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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO – UFMT
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FERNANDA GABRIELA CARDOSO ALVES NOVATO
TIJOLOS DE ADOBE COM SOLO-CIMENTO E ADIÇÃO DE RESÍDUO DE RECAPAGEM DE PNEUS
BARRA DO GARÇAS - MT
2019
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO – UFMT
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FERNANDA GABRIELA CARDOSO ALVES NOVATO
TIJOLOS DE ADOBE DE SOLO-CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE RECAPAGEM DE PNEUS
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil – UFMT, Campus Universitário do Araguaia-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Prof. Orientador: Raul Tadeu Lobato Ferreira
BARRA DO GARÇAS - MT
2019
RESUMO
Os resíduos da construção civil são responsáveis por grande parte dos prejuízos ao meio ambiente, não sendo, na maioria dos casos, descartados de forma adequada ou não tendo seu potencial para reuso aproveitado. Visando minimizar os danos, podem ser empregados meios para reduzir ou reaproveitar os resíduos gerados. Nesse contexto, a utilização do adobe estabilizado com cimento para construção civil é uma prática que gera menores impactos se comparado as técnicas convencionais de construções, apresentando a possibilidade do seu reaproveitamento diversas vezes, uma vez que pode ser umedecido e remoldado, não precisa passar pelo processo de queima, é economicamente viável, utiliza uma quantia de cimento muito inferior que os processos construtivos convencionais e, utiliza o solo como matéria-prima, que é um material renovável e abundante. Os pneus, são outro tipo de resíduo, que não são, necessariamente, oriundos da construção civil, mas que também causam diversos danos ao meio ambiente e, na maioria das vezes, também não possuem um descarte correto. Deste modo, este trabalho propôs a utilização da borracha dos pneus em conjunto com um solo-cimento, para confeccionar tijolos de adobe e analisar suas propriedades físicas e viabilidade para aplicação. Para isso, foram feitos ensaios de resistência, durabilidade, retração e absorção. Os blocos confeccionados com esse tipo de adição não apresentaram melhorias significativas de resistência à compressão e absorção de água, porém apresentaram menor retração e maior durabilidade que os blocos de adobe sem a adição de fibras de borracha. Palavras-chave: adobe; solo-cimento; borracha; resíduos; sustentabilidade.
ABSTRACT
The civil construction waste is responsible for a large part of the damage to the environment, and is not, in most cases, disposed of properly or not having its potential for reuse. In order to minimize damages, means may be employed to reduce or reuse waste generated. In this context, the use of stabilized adobe with cement for civil construction is a practice that generates smaller impacts, presenting the possibility of its reuse several times, since it can be moistened and remolded, does not have to go through the burning process, is economically feasible , uses a much lower amount of cement than conventional construction processes, and uses the soil as a raw material, which is a renewable and abundant material. Tires are another type of waste, which is
not necessarily the result of civil construction, but also causes a lot of damage to the environment and, most of the time, also does not have a correct disposal. Thus, this work proposed to add tire rubber in a soil-cement matrix, to make adobe bricks and analyze their physical properties and feasibility for application. For this, tests of resistance, durability, retraction and absorption were made. The blocks made with this type of addition did not show significant improvements in compressive strength and water absorption, but presented lower retraction and greater durability than the blocks of adobe without the addition of rubber fibers.
Keywords: adobe; soil-cement; rubber; waste; sustainability.
Aos meus pais, Sérgio Paulo e Léia Regina,
ao meu irmão, Sérgio Augusto e
ao meu avô José Cardoso (in memorian),
por me incentivarem e sempre
acreditar em mim.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por estar presente em cada segundo da minha existência, mesmo em
momentos em que não parecia possível me aguentar e por seu amor incondicional.
À minha família, em especial aos meus pais, Sérgio Paulo e Léia Regina, por
todo incentivo e esforço que tiveram para a minha formação, pelo amparo e amor
durante toda a minha vida, por acreditarem em mim, e por não medir esforços para
tornar os meus sonhos possíveis. Ao meu irmão, Sérgio Augusto, por conseguir me
alegrar quando as coisas não vão bem, e por me fazer querer ser uma pessoa melhor.
À minha irmã, Jéssica Dias, por sempre me incentivar a fazer as coisas no tempo certo
e não enlouquecer com as pressões da vida, por aguentar os meus desesperos desde
a infância sem desistir de mim. À minha avó, Dalva, e a minha tia, Lindalva, por todas
as orações, todas as palavras de incentivo, pelo amor, e por sonharem tudo isso
comigo, me dando forças para sempre continuar.
Ao meu namorado, Roberto Júnior, pelo seu amor e paciência, por tornar os
meus dias mais alegres e me fazer acreditar em mim, por não medir esforços para me
auxiliar em qualquer coisa que eu precise, e por sua presença já ser o suficiente para
me acalmar.
Ao meu orientador, Raul Lobato, pela confiança e paciência, por estar sempre
disposto a responder minhas dúvidas, por ceder o seu tempo até mesmo nos fins de
semana, e por ser um excelente profissional, servindo de exemplo e motivação.
Aos meus companheiros de laboratório, Everson Pinheiro, Kállita Káts,
Rogério Fernandes, e novamente, Roberto Júnior, por estarem dispostos a ceder suas
manhãs e tardes em um serviço exaustivo, sem pedir nada em troca.
À Rafaella Fernandes, pela amizade de longas datas, por tentar me acalmar
nos momentos de surtos, pelos conselhos, por todos os lanches que me pagou, e por
me tornar uma pessoa um pouco mais paciente (graças as suas chatices diárias).
À Valéria Santana, por ter passado o barbante pra mim, iniciando ali uma
amizade que duraria por tanto tempo, e que na época eu não sabia, mas ainda viria a
ser uma das coisas mais importantes na minha vida. Obrigada por aturar os meus
momentos de raiva, e todas as minhas agressões involuntárias.
À Raquel Gonçalves, minha coisinha roxa, por ser um poço de paciência e
compreensão, que mesmo longe me servia de exemplo diversas vezes. Não sei por
que as pessoas se preocupam tanto em ser ricas... Acho que é porque elas não têm
uma amiga como você, porque não há riqueza maior do que sua amizade.
À Millena Menezes, por me fazer rir em qualquer situação e me fazer perceber
que a vida pode ser muito mais leve se observada com mais carinho.
Aos colegas que a faculdade me proporcionou, Larissa Ferreira, Thamires
Ferreira, Raquel Alves, Davi Luz, Cayttano Saul, e novamente Rogério Fernandes,
por tornarem esse período traumatizante da graduação um pouco mais suportável.
À todos que contribuíram com a minha formação, direta ou indiretamente, o
meu muito obrigado!
É difícil enxergar uma parede completa
quando ainda mal colocamos o primeiro
tijolo para construí-la.
