1 SOBRE A NECESSIDADE DE METODOLOGIA DE PESQUISA E         DESENVOLVIMENTO PARA RECICLAGEM         JOHN, Vanderley M. ; AN...
2Durante a ECO-92 e a definição da Agenda 21, houve destaque a necessidade urgentede se implementar um adequado sistema de...
3Assim, uma metodologia que tenha por objetivo orientar atividades de pesquisa edesenvolvimento de reciclagem de resíduos ...
43.2. Caracterização do resíduoÉ fundamental um estudo das características físico-químicas dos resíduos de formaexaustiva,...
5Tais informações darão subsídio para a seleção das possíveis aplicações dos resíduos. Acompreensão do processo que leva a...
6adequação às necessidades dos usuários de um produto quando integrado em algumaedificação.A durabilidade é um aspecto fun...
7governamentais encarregadas da gestão do ambiente e das instituições de pesquisaenvolvidas - é fundamental para o sucesso...
8PINTO, T.P. Metodologia para a gestão diferenciada de resíduos sólidos da   construção urbana. São Paulo, Escola Politécn...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Art sobre a necessidade de metodologia de pesquisa e desenvolvimento para reciclagem

863 visualizações

Publicada em

0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
863
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
9
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Art sobre a necessidade de metodologia de pesquisa e desenvolvimento para reciclagem

  1. 1. 1 SOBRE A NECESSIDADE DE METODOLOGIA DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA RECICLAGEM JOHN, Vanderley M. ; ANGULO, Sérgio C.; AGOPYAN, Vahan PCC - Departamento Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica. EP USP. Cx. Postal 61548. São Paulo-SP. CEP 05424-970.Palavras-chave: reciclagem, resíduos, desenvolvimento sustentável, construção civil.RESUMOA importância da reciclagem é descrita e uma metodologia de pesquisa edesenvolvimento para reciclagem é apresentada de forma sucinta, envolvendoconhecimentos multidisciplinares. Nesta metodologia, dentre outros pontos, é destacadaa necessidade de análise de desempenho ambiental das diversas alternativas para areciclagem bem como a importância da transferência da tecnologia desenvolvida para aprodução comercial. Exemplos práticos demonstrando a importância das diferentesetapas da metodologia são apresentados. Conclui-se que uma metodologia criteriosa ecautelosa é essencial para desenvolver um mercado efetivo para os resíduos.1. SOBRE A RECICLAGEMA reciclagem não é uma idéia nova. Os romanos, por exemplo, reconstruíam as cidadesdestruídas durante a guerra de conquista utilizando os escombros (HENDRIKS, 2000).No entanto, o advento do modelo linear de produção industrial e da sociedade deconsumo, estreitamente aliados ao aumento da população vem tornando o problemamais complexo. No modelo atual de produção, os resíduos sempre são gerados naprodução de bens de consumo. Ao final da vida útil eles se convertem em resíduos.Assim, a massa de resíduos gerados é superior a massa de bens de consumo em longoprazo para qualquer economia (JOHN, 2000).Neste processo, matérias-primas não-renováveis são transformadas em lixo que seacumula em aterros, ocupando espaços e, muitas vezes, concentrando produtosperigosos. Esta concentração de resíduos perigosos significa muitas vezes um riscoambiental posto que acidentes são possíveis especialmente porque não existe garantiaque no longo prazo eles continuarão a serem guardados e operados com segurança.De fato, os resíduos se transformaram em graves problemas urbanos e ambientais comum gerenciamento oneroso e complexo. A escassez de área de deposição de resíduoscausada pela ocupação e valorização de áreas urbanas, os altos custos sociais nogerenciamento de resíduos, problemas de saneamento público e contaminação ambientalsão alguns destes problemas (JOHN, 2000; GÜNTHER, 2000; PINTO, 1999).Por outro lado, muitas destas matérias primas estão se esgotando ou estão disponíveisem locais cada vez mais distantes do centro de consumo ou de difícil acesso (JOHN,2000; CURWELL; COOPER, 1998; GÜNTHER, 2000). Tais problemas são resultadosda intensa industrialização, advento de novas tecnologias, crescimento populacional econcentração de pessoas em centros urbanos e diversificação de bens de consumo eserviços.
