SISTEMA DE PENEIRAMENTO E BRITAGEM PARA REAPROVEITAMENTO DOS RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD)

27 de Setembro de 2011

TRABALHO
INTERDISCILINAR DIRIGIDO II

INSTITUTO
POLITÉCNICO – UNA

ENGENHARIA CIVIL

Ciclo 1 – Módulo B

Orientador(a) TIDIR: Rafaela
Chitarra Rodrigues Hell

Alex Inácio Gomes, Augusto Luiz, Bruno Drumond, Lucas Alves D’Alcantara, Lucas de Lima Almeida, Marcos Antonio, Yuri de Souza Carvalho

 RESUMO

A sustentabilidade na construção civil é hoje um tema de extrema importância, em razão dos impactos ambientais negativos causados ao longo de toda a sua cadeia produtiva.

A problemática dos resíduos da construção civil sempre esteve presente no Brasil, no entanto, ela vem recebendo uma maior atenção devido à grande quantidade que é produzida e a destinação final que ainda, em grande parte, é feita de maneira irregular. 

Diante disso, o objetivo desse trabalho é apresentar um método para a obtenção de materiais a partir do aproveitamento dos resíduos da construção civil e demolição para a sua reutilização na composição de pavimentos. Trata-se do aperfeiçoamento das técnicas já existentes a partir da inserção de uma etapa de peneiramento anterior à britagem proporcionando assim a otimização do processo e a redução do consumo de energia.

A técnica se apresenta como uma alternativa eficaz, capaz de garantir resultados positivos para as empresas e para o meio ambiente.

Palavras – Chave: Resíduo da construção civil; Reaproveitamento de Resíduos; Britagem de resíduos.

 

  1. 1.    INTRODUÇÃO

A Construção Civil é considerada como uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e social, comportando-se, porém como grande geradora de impactos ambientais negativos. As obras realizadas são geradoras em potencial de entulho, fomentando uma grande e importante discussão sobre os índices de desperdício de materiais e também o não reaproveitamento dos resíduos gerados durante o processo de construção e demolição.

Neste aspecto, a construção civil possui uma importante questão a ser resolvida: será possível conciliar uma atividade produtiva de grandes impactos ambientais através de técnicas economicamente viáveis que conduzam a um desenvolvimento sustentável consciente, menos agressivo ao meio ambiente sem impedir o desenvolvimento econômico e social?

A questão dos entulhos da construção civil pode ser uma alternativa interessante para os municípios que sofrem com as transformações urbanas e que se deparam com problemas de gerenciamento dos rejeitos de construção civil.

Além disso, em toda a vida útil de uma edificação são gerados resíduos, seja na sua manutenção como na fase de reforma e adequação ao uso ou na fase de desocupação e demolição das construções.

Por outro lado, conforme OLIVEIRA (2002):

“a indústria da construção civil traz à população muitos benefícios e é capaz de recuperar os danos causados através da concepção de novos projetos e pesquisas que melhoram a qualidade do meio ambiente”.

Os atuais mecanismos de britagem são dotados de tecnologias que utilizam grande quantidade de energia, uma vez que não possuem qualquer mecanismo de separação mais simplificado, o que torna sua adoção contrária aos objetivos ambientais almejados. Isto porque a importância da reciclagem visa não apenas reduzir os custos do processo, mas também preservar os recursos naturais, além de diminuir áreas de contaminação, diante da escassez de áreas adequadas ou soluções que absorvam a demanda.

Ao analisar estudos sobre as espécies e modelos disponíveis, foi criado um novo modelo a partir da utilização do método de peneiramento na bitola de 63 mm tornando dispensável a britagem de grande parte do volume dos resíduos gerados. A adoção deste método garante a redução no consumo de energia elétrica e a facilidade de operação como intuito de obter materiais a serem utilizados na composição de bases e sub-bases de vias.

Trata-se de um sistema de peneiramento e britagem para a obtenção de materiais reutilizáveis obtidos a partir de resíduos da construção civil com o intuito de tratar as questões ambientais de forma pró-ativa e abrangente, buscando soluções que permeiem a cadeia produtiva do setor, permitindo o reaproveitamento de materiais e promovendo o desenvolvimento sustentável, bem como a otimização dos processos de reciclagem e diminuição de custos.