(Eduardo Cilto)
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classificação granulométrica - Dimensão dos grãos ............................... 41
Tabela 2 – Traços de concreto utilizados por Gomes (2007) .................................... 52
Tabela 3 – Comparação entre pneus radiais e convencionais (diagonais) - continua. .................................................................................................................................. 57
Tabela 4 – Comparação entre pneus radiais e convencionais (diagonais) - conclusão .................................................................................................................................. 58
Tabela 5 – Composição química elementar do pneu. ............................................... 58
Tabela 6 – Meta, destinação e percentual do cumprimento pelos fabricantes e importadores de pneus novos em 2016. ................................................................... 62
Tabela 7 – Tecnologia de destinação final e quantidade total de pneus inservíveis destinados em 2016. ................................................................................................. 63
Tabela 8 – Parâmetros para classificação do solo. ................................................... 78
Tabela 9 – Retração das amostras ........................................................................... 87
Tabela 10 – Coeficiente de durabilidade ................................................................... 90
Tabela 11 – Granulometria do solo ......................................................................... 103
Tabela 12 – Granulometria da mistura de 8% ......................................................... 104
Tabela 13 – Granulometria da mistura de 10% ....................................................... 105
Tabela 14 – Granulometria da mistura com 12% de fibra ....................................... 106
Tabela 15 – Absorção aos 7 dias de cura ............................................................... 108
Tabela 16 – Absorção aos 28 dias de cura ............................................................. 108
Tabela 17 – Resistência à compressão simples aos 7 dias de cura ...................... 109
Tabela 18 – Resistência à compressão simples aos 28 dias .................................. 110
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Igreja de Nosso Senhor do Bonfim em Pirenópolis – GO .......................... 26
Figura 2: Parede de tijolos de adobe. ........................................................................ 27
Figura 3: Moldagem do tijolo de adobe em fôrmas. .................................................. 27
Figura 4: Sacos contínuos de polipropileno .............................................................. 30
Figura 5: Malha Raschel ........................................................................................... 30
Figura 6: Muralhas da Medina em Marrakech, Marrocos. ......................................... 31
Figura 7: Capela do Morumbi em São Paulo, executada com taipa formigão. .......... 32
Figura 8: Confecção da Taipa (Fixação da madeira). ............................................... 35
Figura 9: Preenchimento da trama. ........................................................................... 35
Figura 10: Casa de pau a pique com apenas a primeira camada. ............................ 36
Figura 11: Casa de Cob ............................................................................................ 37
Figura 12: Prensa manual ......................................................................................... 39
Figura 13: Casa móvel construída em 64 horas, projetada por Auroville Earth Institute, Índia. ........................................................................................................... 40
Figura 14: Classificação e formação dos horizontes pedológicos. ............................ 41
Figura 15: Exemplo de curva granulométrica ............................................................ 42
Figura 16: Triângulo de Feret. ................................................................................... 43
Figura 17: Estrutura do pneu. .................................................................................... 56
Figura 18: Evolução do mercado de reposição em 2016 (unidades de pneus novos). .................................................................................................................................. 66
Figura 19: Evolução do mercado de reposição em 2016 (em toneladas). ................ 66
Figura 20: Planta de produção do CAUQ modificado por borracha (asfalto-borracha). .................................................................................................................................. 70
Figura 21: Muro de conteção feito com pneus .......................................................... 71
Figura 22: Earthship. ................................................................................................. 74
Figura 23: Localização do solo retirado. .................................................................... 77
Figura 24: Local de extração do solo. ....................................................................... 77
Figura 25: Caixa do ensaio de retração. ................................................................... 82
Figura 26: Comparação entre as curvas granulométricas para todos os teores. ...... 84
Figura 27: Teor de umidade médio aos 7 e aos 28 dias ........................................... 85
Figura 28: Absorção aos 7 e aos 28 dias .................................................................. 85
Figura 29: Aspecto das amostras após o ensaio de retração.................................... 86
Figura 30: Resistência à compressão média aos 7 e aos 28 dias............................. 88
Figura 31: Comparativo entre resistências de blocos com fibra de papel kraft e de borracha aos 7 dias de cura. ..................................................................................... 88
Figura 32: Comparativo entre resistências de blocos com fibra de papel kraft e borracha aos 28 dias de cura. ................................................................................... 89
Figura 33: Desagregação dos blocos submetidos ao ensaio de durabilidade ........... 90
Figura 34: Curva granulométrica da mistura com 8% de borracha ......................... 104
Figura 35: Curva granulométrica da mistura com 10% de borracha ....................... 105
Figura 36: Curva granulométrica da mistura com 12% de borracha ...................... 106
LISTA DE ABREVIATURAS
ABIP – Associação Brasileira da Indústria de Pneus Remoldados
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
ANIP – Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos
AASHTO – American Association of State Highway and Transporation Official
ASTM – American Society for testing and Materials
BTC – Bloco de Terra Comprimida
CAUQ – Concreto Asfáltico Usinado a Quente
CENPES – Centro de Pesquisas da Petrobrás
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
DER/SP – Departamento de Estradas e Rodagem de São Paulo
Ibama – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
Inmetro – Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
IPT – Instituto de pesquisa tecnológicas de São Paulo
NBR – Norma Brasileira
PNRS – Programa Nacional de Resíduos Sólidos
RMA – Rubber Manufcatures Association
Sindipeças – Sindicato Nacional da Indústria de Componentes para Veículos
Automotores
SINPEC – Sindicato Nacional da Indústria de Pneumáticos, Câmaras de ar e
Camelback
PCA – Portland Cement Association
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 17
2 PROBLEMATIZAÇÃO .................................................................................... 19
3 JUSTIFICATIVA.............................................................................................. 21
4 OBJETIVOS .................................................................................................... 22
4.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................... 22
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 22
5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................................... 23
5.1 TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO COM TERRA .......................................... 23
5.1.1 Solo .................................................................................................... 23
5.1.2 Histórico das construções com terra ............................................. 24
5.1.3 Técnicas de construção com solo .................................................. 27
5.1.3.1 Adobe .......................................................................................... 27
5.1.3.2 Superadobe e Hiperadobe .......................................................... 29
5.1.3.3 Taipa de pilão ............................................................................. 31
