Oportunidades para uso de resíduos de mineração, siderurgia, entre outros, na construção civil.

1. Resíduos na
Construção Civil:
oportunidades
sustentáveis
Júlia Castro Mendes
Ricardo A. Fiorotti Peixoto
1

2. BentoRodrigues, 2015
G1,2015
2

3. Acidente Barragem Rio Pomba (2007)
Acidente Barragem Itabirito (2014)
Acidente Barragem Fundão(2015)
663 barragens Brasil
445 barragens Minas Gerais
35 barragens inseguras FEAM-MG
85,3% barragem, 13,7% pilha,
0,003% reutilização (5)
(5) WOLFF (2009)
3

4. Acidentes
1
No mundo...
• 1965 Chile +200 mortes, El Cobre
• 1966 Bulgária 488 mortes, Mir MIne
• 1966 Reino Unido 144 mortes, Aberfan
• 1970 Zâmbia 89 mortes, Mufulira
• 1972 USA 125 mortes, Buffalo Creeck
• 1974 África do Sul 12 mortes, Bafokeng
• 1978 Zimbabue 1 morte, Arcturus
• 1981 USA 1 morte, Ages
• 1985 Italia 269 mortes, Stava
• 1986 China 19 mortes, Huangmeishan
• 1988 China, 20 mortes, Jinduicheng
• 1993 Peru 6 mortes, Marsa
• 1994 África do Sul 17 mortes, Marriespruit
• 1995 Filipinas 12 mortes, Placer
• 2000 China +15 mortes, 100 desaparecidos, Guangxi
• 2006 China 17 desaparecidos, Shangluo
• 2008 China 254 mortes, Taoshi
• 2010 Hungria 10 mortes, Kolontár
4

5. Acidentes
1
No Brasil...
• 1986 Rio Acima 7 mortes, Fernandinho
• 2001 Rio Verde 5 mortes, Rio Verde
• 2003 Cataguases Lixívia negra, contaminação mananciais,
Cataguases de Papel
• 2006 Miraí Rejeito de bauxita, contaminação mananciais,
Mineração Rio Pomba
• 2006 Miraí Rejeito de bauxita, contaminação mananciais,
Mineração Rio Pomba
• 2014 Itabirito 3 mortes, Herculano
• 2015 Mariana 22 mortes, Fundão
5

6. 6

7. SãoThomédas Letras, 2009
FEAM, 2009
7

8. Vitória,2017
ArcelorMittal, 2017
8

9. 9
Por que barragens?
Por que pátios?
Impactos
Ambientais
• Bacias
Hidrográficas
• Áreas Cultiváveis
• Fauna e Flora
Danos Sociais
• Destruição física
• Destruição da
história e
referências
sociais
• Movimentação
Involuntária
Prejuízos
Econômicos
• Agricultura e
Pecuária Locais
• Monitoramento
e Manutenção
• Multas e
Reparos

10. 10
Por que não levar o foco
das soluções para o rejeito?

11. Shapecut Steel, 2018 ANEPAC, 2018
MineraçãoeSiderurgia :
Grandes Produtorasde Resíduos
ConstruçãoCivil:
Grande Consumidora de Rec. Naturais
x
11

12. Santos, 2013
Oportunidade:CC
Galvão, 2017
Sant’Ana, 2017 Fontes, 2017
12

13. O Grupo
RECICLOS
13

14. Quem somos?
RECICLOSCNPq
www.reciclos.ufop.br
 2009-2010
▪ Arcelor Mittal PIRACICABA
▪ Arcelor Mittal JUIZ DE FORA
▪ Arcelor Mittal JOÃO MONLEVADE
▪ Arcelor Mittal CARIACICA
▪ PROJETO Vila Sustentável
▪ Pesquisa empresa-universidade C&T
▪ Escória de Aciaria
▪ 28 pesquisadores
▪ professores, doutorandos(*), mestrandos(*) ,
IC(*), estagiários
 2011/2018
▪ UFOP (2011)
▪ VALE
▪ Rejeitos Barragem Minério de Ferro
▪ VALE TUBARÃO
▪ Biomassa/Energia, Argamassas
sustentáveis, Placas cimentícias termo-
isolantes
▪ ARCELOR MITTAL
▪ Vila Sustentável
▪ ROLTH DO BRASIL
▪ Argamassas sustentáveis
▪ PROPEC – DECIV/UFOP
▪ 81 pesquisadores
▪ 07 bolsistas doutorado
▪ 04 bolsistas mestrado
▪ 07 bolsistas IC
▪ 02 pesquisadores CNPq
 2003
▪ Criação do grupo de Pesquisas GERES
▪ 04 pesquisadores
▪ USIMINAS, ACESITA, CST
▪ Escória de Aciaria
 2005
▪ Grupo de Pesquisa RECICLOS
▪ 15 pesquisadores
▪ CST (2005-2007)
▪ Escória de Aciaria
 2006
▪ GERDAU (2006-2008)
▪ CICLOMETAL
▪ Escória de Aciaria
 2007
▪ AÇOMINAS (2006-2008)
▪ METAL LIGA
▪ Escória de Aciaria
 2008
▪ CNPq
▪ Edital APL 39/2008, Programas
PIBIC-PIBIT/PQDT
▪ FAPEMIG
▪ Edital Universal 2008
▪ CAPES
 2009-2010
▪ Arcelor Mittal PIRACICABA, JUIZ DE
FORA, JOÃO MONLEVADE, CARIACICA
▪ PROJETO Vila Sustentável
▪ Pesquisa empresa-universidade C&T
▪ Escória de Aciaria
▪ 28 pesquisadores
▪ professores, doutorandos(*), mestrandos(*)
, IC(*), estagiários
14