  1. 2.    REFERENCIAL TEÓRICO

 A construção civil no Brasil tem uma importante repercussão, quer no consumo de recursos naturais, quer na geração de impactos ambientais. A reciclagem dos resíduos de construção e demolição (RCD) tem surgido como uma forma de amenizar a ação nociva dos resíduos.

As Estações de Reciclagem de Entulho têm como objetivo transformar os resíduos da construção civil em agregados reciclados, podendo substituir a brita e a areia em elementos da construção civil que não tenham função estrutural.

As técnicas para a produção de materiais a partir de resíduos da construção civil (RCD) ainda encontram-se limitadas a um sistema com pouca complexidade técnica e pouco atrativas para a iniciativa privada.

Segundo informações da Superintendência de Limpeza Urbana – SLU[1] de Belo Horizonte, atualmente a Prefeitura da cidade possui apenas três Estações de Reciclagem de Entulho.

Para o desenvolvimento do projeto foi realizado um estudo para o devido aperfeiçoamento das técnicas existentes, através da criação de um protótipo de Britador ligado a um sistema de peneiramento somado a criação de tecnologias e mecanismos para a redução do consumo de energia durante os processos de obtenção de materiais a partir dos resíduos gerados na construção civil, bem como o desenvolvimento de todas as etapas do processo.

O material final obtido poderá ser reutilizado como fonte de materiais sendo passível de obter um desempenho similar em relação a produtos convencionais, com custos mais competitivos, tornando uma alternativa economicamente viável para a indústria da construção.

Neste cenário, o projeto ora proposto se apresenta como uma real alternativa para a obtenção de materiais a partir da reciclagem de resíduos da construção civil. Para a adoção do sistema de peneiramento e britagem os resíduos deverão ser reduzidos em partículas com no máximo 63 milímetros de diâmetro, conforme determinação da norma NBR 15115/04 (ABNT, 2004), atualmente possível somente através de moagem em britadores.

Segundo a norma supracitada, intitulada “Agregados Reciclados de Resíduos Sólidos da Construção Civil – Execução de Camadas de Pavimentação –Procedimentos”, não há especificação das faixas granulométricas para o emprego deste material. Contudo, estabelece que deverá ser observada a dimensão característica máxima dos grãos, que deverá ser inferior a  63,5 mm.

Assim, a adoção do método proposto garante a redução no consumo de energia elétrica e a facilidade de operação.

Para atingir de fato a otimização e efetiva redução do consumo de energia elétrica se faz necessária a automação do processo. Desta forma, o desenvolvimento de técnicas de programação de computadores, utilizando portas paralelas para controlar os dispositivos externos, mantendo sempre a capacidade máxima do equipamento se faz de extrema necessidade.

Trata-se da solução de uma problemática, com adoção de algoritmos para a solução de um problema, que se baseia na garantia do funcionamento ininterrupto e a real necessidade do acionamento dos dispositivos de modo a garantir a economia de energia. (LEITE, 2006)

Para o cálculo correto dos insumos produzidos, foi necessária a elaboração de um sistema que permitisse a obtenção dos valores de peso e volume dos materiais recebidos e dos materiais obtidos após o processo. Isto foi possível através da criação de elementos visuais gráficos e estudos técnicos que comprovassem a viabilidade da técnica e efetiva aplicação na construção civil do aperfeiçoamento dos métodos  existentes.

  1. 3.    MATERIAIS E MÉTODOS

Para a obtenção de materiais reutilizáveis a partir de resíduos da construção civil com o intuito de tratar as questões ambientais bem como a otimização dos processos de reciclagem e diminuição de custos, foi desenvolvido um modelo de britador acoplado a um sistema de peneiramento com o
intuito de diminuir a necessidade de britagem de grande parte do volume de resíduos. O processo ao qual está inserido o modelo acima é dividido em etapas.

Etapa externa: Inicialmente foi realizada uma etapa externa para a remoção manual dos contaminantes como madeira, papel, cerâmica, vidros,
plásticos e metais a serem destinados adequadamente para a reciclagem em processos específicos ou destinados a aterros sanitários quando não forem
passíveis de reaproveitamento, conforme previsão da Resolução CONAMA nº 307/02 (Brasil, 2002).

Etapa 1: O material inspecionado, obtido na durante a etapa externa do processo,  foi encaminhado através de uma pá carregadeira a um alimentador vibratório, dando inicio à primeira etapa do processo.

