universidade regional do cariri centro de...
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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS – CCT
DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL
PÓS-GRADUAÇÃO EM GERENCIAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL
AMANDA SALVADOR DE CARVALHO NUNES
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS UTILIZANDO PÓ DA BORRACHA DO PNEU COMO AGREGADO
JUAZEIRO DO NORTE - CE 2017
AMANDA SALVADOR DE CARVALHO NUNES
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS UTILIZANDO PÓ DA BORRACHA DO PNEU COMO AGREGADO
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Especialista em Gerenciamento da Construção Civil pela Universidade Regional do Cariri.
Orientador: Prof. Me. Jefferson Luiz Alves Marinho
JUAZEIRO DO NORTE – CE
2017
AMANDA SALVADOR DE CARVALHO NUNES
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS UTILIZANDO PÓ DA
BORRACHA DO PNEU COMO AGREGADO
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Pós-
Graduação em Gerenciamento da Construção Civil pela Universidade Regional
do Cariri
Monografia defendida e aprovada, em (___ / ___ / 2017), pela banca
examinadora:
_____________________________________________________________
Prof. Me. Jefferson Luiz Alves Marinho
Orientador
_____________________________________________________________
Prof. Esp. Lourival de Morais Pereira Junior Co-Orientador
_____________________________________________________________
Prof.
Examinador Interno
A minha filha Maria Isis, que me
trouxe o sentido da vida, fez compreender
o que é o amor, a assim ter perseverança
e coragem para enfrentar os desafios de
uma vida materna e profissional.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente e principalmente a Deus, por ter me dado saúde,
forças e capacidade para superar todas as dificuldades, pois sem ele, esta
jornada não teria sido possível.
Agradeço aos meus pais, Antônio Carlos e Maria Aparecida, por todo
investimento em minha educação, pelo suporte emocional e incentivo doado
da mais bela maneira, pelos diversos conselhos e orientações fornecidos,
pela motivação em momentos difíceis e pela alegria compartilhada em todos
os dias de vitória. Ainda, acima de tudo, agradeço todo amor e entrega
durante toda minha vida, nunca medindo esforços para que conquistasse
meus objetivos e sempre me embasando de princípios e valores.
Aos meus familiares, pelo amor, carinho, por me incentivaram e torceram por
mim a todo tempo.
Aos professores e orientadores, Lourival Pereira e Jefferson Luiz, que se
prontificaram a me orientar. Muito obrigada pela dedicação e suporte no
pouco tempo que lhes coube.
E finalmente, ao SENAI, que cedeu o laboratório para realização dos
ensaios técnicos e toda sua equipe responsável.
RESUMO
O uso de materiais reciclados nos processos de fabricação nunca esteve tão
evidenciado como nos dias atuais. Este cenário de preocupação quanto inserir
novas formas de aproveitamento vem crescendo cada vez mais, devido a
atuais pesquisas de impacto ambiental que mostram uma perspectiva negativa
a sobrevivência da vida no nosso planeta. Diante desse fato, tem-se a
necessidade de um estudo que tem como objetivo à viabilidade de
desenvolvimento de uma alternativa de reutilização do pneu com a aplicação
de um processo de fabricação de baixo impacto ambiental. Isto permite
encontrar uma utilidade para os pneus descartados e oferecer uma nova opção
de telha para construção civil, mais econômica e durável para a população,
contribuindo com a preservação do meio ambiente. Como solução a esta
projeção, a mudança na cultura produtiva introduzindo materiais que até então
eram considerados lixo, voltam encorpando novos produtos e dessa forma
contribuindo para a preservação ambiental. Assim, foi idealizada uma proposta
de criação de um produto que utilizasse na sua fabricação um processo limpo e
que fosse viável economicamente, utilizando o pneu como matéria-prima.
Palavras-Chave: Reutilização. Impacto Ambiental. Preservação.
ABSTRACT
The use of recycled materials in manufacturing processes has never been so
evident as today. This concern scenario as inserting new forms of exploitation is
growing increasingly due to current research of environmental impact showing a
negative outlook survival of life on our planet. Given this fact, there is a need for
a study that aims at the feasibility of developing a tire re-use alternative to the
application of a low environmental impact manufacturing process. This allows
you to find a use for discarded tires and offer a new tile option for construction,
more economical and durable for the population, contributing to the
preservation of the environment. As a solution to this projection, the change in
the productive culture by introducing materials that were previously regarded as
waste, back embodying new products and thereby contributing to environmental
preservation. Thus it was conceived a proposal to create a product that used in
its manufacture a clean process that was economically feasible, using the tires
as raw material.
Keywords: Reuse, Environmental Impact, Preservation.
EPÍGRAFE
“Todos os rios vão para o mar, e, contudo,
o mar não se enche, ao lugar para onde
os rios vão, para ali tornam eles a correr”
Eclesiastes 1:7
SUMÁRIO
Página
1INTRODUÇÃO............................................................................................11
1.1 Justificativa..............................................................................................11
1.2 Objetivos..................................................................................................12 1.2.1 Objetivo Geral.....................................................................................12 1.2.2 Objetivos Específicos........................................................................12
2 O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DAS TELHAS ...................................13 2.1 Telhas......................................................................................................13 2.2 Pneus.......................................................................................................19 2.3 Processo Produtivo..................................................................................22 2.3.1 Matérias-primas.................................................................................22 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA......................................................................29 4 METODOLOGIA ........................................................................................33 4.1 Granulometria de borracha de pneus.....................................................33 4.2 Local de Produção ..................................................................................33 4.3 Processo de execução da telha com adição da borracha......................34
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .....................................................................49
REFERÊNCIAS ...........................................................................................51
ANEXOS .................................................................................................... 54
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1: Produção Nacional de Cerâmica Vermelha Por Região....................15
Figura 2: Reservas de argila no Brasil...............................................................17
Figura 3: Queima de pneus...............................................................................20
Figura 4: Extração de Argila..............................................................................24
Figura 5: Armazenamento da Argila..................................................................25
Figura 6: Tipos de telhas...................................................................................26
Figura 7: Modelos de telha cerâmica tipo colonial na cor branca e mesclada..26
Figura 8: Telhado de casa utilizando telha mesclada tipo colonial....................27
Figura 9: Sobra da raspa de pneu para recauchutagem..................................32
Figura 10: Inclusão do pó da borracha de pneu................................................34
Figura 11: Mistura do pó borracha com argila...................................................34
Figura 12: Máquina extrusora, empresa CGM..................................................35
Figura 13: Processo de extrusão telhas cerâmicas...........................................36
Figura 14: Armazenamento de telhas para secagem........................................36
Figura 15: Forno túnel para cerâmica................................................................37
Figura 16: Processo de produção da telha cerâmica........................................38
Figura 17: Ensaio de ruptura a flexão................................................................39
Figura 18: Ensaio de ruptura a flexão................................................................40
Figura 19: Ensaio de absorção de água............................................................41
Figura 20: Ensaio de absorção de água............................................................42
Figura 21: Resultado do Teste do Corpo de Prova: Ensaio de flexão simples,
Telha sem o pó da borracha de pneu................................................................43
Figura 22: Resultado do Teste do Corpo de Prova: Ensaio de flexão simples,
Telha com a adição do pó da borracha de pneu...............................................44
SIGLAS
ABC – Associação Brasileira de Cerâmica
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial
ANFACER – Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmica Para
Revestimentos, Louças Sanitárias e Congêneres
CETAE – Centro de Treinamento e Assistência as Empresas.