15. RECICLOSCNPq
www.reciclos.ufop.br
 www.reciclos.ufop.br
▪ Laboratório
▪ Equipe
▪ Linhas de pesquisa
▪ Publicações
▪ Atividades
▪ Parceiros
▪ Contato
Quem somos?
15

16. O Grupo RECICLOS
O que fazemos?
• Resíduos de GRANDE
geração;
• Desenvolvimento e
sustentabilidade do
processo industrial e do
processo construtivo;
• Benefícios diretos para
os arranjos produtivos
locais;
• Não é reciclagem a
qualquer custo.
16

17. Meio-Ambiente
• Promovendo o uso de resíduos na CC;
• Reduzindo o impacto ambiental de edificações;
Sociedade
• Reduzindo os impactos dos depósitos de rejeitos;
• Tornando materiais sustentáveis mais acessíveis;
Arquitetura e Construção Civil
• Novos materiais de construção sustentáveis com as mesmas
metodologias de preparo;
Ciência dos Materiais
• Disseminando as propriedades de novos materiais;
• Estudando os fatores que as afetam.
O Grupo RECICLOS
O que fazemos?
17

18. A Construção Civil
no Brasil
18

19. A Construção Civil no Brasil
Características do Setor
19
▪ Construção civil hoje:
I. Produto final é
individualizado
II. Atividades ao ar livre
III. Alta dispersão geográfica
entre atividades de
construção.

20. A Construção Civil no Brasil
Características do Setor
20
Inércia a mudanças do processo
produtivo, predominantemente artesanal:
• Uso de mão de obra intensiva,
• Alta rotatividade → Pouco qualificada;
• Pouco uso de equipamentos pesados;
• Pouco uso de elementos pré-fabricados;
• Consumo intenso de recursos naturais e
• Alto nível de desperdício.

21. A Construção Civil no Brasil
Características do Setor
21
▪ 6% do PIB;
▪ Alta competitividade no mercado;
▪ “Entregar obras dentro do prazo e custo planejados”;
➢ ↓Qualidade... ↓Desempenho... ↑ Patologias... ↑ $ Manutenção
➢ ↓ Imagem profissional

22. A Construção Civil no Brasil
Concreto de Cimento Portland
22
▪ Concreto de Cimento Portland: material construtivo mais
utilizado no mundo.
✓ Plasticidade no estado fresco → moldabilidade;
✓ Custo e disponibilidade;
✓ Durabilidade*;

23. A Construção Civil no Brasil
Concreto de Cimento Portland
23
▪ Concreto de Cimento Portland: Cimento + Agregados + Água

24. Cimento → 5%das emissões de CO2 do mundo!
24
Jazida de Calcário
Clínquer
<25mm
Filito
Quartzito
Magnetita
Farinha crua
1450°

25. 1. Rocha: Explosivos + Rompedor
25
A Construção Civil no Brasil
Agregados Graúdos

26. 2. Transporte
26

27. 3. Britadeira/Britadore segregação
27

28. TRANSBRITA Posse GO
4. Estoquee transporte ao canteiro
28

29. A Construção Civil no Brasil
Agregados Miúdos
29
Mineraçãoem Encostas

30. 30
Extração em Planícies

31. 31
Extração em Leitosde Rios

32. 32
Classificação e Transporte
Grupo Martins Lara

33. 33

34. 34

35. 35
Pedreiras Embu

36. Resíduos =
Oportunidades
36

37. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
IOT
Bilhões de Ton.Anualmente
Depositadas emBarragens
1985-2015: 4 rupturas
37

38. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
SiO2
20-68%
Fe2O3
8-68%
Al2O3
0.2-17%
+ outros
Quartzo
Hematita
Caulinita
Gibsita
+ Outros
38

39. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
Classe II-A
Alum. |0.38 (0,2)
Fenóis | 0.53 (NA)
Ferro |1.038 (0.3)
39

40. Fontes et al., 2016
IOT
REF
Mendes, 2018
40

41. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
Fontes et al., 2018
41

42. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
42

43. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
43

44. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
44

45. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
45

46. Resíduos = Oportunidades
Rejeitos de Barragem de Minério de Ferro (IOT)
Na literatura:
• Como agregado → Fontes, et al. (2016),
Shettimma, et al. (2016), Zhao, et al.
(2016), Ma, et al. (2016), Carrasco, et al.
(2017) and Yellishetty, et al. (2008)
• Como pigmentos → Pereira &
Bernardin (2012), Fontes (2018*), Galvão
(2018*);
• Como aglomerante e geopolímero →
Duan, et al. (2016) e Cheng, et al. (2016);
46

47. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
SLG
5.6 Mi. Ton.Anualmente
Depositadas emPátios
Reuso de baixo valor agregado
47

48. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
CaO* 10-46%
SiO2
1-35%
Fe2O3
1-89%
Al2O3
1.7-13%
MgO*5-11%
+outros
***FeM
Calcita
Periclásio
Portlandita
Brucita
Quartzo
+ Outros
48

49. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
49
Silva, 2016
Não-processada
FeM >20%
Processada
FeM <5%

50. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
Andrade, 2018
Mendes, 2018
50

51. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
Andrade, 2018
Classe II-A
Aluminium | 1.31 (0.2)
Barium | 0.75 (0.7)
51

52. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
52

53. Resíduos = Oportunidades
Escória de Aciaria (SLG)
Na literatura:
• Viabilidade técnica → Silva, et al.
(2016), Toffolo (2015), Carvalho, et al.
(2014), Santos et al. (2014), França et al.
(2013), Paula (2013), Faraone, et al.
(2009)
• Viabilidade econômica → Gonçalves, et
al. (2016)
• Viabilidade ambiental → Silva et al.
(2016), Diniz, et al. (2017), Rondi, et al.
(2016)
• Durabilidade → Arribas, et al.(2014),
Lun, et al.(2008), Maslehuddin, et al.
(2003)
53

54. Resíduos = Oportunidades
Resíduo do beneficiamento do Quartzito (QTZ)
QTZ
Centenasde Ton.Anualmente
26.7 mi ton.acumuladas
Poluição de soloserios
Santos, 2015
54

55. Resíduos = Oportunidades
Resíduo do beneficiamento do Quartzito (QTZ)
SiO2
74-98%
SO3
1.3-7.6%
K2O 0.2-26%
Fe2O3
0.4-1.5%
Al2O3
1.1-2.1%
Quartzo
Caulinita
Muscovita
+ outros
Classe II-B
Santos, 2015
55

56. Resíduos = Oportunidades
Resíduo do beneficiamento do Quartzito (QTZ)
Santos,2015
Mendes, 2018
56

57. Resíduos = Oportunidades
Resíduo do beneficiamento do Quartzito (QTZ)

58. Resíduos = Oportunidades
Resíduo do beneficiamento do Quartzito (QTZ)
Na literatura:
• Agregados miúdos e graúdos:
Ramirio, et al. (2008), Adom-
Asamoah et al. (2014)
• Argamassas de alto
desempenho: Santos (2015), Dias
(2017)
58

59. Resíduos = Oportunidades
Linear Alquilbenzeno Sulfonato de Sódio (LAS)
Mendes, 2016 59

60. Mendes,2016
60

61. Resíduos=Oportunidades
LinearAlquilbenzenoSulfonatodeSódio(LAS)
Mendes, 2016
61

62. Resultados
CondutividadeTérmica
62

63. IOTREF
1:1:6
5,000x
REF IOT
1:2:9
5,000x
63

64. FV
LV
LR
Ferro-
silício
64

65. 65
Energia por Biomassa

66. Reuso e
Reciclagem
66

67. Reuso e Reciclagem
Viabilidade Técnica
Amostras
Recebidas e
Estocadas
Secagem (e
Beneficiamento)
Caracterização
Física e
Morfológica
Caracterização
Química
Caracterização
Ambiental e
Térmica
Durabilidade
Registro Intelectual e Incorporação ao Mercado
67

68. Reuso e Reciclagem
Caracterização das Matrizes Cimentícias
Índice de
Consistência
Slump
Teor de Ar
incorporado
Retenção de
Água
NoEstadoFresco
68

69. Reuso e Reciclagem
Caracterização das Matrizes Cimentícias
Resistência
Mecânica
Resistência
à Abrasão
Módulo de
Elasticidade
Índice de
Vazios /
Absorção
de Água
NoEstadoEndurecido
69

70. Reuso e Reciclagem
Caracterização das Matrizes Cimentícias
Massa
Específica
Cond.
Térmica
Calor
específico
Ultrassom
NoEstadoEndurecido
70

71. Reuso e Reciclagem
Caracterização das Matrizes Cimentícias
TG / DTA
Composição
Química
Micro-
estrutura
Morfologia
CaracterizaçõesAvançadas
71

72. Considerações Finais
72

73. Considerações Finais
O que falta?
Más Experiências → Profissionais não-éticos
ou mal preparados
Falta de regulamentação / incentivo
Inércia da Construção Civil no Brasil
73

74. 74
O que sobra: Oportunidades

75. 75
O que sobra: Oportunidades

76. 76
O que sobra: Oportunidades

77. 77
Nossa Expertise

78. 78
www.Reciclos.ufop.br