Etapa 2: Em seguida o material foi transportado, por meio de uma correia – correia 1 –  para a peneira – iniciando a segunda etapa do processo que se baseia no peneiramento do material na bitola de 63mm.Vale ressaltar que o material disposto na correia 1 foi novamente inspecionado e removidos, manualmente, os resíduos remanescentes da etapa externa.

Etapa 3: Os resíduos com tamanho inferior e 63mm foram direcionados para a peneira e em seguida transportados pela correia 2/5 para o monte final.Já os
resíduos maiores que 63mm foram encaminhados, através da correia 3, ao Britador.Trata-se da etapa 3 do processo, que se inicia com a britagem dos
resíduos para a redução de sua granulometria.

Importante ressaltar que o volume de resíduos a passar por este processo já se encontra demasiadamente reduzido, uma vez que estudos promovidos pela
prefeitura de Belo Horizonte entre outras cidades brasileiras, atestam que quase metade do volume de resíduos produzidos na construção civil possuem
dimensão inferior a 63mm sendo dispensável a britagem do material para a sua reutilização.

Etapa 4: Em seguida, os resíduos britados foram encaminhados, por meio da correia 4, para a peneira como forma de garantir a granulometria dos rejeitos. Desta forma, os resíduos foram novamente peneirados e encaminhados através da correia 2/5 para o monte final.

Durante o transporte dos materiais através da correia 2/5, descrito nas etapas 4 e 5,  os mesmos foram submetidos a uma corrente eletromagnética por meio de um Eletroímã localizado acima da correia com o intuito de retirar partículas metálicas não passíveis de separação durante o processo de inspeção manual garantindo uma maior qualidade do material obtido.

A etapa da britagem também contará com um recurso automático que calculará o peso ideal para acionamento do britador, impedindo que este seja utilizado sem a real necessidade e assim, proporcionando a redução do consumo de energia elétrica e garantindo a redução no consumo de recursos naturais e proporcionando a diminuição dos custos durante a operação.

Para o cálculo correto dos insumos produzidos, foi elaborado um sistema para a obtenção dos valores de peso e volume dos materiais recebidos e dos materiais obtidos após o processo. Foram elaborados gráficos e estudos técnicos que comprovam a viabilidade da técnica apresentada.

 

3.1.  Descrição do protótipo

 O protótipo foi desenvolvido a partir de materiais obtidos, em grande parte, da reutilização de sucata. Para tanto, foram obtidos motores, cabos entre outros para a confecção de peças e para a obtenção de movimentos de rotação e vibração, bem como cabos, resistores e outros para a simulação de todo o processo.

O Alimentador Vibratório foi confeccionado com chapa soldada. O movimento de vibração foi obtido a partir de um motor com peso de chumbo no eixo. A peça foi fixada na base de madeira com uma dobradiça para que o sistema de vibração funcione perfeitamente.

Para a confecção das Correias foram utilizadas duas roldanas em formato carretel, suspensas porhaste de metal para que as correias fiquem abauladas. A primeira roldana (parte inferior) será movimentada por um motor acoplado a uma correia dentada. Já a última roldana terá um terminal feito de chapa soldada para controle de quantidade de material.

A Peneira foi confeccionada com chapa soldada e sua vibração se dá em razão de um motor com peso de chumbo no eixo. A peneira é sustentada por duas hastes com eixo móvel acoplada ao motor de forma que a vibração aconteça perfeitamente. Esta possui uma tela fixada na entrada para que o peneiramento do material seja realizado. Foi colocado um receptor na parte inferior da peneira feito de chapa soldada pra receber o material proveniente da peneira de forma que não espalhe o material na correia três.

Para o desenvolvimento do Britador, confeccionado com chapa soldada, foi necessária a utilização de dois tubos metálicos ligados a duas engrenagens. O motor movimenta uma engrenagem por meio de uma correia dentada, fazendo com que as duas girem em direções opostas para que os tubos triturem o material.

Já o Eletroímã foi construído manualmente, através de um fio elétrico espiralado ao redor de um pedaço de ferro. Este dispositivo, denominada solenóide, foi ligado a uma fonte de 12V pelas suas extremidades.

Assim , quando o fio é submetido a uma tensão, o mesmo é percorrido por uma corrente elétrica que gera um campo magnético na área circunvizinha a essa espira.

