes As seguintes considerações deverão ser realizadas, no melhor nível do

conhecimento disponível, durante a elaboração de propostas para

desenvolvimentos com resíduos.

2.1. Análise de Mercado

2.1.1. Definição do(s) cliente(s) alvo

2.1.2. Estimativa do volume potencial de consumo

2.1.3. Determinação dos requisitos particulares do(s) cliente(s) alvo

2.1.4. Definição de tratamentos prévios necessários aos resíduos

2.1.5. Determinação de fatores que motivariam o(s) cliente(s) alvo

(Redução de custo, agregação de valor, etc...)

2.1.6. Distribuição geográfica dos clientes alvo

Dever-se-á analisar os impactos da distribuição geográfica sobre os

custos logísticos e sobre eventuais danos ambientais.

2.2. Revisão da literatura

2.2.1. Realizar pesquisas bibliográficas em publicações científicas

conceituadas e em bancos de patentes nacionais e internacionais;

2.2.2. Estudos de casos reais (Quem, quando, onde e como? - Por que

falharam);

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2.2.3. Analisar eventuais conflitos com direitos de propriedade

intelectual.

2.3. Análise sobre regulamentações e licenciamentos necessários para

transporte e testes industriais;

2.4. Análise sobre fatores que possam colocar em risco a saúde das

pessoas, ao longo de toda a cadeia produtiva;

2.5. Análise dos fatores que possam colocar em risco o meio ambiente, a

curto, médio e longo prazo, ao longo de toda a cadeia produtiva;

2.6. Análise prévia de viabilidade econômica;

2.7. Proposta de ensaios e experimentos nos níveis de bancada e piloto,

que possam comprovar as análises, quanto aos aspectos técnicos,

econômicos, ambientais e de higiene industrial.

3. Conclusões

universidade federal de sÃo carlos centro de … especialização... · universidade federal de...

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