CGM- Cerâmica Gomes de Matos
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
FIEC – Federação da Indústrias do Estado do Ceará
HPAs - Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos Aromáticos
IEL – Instituto Euvaldo Lodi
ISO – Organização Internacional de Padronização
MME- Ministério de Minas e Energia
SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
12
1. INTRODUÇÃO
O surgimento dos pneus de borracha fez com que fossem substituídas as
rodas de madeira e ferro, usadas em carroças e carruagens desde os primórdios
da História. Porém, juntamente com a revolução no setor dos transportes, a
utilização dos pneus de borracha trouxe consigo a problemática do impacto
ambiental, quando tornam-se inservíveis, acarretam uma série de problemas:
são objetos perceptíveis e incomodamente volumosos, que precisam ser
armazenados em condições apropriadas para evitar riscos de incêndio e
proliferação de mosquitos e roedores. A disposição em aterros torna-se inviável,
já que apresentam baixa compressibilidade e degradação muito lenta. Além
disso, quando enterrados, tendem a subir e sair para a superfície (EPA, 1991;
JARDIM, 1995).
Outro grande desafio é conter a sua queima criminosa, em chamas, o
material libera dióxido de enxofre, um perigoso poluente que ameaça o meio
ambiente e a saúde pública.
Com a intensa industrialização, advento de novas tecnologias, crescimento
populacional e aumento de pessoas em centros urbanos e diversificação do
consumo de bens e serviços, os resíduos se transformaram em graves
problemas urbanos com um gerenciamento oneroso e complexo considerando-
se volume e massa acumulados, principalmente após 1980. Os problemas se
caracterizavam por escassez de áreas urbanas, altos custos sociais no
gerenciamento de resíduos, problemas de saneamento público e contaminação
ambiental (PINTO, 1999).
1.1 Justificativa
A construção civil contribuiu, e tem contribuído na evolução do homem
desde os primórdios, hoje diante tal importância verificamos que o mudar se faz
presente nos processos operacional e também na matéria-prima utilizada.
A reciclagem de resíduos pela indústria da construção civil vem se
consolidando como uma prática importante para a sustentabilidade, seja
atenuando o impacto gerado pelo setor ou reduzindo os custos. No entanto, não
deverá limitar-se apenas na utilização de resíduos gerados por si, mas também
13
no desenvolvimento de técnicas que possibilitam a utilização de resíduos
gerados por outros setores.
Diante desse fato, esta pesquisa apresenta uma alternativa de reutilização
da borracha do pneu utilizando-o como matéria-prima a ser adicionada na
composição da telha cerâmica. Isto permite encontrar uma utilidade para os
pneus descartados e oferecer uma nova opção de telha para construção civil,
contribuindo com a sustentabilidade do meio ambiente.
1.2. Objetivos
1.2.1 Objetivo Geral
Descrever o processo de fabricação de telhas cerâmicas com adição de pó
de borracha de pneus inservíveis visando diminuir a absorção de água,
aumentar a resistência à flexão e minimizar os impactos ambientais.
1.2.2 Objetivos específicos
• Descrever o processo de fabricação das telhas cerâmicas com
utilização de pó de borracha de pneus inservíveis;
• Apresentar as propriedades físicas, químicas e mecânicas da telha:
dimensões, absorção de água e resistência à flexão;
• Minimizar os impactos ambientais com a adição de pó da borracha de
pneu como agregado a matéria-prima de telhas cerâmicas.
14
2. O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS
2.1 Telhas
No Brasil, o uso de telhas cerâmicas e tijolos maciços, ocorre desde o
descobrimento. Inicialmente as telhas eram conformadas manualmente com
mão-de-obra escrava, onde estes as moldavam nas suas pernas. Tal registro
pode ser constatado através de antigas peças que apresentam a forma da
estrutura óssea humana.
Apesar de antigo, o processo de fabricação sofreu poucas transformações
ao longo dos anos, sendo que a tecnologia utilizada atualmente na produção de
telhas e blocos cerâmicos foi desenvolvida nas décadas de 50 e 60 e pouco se
tem feito com o objetivo de modernizar e melhorar a produtividade das empresas
de cerâmica estrutural. (ANICER, 2000).
O estado do Ceará conta com 412 empresas no setor cerâmico, segundo
dados do IEL - Instituto Euvaldo Lodi, presentes em 51% dos municípios. A força
comercial do setor está no produto tijolo, atualmente responsável por 77,3% de
tudo que é vendido no Estado. Logo em seguida, estão as telhas, que
concentram 32,50% das vendas, seguidas de outros produtos (2,10%) e das
telhas (1,50%).
Na busca pela modernização e por um crescimento mais significativo, o
setor vem adotando estratégias diferenciadas, como o associativismo e os
investimentos em inovação. Entre os resultados dessas ações estão a redução
dos impactos ambientais, a partir da mudança do combustível, que passou a ser
a lenha da poda do cajueiro, em vez da lenha nativa. (DIARIO DO NORDESTE,
2014)
A adoção de novas técnicas de queima de cerâmica também foi uma das
novas medidas inseridas na rotina dos produtores, que contribuiu, entre outros
avanços, para o aumento da competitividade e maior organização das
empresas. (DIARIO DO NORDESTE, 2014)
Segundo Franco (1988), os materiais cerâmicos são tradicionalmente
empregados em larga escala na construção civil. Este amplo emprego dos
materiais cerâmicos justifica-se pelas qualidades intrínsecas destes materiais,
15
tais como resistência e durabilidade, bem como pela tradição e flexibilidade nos
processos de fabricação.
Conforme estimativas feitas pela ABC (2002), o setor de cerâmica
vermelha apresenta os seguintes dados sócio-econômicos:
• Nº de unidades produtoras: 7000 empresas;
• Nº de peças produzidas/ano: 30,5 bilhões;
• Quantidade Produzida (em massa): 65 milhões de toneladas/ano;
• Matéria-prima processada: 82,5 milhões de toneladas/ano;
• Produção média por empresa: 365.000 peças/mês.
De acordo com a pesquisa do SEBRAE (2015), a cerâmica vermelha
engloba diversos materiais que são frequentemente utilizados na construção
civil, como blocos, telhas, tijolos maciços, tubos para saneamento, elementos de
encimentos (laje), green wall, elementos vazados e também argila expandida.
Além disso, está presente em itens de uso doméstico, como filtros e panelas de
barro. Possui a nomenclatura “vermelha” devido à presença de compostos
ferrosos que desenvolvem coloração avermelhada.
No Brasil, a maior parte da cerâmica vermelha é produzida por empresas
de pequeno e médio portes. Atendendo a construção civil em geral, as empresas
encontram-se distribuídas por todo o país e estão localizadas nas regiões onde
há maior disponibilidade de matéria-prima e proximidade dos mercados
consumidores. (SEBRAE, 2015)
Dentro do setor de cerâmica, a produção nacional se divide em três
vertentes: cerâmica branca e louças; cerâmica vermelha e revestimentos; e
materiais refratários. (SEBRAE, 2015)
16
Figura 1: Produção Nacional de Cerâmica Vermelha por Região Fonte: http://www.bibliotecas.sebrae.com.br
Na figura 1, verificamos que no Sul e Sudeste são as regiões que mais se
destacaram e se desenvolveram no país. No entanto, a região Nordeste tem
mostrado bom desempenho na produção, reflexo do aumento na demanda por
produtos cerâmicos.