Para assegurar que a força do campo magnético seja suficiente para atrair todos os resíduos ferrosos do
material, foi utilizada a fórmula F=Bil, na qual B é o campo magnético, i a corrente, l o comprimento do fio e F a força. Portanto, as grandezas (B, i e l)
são proporcionais, ou seja, quanto maior for a corrente disponibilizada ao sistema maior será a Força. (MAXIMO, ALVARENGA, 2005)

Para a automação do protótipo foram utilizados conectores paralelos DB 25 e DB35, ligados diretamente à placa mãe do computador, por meio de um cabo de dados para porta paralela. O conector possui 8 saídas de controle, o que permite controlar o mesmo número de periféricos. Foi utilizado um chip (Buffer 74LS441), capaz de controlar o tráfego de dados, tendo como principal função, barrar a passagem de corrente elétrica em excesso para o computador.

A fixação do protótipo foi feita em  uma base de madeira, com dimensões de 300×200 cm.

A simulação do entulho foi feita por material com argamassa e fuligem de ferro, com o objetivo de demonstrar todo o funcionamento do protótipo.

 

  1. 4.    INTERDISCIPLINARIDADE

 Através da aplicação dos conhecimentos adquiridos durante o estudo da disciplina de Algoritmos e Técnicas de Programação, foi possível desenvolver todo o processo de automação do projeto através de programas para o controle das etapas necessárias, como o envio das informações a um controle central sobre a
quantidade de resíduos a ser processado e os valores obtidos ao final do peneiramento e britagem. Tal programa foi desenvolvido na linguagem C ++ por
proporcionar mais segurança no controle das informações. Desta forma, foi possível automatizar todo o processo de produção e peneiramento e britagem de
resíduos da construção civil atingindo o objetivo de otimizar a produção e minimizar o consumo de energia elétrica.

Com base nos estudos desenvolvidos na disciplina de Física e Eletricidade, foi possível identificar a atuação das forças eletromagnéticas com o intuito de obter os efeitos de atração e repulsão entre o imã suspenso sobre a última correia e os materiais ferrosos remanescentes da inspeção manual do resíduo recebido.

Para a elaboração dos programas acima descritos, a partir do uso de fórmulas e cálculos para a obtenção de valores de massa e volume, bem como para a elaboração e interpretação de gráficos a serem desenvolvidos para atestar a viabilidade do projeto, foram utilizados todos os conhecimentos adquiridos durante os estudos da disciplina de Cálculo.

Assim, os conhecimentos adquiridos em todas as disciplinas desenvolvidas ao longo do semestre, foram de suma importância para o desenvolvimento e eficácia do projeto a ser apresentado.

 

  1. 5.    RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Atualmente, o volume gerado pelos resíduos é considerado grande, ocupando, portanto, muito espaço nos aterros e seu transporte, em função não só do volume, mas também do peso, torna-se excessivamente caro. A reciclagem e o reaproveitamento do resíduo são, portanto, de fundamental importância para o controle e minimização dos problemas ambientais causados pela geração de resíduos, e para seu reaproveitamento na criação de diversos produtos com valor agregado.

Os atuais mecanismos de britagem são dotados de tecnologias que utilizam grande quantidade de energia, o que torna sua adoção contrária aos objetivos ambientais desejados.

Vale ressaltar que os principais resultados produzidos pela reciclagem do resíduo são os benefícios ambientais. Os benefícios são conseguidos não só pela diminuição da deposição de resíduos em locais inadequados, como também pela redução de extração de matéria-prima em jazidas, o que nem sempre é adequadamente fiscalizado. Reduz-se, ainda, a necessidade de destinação de áreas públicas para a deposição dos resíduos.

Desta forma, foi realizado um estudo para o devido aperfeiçoamento das técnicas existentes. O novo método dispensa a britagem de grande parte do material a ser reciclado, o que barateia e agiliza o processo.

A criação de técnicas mais atrativas de reaproveitamento de resíduos se fazem essenciais para que estas sejam efetivamente implantadas pela iniciativa privada e pelo poder publico.Isto porque os custos com a reutilização de resíduos são muito menores frente aos custos para a mitigação dos impactos advindos da deposição irregular dos rejeitos e das multas instituídas pela legislação ambiental vigente.

Além disso, o desenvolvimento de uma técnica mais complexa e processos automatizados podem ser bastante vantajosos no que tange a investimentos privados. Isto porque o material final obtido poderá ser reutilizado como fonte de materiais sendo passível de obter um desempenho similar em relação a produtos convencionais, com custos mais competitivos, tornando uma alternativa economicamente viável para a indústria da construção.