  2. 2. 2Durante a ECO-92 e a definição da Agenda 21, houve destaque a necessidade urgentede se implementar um adequado sistema de gestão ambiental para os resíduos sólidos(GÜNTHER, 2000), que inclui a necessidade de redução da geração dos resíduos,reutilização e reciclagem dos resíduos gerados. O conceito mais de fundo consiste natransformação de cadeias industriais de ciclo linear aberto (matérias primas produto resíduos industriais e pós-uso) em cadeias industriais de ciclo fechado, onde osresíduos são reutilizados ou reciclados e o uso de matérias primas minimizado(HENDRIKS, 2000, JOHN, 2000).2. RISCOS E BENEFÍCIOS DA RECICLAGEMAtividades de reciclagem significam risco ambiental, técnico, financeiro e de saúde dostrabalhadores e dos usuários. Como qualquer outra atividade industrial, a reciclagempode gerar resíduos, além do uso de energia e matérias primas complementares, emalguns casos, para a modificação físico-química do produto.Dois exemplos brasileiros podem ilustrar este problema. Recentemente foi destaque namídia a contaminação de frangos alemães por uma cal hidratada brasileira que foiutilizada na produção de polpa cítrica exportada como alimento de animais. A calhidratada era resíduo industrial e continha dioxina. Esta cal foi utilizada por muitos anosem atividades de construção civil no mercado Paulista. Outra falha é a da reciclagem defosfogesso em painéis divisórias para a construção civil. Após curto período de uso ospainéis apresentaram intenso desenvolvimento de fungos, gerando problemas de saúdepara os usuários e financeiros para os fabricantes.Os benefícios potenciais da reciclagem são mais conhecidos e incluem: 1. Redução no consumo de recursos naturais não-renováveis, quando substituídos por resíduos reciclados (JOHN, 2000). 2. Redução de áreas necessárias para aterro uma vez que os resíduos são utilizados novamente como bens de consumo. Destaca-se a necessidade da reciclagem dos resíduos de construção e demolição, pois eles representam mais de 50% da massa dos resíduos sólidos urbanos (PINTO, 1999). 3. Redução do consumo de energia durante o processo de produção. Destaca-se a indústria do cimento, que usa resíduos de bom poder calorífico para a obtenção de sua matéria-prima (co-incineração) ou utilizando a escória de alto-forno, resíduo industrial com composição semelhante ao cimento (JOHN, 2000). 4. Redução da poluição; por exemplo para a indústria de cimento, que reduz a emissão de gás carbônico utilizando escória de alto forno em substituição ao cimento portland (JOHN, 2000). 5. Geração de emprego e renda.Assim, metodologias de desenvolvimento de produtos a partir de resíduos recicladosnecessitam considerar os benefícios e riscos de forma adequada.3. METODOLOGIA DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTOUm processo viável de pesquisa e desenvolvimento para a reciclagem de resíduo é umatarefa complexa, na qual envolve conhecimentos de ciências de materiais, ambientais,de saúde, econômicas, marketing, legais e sociais, além da avaliação de desempenho doproduto em um cenário de trabalho multidisciplinar.