Ainda de acordo com SEBRAE (2015), o setor de cerâmica vermelha foi o
primeiro, em toda a cadeia da construção civil brasileira, a se dedicar ao estudo
de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). O estudo foi desenvolvido com base na
ferramenta padronizada pela ISO 14040, avaliando a carga ambiental associada
ao produto e levando em conta todas as etapas de seu ciclo de vida, desde a
extração da matéria-prima e a extensão de sua vida útil, até seu descarte final.
Abaixo são destacadas as principais vantagens comprovadas pelo estudo:
Telhas cerâmicas:
• Emitem 52% a menos de CO2 do que o equivalente utilizando telhas de
concreto.
• A fabricação de telhas cerâmicas utiliza fontes de energia renovável;
• São 15-20% mais leves por m² de telhado;
17
• Fazem menores distâncias de transporte, resultando em menores
emissões de CO2 na atmosfera;
• Impacto 57% menor no esgotamento de recursos não renováveis que a
telha de concreto, pois utilizam fontes renováveis de energia;
• Consomem 72% a menos de água que uma cobertura feita com telhas de
concreto. (SEBRAE, 2015)
Gráfico 1: Distribuição dos tipos de produto por região % Fonte: http://www.bibliotecas.sebrae.com.br
Segundo o relatório do Sebrae (2015), os fornecedores de matéria-prima
podem ser agrupados em duas categorias:
✓ pequenas e médias empresas de capital nacional que se utilizam de
técnicas rudimentares de exploração, com produção local.
✓ grandes mineradoras (em geral associadas a multinacionais ou ao setor
de revestimento), mais organizadas e com oferta de produtos de melhor
qualidade, com produção regional.
18
Conforme pesquisa da ABDI (2016), a argila é o produto com a 4ª maior
produção da mineração no país. A partir da produção estimada de 84,8 bilhões
de peças cerâmicas, em 2010, e considerando a massa média de 2,0 kg/peça,
pode-se estimar que foram utilizadas, em 2010, 170 milhões de toneladas de
argila no país.
Mais de 70% das reservas medidas estão concentradas em quatro estados
brasileiros. Neles também estão localizados os mais importantes polos de
cerâmica vermelha. Apesar do grande potencial mineral, é difícil fazer uma
estimativa mais precisa das reservas de argila para cerâmica vermelha, uma vez
que os depósitos e as jazidas, em geral, são pouco avaliados.
Figura 2: Reservas de argila no Brasil Fonte: ABDI, 2016
19
A ABDI (2016) destaca que:
“No Plano Nacional de Mineração 2030, elaborado pelo MME, a
previsão é de que a produção de cerâmica vermelha, com base em 2008, deverá crescer de três a cinco vezes até 2030. Dada a dificuldade de obtenção de informações do setor, os valores projetados para a demanda seguem as taxas de crescimento aplicadas ao
cimento, por ser um bem usado na construção civil.”
Gráfico 2: Previsão de produção de cerâmica vermelha (em bilhões de peças) Fonte: ABDI, 2016
No momento atual da economia do país em que vivemos, os produtores de
cerâmica vermelha veem com preocupação a crescente subsídios para a
elaboração do plano de desenvolvimento sustentável da cadeia produtiva de
cerâmica vermelha substituição dos tradicionais tijolos, blocos e telhas
cerâmicas por produtos feitos com outros materiais, como plástico, metal e
concreto, por exemplo. O problema já é detectado pelo setor há mais de 50
anos, com a entrada da telha de amianto no mercado, mas a situação hoje é
considerada crítica pelos produtores, já que o setor opera a capacidade máxima
e não consegue dar conta de toda a demanda. (ABDI, 2016)
20
Nesse caminho para permanecer de modo competitivo com soluções
viáveis para construção de uma economia sustentável, destaca-se iniciativas
inovadoras como a da reutilização de materiais inservíveis, com o uso da
borracha de pneus descartados. Ao proteger o meio ambiente, as cerâmicas
estão ajudando a cumprir seu papel de cidadã e favorecendo o meio, sem
grandes investimentos no seu processo produtivo, produzindo unidades que
cumpram as normas e especificações do produto, visando atender a satisfação
do cliente com inovações tecnológicas ambientais.
2.2 Pneus
De acordo, com a Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos –
ANIP, Componente imprescindível ao funcionamento dos veículos o pneu
passou por muitas etapas desde sua origem, no século XIX, até atingir a
tecnologia atual. A invenção do pneu remonta há mais de um século, o tipo de
borracha, por exemplo, não passava de uma goma “grudenta” utilizada para
impermeabilizar tecidos e apresentava sério risco de se dissolver quando
exposta a temperaturas elevadas.
Para mudar esse cenário, muitos experimentos iniciados pelo americano
Charles Goodyear, por volta de 1830, confirmaram acidentalmente que a
borracha cozida a altas temperaturas com enxofre mantinha suas condições de
elasticidade no frio ou no calor. Estava descoberto o processo de vulcanização
da borracha que, além de dar forma ao pneu, aumentou a segurança nas
freadas e diminuiu as trepidações nos carros. (www.anip.com.br)
Alguns anos mais tarde, em 1845, os irmãos Michelin foram os primeiros a
patentear o pneu para automóvel. As etapas iniciais de desenvolvimento dos
pneus ainda passaram pelo feito do inglês Robert Thompson que, em 1847,
colocou uma câmara cheia de ar dentro dos pneus de borracha maciça. A partir
de 1888, com a utilização do pneu em larga escala, as fábricas passaram a
investir mais em sua segurança.
No entanto o descarte desse material gerou problemas ao meio ambiente e
a sociedade, como objeto perigoso que ameaça a saúde pública. Na tabela 1
apresenta-se o crescimento anual da fabricação desses pneus colocados no
mercado consumidor. (www.anip.com.br)
21
Pneumáticos Total 2007
(milhares)
Total 2008
(milhares)
Total 2009
(milhares)
Total 2010
*(milhares)
Participação
2010
1 - Carga 7.319 7.367 6.034 7.735 11,50%
2 - Caminhonetes 6.058 5.842 5.601 7.941 11,80%
3 - Automóveis 28.791 29.586 27.492 33.813 50,20%
4-Motocicletas e
Motonetas 13.725 15.250 13.000 15.205 22,60%
5 - Outros 1.354 1.666 1.684 2.611 3,90%
Total de Pneumáticos 57.247 59.711 53.811 67.305 100,00%
Tabela 1: Produção anual de pneumáticos em unidades por grupo Fonte: ANIP - Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos
Outro grande desafio no destino final do pneu é conter a sua queima
criminosa, ação muito comum em várias situações, porém em chamas o material
libera: poluentes gasoso tóxico, como benzeno e os hidrocarbonetos aromáticos
policíclicos aromáticos (HPAs), cheiro intenso causado pelo teor de enxofre e a
fúligem escura causada pelo o negro de fumo, e liberação de óleo pirolítico
contaminado solos e águas superficiais e subterrâneas que ameaça o meio
ambiente e a saúde pública.