5.1.3.4 Pau a pique ................................................................................. 34
5.1.3.5 Cob ............................................................................................. 36
5.1.3.6 Bloco de Terra Comprimida ........................................................ 38
5.1.4 Classificação e estabilização de solos ........................................... 40
5.1.4.1 Solo-cimento ............................................................................... 46
5.2 RESÍDUOS SÓLIDOS ................................................................................ 48
5.2.1 Definição e classificação ................................................................. 48
5.2.2 Incorporação de resíduos em elementos da construção civil ...... 51
5.3 O USO DO PNEU ...................................................................................... 53
5.3.1 Origem do pneu ................................................................................ 54
5.3.2 Composição, estrutura e função do pneu ...................................... 55
5.3.3 Formas comuns de destinação do pneu ........................................ 61
5.3.4 Histórico da produção de pneus ..................................................... 63
5.3.5 Uso do pneu na engenharia civil ..................................................... 67
5.3.5.1 Pavimentação asfáltica ............................................................... 68
5.3.5.2 Muros de contenção.................................................................... 71
5.3.5.3 Barragens e controle de erosão .................................................. 72
5.3.5.4 Estabilização de ombreiras, proteção de taludes em canais e rios 72
5.3.5.5 Aterros ........................................................................................ 73
5.3.5.6 Construção de casas .................................................................. 73
5.3.5.7 Matriz de cimento ........................................................................ 74
5.3.5.8 Outras aplicações ....................................................................... 75
6 MATERIAIS E METODOS .............................................................................. 76
6.1 SOLO ......................................................................................................... 76
6.2 OBTENÇÃO DAS FIBRAS DE BORRACHA .............................................. 78
6.3 CIMENTO ................................................................................................... 78
6.4 CONFECÇÃO DOS BLOCOS DE ADOBE ................................................ 79
6.4.1 Mistura ............................................................................................... 79
6.4.2 Moldagem .......................................................................................... 79
6.4.3 Cura ................................................................................................... 80
6.5 ENSAIOS ................................................................................................... 80
6.5.1 Ensaio de Retração .......................................................................... 81
6.5.2 Teor de umidade e ensaio de absorção de água ........................... 80
6.5.3 Ensaio de resistência à compressão simples ................................ 82
6.5.4 Ensaio de durabilidade por molhagem e secagem ........................ 83
6.5.5 Análise granulométrica .................................................................... 80
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 84
7.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DAS COMPOSIÇÕES ............................. 84
7.2 ANÁLISE DO TEOR DE UMIDADE E DA ABSORÇÃO DE ÁGUA ............ 84
7.3 ANÁLISE DA RETRAÇÃO ......................................................................... 86
7.4 ANÁLISE DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES ....................... 87
7.5 ANÁLISE DA DURABILIDADE POR MOLHAGEM E SECAGEM .............. 89
8 CONCLUSÃO ................................................................................................. 91
9 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS .................................................. 93
10 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ................................................................. 94
APÊNDICE A - CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA DAS MISTURAS ...95 APÊNDICE B - TABELAS DE ABSORÇÃO E RESISTÊNCIA ............................99
17
1 INTRODUÇÃO
O aumento na produção de automóveis no século XX ocasionou um
significativo acréscimo no uso dos pneus em todo o mundo, mas a destinação desses
elementos ao final da vida útil para esse tipo de utilização acabou se tornando um
grande problema ambiental. O descarte inadequado que vem acontecendo ao longo
de tantos anos, pode colocar em xeque os recursos naturais existentes e a qualidade
de vida das atuais e das futuras gerações (CARMO, CRISPIM, 2015; CHRUSCIAK,
2013).
O crescimento urbano desordenado acarreta em diversos problemas para a
sociedade, como consumo errôneo e exagerado de matéria prima e disposição
incorreta de diversos resíduos, que trazem consigo uma série de complicações. Os
pneus por exemplo, possuem uma degradação lenta, são de difícil compactação,
ocupam muito espaço, são inflamáveis, tendem a reaparecer na superfície se
colocados em aterros, e são uma ameaça grande à saúde, pois sua má destinação
pode torná-lo propício para criação do mosquito transmissor da dengue (Aedes
Aegypti), que é um fator preocupante na transmissão de doenças (CARMO, CRISPIM,
2015; CHRUSCIAK, 2013; LACERDA, 2001).
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) lançou em 2004 a Norma
Brasileira (NBR) 10.004, para em conjunto com a Resolução do Conselho Nacional
do Meio Ambiente (CONAMA, 2009) definir e classificar os resíduos sólidos de acordo
com os riscos que podem gerar ao meio ambiente e à saúde pública, informando os
seus perigos na tentativa de minimizar os problemas ocasionados por eles quando
lançados de maneira incorreta ao meio ambiente. Além disso, a resolução CONAMA
(2009) informa sobre as medidas corretas para o descarte adequado dos pneus.
Por outro lado, a construção civil, que é um processo imprescindível para o
desenvolvimento da sociedade, apesar de apresentar diversos benefícios como o
crescimento da economia e geração de emprego, também causa impactos ambientais
significativos, como a destruição de habitat de seres vivos através do desmatamento
e modificações na topografia, emissão de gases poluentes e geração de entulhos
(SOUZA, 2014).
Analisando a necessidade de práticas mais sustentáveis na construção civil, a
busca pela incorporação de resíduos que são potencialmente nocivos ao meio
ambiente tem crescido, com o objetivo de amenizar os problemas relacionados ao
18
descarte incorreto dos resíduos e o gasto de matérias primas utilizadas na construção.
Essas novas técnicas visam garantir bons resultados no que se refere a qualidade,
baixo custo e desenvolvimento sustentável. Dentro desse contexto o tijolo de solo-
cimento se apresenta como uma alternativa em potencial, pois além de permitir a
incorporação de resíduos em sua matriz utiliza material abundante e renovável, e não
depende de muita energia para sua fabricação (não necessita de queima)
(NASCIMENTO, 2017; SOUZA, 2014).
O solo-cimento possui diversas formas de aplicação, e neste trabalho será
estudado como matéria-prima em tijolo com a adição de fibras de borracha afim de
melhorar suas propriedades físico-mecânicas. O tijolo de solo-cimento com a adição
de fibras de borracha é uma possível solução para que a construção civil se
desenvolva ao mesmo tempo que preserva o meio ambiente. Portanto realizou-se
diversos ensaios baseados em normas e experiências de trabalhos anteriores para
verificar a viabilidade e possíveis barreiras no uso da técnica
19
2 PROBLEMATIZAÇÃO
Há mais de um século, o uso da borracha em automóveis não era possível,
uma vez que sua condição de elasticidade era extremamente instável, pois endurecia
no frio e derretia no calor, tornando assim inviável o seu uso para cobrir as rodas. Por
volta de 1830, Charles Goodyear descobriu acidentalmente que a adição de enxofre
na borracha combinada com o cozimento a altas temperaturas tornava o composto
mais resistente a variações térmicas, processo esse conhecido como vulcanização
(ANIP, 2013).
O pneu é um componente de suma importância para que o transporte possa
ser realizado pelos automóveis, promovendo uma locomoção mais segura e
confortável, minimizando os impactos, ajudando nas frenagens e conferindo maior
estabilidade aos veículos. Porém, uma vez que não pode mais ser usado para
circulação ou não é mais possível sua reforma, torna-se inservível. Esse fato vem
acarretando uma enorme adversidade para a população, pois o pneu tem um tempo
de vida extremamente curto se comparado ao período desmedido que leva para se
decompor (BELMONTE, 2012).