  3. 3. 3Assim, uma metodologia que tenha por objetivo orientar atividades de pesquisa edesenvolvimento de reciclagem de resíduos como materiais de construção civil devereunir os seguintes tópicos.3.1. Processo de geração dos resíduosA estimativa da quantidade de resíduo gerada por período de tempo e eventualsazonalidade são importante para (a) determinar a estrutura necessária para gerir oprocesso e realizar a reciclagem; (b) indicar a escala de produção de reciclagemnecessária, o que freqüentemente limita as tecnologias; (c) indicar tendências futuras degeração de resíduo, já que o processo de reciclagem deve ser pensado para o longoprazo.Os inventários de resíduos são certamente as fontes mais fáceis de obtenção destasinformações, mas nem sempre eles existem ou estão disponíveis. Mesmo para umaindústria em particular que apresente um sistema de gestão de resíduos, via de regra nãoexiste dados consolidados e confiáveis sobre a geração de resíduos industriais.Por esta razão, é recomendável verificar a consistência das estimativas.Os custos associados à pratica atual de gestão de resíduos são parte fundamental naavaliação da viabilidade econômica da reciclagem. Mesmo nos Estados Unidos, boaparte das empresas não realiza apropriação direta dos custos ambientais, especialmenteporque os sistemas de contabilidade não prevêem esta rubrica. Estes custos podemchegar até a 20% dos custos totais. Além dos custos diretos, existem os custos indiretos,como o desgaste da imagem da empresa devido a sua gestão ambiental ineficiente quepode levar a confrontos com organizações sociais e perda de consumidores(DESIMONE; POPOFF, 1998).Considerado em um processo tradicional como um estorvo ou problema, o resíduo,especialmente se não perigoso, não é freqüentemente tratado como produto. Osprocessos de gestão do resíduo afetam as características dos resíduos, incluindo aspossibilidades de reciclagem.Como exemplo, pode-se citar o sistema de gestão de resíduos de construção edemolição no Brasil. Como o processo de demolição não é seletivo (Figura 1), o resíduode construção e demolição disponível é um resíduo misto de concretos, alvenarias,revestimentos e outros. Esta mistura reduz as possibilidades de utilização do resíduocomo produto reciclado (ANGULO et al.,2003; HENDRIKS, 2000).Figura 1 Mistura de componentes construtivos do resíduo de construção e demolição pela ausênciade gestão em demolições.
  4. 4. 43.2. Caracterização do resíduoÉ fundamental um estudo das características físico-químicas dos resíduos de formaexaustiva, através de ensaios e métodos apropriados. Normalmente, esta caracterizaçãocompreende a determinação da composição química, das características microestruturaise de propriedades físicas como densidade, porosidade, distribuição do tamanho departículas entre outros.A decisão sobre que ensaios realizar visando a caracterização do resíduo bem como dastécnicas mais adequadas é um problema técnico cuja dificuldade não deve sersubestimada. Por exemplo, um conjunto de técnicas foi necessário para a caracterizaçãode escórias de aciaria de fornos de conversão LD (Tabela 1) (MACHADO, 2000).Além de uma adequada caracterização, é importante investigar a variabilidade dasfontes de fornecimento do resíduo. Como exemplo, a Figura 2 mostra a variação do teorde Cádmio em torta de logo de esgoto em estações de tratamento na cidade de SãoPaulo durante o período de um ano.Tabela 1 Estratégia para a caracterização da escórias de aciaria (Machado, 2000)Técnica analítica Mecanismo ResultadoAnálise química por Análise quantitativa total das Análise quantitativa total expressa emfluorescência de raios espécies químicas presentes na porcentagem de óxidos (em peso).X escória.Análise química pelo Dissolução da amostra em etilenoglicol seguida Determinação do teor deetilenoglicol de titulação em solução padrão de HCl. CaOlivre(NBR 7227/89) Determinação do teor deGasometria Determinação do anidrido carbônico (CO2) pela carbonatos em função do teor(MB 3377/90) absorção do CO2 pelo Ba(OH)2 de CO2 presente na amostra Determinação do teor dasAnálise térmica Estabilidade e decomposição térmica dos espécies químicas a partir da(TG/DTG e DTA) compostos presentes na amostra de escória. decomposição térmica do material. Determinação da composição mineralógica emDifração de raios X Determinação qualitativa da função das distâncias interplanares das(DRX) composição mineralógica. estruturas cristalinas. ABC Barueri São Miguel Suzano Dinam arca França 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Teor de Cd (mg/kg)Figura 2 – Variabilidade do teor de Cádmio em torta de lodo de esgoto (SANTOS, 2003).