22
Figura 3: Queima de pneus Fonte: https://www.google.com.br
Visando diminuir o passivo ambiental dos pneus inservíveis no país, o
CONAMA publicou a Resolução Nº. 258, de 26 de agosto de 1999 onde
determina que as empresas fabricantes e as importadoras de pneumáticos ficam
obrigadas a coletar e dar destinação final, ambientalmente adequada, aos pneus
inservíveis existentes no território nacional, na proporção definida nesta
resolução relativamente às quantidades fabricadas e/ou importadas.
“O processo de recuperação e regeneração dos pneus exige a
separação da borracha vulcanizada de outros componentes (como metais e tecidos, por exemplo). Os pneus são cortados em lascas e purificados por um sistema de peneiras. As lascas são moídas e depois submetidas à digestão em vapor d'água e produtos químicos, como álcalis e óleos minerais, para desvulcanizá-las. O produto obtido pode ser então refinado em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme ou extrudado para a obtenção de grânulos de borracha, até consistir
em um pó.” Fonte: Boletim Informativo da Bolsa de Reciclagem Sistema FIEP Ano I -
Número 3 - JUL/AGO - 2001
website: http://www.cetsam.senai.br/bolsa
23
Neste trabalho apresenta-se um estudo da viabilidade técnica segundo
normas da ABNT, para se ter como agregado o pó de borracha de pneu na telha
cerâmica.
2.3. Processo Produtivo
2.3.1 Matérias-Primas
Telhas cerâmicas são os materiais constituídos de água e argila,
utilizados na confecção de coberturas, sua estrutura deve ser fina e homogênea,
evitando assim deformações na peça durante o processo de cozimento.
Santos (1989) define argila como um material natural, terroso, de
granulometria fina, que geralmente adquire, quando umedecido em água, certa
plasticidade.
Segundo Castro (2000), as argilas são provenientes da decomposição de
rochas. São constituídas por argilominerais, podendo conter outros minerais
como quartzo, feldspato, mica, pirita e hematita, além de matéria orgânica e
outras impurezas.
A argila apresenta algumas características que explicam o seu
comportamento como material de construção. Entre as principais podemos
destacar as citadas por Silva (1985) e Petrucci (1975):
• Plasticidade: um material possui plasticidade quando se deforma sob a ação
de uma força e mantém essa deformação após cessada a força que a originou.
A plasticidade das argilas é função da quantidade de água presente no material.
De acordo com Silva (1985), quanto mais água, até certo ponto, maior a
plasticidade da argila e a partir desse ponto, se for adicionada mais água, a
argila se torna um líquido viscoso. Quanto mais pura a argila, mais plástica é a
sua mistura com água e quanto maior a temperatura, menor a plasticidade,
porque a quantidade de água é reduzida.
• Ação do calor: nas argilas, a ação do calor pode ocasionar variação na
densidade, porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutibilidade
térmica, desidratação e formação de novos compostos. As argilas caulinitas
perdem pouca água em temperaturas inferiores a 400°C, mas acima desta
temperatura perdem água de constituição (água combinada quimicamente),
24
modificando sua estrutura. As argilas em que predomina a montmorilonita
perdem quase toda a água a 150°C e as micáceas a 100ºC, sendo que ambas
começam a perder água de constituição a partir de 400°C.
•Retração e dilatação: De acordo com Silva (1985) a caulinita se dilata de modo
regular, perdendo água de amassamento de 0°C a500°C e contrai-se em
temperaturas de 500°C a 1.100°C.
As argilas micáceas dilatam-se progressivamente até 870°C, contraindo-se em
seguida.
•Porosidade: é a relação entre o volume de poros e o volume total de material.
Quanto maior a porosidade maior a absorção de água e menor a massa
específica, a condutibilidade térmica, a resistência mecânica e a resistência à
abrasão. Quanto maior a comunicação entre os poros, maior é a permeabilidade,
ou seja, a facilidade de líquidos e gases de circularem pelo material. A
porosidade das argilas depende dos seus constituintes, da forma, tamanho e
posição das partículas (argilas de grãos grossos são mais permeáveis que as de
grãos finos) e dos processos de fabricação.
•Composição e Impurezas: alguns constituintes presentes nas argilas podem
melhorar suas propriedades, enquanto alguns podem ocasionar defeitos aos
produtos. Compostos de sílica e de alumínio fazem parte da constituição
principal das argilas. A sílica pode estar presente de maneira livre ou combinada.
Quando livre, segundo Silva (1985) aumenta a brancura do produto cozido,
diminui a plasticidade, reduz a retração, diminui a resistência à tração e variação
de temperatura e causa variações na refratariedade. Os compostos de alumínio
diminuem o ponto de fusão e a plasticidade e aumentam a resistência, a
densidade e a impenetrabilidade do produto cozido. Compostos alcalinos e de
ferro diminuem a plasticidade e a refratariedade, sendo que o último dá cor
vermelha ao material. Compostos cálcicos desprendem calor e aumentam de
volume, podendo ocasionar rompimento da peça.
A fim de eliminar ou reduzir as impurezas, a argila pode passar por
processos de purificação. Esses processos podem ser de natureza física como
uma lavagem ou peneiramento e de natureza química, que envolvem
modificação na temperatura, combinação entre alguns compostos e inibição da
atividade de outros.
25
Classificação quanto à estrutura do material, elas se dividem em:
• Caulinita - são as argilas consideradas mais puras. Utilizadas na fabricação de
porcelanas, materiais refratários e em cerâmicas sanitárias.
• Montmorilonita - por ser um material muito absorvente é pouco utilizada
sozinha. É aplicada em misturas às caulinitas para corrigir a plasticidade.
• Micáceas - utilizadas na fabricação de tijolos.
Classificação quanto à aplicação:
• Fusíveis - são aquelas que se deformam a temperaturas menores de 1200ºC.
Utilizadas na fabricação de tijolos e telhas, grés, cimento, materiais sanitários.
• Infusíveis - resistentes a temperaturas elevadas. Utilizadas para a fabricação
de porcelanas.
• Refratárias - não deformam a temperaturas da ordem de 1500°C e possuem
baixa condutibilidade térmica, sendo utilizadas para aplicações onde o material
deva resistir ao calor, como na construção e revestimentos de fornos.
(CASTRO, 2000).
De acordo com a ABC (2002), as argilas ideais para fabricação de
cerâmica vermelha devem, de modo geral, ser de fácil desagregação e permitir
moldagem adequada, apresentar granulometria fina e distribuição
granulométrica conveniente (para garantir o controle das dimensões finais do
produto), possuir teor de matéria orgânica que possa conferir, juntamente com a
granulometria, boa plasticidade e resistência mecânica suficiente para evitar
deformações e permitir o manuseio das peças cruas, apresentar baixo (ou
nenhum) teor de carbonatos, sulfatos e sulfetos. Sua composição mineralógica é
uma mistura de caulinita com ilita, caulinita com montmorilonita ou esses
minerais em camadas mistas, além de um teor considerável de ferro (SANTOS,
1989).