As técnicas atualmente utilizadas no município de Belo Horizonte se resumem a uma alternativa pouco complexa e sem grandes inovações que permitam um maior controle da produção e a redução da utilização de recursos naturais. Trata-se simplesmente de um processo de britagem dos resíduos advindos da construção civil previamente selecionados.

Frente aos resultados acima descritos obtidos a partir da reutilização de resíduos através de um sistema de peneiramento e britagem e
seus benefícios econômicos, ambientais e sociais, é possível atestar a viabilidade da adoção da técnica de peneiramento e britagem. A inserção de uma etapa de caráter simples se mostra fundamental para a sua maior adequação frente aos objetivos almejados. Tais objetivos são claros no que se refere ao menor consumo de energia e conseqüente redução de custos de operação.

  1. 6.  CONCLUSÃO

O desenvolvimento e a apresentação de um novo método para a obtenção de materiais a partir do aproveitamento de resíduos da construção civil e demolição para a sua reutilização na composição de pavimentos se mostrou uma técnica bastante eficaz e atrativa.

Buscou-se durante o trabalho o desenvolvimento de um modelo de britador e peneira capaz de solucionar um grande problema advindo do setor, permitindo o reaproveitamento de materiais e a promoção do desenvolvimento sustentável.

Para tanto, foi desenvolvido um modelo de britador somado a um sistema de peneiramento com o intuito de diminuir a necessidade de britagem de grande parte do volume de resíduos.

A partir desta técnica, foi possível obter resultados benéficos frente à redução dos impactos ambientais negativos advindos da deposição irregular de resíduos e da diminuição da utilização de recursos naturais utilizados nos métodos já existentes. Tais resultados foram verificados perante o desenvolvimento do protótipo e dos ensaios realizados.

A utilização dos conhecimentos adquiridos durante os estudos nas disciplinas cursadas foram essenciais para a constatação da viabilidade e adequação do modelo aos resultados almejados.

Por este motivo, a técnica voltada para a redução, reutilização e reciclagem se caracteriza como um importante instrumento para a amenização dos impactos causados pelo crescente e contínuo aumento das quantidades de resíduos produzidos na indústria da construção civil.

  1. 7.  REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15114: resíduos sólidos da construção civil – áreas de reciclagem –
diretrizes para projeto, implantação e operação
. Rio de Janeiro: Associação
Brasileira de Normas Técnicas, 2004. 7 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. . NBR 15116: agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil
– utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural –
requisitos
. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2004.
12 p.

BELO HORIZONTE, Superintendência
de Limpeza Urbana
. Disponível em: <http://portalpbh.pbh.gov.br.&gt; Acesso
em 10 de Maio 2010

BRASIL, Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução nº307 de 5 de julho de 2002. Disponível
em <http://www.mma.gov.br/conama/&gt;.  Acesso em 10 de Maio 2010.

HUGHES-HALLET, Deborah et al. Cálculo.
Rio de Janeiro: LTC, 1997. 648 p.

Leite, MÁRIO. Técnicas de
Programação: uma abordagem moderna
– Rio de Janeiro: Brasport, 2006.

MAXIMO, Antônio e ALVARENGA, Beatriz. Eletricidade e Magnetismo. 1ª Edição. São Paulo: Scipione, 2005.144
p.

OLIVEIRA, Marcio Joaquim Estefano de. Materiais Descartados pelas Obras de Construção Civil: Estudo dos
resíduos de Concreto para Reciclagem
. Rio Claro: 2002 194p. Tese
(Doutorado) – Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade
Estadual Paulista, Rio Claro, 2002.

SOUZA, Ubiraci Espinelli Lemes. Como
reduzir perdas nos canteiros: Manual de gestão do consumo de materiais na
construção civil
. Ed. Pini, São Paulo, 2005. 128 p.

ZIVIANI, Nivio. Projeto de
algoritmos: com implementações em Pascal e C++
. São Paulo: Thomson
Learning, 2007. 621 p.


3 Respostas to “SISTEMA DE PENEIRAMENTO E BRITAGEM PARA REAPROVEITAMENTO DOS RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD)”

  1. Matheus said

    Posta o código que vocês usaram por favor

  2. Matheus said

    Posta o código que vocês fizeram por favor !!

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