  5. 5. 5Tais informações darão subsídio para a seleção das possíveis aplicações dos resíduos. Acompreensão do processo que leva a geração do resíduo fornece informaçõesimprescindíveis à concepção de uma estratégia de reciclagem com viabilidade nomercado.3.3. Seleção das aplicações a serem desenvolvidasA aplicação do resíduo não deve ser feita em torno de idéias pré-concebidas, mas emfunção das características do resíduo. Como regra geral, tais aplicações são aquelas quemelhor aproveitam as suas características físico-químicas com menor impacto ambientaldentro de um nicho de mercado específico, no qual o produto reciclado tem boascondições de competição com o produto convencional (Figura 3).Figura 3 Esquema geral para a seleção de alternativas para reciclagem.3.4. Desenvolvimento do produtoOs estudos iniciais visam desenvolver conhecimentos fundamentais sobre asalternativas de reciclagem em investigação, de escala eminentemente laboratorial. Naetapa seguinte, o processo de produção começa a ser desenvolvido, mas ainda em escalalaboratorial. Finalmente, um estágio de pré-produção ou produção em escala semi-industrial é recomendável para o refinamento do produto (JOHN; CAVALCANTE,1996).Nesta fase um conceito importante é o da engenharia simultânea, onde são analisadossimultaneamente o desenvolvimento da tecnologia, o desempenho do novo produto,aspectos relativos a manutenção, confiabilidade, marketing e aspectos ambientais, todosdo berço ao túmulo (SWINK, 1998).3.5. Avaliação do produtoUma vez desenvolvido o novo produto e que se disponham protótipos produzidosutilizando tecnologia similar ao esperada na escala industrial (escala pré-industrial), énecessário iniciar um programa abrangente de avaliação do produto.A metodologia de avaliação do produto deve considerar o desempenho e a durabilidadedo produto. A análise de desempenho tem por objetivo a adequação ao uso, ou seja,
  6. 6. 6adequação às necessidades dos usuários de um produto quando integrado em algumaedificação.A durabilidade é um aspecto fundamental no desempenho do produto, afetando o custoglobal da solução e o impacto ambiental do sistema. O objetivo final do estudo dedurabilidade é estimar a vida útil, definida como período de tempo durante o qual oproduto vai apresentar desempenho satisfatório, nas diferentes condições de uso(SJÖSTRÖM, 1996).Em seguida, uma análise de sustentabilidade deve ser realizada ponderando aspectos dasdimensões ambiental, social e econômica. Não se dispõe de metodologia consolidadapara se julgar a sustentabilidade social. Já a análise da sustentabilidade do ponto de vistaambiental possui técnicas de avaliação mais consolidadas.Assim, são vantajosas ambientalmente as tecnologias de reciclagem para as quais aanálises do ciclo de vida demonstrarem que, naquela situação específica, a reciclagem éa alternativa de gestão de menor impacto ambiental, do berço ao túmulo ("cradle-to-grave") (TUKKER; GIELEN, 1994).A análise do ciclo de vida (ACV) consiste no inventário quantitativo e qualitativo detodos insumos consumidos e dos resíduos sólidos e demais poluentes liberados noambiente, durante todo o ciclo de vida do produto ou serviço. Ela é fundamental para:(a) a tomada de decisão entre diferentes alternativas na fase de desenvolvimento; (b) aidentificação dos impactos mais relevantes do processo de produção, permitindo dirigiresforços para o aperfeiçoamento do desempenho ambiental do novo produto; (c) ademonstração de que o processo de reciclagem é a alternativa que oferece o menorimpacto ambiental; (d) a obtenção de certificados ambientais ou selos verdes, comoparte da estratégia de mercado.CARVALHO (2002) utilizou a análise do ciclo de vida para medir o impacto ambientalda substituição do clínquer portland por escória granulada de alto forno e cinza volante,da forma como realizado pela indústria cimenteira brasileira. O estudo envolveu olevantamento das emissões aéreas típicas e máximas das fábricas brasileiras bem comodados internacionais. Apesar da abordagem simplificada adotada pela autora, o trabalhodemonstra claramente a magnitude das vantagens ambientais que a reciclagem deescórias de alto forno e cinzas volantes oferece (Tabela 2).Tabela 2 Efeito da substituição do clínquer por adições em diferentes cimentos brasileiros(CARVALHO, 2002). Cimento Adição Emissões (kg/ton cimento) Efeito estufa total (%) NOX SOX CO2 Partículas (ton CO2 equivalente) CP II E 34 1,22 0,19 565 0,13 1093 CP III 70 0,55 0,09 256 0,06 496 CP IV 50 0,93 0,15 428 0,10 828 CP I 0 1,85 0,30 855 0,19 16553.6. Transferência de tecnologiaA reciclagem vai ocorrer apenas se o novo material entrar em escala comercial. Assim,a transferência da tecnologia é uma etapa essencial do processo. Para ela o preço doproduto é importante, mas não é suficiente. A colaboração entre os diversos atoresenvolvidos no processo - geradores do resíduo, potenciais consumidores, agências