Para fabricação de telhas, as argilas devem ter plasticidade adequada para
a moldagem, tensão de ruptura à flexão elevada quando secas, de forma a
permitir o manuseio durante o processo de fabricação. Após a queima deve
apresentar baixa porosidade aparente e baixa absorção de água e não
apresentar trincas e empenamentos após secagem e queima. A cor, após a
queima, dever ser vermelha, visto que a tradição do mercado brasileiro é pelas
26
cores vivas, variando de alaranjado ao vermelho. Por outro lado, argilas com
baixo teor de ferro resultam em telhas de cores claras, com características
cerâmicas também adequadas para fabricação de telhas e tijolos. Ressalta-se
que, em relação à cor, atualmente há uma aceitação crescente, sobretudo nas
regiões costeiras, com destaque no Nordeste, de telhas brancas ou claras. Este
fato é atribuído, provavelmente, às melhores características de resistências às
intempéries locais– atmosfera salina – propiciado por essas telhas brancas por
apresentar um menor conteúdo de saís solúveis. (CABRAL JUNIOR et al.,2005)
Figura 4: Extração de Argila Fonte: https://www.google.com.br
A armazenagem da argila é feita na própria empresa, ficando protegida contra intempéries (chuva, sol), como vemos na figura 5.
27
Figura 5: Armazenamento da Argila Fonte: CGM (2016)
A ABNT NBR 15310/2005, estabelece para as telhas cerâmicas as seguintes condições específicas:
• Impermeabilidade - as telhas cerâmicas submetidas a uma coluna de água
com 25 cm de altura, durante 24 horas consecutivas, não devem apresentar
vazamentos ou formação de gotas na face oposta à da ação da água.
• Absorção de água - o nível deve ser inferior a 20%.
• Resistência à flexão - a carga de ruptura à flexão das telhas cerâmicas de
encaixe deve ser igual ou superior a 70 kgf, elevando-se para 100 kgf nas
telhas de capa e canal.
A ABNT NBR 15310/2005, estabelece ainda que, são dois basicamente,
os tipos de telhas existentes, com uma variedade bastante grande de formas.
Das telhas de encaixe encontradas no comércio, as mais comuns são a telha
francesa, a romana e a termoplan. Das telhas de capa e canal, as mais comuns
são a telha colonial, a paulista e a plan, figura 6. (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA
DE NORMAS TECNICAS, 2005)
28
Figura 6: Tipos de telhas Fonte: Site: http://www.luarama.com.br/ceramica.htm
Figura 7: Modelos de telha cerâmica tipo colonial na cor branca e mesclada Fonte: Site:http://www.madeireirarondoville.com.br
Os testes dessa pesquisa foram realizados com a telha tipo colonial, visto
na figura 8 e 9.
29
Figura 8: Telhado de casa utilizando telha mesclada tipo colonial Fonte: Site http:// www.damale.com.br
Uma das principais exigências para um telhado é que não permita a
passagem de água, quando submetido à ação concomitante de chuva e vento.
Além de atenderem à exigência de impermeabilidade, as telhas devem
apresentar retilineidade e planidade, sem as quais ocorrerão problemas de
encaixe, que podem comprometer o desempenho do telhado. A absorção de
água deve ser pequena, de modo a impedir a passagem de água pelo corpo da
telha após longos períodos de exposição à chuva.
A massa da telha é outro parâmetro importante, pois a carga a que a
estrutura do telhado estará submetida é diretamente proporcional a essa
propriedade. Além das propriedades citadas, as telhas ainda devem não só
apresentar resistência compatível com os esforços decorrentes das atividades
de transporte e de montagem do telhado, como também resistir ao trânsito
eventual de pessoas sobre o telhado, após sua execução. (CASTRO, 2000)
30
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Segundo pesquisa da ANFACER (2017), a indícios de fabricação de
cerâmicas em diversos sítios arqueológicos. No Japão, as peças de cerâmica
mais antigas conhecidas por arqueólogos foram encontradas na área ocupada
pela cultura Jomon há cerca de oito mil anos, do final do período Neolítico (ou da
Pedra polida), que compreendeu, aproximadamente, de 26.000 AC até por volta
de 5.000 AC, a habilidade na manufatura de peças de cerâmica deixou o Japão
e se espalhou pela Europa e pela Ásia, não existindo, entretanto, um consenso
sobre como isto ocorreu. Já na China e no Egito, a utilização da cerâmica
remonta a mais de cinco mil anos.
Como exemplo da antiga arte cerâmica chinesa está expressa pelos
guerreiros de Xian. Em 1974, os arqueólogos encontraram o túmulo do
imperador Chi-Huand-di, que nasceu por volta do ano 240 AC. Para decorá-lo,
foi feita a réplica em terracota de um exército de soldados em tamanho natural.
Terracota é o termo empregado para a argila modelada e cozida em forno.
(ANFACER, 2017)
De acordo com CARVALHO (2005), objetos cerâmicos, como vasos, potes,
telhas e tijolos, já eram produzidos no Brasil pelos indígenas e pelos
colonizadores europeus, durante os períodos colonial e imperial. Tratava-se,
entretanto, de uma produção artesanal. Somente a partir do final do século XIX a
indústria cerâmica se organizou, inicialmente em São Paulo, com o surgimento
de olarias e fábricas de louças de barro, que produziam, em série, telhas, tijolos,
ladrilhos, vasos, potes, manilhas, etc. Na década de 1910, surgiram as primeiras
empresas de louças e porcelanas. Durante os últimos anos do século XIX e
início do XX, as empresas cerâmicas passaram a especializar-se em
determinados tipos de produtos, o que gerou uma paulatina separação na
classificação das empresas entre “olarias” e “cerâmicas”. Assim, as olarias eram
as unidades produtoras de tijolos e telhas, e as cerâmicas fabricavam produtos
mais ‘sofisticados’, como manilhas, tubos, azulejos, potes, talhas, louças,
porcelanas, etc.
31
“No Brasil, a cerâmica tem seus primórdios na Ilha de Marajó. A
cerâmica marajoara aponta à avançada cultura indígena que floresceu na ilha. Estudos arqueológicos, contudo, indicam a presença de uma cerâmica mais simples, que indica ter sido criada na região amazônica por volta de cinco mil anos atrás. A cerâmica marajoara era altamente elaborada e de uma especialização artesanal que compreendia várias técnicas: raspagem, incisão, excisão e pintura. A modelagem é tipicamente antropomorfa, embora haja exemplares de cobras e lagartos em relevo. De outros objetos de cerâmica, destacavam-se bancos, estatuetas, rodelas-de-fuso, tangas, colheres, adornos auriculares e labiais, apitos e vasos miniatura. Mesmo desconhecendo o torno e operando com instrumentos rudimentares, os indígenas criaram uma cerâmica de valor, que dá a impressão de superação dos estágios primitivos da Idade da Pedra e do Bronze.
Dessa forma, a tradição ceramista não chegou ao Brasil com os portugueses ou na bagagem cultural dos escravos, como muitos acreditam. Os índios aborígines firmaram a cultura do trabalho em barro quando Cabral aportou no território. Os colonizadores portugueses, instalando as primeiras olarias, nada de novo trouxeram, mas estruturam e concentraram a mão-de-obra. O processo empregado pelos indígenas, no entanto, sofreu modificações com as instalações de olarias nos colégios, engenhos e fazendas jesuítas, onde se produziam tijolos, telhas e louça de barro para consumo diário. A introdução de uso do torno e das rodadeiras parece ser a mais importante dessas influências, que se fixou especialmente na faixa litorânea dos engenhos, nos povoados, nas fazendas, permanecendo nas regiões interioranas as práticas manuais indígenas.