Quando chega a esse ponto, o ideal é que seja descartado de forma segura,
podendo ser triturado e usado para fabricação de novos materiais, como solas de
sapato, borrachas de vedação, fabricação de asfalto, dutos pluviais, tapetes para
automóveis, pisos industriais ou de quadras poliesportivas e combustível alternativo
para indústrias de cimento. Tais possibilidades, não ocorrem com todos os pneus
inservíveis, mantendo o potencial lesivo desse tipo de resíduo. Além disso, ainda nos
dias atuais o mais comum é a queima do material, que devido à grande emissão de
CO2 e substâncias tóxicas que advém dos seus componentes, torna-se extremamente
danoso ao meio ambiente (BELMONTE, 2012; ANIP, 2004). Uma vez que é
descartado irregularmente, gera consequências como a capacidade de entupir
esgotos ou ocupar muito volume em aterros sanitários, poluir rios, ocasionar
enchentes e acumular água, favorecendo a proliferação do mosquito transmissor da
dengue e demais doenças. Ainda, quando são depositados em aterros sanitários têm
a tendência de subir e reaparecer na superfície (LACERDA, 2001). Portanto se faz
necessária a procura de melhores destinações para esse material imprescindível para
a economia do país.
20
Segundo a Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP), em 2014
foram coletados aproximadamente 89 milhões de pneus de passeio que estavam
depositados de forma incorreta no meio ambiente, e a Reciclanip (uma instituição
ligada a ANIP) procurou dar um fim correto a esse total. Ainda segundo a ANIP, em
2014 haviam no Brasil 834 pontos de coleta para pneus inutilizáveis (749 a mais do
que em 2004), que ainda assim não conseguem resolver o problema no país.
Segundo Nohara et al. (2005), há materiais que compõem o pneu que podem
levar até 600 anos para se decompor por completo, e devido aos diferentes elementos
presentes, não é possível determinar uma data para que o pneu como um todo possa
se decompor. Haja vista essa circunstância, e levando em conta que nem sempre são
tomadas medidas corretas para o seu descarte, embora existam inúmeros benefícios
que este material traz para o setor de transporte, o seu uso conduz a um enorme
problema ainda não resolvido. A NBR 10004, agrupa o pneu na classe II-B, definido
como um Resíduo Sólido (RS) não biodegradável e inerte. Portanto, fica evidente que
não deve ser meramente devolvido ao meio ambiente, sendo necessário procurar
maneiras eficientes, praticáveis e sustentáveis de empregar de modo seguro esse tipo
de resíduo. O presente trabalho objetiva testar a viabilidade de uma forma de valer-se
desse material na construção civil quando ele é considerado inútil para outras áreas.
21
3 JUSTIFICATIVA
A existência de infraestrutura e de moradias em uma sociedade só é possível
com a construção civil, sendo assim imprescindível para o desenvolvimento da
sociedade. Apesar de gerar empregos e atuar diretamente na economia, o setor ainda
causa alguns problemas ao meio ambiente, pois gera entulhos, gases poluentes e
interfere no habitat de seres vivos através do desmatamento (SOUZA, 2014).
Tendo em vista essa situação, busca-se no meio acadêmico práticas viáveis
do ponto de vista econômico e técnico para a utilização de materiais de construção e
técnicas construtivas que tenham menor impacto ambiental. O bloco de solo
estabilizado com cimento torna-se uma alternativa de material interessante, tendo em
vista que o solo é uma matéria-prima renovável, causando baixo impacto ecológico
da fase de produção até demolição. Além disso, quando quebrado pode ainda passar
pelo processo de trituração e voltar a cadeia de produção. Somado à essas vantagens
os tijolos de solo-cimento possuem eficiência térmica e acústica superior ao do tijolo
de cerâmica convencional, baixo custo, a mão-de-obra pode ser pouco especializada
e sua execução não dispende muito tempo (NASCIMENTO, 2017; PISANI, 2005).
Estudos voltados para o uso de resíduos provenientes de diversas áreas, que
tenham potencial e sejam viáveis para a associação nas construções com terra vêm
sendo realizados, buscando melhorias nas propriedades mecânicas, físicas e
químicas e demais características que sejam necessárias. Dentre os resíduos que
vêm sendo estudados podem ser citados os resíduos da própria construção civil,
resíduos agrícolas, resíduos industriais e provenientes de outras atividades (BORGES
E COLOMBO, 2009; SILVA, 2000).
Tendo isso em mente, pensou-se em verificar a viabilidade da adição de
resíduos de recapagem de pneus em tijolos de adobe fabricados com solo-cimento,
unindo um bem renovável (solo) a um composto que quando descartado
incorretamente acarreta em inúmeros problemas ambientais, e que apesar disso,
possui potencial para melhorar propriedades de resistência e durabilidade em outros
materiais. Com isso, pretende-se verificar as vantagens tanto à construção civil quanto
ao meio ambiente do uso desses materiais em conjunto.
22
4 OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GERAL
O presente trabalho tem como objetivo geral verificar a viabilidade técnica da
confecção de blocos de adobe com solo-cimento com adição de fibras de borracha
proveniente do processo de recauchutagem de pneus.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Verificar a influência da adição de fibras de borracha na resistência à
compressão e na absorção d’água do bloco de solo-cimento;
Analisar a durabilidade dos blocos;
Verificar a retração das misturas;
Avaliar o melhor teor de fibras de borracha a fim de se obter melhores
propriedades mecânicas do bloco.
23
5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
5.1 TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO COM TERRA
A construção civil está presente em quase toda a história da humanidade, sua
importância é inquestionável e, com o passar do tempo, tem-se buscado realizar
construções que gerem impacto ambiental de menores proporções, haja vista que não
é possível realizá-las sem alguma forma de prejuízo ao meio ambiente, mesmo que
mínimo. Uma das alternativas que permitem a minimização desses danos é o uso da
terra crua como material de construção, em razão de ser um material abundante e não
necessitar passar pelo processo de sinterização. O material também oferece
vantagens em relação as suas propriedades físicas, pois é capaz de proporcionar um
isolamento térmico e acústico (PISANI, 2005).
5.1.1 Solo
A NBR 6502 – “Rochas e solos” (ABNT, 1995), define solo como um produto
oriundo da decomposição de rochas, que pode ser ocasionada por agentes físicos ou
químicos, podendo ou não ter presente em sua composição matéria orgânica.
Conforme Vargas (1978), para o campo da engenharia civil, o solo pode ser tido como
todo o material presente na crosta terrestre no qual não seja impraticável a escavação
mecânica e que perca toda a sua resistência quando em contato com a água por longo
tempo.
Devido a necessidade de adaptação do ser humano ao local em que vive, e
buscando fazer uso dos materiais disponíveis, a utilização do adobe (cujo significado
é tijolo seco ao sol) já foi muito comum. Tal como o gelo é usado nos iglus em locais
de temperaturas extremamente baixas e como as pedras eram amplamente usadas
em locais rochosos, é uma técnica que não demanda grande gasto energético para
sua confecção e execução (ABEL, 2013).