  7. 7. 7governamentais encarregadas da gestão do ambiente e das instituições de pesquisaenvolvidas - é fundamental para o sucesso da reciclagem, e deverá ocorrerpreferencialmente desde o momento em que a pesquisa se inicia.Além disso, há a necessidade de se convencer os consumidores finais e profissionaisque utilizarão ou indicarão os novos produtos. O uso de documentação e certificadosque garantam as vantagens do novo produto, bem como a colaboração de universidadese centros de pesquisa com reputação de excelência no mercado, certamente auxilia noconvencimento da qualidade do produto.4. CONCLUSÕESNem todas as atividades de reciclagem não desejáveis do ponto de vista dasustentabilidade. A transformação de um resíduo em um produto comercial significasimultaneamente grandes oportunidades para aumentar a sustentabilidade social eambiental, mas oferece também significativos riscos ambientais e de saúde dostrabalhadores e usuários.Etapas de estudo aprofundado do processo de geração dos resíduos, caracterizaçãoquímica, mineralógica, microestrutural e física dos resíduos e sua variabilidade,criteriosa seleção de aplicações nas quais o resíduo seja útil, desenvolvimento dos novosprodutos seguido de uma avaliação do desempenho técnico, econômico e ambiental sãoetapas importantes de um processo de pesquisa e desenvolvimento em reciclagem quedeve ser concluído com de transferência da tecnologia para o mercado.5. REFERÊNCIASANGULO, S.C.; MIRANDA, L.F.R; JOHN, V.M. Construction and demolition waste management in Brazil. Waste Management World. Março/Abril. 2003. p.54-57.CARVALHO, J. Análise de Ciclo de Vida ambiental aplicada a construção civil - Estudo de caso: Comparação entre Cimentos Portland com adição de resíduos. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, Dissertação (Mestrado), 2002. 102p.CURWELL, S.; COOPER, I. The implications of urban sustainability. Building Research and Information. V.26, nº1, 1998. p. 17-28.DESIMONE, L.; POPOFF, F. Eco-efficiency – The business Link to Sustainable Development. MIT Press. Cambridge. 1998. 280p.GUNTHER, W.M.R. Minimização de resíduos e educação ambiental. In: Seminário Nacional de resíduos sólidos e limpeza pública, 7. Curitiba, 2000. Anais. Curitiba, 2000.HENDRIKS, C.F. The building cycle. Ed. Aeneas. Holanda. 2000. 231 p.JOHN, V.M.; CAVALCANTE, J.R. Conclusões. In: Workshop Reciclagem de Resíduos como Materiais de Construção Civil. São Paulo. ANTAC. Anais. 1996.JOHN, V.M. Reciclagem de resíduos na construção civil – contribuição à metodologia de pesquisa e desenvolvimento. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, Tese (livre docência). 2000. 102p.MACHADO, A. T. Estudo comparativo dos métodos de ensaio para avaliação da expansibilidade das escórias de aciaria. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, Dissertação (Mestrado). 2000. 135p.
  8. 8. 8PINTO, T.P. Metodologia para a gestão diferenciada de resíduos sólidos da construção urbana. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, Tese (Doutorado). 1999. 189p.SANTOS, A. D. Estudo dos resíduos de tratamento de esgoto e possibilidades de reciclagem. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, Exame de qualificação (Mestrado). 2003.SJÖSTRÖM, C. Service life of the building. In: Applications of the performance concept in building. Tel Aviv. CIB. v. 2. Proceedings. 1996. p. 6-1;6-11.SWINK, M.L. Tutorial on implementing concurrent engineering in new product development. J. Operations Management. n.16, 1998. p.103-116.TUKKER, A.; GIELEN, D. J. A concept for the environmental evaluation of waste management benefits. In: Environmental Aspects of Construction with Waste Materials. Londres. Ed. Elsevier. Proceedings. 1994. p.737-748.

×