Com essa técnica, passaram a ser fabricadas peças com maior simetria na forma, acabamento mais aprimorado e menor tempo de trabalho.” Fonte: ANFACER – Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmica para Revestimentos, Louças Sanitárias e Congêneres, 2017. Disponível em:< http://www.anfacer.org.br/historia-ceramica>.
O estudo de matérias-primas argilosas em pregadas nas indústrias de
cerâmica vermelha estrutural tem como meta a busca de informações que
possam auxiliar no desenvolvimento de produtos e processos. O resultado
poderá ser refletido através da obtenção de tijolos e telhas de melhor qualidade,
seja por mudanças nas formulações das misturas, seja por melhorias no
processo de fabricação, através do controle das propriedades das matérias-
primas (GRUN et al, 2007).
O termo massa cerâmica corresponde a uma mistura de matérias primas
preparadas para a fabricação de um produto cerâmico. As massas cerâmicas
tradicionais são denominadas 7 de acordo com características particulares, tais
como cor, textura e conformação (CORREA, 2004).
Segundo Vieira (2001), uma massa cerâmica deve possuir características
necessárias para possibilitar uma adequada trabalhabilidade durante o
32
processamento e para a obtenção das propriedades finais requeridas. Na
fabricação de peças cerâmicas é bastante comum a mistura de dois ou mais
materiais para a composição da massa.
Quando as propriedades finais do produto dependem principalmente da
proporção de matérias-primas utilizadas, pode-se fazer uso de uma metodologia
específica de experimentos com misturas. Esta técnica representou, em todos os
casos relatados, um aumento na abrangência, eficiência e na confiabilidade dos
resultados obtidos, requerendo menos tempo, recursos humanos e materiais,
contribuindo assim para reduzir o custo de pesquisa e desenvolvimento
(CORREA, 2004).
Em todo o mundo, os pneus descartados estão formando verdadeiras
montanhas de lixo, com iminente ameaça de combustão que pode liberar gases
tóxicos para a atmosfera.
“Segundo organizações internacionais, a produção de pneus
novos está estimada em cerca de 2 milhões por dia em todo o mundo. Já o descarte de pneus velhos chega a atingir, anualmente, a marca de quase 800 milhões de unidades. Só no Brasil são produzidos cerca de 40 milhões de pneus por ano e quase metade dessa produção é descartada nesse período. ” Fonte: Boletim Informativo da Bolsa de Reciclagem Sistema FIEP Ano I - Número 3 - JUL/AGO - 2001 website:
http://www.cetsam.senai.br/bolsa.
Segundo NAIME (2010), no Brasil esse volume tem aumentado gerando
um descarte ambiental que vem se tornado insustentável. Diante desse fato,
esta pesquisa propõe desenvolver uma alternativa de reutilização do pneu com a
aplicação de um processo de fabricação de baixo impacto ambiental. Isto
permite encontrar uma utilidade prática e útil para os pneus descartados e
oferecer uma nova opção de telha para construção civil, mais econômica
contribuindo com a preservação do meio ambiente.
O conceito de ciclo de vida do produto permite a contabilização dos
impactos sobre o meio ambiente, decorrentes de todas as etapas que lhe são
peculiares, desde sua concepção mercadológica, planejamento, produção,
transporte, consumo e descarte, até o que dele vai para o lixo.
A responsabilidade ambiental passa gradativamente a ser encarada como
necessidade de sobrevivência, constituindo um mercado promissor – um novo
33
produto/serviço a ser vendido, diferenciando a política de marketing e de
competitividade. (NAIME, Roberto. 2010)
O atual momento de dificuldades que o comércio interno vem passando,
contudo, a crise no setor ceramista, nos faz repensar em mudanças estratégicas
para alavancar novamente o setor, como criação de programas de incentivo
habitacionais, aumentam a produtividade, a competitividade dos seus produtos,
com isso a construção civil demanda de matéria-prima e a utilização de materiais
sustentáveis, que aumentam a eficiência do produto. Segundo JOHN (2000), a
indústria da construção civil consome entre 15% a 50% de todos os recursos
extraídos da natureza. Essa quantidade coloca esse setor como o maior
consumidor individual de recursos naturais.
Todavia, esta pesquisa vem apresentar mais uma possibilidade de
reutilização da borracha do pneu, sendo utilizado como agregado no processo
produtivo de telhas, uma alternativa viável e necessária na preservação que
contribui com a sustentabilidade do meio ambiente, em resposta a demanda
produtiva de materiais da construção civil.
34
4. METODOLOGIA
4.1 Granulometria da borracha de pneus
Inicialmente houve um estudo baseado na análise granulométrica do pó da
borracha do pneu e na determinação da sua proporção na composição da
massa da telha.
O resíduo de borracha de pneus foi adquirido em uma empresa de
recauchutagem na fase de preparação da carcaça, onde o pneu é raspado para
posteriormente ser recuperado a sua bandagem. O material proveniente desta
fase adequou-se ao projeto devido a sua facilidade de obtenção, já que ele é
descartado por essas empresas, como também pela sua aproximação
granulométrica de ± 0.2 mm o que facilitou agregação no composto de
fabricação da telha.
Figura 9: Sobra da raspa de pneu para recauchutagem Fonte: Arquivo pessoal (2016)
4.2 Local de Produção
Foram fabricadas utilizando este processo de adição do pó da borracha,
telhas cerâmicas de capa e canal tipo colonial, seguindo as dimensões
especificadas pela norma da ABNT NBR 9600, tendo como apoio e uso dos
maquinários da Indústria de cerâmicas, CGM – Cerâmica Gomes de Mattos
35
instalada na cidade do Crato – CE, empresa eleita pela FIEC no ano de 2011,
como uma das melhores empresas do estado do Ceará na oitava edição do
Prêmio FIEC por seu Desempenho Ambiental, considerada referência em ações
de produção alinhada à preservação ambiental.
4.3 Processo de Execução da Telha com Adição da Borracha
Segundo o estudo desenvolvido pela Agência Brasileira de
Desenvolvimento Industrial – ABDI, há três formas básicas de preparo de
massa, são eles:
• Forma tradicional via úmida: laminação de argila plástica, sem moagem,
voltada para produtos mais simples, de limitado valor agregado;
• Via seca: moagem de argila dura, em pó, com até 6% de umidade;
incorpora a matéria plástica em processo de hidratação, mistura e
laminação;
• Via semiúmida: moagem conjunta das massas de argila plástica e dura,
até 12%-14% de umidade, sem necessidade de laminação, mas demanda
hidratação contínua e aquecimento da massa na moagem.