Pesquisadores do grupo francês “Arquiteturas de barro, culturas construtivas e
desenvolvimento sustentável” (CRAterre) apontam que em torno de 74% da crosta
terrestre é constituída por solos propícios à construção, com isso o solo é uma
alternativa viável do ponto de vista econômico e ambiental. Tal fato se dá em virtude
de, na maioria das vezes, não necessitar ser transportado (por ser abundante) e não
exigir transformações industrias, não havendo gastos de energia para sua produção,
24
que por sua vez não provoca a poluição do ar e o desmatamento (DETHIER, 1982
apud SILVA, 2000).
5.1.2 Histórico das construções com terra
A construção com terra, quando bem produzida e executada é capaz de resistir
a longos períodos. As técnicas que utilizam o solo como matéria prima se
desenvolveram nas primeiras sociedades agrícolas, em cerca de 12.000 a 7.000 A.C.,
e são inúmeros os casos que conseguiram resistir até os dias atuais. Dentre os
exemplos mais famosos, pode ser citado o templo de Ramsés II em Gourna no Egito,
construído com adobe há aproximadamente 3.2000 anos, e a Muralha da China que
apresenta trechos executados em taipa por volta de 3.000 anos atrás (XAXÁ, 2013;
TORGAL et al., 2009).
Nos primórdios, os índios brasileiros realizavam as construções com materiais
de origem vegetal, como palhas e madeira. Com a chegada dos colonizadores, e
posteriormente dos africanos, é que foi trazida a cultura do uso da terra crua como
material de construção fazendo com que a taipa de pilão e a taipa de mão (pau a
pique) se difundissem mais. A taipa de pilão era destinada principalmente à paredes
externas, prédios públicos e construções maiores, por apresentar um padrão de
qualidade melhor e exigir esforços maiores para sua execução. Na construção desses
edifícios se adicionava óleo de baleia para garantir resistência e melhor “liga” à
mistura, conferindo maior durabilidade e garantindo que exemplares dessas
construções permaneçam até os dias atuais. A técnica da taipa de mão por necessitar
de menor esforço e tempo para ser executada era predominantemente utilizada pela
classe mais pobre, sendo julgada pelos colonizadores europeus como medíocres
(SILVA, 2000).
Ao final do século XVIII e início do XIX houve a revolução industrial, fato este
que provocou um abrangente desprezo aos produtos manufaturados em todo o
mundo, incluindo a construção com terra crua, por serem consideradas técnicas
antigas e sem valor. Os países de menor poder econômico são influenciados pelos
maiores e se convertem aos costumes dos mesmos. No Brasil, começou então um
processo cultural que remete o uso da terra crua à falta de higiene, pobreza e doença
de chagas (XAXÁ, 2013; SILVA, 2000).
De acordo com Freire (2000, apud SILVA, 2000), os índios só tiveram o direito
de preservar a sua cultura após a constituição de 1988, e por essa razão foram
25
dizimados de 1000 para 170 povos, o que afetou diretamente o modelo construtivo
que usava o solo como matéria-prima.
Problemas ocasionados pela erosão do solo quando em contato com água
também motivaram a redução no uso da técnica. Devido a diversos problemas de
enchentes que algumas cidades como São Paulo sofriam, as técnicas de construção
com terra que não eram bem executadas estavam se tornando preocupantes, e com
isso houveram campanhas para tentar abolir o uso do solo como material construtivo
nas edificações (PISANI, 2007).
Ao mesmo tempo em que essas técnicas caíam em desuso em alguns lugares
do mundo, o engenheiro egípcio Hassan Fathy, no início do século XIX promoveu o
desenvolvimento de trabalhos que buscavam materiais de baixo custo e menor
consumo energético a fim de construir habitações e resolver problemas de déficit
habitacional no continente africano. Esses trabalhos incentivavam o uso de materiais
disponíveis no local, como o solo, já que haviam dificuldades na importação de
materiais convencionais, como aço ou concreto, e como grande parte do continente é
desertificado, o uso de madeira não era uma opção viável. Mais tarde seu trabalho se
disseminou por todo continente (PINHEIRO et al., 2016; GARGIULO e
BERGAMASCO, 2006).
Apesar do preconceito com a técnica, atualmente ainda há referências de obras
em cidades históricas que utilizaram terra crua há muitas décadas e persistem em sua
maioria bem conservadas, como a Igreja de Nosso Senhor do Bonfim em Pirenópolis
– GO (Figura 1), construída entre 1750 e 1754; o Museu Casa de Cora Coralina em
Cidade de Goiás - GO, construído com adobe e pau a pique (a cidade ainda conta
com diversas casas de mesmo material); a Matriz de Nossa Senhora do Pilar em Ouro
Preto – MG com sua maior parte edificada em taipa de pilão (a fachada principal foi
reconstruída em alvenaria de pedra), além de 28 outras igrejas listadas nos órgãos de
preservação no estado de Minas Gerais; e a capela de São Miguel Arcanjo em São
Miguel Paulista – SP, com partes em adobe e em taipa de pilão que foi revitalizada
em 1938 (PEIXOTO et al., 2017; SILVA et al., 2017; COSTA, 2010; BORGES e
COLOMBO, 2009).
26
Figura 1: Igreja de Nosso Senhor do Bonfim em Pirenópolis – GO
Fonte: Sinduscon – GO (2017)
A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) foi uma das primeiras a
procurar aperfeiçoamento no uso do solo na construção civil, elaborando
regulamentos desde 1936. No começo, o solo melhorado com cimento era utilizado
em pavimentação como base e sub-base de estradas. Atualmente, um elemento da
construção civil que também recebe normatização específica é o tijolo de solo-
cimento, pela NBR 8491 (ABNT, 2012a) para os blocos maciços e NBR 10834 (ABNT,
2012c) para blocos vazados. As demais técnicas possuem cartilhas distribuídas por
institutos e órgãos ambientais públicos, pesquisas científicas ou iniciativa privada.
Devido à ausência de regulamentação para as técnicas que usam materiais naturais,
as aplicações das técnicas de construção com terra ainda não reconquistaram seu
espaço na construção civil (PINHEIRO et al., 2016; NEVES et al., 2010).
Apesar da construção com terra não ser tão difundida atualmente no país, se
executada da maneira correta ela apresenta algumas vantagens, como diminuição na
quantidade de resíduos gerados nas obras e bom isolamento térmico e acústico. Além
disso, é feita com material reutilizável, a mão de obra não necessita de muita
especialização e não precisa de equipamentos muito sofisticados. Resíduos
provenientes tanto da construção civil quanto de outras áreas vêm sendo estudados
para verificação da viabilidade de sua adição nas construções com terra, a fim de
melhorar propriedades como resistência, flexibilidade, impermeabilização, entre
outras que sejam necessárias (BORGES E COLOMBO, 2009; SILVA, 2000).
Analisando então as vantagens que as técnicas de construção com terra
apresentam, unidas à tecnologia dos dias atuais e à possibilidade de incorporação de
resíduos que seriam depositados erroneamente no meio ambiente, é possível obter
27
sistemas construtivos que além de cumprir todos os requisitos necessários a uma
edificação, auxiliam na preservação do meio ambiente.
5.1.3 Técnicas de construção com solo
5.1.3.1 Adobe
Uma das primeiras técnicas conhecidas das construções com o solo é o adobe,
que é uma palavra originária do árabe e significa tijolo de terra crua ou tijolo seco ao
sol. Para sua confecção, mistura-se o solo com água e, se necessário, são
adicionadas fibras (sejam elas sintéticas ou vegetais) com o propósito de melhorar as
propriedades físicas e mecânicas dos blocos. Originalmente fibras de palha eram
adicionadas com o objetivo de aumentar a estabilidade do material e minimizar o
surgimento de rachaduras durante o processo de cura. A princípio os tijolos eram
moldados à mão e possuíam formatos irregulares (Figura 2), posteriormente iniciou-
se a cultura do uso de fôrmas vazadas (Figura 3), nas quais as massas eram
colocadas sem compactação (XAXÁ, 2013; BORGES e COLOMBO, 2009; SILVA,
2000).
Figura 2: Parede de tijolos de adobe
Fonte: Alvarez (2005)
Figura 3: Moldagem do tijolo de adobe em fôrmas
Fonte: Arquivo Pessoal (2018)
28
A técnica do adobe pode ser usada em abóbodas, arcos, cúpulas e paredes e
foi símbolo da arquitetura de nações egípcias e mesopotâmicas. No princípio, foi
adotado em diferentes regiões do planeta, especialmente em locais onde era
predominante o clima seco, mas com a chegada do tijolo cerâmico, o tijolo de adobe
perdeu espaço, surgindo também o preconceito com as técnicas de construção com
terra, que eram associadas à pobreza por serem usadas principalmente pelas classes
mais baixas. (BORGES e COLOMBO, 2009; SILVA, 2000).
No Brasil o adobe tornou-se mais utilizado nas regiões Norte e Nordeste, e
também nos estados de Mina Gerais e Goiás, com menor frequência. A maioria
dessas edificações foram construídas de forma inadequada, ocasionando rápida
degradação e consequentemente gerando dúvidas a respeito da durabilidade do
material (BORGES e COLOMBO, 2009; BOUTH, 2005).
A respeito da execução, o procedimento da alvenaria de adobe é semelhante
ao da alvenaria convencional, a argamassa de assentamento é confeccionada com o
solo, podendo ou não ter adição de fibras, cal ou algum outro aditivo químico para
conferir à massa melhor plasticidade e resistência a intempéries (XAXÁ, 2013; SILVA,
2000).
Dentre as vantagens do adobe, pode-se citar que ele oferece bom isolamento
térmico e acústico (ocasionado pela porosidade), é de fácil e rápida aplicação e
execução, é produzido com uma matéria-prima abundante e renovável, os
equipamentos utilizados são de baixo custo, a mão de obra não precisa ser
especializada e permite uma variedade de dimensões e formas. Por não ser cozido,
após o seu uso pode ser triturado e umedecido para retornar ao estado original,
minimizando a geração de resíduos na obra e contaminação do meio ambiente
(BORGES e COLOMBO, 2009; BOUTH, 2005).
Como desvantagem, pode ser citado o fato de sua produção necessitar de
grande esforço físico, demanda grande quantidade de água para sua confecção,
possui alto grau de absorção (devendo então ser protegido da umidade) e oferece
baixa resistência à tração e flexão se comparada a outros blocos. O fato do
aparecimento de fissuras durante o procedimento de secagem também deve ser
levado em conta, para minimizá-lo ou eliminá-lo é aconselhável o uso de fibras ou a
realização da estabilização do solo com uso de aglomerantes, ou ainda umedecer os
29
tijolos durante o processo de cura para que sua secagem não seja excessivamente
rápida (BORGES e COLOMBO, 2009).
Levando em conta a preocupação com a sustentabilidade o adobe possui
vantagem em relação a maioria dos materiais e técnicas convencionais, pois uma vez
que não necessita de queima ele exige menor consumo energético, gera menor
quantidade de resíduos e poluentes, e diminui o custo da obra. Com isso, o adobe tem
se tornado uma das técnicas de construções com terra que possui maior aceitação no
que se refere à sustentabilidade, fazendo com que haja a busca de exterminar o
preconceito existente para as técnicas que utilizam o solo como principal insumo
(ABEL, 2013; BORGES e COLOMBO, 2009).
5.1.3.2 Superadobe e Hiperadobe
O superadobe e o hiperadobe são aprimorações das técnicas que eram
realizadas em construções temporárias como barragens, diques militares e
trincheiras. Ambos os métodos consistem no uso da terra ensacada, sendo o solo
colocado dentro dos sacos enquanto se modela a estrutura de acordo com o formato
desejado, realizando as divisões dos cômodos e deixando livre o espaço para as
aberturas arquitetônicas. Os sacos são de tamanhos padronizados e podem ser
contínuos ou individuais, fazendo com que o método favoreça a expressão
geométrica, facilitando a modelagem. Após a execução das fiadas, estas são
apiloadas para garantir a resistência necessária. Além disso o solo utilizado pode ser
cru ou estabilizado (SANTOS, 2015; PROMPT, 2008).
Assim como qualquer outra técnica construtiva, é necessário fazer uma boa
fundação, sendo necessário um cuidado extra nas técnicas de terra ensacada: a
parede deve ficar a cerca de 15 cm acima do nível do solo, para não haver contato
com a umidade do chão e prevenir problemas futuros. Outra atenção necessária se
refere ao enchimento do saco: não deve haver vazios em parte alguma, todo o espaço
deve ser preenchido por solo (PROMPT, 2008).
O arquiteto iraniano Nader Khalili, por volta de 1980 foi o desenvolvedor da
técnica do superadobe, que utiliza os sacos contínuos de polipropileno (Figura 4) com
o auxílio de arame farpado. Tal ideia tornou-o mundialmente conhecido pois foi
empregada como opção em um projeto da NASA (National Aeronautics and Space
Administration) na realização de edificações em Marte e na Lua (PINHEIRO et al.,
2016; PROMPT, 2008).
30
O hiperadobe, é análogo ao superadobe, e foi criado em 2006 pelo engenheiro
brasileiro Fernando Soneghet Pacheco. O que difere as técnicas é o fato do
hiperadobe usar sacos de polietileno de alta densidade em malha Raschel (Figura 5),
que favorece a relação entre as fiadas de solo, que por sua vez contribui para a
aderência do reboco e torna o uso do arame farpado desnecessário em vários casos.
Além disso, o material utilizado na técnica do hiperadobe consome menos plástico,
poupando mais o meio ambiente (SANTOS, 2015).