Os processos por via seca ou semiúmida tendem a ser a solução futura
para a melhoria da qualidade dos processos de cerâmica vermelha, pela
possibilidade de reformular a estrutura física da matéria processada. Verifica-se
que todo o arranjo de equipamentos de preparo da massa depende dos tipos de
argila disponível e da qualidade desejada no produto final. (ABDI, 2016)
Na fabricação de telhas, em olarias de pequeno porte o processo de
produção é simples, e em geral consiste nas seguintes etapas: extração da
matéria-prima; estocagem a céu aberto e/ou em local coberto (para épocas de
chuva, evitando assim o excesso de umidade); desagregação; mistura de no
máximo duas argilas; ajuste do teor de água se necessário; conformação por
extrusão; secagem natural; e queima em fornos intermitentes, em temperatura
inferior à 1000ºC (MÁS, 2002).
Na situação proposta o pó da borracha foi adicionado junto à argila e água,
observou-se então uma ótima adequação as fases produtivas existentes, sem a
necessidade de modificar o fluxo produtivo. Após esse processo, foram
recolhidas amostras que seguiram para a secagem em fornos cuja temperatura
36
varia entre 800 a 1000ºC. Vale ressaltar que a dosagem da argila e dos resíduos
de borracha foi calculada em uma proporção de 5:1 (5 argila, 1 pó de pneu) feita
diretamente no misturador da maromba (Figura 10 e 11).
Figura 10: Inclusão do pó da borracha de pneu Fonte: Arquivo pessoal (2016)
Figura 11: Mistura do pó borracha com argila Fonte: Arquivo pessoal (2016)
37
A moagem é um processo de redução da granulometria da matéria-prima
através de moinhos, com o objetivo de aumentar a qualidade do produto final.
Trata-se de uma etapa do processo via seca ou semiúmida, ainda pouco
empregado no Brasil, com uso mais frequente na produção de telhas de alta
qualidade e blocos estruturais, casos em que a estética superficial do produto
final é mais exigida. (ABDI, 2016)
Nessa etapa, o processo utilizado foi via semiúmida, nela observou-se que
não existiram problemas quanto na mistura dos componentes. A mistura
manteve seu aspecto homogêneo, que é importante para qualidade final das
peças cerâmicas, não houve alteração da cor e não apresentou deformações
após a etapa de extrusão.
Figura 12: Máquina extrusora, empresa CGM Fonte: Arquivo pessoal (2016)
38
Figura 13: Processo de extrusão telhas cerâmicas Fonte: Arquivo pessoal (2016)
Figura 14: Armazenamento de telhas para secagem Fonte: CGM (2016)
39
Após as telhas cerâmicas estarem secas e armazenadas nos vagões do
forno, já podem seguir para serem queimadas. A queima é uma etapa
importante, na qual a cerâmica irá receber uma resistência mecânica através da
sinterização das partículas. O material no forno ganha certa temperatura, atinge
um patamar de queima e depois é resfriado até sair do forno em temperatura
ambiente. Essa temperatura deve ser de aprox. 900°C, assim que as telhas
saem do forno, os mesmos já estão com as devidas resistências mecânicas
incorporadas.
Figura 15: Forno túnel para cerâmica Fonte: www.google.com.br
“O setor de cerâmica vermelha é um grande consumidor de
energia, além de causar grande impacto ambiental por causa do uso intensivo de lenha. Os principais tipos de lenha usados são a lenha nativa e os resíduos de madeira (cavaco, serragem, briquetes e outros resíduos). Contudo, já existem movimentos incentivando o uso de madeira de reflorestamento, para um consumo energético mais sustentável.” Fonte: ABDI - Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. Estudo Técnico Setorial da Cerâmica Vermelha, 2016. Disponível em: http://www.abdi.com.br/Estudo/05prova_p%C3% A1gina%20%C3%BAnica%20-%20Cer%C3%A2mica%20 Vermelha.pdf
40
A título de informação e entendimento veremos a seguir todo processo de
fabricação da telha com a inclusão do pó da borracha de pneus (figura 16).
Figura 16: Processo de produção da telha cerâmica. Fonte: Empresa CGM. (2016)
41
No processo de produção atual, a mistura dos materiais é realizada com
argila e água. A adição do pó do pneu, acontece nessa fase para um melhor
aproveitamento do material sem que cause danos na peça cerâmica.
Após o processo de queima, já na avaliação visual, percebeu-se que não
houve alterações no aspecto de cor.
Ensaio de Flexão
Posteriormente foram realizados ensaios de resistência á flexão (figura 17)
e absorção de água (figura 18) no laboratório de materiais no SENAI CETAE –
Centro de Treinamento e Assistência as Empresas.
Figura 17: Ensaio de ruptura a flexão Fonte: Arquivo pessoal (2016)
42
Figura 18: Ensaio de ruptura a flexão Fonte: Arquivo pessoal (2016)
O teste de resistência mecânica a flexão é aplicada para todos os produtos
e matérias primas cerâmicas para controlar a uniformidade dos produtos durante
o processo de conformação, no caso desta pesquisa, controlar a integração
peça e pó de borracha, pela diferença entre a tensão de ruptura à flexão do
material com ou sem o pó. Este ensaio foi realizado segundo a Norma NBR
13818 (ABNT, 1997).
O ensaio consiste em colocar as amostras numa prensa, sobre dois apoios,
localizados em suas extremidades e uma força é aplicada em sua região central.
Neste caso, conforme informa o INMETRO (2012), a não conformidade
detectada, ou seja, o não atendimento ao valor mínimo de resistência que a
telha cerâmica deve possuir, pode acarretar problemas estruturais no telhado e
oferecer risco para a segurança do usuário. Além disso, a resistência mecânica
das telhas é um aspecto importante a ser considerado também durante o
transporte, manuseio e montagem, etapas em que as telhas quebram com maior
frequência, o que representa maiores ônus para os consumidores.
43
O equipamento utilizado para o teste a flexão, pode ser visto na Figura 19.
Figura 19: Desenho esquemático do aparelho para determinar o módulo de resistência à flexão Fonte: INMETRO, 2012
Este tipo de ensaio é executado para determinar a capacidade das telhas
de se deformarem sem que ocorra a ruptura. Os corpos de prova foram
previamente preparados e colocados numa prensa sobre dois apoios localizados
em suas extremidades. Uma força foi aplicada na região central dos corpos de
prova. (PEREIRA, 2006)
Ensaio de Absorção
O ensaio de absorção de água, simula o comportamento das telhas
cerâmicas quando expostas à condições críticas de intemperismo, com o
objetivo de verificar se as amostras apresentam vazamentos ou a formação de
gotas na sua face inferior, acarretando a infiltração de água no telhado.
(INMETRO, 2017).
44
Para a execução desse ensaio é necessária uma aparelhagem, que
segundo a ABNT – NBR 15310/2009, é a seguinte:
a) uma moldura estanque à água, com o respectivo suporte indicado na figura
20, com as dimensões da moldura tais que sua área possa recobrir no mínimo
65% da área determinada pelo comprimento e largura totais dos corpos-de-
prova;
b) superfície plana impermeável com área superficial igual ou superior a área do
corpo-de-prova;
c) estufa com temperatura ajustável de (105 ± 5)°C;
d) espelho com área superficial igual ou superior à área da moldura.
Figura 20: Desenho esquemático do aparelho para determinar o módulo de resistência à flexão Fonte: ABNT, 2005
Para execução desse ensaio seguiu-se o processo, também determinado
pela ABNT - NBR 15310/2009:
a) as telhas devem ser mergulhadas em água à temperatura ambiente
durante, no mínimo 24 horas, ou no mínimo duas horas em água fervente;
b) em seguida as telhas devem secar a uma temperatura de 105 ºC ± 5 ºC;
c) a massa de cada corpo-de-prova deve ser determinada em intervalos de
uma hora, até que duas pesagens consecutivas de cada corpo-de-prova difiram
45
no máximo em 0,25%, os corpos-de-prova devem ser pesados imediatamente
após a remoção da estufa;
d) após a estabilização das pesagens de acordo com o critério acima
declarado, os corpos-de-prova devem ser resfriados naturalmente até atingirem
a temperatura ambiente;
e) as molduras devem ser aplicadas às superfícies superiores dos corpos-
de-prova e seladas;
f) os corpos-de-prova devem ser submetidos à pressão da coluna d’água
durante no mínimo 24 horas;
g) A presença de marcas de água na superfície do espelho em qualquer
instante indica a permeabilidade do corpo-de-prova. ” (ABNT, 2005)
Figura 21: Ensaio de absorção de água Fonte: Arquivo pessoal (2016)
46
Figura 22: Ensaio de absorção de água Fonte: Arquivo pessoal (2016)
As telhas quando porosas, como consequência de deficiente formação ou
prensagem durante a fabricação, permitem a migração de águas provenientes
das chuvas, que permeiam de um lado para outro da telha, causando
desconfortos motivados pelos vazamentos para o interior das residências. Além
disso, a migração de água pela telha causa o apodrecimento precoce do
madeiramento dos telhados, com grandes ônus para os consumidores, por
provocarem a necessidade de frequentes manutenções ou a necessidade de
refazer todo o telhado. (INMETRO, 2017)
A seguir os resultados do teste de corpo de prova, aos ensaios de flexão
simples, com o uso do pó de borracha inserido nas telhas, e sem o pó nelas.
47
Figura 23: Resultado do Teste do Corpo de Prova: Ensaio de flexão simples, Telha sem o pó da borracha de pneu. Fonte: Laboratório CETAE (2016)
Figura 24: Resultado do ensaio de flexão simples, Telha com a adição do pó da borracha de pneu. Fonte: Laboratório CETAE (2016)
48
A tabela a seguir faz o comparativo dos valores encontrados no laboratório,
com os valores exigidos pela ABNT para as telhas cerâmicas.
Telha Tipo Colonial
Valores ABNT
Ensaios no CETAE
(Telha sem o pó da
borracha)
Ensaios no
CETAE
(Telha com o pó
da borracha)
Ensaio de resistência à
flexão
A carga de ruptura à
flexão das telhas
cerâmicas de encaixe
deve ser igual ou
superior a 100 kgf
155,4 kgf
125,8 kgf
Ensaio de absorção de
água
o nível deve ser inferior
a 20%;
+ 13% 11,8%
Tabela 2: Valores obtidos em teste de resistência a flexão nas telhas cerâmicas Fonte: Arquivo pessoal
Gráfico 3: Comparativo dos valores obtidos após os ensaios nas telhas. Fonte: Arquivo pessoal
20
100
11,8
125,8
13
155,4
0
50
100
150
200
valores ABNT com o pó da borracha sem o pó da borracha
Ensaios no CETAE
Absorção de Água (%) Ruptura à Flexão (kgf)
49
Verifica-se no gráfico 3, que o pó de borracha ao ser adicionado como
agregado na fabricação de telhas cerâmicas, não interferiu a qualidade da
mesma nem quanto à resistência esperada que segundo a norma é de 100kgf,
obtendo-se ainda valores melhores quanto à absorção de água, passando 13%
sem o pó da borracha, para 11,8% com a adição do pó da borracha. Além de
não haver alteração na sua coloração, e não causando deformidades na peça.
Sendo, portanto, um material de grande potencial para uso como agregado
das telhas cerâmicas, além de oferecer uma grande contribuição ao meio
ambiente pela reutilização adequada das borrachas provenientes dos pneus
descartados.
50
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O resultado dos ensaios realizados em laboratório nas telhas com adição
do pó de borracha, que foram: a ruptura à flexão e absorção de água mostraram
que, a adição do pó de borracha de pneus na composição dos agregados da
telha cerâmica, traz benefícios à telha pois, segundo os testes a adição do pó,
proporciona uma menor absorção de água, não alterando sua resistência à
flexão, não modifica sua coloração além de não causar deformidades na peça.
Deste modo o setor ceramista, passa a ter papel fundamental para a
eliminação dos pneus inservíveis, usando-os como matéria-prima nas telhas
cerâmicas, oferecendo uma alternativa para a sustentabilidade do meio
ambiente.
Entende-se que o processo de inserir a adição do pó proveniente da raspa
de pneus, poderá ser utilizado em outros processos cerâmicos similar aos de
fabricação das telhas, como os de blocos cerâmicos, sem que haja modificações
pertinentes nas peças. O que se espera é que os mesmos resultados
satisfatórios possam serem obtidos nos blocos cerâmicos.
O setor ceramista tem papel importante quanto a responsabilidade social,
devido esse tipo de indústria gerar um grande impacto ambiental, proveniente da
extração da matéria prima até o processo de queima da cerâmica. Impactos
ambientais que podem comprometer permanentemente o meio ambiente, sendo
assim, a busca por desenvolvimento sustentável, com políticas de redução e
reutilização de materiais, atenua os danos ambientais causados pelo processo
de fabricação das cerâmicas.
Constatou-se nesta pesquisa que a inclusão do pó de borracha, ocorrida no
processo de fabricação das telhas cerâmicas, permite solucionar o grave
problema ambiental e ecológico, da geração de resíduos com os pneus
inservíveis, além de produzir um produto de maior qualidade, quanto a sua
impermeabilização.
51
Como proposta para trabalhos futuros está:
• Produção de tijolos cerâmicos com adição da borracha de pneus como agregado;
• Aumento da resistência a tração com o uso da borracha de pneus;
• Automatização do processo da adição do pó da borracha de pneus na
fabricação das telhas e blocos cerâmicos.
52
REFERÊNCIAS
ABC – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERÂMICA. Anuário Brasileiro de Cerâmica 2002. São Paulo: 2002. 194p. CENTRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO (CEPED). Manual prático de construção em solo-cimento. Camaçari. BNH/CEPED, 1978.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 8947 – Telha Cerâmica – Determinação da Massa e da Absorção de Água – Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1985. ______.NBR 8948 Telha Cerâmica – Verificação da Impermeabilidade – Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1985. ______. NBR 9600 – Telha cerâmica de capa e canal tipo colonial – dimensões. Rio de Janeiro, 1986. ______. NBR 9602 -Telha cerâmica de capa e canal-determinação da carga de ruptura à flexão - Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1986. ______. NBR 15310 - Componentes cerâmicos — Telhas — Terminologia, requisitos e métodos de ensaio. Rio de Janeiro 2005.21p.
ABDI - Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. Estudo Técnico Setorial da Cerâmica Vermelha, 2016. Disponível em:<
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ANEXOS
A. Relatório de Ensaio de Flexão Simples
Corpo de prova: Telha com borracha
B. Relatório Ensaio de Flexão Simples
Corpo de prova: Telha normal
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