Figura 4: Sacos contínuos de polipropileno
Fonte: Vieira (2015)
Figura 5: Malha Raschel
Fonte: Citropack (2017)
Como vantagens dessas técnicas, pode-se mencionar o fato de possuírem
ótima adaptabilidade a climas e topografias diversas (incluindo regiões sujeitas a
abalos sísmicos), rapidez de execução da obra (pois não necessita de secagem das
camadas inferiores), dispensa mão de obra especializada, possui excelentes
31
propriedades térmicas e acústicas e não é restrita à algum tipo específico de solo,
podendo ser utilizado o solo disponível no local. As desvantagens são a necessidade
de esforço físico considerável, e por apresentar paredes muito espessas consome
muito solo, e em alguns casos necessita de maquinário para realizar a execução da
técnica (SANTOS, 2015).
5.1.3.3 Taipa de pilão
A taipa de pilão é uma técnica herdada dos árabes, e dos métodos das
construções com terra crua é considerado o mais resistente à compressão, pois suas
paredes são monolíticas e se solidificam com o tempo. Há muralhas do século XIII em
Marrocos que foram construídas com taipa e perduram até os dias atuais, tornando-
se patrimônios da humanidade, como é o caso da muralha da cidade de Marrakech,
construída em 1132 (Figura 6) (BORGES e COLOMBO, 2009; SILVA, 2000).
Figura 6: Muralhas da Medina em Marrakech, Marrocos
Fonte: TUI (2018 )
A taipa de pilão possui essa nomenclatura em razão do solo que é depositado
nas fôrmas (taipal) ser socado com o uso de uma mão de pilão. Os vãos de janelas e
portas ou demais detalhes arquitetônicos são feitos com uma estrutura de madeira
inserida anteriormente a confecção dos maciços. Além do uso em construções
comuns essa técnica também foi utilizada na construção de prisões. Nesse tipo de
aplicação peças de madeira eram inseridas no núcleo das paredes para evitar a
perfuração pelos detentos (PISANI, 2007; SILVA, 2000).
32
O solo utilizado normalmente é obtido de locais próximos às construções,
devido as complicações para realização do transporte de grande volume. Tal material
é escolhido pelo taipeiro1 baseado em suas experiências, de maneira visual e tátil.
Antigamente acreditava-se que os solos com coloração mais avermelhada ou
arroxeada eram mais resistentes, portanto, ideais para o uso nesta técnica (BORGES
e COLOMBO, 2009; PISANI, 2007; SILVA, 2000).
Para o processo de coleta da terra a ser empregada, preza-se pela remoção a
uma certa profundidade que permita a obtenção de um solo relativamente úmido,
evitando maiores gastos de água e facilitando o manuseio do material. A profundidade
escolhida também tem como objetivo a obtenção de um material sem a presença de
matéria orgânica, que apesar de ser vantajosa ao uso da agricultura, é prejudicial para
fins estruturais. A fim de melhorar as propriedades da mistura, pode-se adicionar cal
ou seixos rolados, sendo essa última adição denominada “taipa formigão”, que pode
ser encontrado na Capela do Morumbi em São Paulo (Figura 7) (BORGES e
COLOMBO, 2009; PISANI, 2007; SILVA, 2000).
Figura 7: Capela do Morumbi em São Paulo, executada com taipa formigão
Fonte: Museu Cidade (2014)
Durante o período colonial houve predominância dessa técnica no estado de
São Paulo, podendo ser vista em outras regiões do Brasil, como Goiás e Minas Gerais.
Nessa época, cortava-se manualmente as tábuas, fazendo com que fosse agregado
valor as taipas tornando-as parte de inventários. Além de ser utilizada no Brasil nas
1 Taipeiro - aquele que trabalha com taipas (Dicio – Dicionário online. Disponível em: www.dicio.com.br).
33
obras de igrejas e outros edifícios públicos, também foi adotada na França por muitos
anos (BORGES e COLOMBO, 2009; PISANI, 2007).
A respeito da execução da técnica, deve-se primeiramente destorroar o solo e
fazer a sua preparação, adicionando água até obter a umidade necessária para sua
boa trabalhabilidade, mas não de maneira exagerada que venha prejudicar a sua
resistência, lembrando sempre que a mistura deve ser homogênea. Caso haja
necessidade de aumentar a resistência do solo, é possível recorrer à adição de fibras
ou realizar a estabilização do solo com algum outro recurso. Deposita-se a massa nos
taipais e faz-se a compactação até a camada atingir aproximadamente 10 cm,
repetindo o processo até preencher a forma por completo, então retira-se o taipal e se
inicia a faixa superior. Normalmente a espessura das paredes corresponde à cerca de
10% da altura (KUO e MARQUES, 2015; BORGES e COLOMBO, 2009; TORGAL et
al., 2009; PISANI, 2007; SILVA, 2000).
Uma das dificuldades encontradas nas construções com essa técnica é a
erosão, que ocorre quando a edificação entra em contato com água da chuva ou
presente na superfície, no subsolo, ou até mesmo devido à vazamentos das
instalações hidráulicas. Se bem executadas, a taipa pode apresentar vida útil superior
à três séculos. Cuidados como a confecção de grandes beirais ou a realização das
obras sobre um patamar auxiliam no aumento da durabilidade da construção
(BORGES e COLOMBO, 2009; PISANI, 2007).
A partir de 1850 foi instaurada uma campanha pública em São Paulo para evitar
o uso de construções com taipa devido os frequentes problemas com enchentes que
ocorriam na cidade, com isso, aliado à rapidez de execução e menores custos, o uso
dos tijolos maciços foi ganhando espaço nas construções e deixando de lado as
técnicas de construção com solo (PISANI, 2007).
As construções realizadas com a taipa de pilão possuem vantagens
relacionadas ao conforto térmico e acústico, além de boa estética, pois dependendo
da regularização da superfície das fôrmas, pode-se dispensar o reboco, permitindo a
aplicação da pintura diretamente sobre as paredes. Assim como o adobe é totalmente
reciclável, ao fim de seu uso o solo pode reintegrar-se ao meio ambiente ou ser
triturado, umidificado e remodelado para outro fim. Vale ressaltar que uma boa
execução e planejamento ainda garantem vida útil longa as estruturas, principalmente
34
as que fazem uso do solo como material de construção (BORGES e COLOMBO, 2009;
SILVA, 2000).
5.1.3.4 Pau a pique
A técnica do pau a pique é denominada também de barro armado, taipa de
sopapo, taipa de mão ou taipa de sebe, e é formada por uma mistura entre o solo,
fibras naturais e a combinação de madeiras, na qual normalmente usa-se o bambu,
mas diferentes tipos de taquaras se adequam. Após o posicionamento adequado da
madeira, a combinação homogênea de solo e água é lançada e batida com as mãos,
formando então o pau a pique que tem função de vedação (KUO e MARQUES, 2015;
BORGES e COLOMBO, 2009).
Apesar de normalmente optar-se por taipa de pilão nas paredes externas e a
taipa de pau a pique somente nas internas, a técnica pode ser comumente empregada
em ambas. Suas taipas são leves se comparadas a outros sistemas construtivos
convencionais, e são relativamente de pouca espessura (15 a 20 cm). Após o término
da edificação, realiza-se o revestimento das paredes com argamassa que pode ser
fabricada por cal de conchas, óleo de baleia e barro ou areia (KUO e MARQUES,
2015; BORGES e COLOMBO, 2009).
No período colonial a taipa de pau a pique era utilizada pela camada mais pobre
da população, sendo trazida ao Brasil pelos europeus. A técnica foi usada pelos
portugueses até na indústria naval, e ao se unir com a cultura dos índios no que se
refere ao uso de palha como material de construção, foi amplamente empregada na
construção das ocas, principalmente em locais de clima quente e seco, como o
Nordeste, por se adaptar melhor ao clima (PINHEIRO et al., 2016; KUO e MARQUES,
2015; LEMOS 1979).
Por ser um procedimento que não requer especialidade no assunto, sendo de
simples e fácil execução, foi conservado pela tradição oral e aceito pela comunidade
rural tornando-se o método de construção com terra mais usual no Brasil (SILVA,
2000; LEMOS, 1979).
Quanto a confecção da taipa (Figura 8), primeiro coloca-se a madeira
perpendicular ao baldrame usando furos ou pregos para fixa-la (não havia um controle
rigoroso sobre o espaçamento entre elas pois usava-se e ao menos um palmo de
distância, que é uma medida relativa). Posteriormente posiciona-se o ripamento
35
horizontal presos aos verticais por meio de cipó, couro ou prego, lembrando sempre
de garantir que os vãos de portas e janelas não sejam ocupados. Por fim cobre-se
toda a trama com barro, apertando-o sobre a parede com as mãos (Figura 9), sendo
necessárias 3 camadas: (i) a primeira camada, representada na Figura 10, cobre a
trama vertical e deixa o ripamento horizontal aparente, e ao contrário do que se pensa
atualmente em algumas comunidades, não é o suficiente para considerar a obra
pronta, pois deixa a madeira sujeita às intempéries, e devido as fissuras provenientes
da retração permite a instalação de insetos como o Trypanosoma cruzi, transmissor
da doença de Chagas; (ii) a segunda protege todo o madeiramento; e (iii) a terceira e
última camada é pouco usada, porém de suma relevância. Nela, mistura-se cal,
cimento ou fibras a massa, para garantir melhor acabamento, maiores resistências,
proteção contra as intempéries, vedar rachaduras evitando a instalação do
transmissor da doença de Chagas, e acrescenta à construção a aparência de uma
casa convencional (BORGES E COLOMBO, 2009; SILVA, 2000; VASCONCELOS,
1979).
Figura 8: Confecção da Taipa (Fixação da madeira)
Fonte: Ateliê Pau a Pique (2010)
Figura 9: Preenchimento da trama
Fonte: Ateliê Pau a Pique (2010)
36
Devido à grande incidência da doença de Chagas no Brasil, em 1960 através
do ministério da saúde, o governo implantou campanhas para a recomendação da
manutenção de casas feitas com adobe e alvenaria, e possível erradicação das casas
de taipas, uma vez que serviam como criadouros do inseto transmissor, pois eram
utilizadas pela camada mais pobre que acabava não se atentando para a execução
adequada da técnica. Os primeiros combates começaram em Minas Gerais, e em
1991 evoluiu a nível nacional por meio da Fundação Nacional de Saúde (PINHEIRO
et al., 2016).
Figura 10: Casa de pau a pique com apenas a primeira camada
Fonte: Júnior (2013)
Suas vantagens são as mesmas para o adobe e a taipa de pilão, porém, para
garantir tais vantagens há cuidados que devem ser tomados na fase de acabamento.
Para a construção em pau-a-pique, prefere-se o solo argiloso, porém com tal
característica há uma retração durante o processo de cura que contribui para o
surgimento de rachaduras. Uma maneira de solucionar esse problema, é usando a
terceira camada de revestimento, tendo em vista que a areia em conjunto com a cal
ou o cimento possuem efeito neutralizador sobre a retração da argila (BORGES e
COLOMBO, 209; SILVA, 2000).
5.1.3.5 Cob
Também conhecido como terra empilhada, o cob teve origem no sudoeste da
Inglaterra por volta do século XV, onde o solo (comumente com adição de palha) é
empilhado e posteriormente tem sua superfície regularizada. A técnica ficou famosa
no país, pois enquanto por um lado a madeira e as pedras eram escassas na região,
havia abundância de solo argiloso (PINHEIRO et al., 2016; BORGES e COLOMBO,
2009; TORGAL et al., 2009).
37
Para a sua execução, necessita-se de uma lona, dispondo-a no chão e
colocando sobre ela o solo, a água e linhas de palha. Não é aconselhável a adição de
aglomerantes químicos à massa devido ao fato da moldagem da estrutura ser
realizada completamente com as mãos e os pés. Após a confecção da massa, faz-se
bolos de terra que são empilhados em camadas. A execução das camadas posteriores
só é feita depois da secagem da camada anterior (BEE, 2015; BORGES e COLOMBO,
2009).
Além de possuir as mesmas vantagens das demais técnicas de construção com
terra, acrescenta-se a possibilidade da criação de um ambiente personalizado, sendo
possível dar diversas formas às paredes (Figura 11), a criação de móveis embutidos
e alto relevo. A construção em cob apresenta boa ductilidade, favorecendo o seu
emprego em áreas sujeitas a abalos sísmicos (PINHEIRO at al, 2016; BEE, 2015).
Apesar de todas as vantagens a técnica é lenta e cansativa, e ainda necessita
de mais de uma pessoa para a execução de uma mesma etapa. Apesar de apresentar
resistência menor, se comparada ao adobe e as taipas, ainda é possível encontrar
construções em cob construídas nos séculos XVI e XVII (PINHEIRO et al., 2016; BEE,
2015; BORGES e COLOMBO, 2009).
Figura 11: Casa de Cob
Fonte: Brasil, Ministério do Meio Ambiente (2008)
38
5.1.3.6 Bloco de Terra Comprimida
O Bloco de Terra Comprimida (BTC) é considerado uma evolução do adobe,
pois também não passa por cozimento, mas é um tijolo estabilizado e prensado em
um molde confinado, composto por areia, argila e cimento, que o torna menos poroso,
mais durável e resistente se comparado ao adobe, porém, é mais pesado que o
mesmo. A água é adicionada a mistura aos poucos, a fim de obter uma massa com
densidade máxima e umidade ótima (BORGES e COLOMBO, 2009; TORGAL et al.,
2009; PROMPT, 2008).
O solo pode ser compactado através de uma prensa manual ou mecanizada, o
que dá liberdade para que haja blocos maciços ou perfurados, além da possibilidade
da criação de placas de revestimento. No caso dos blocos vazados, além de permitir
o reforço da estrutura, há a vantagem de poder realizar as instalações elétricas e
hidráulicas durante a execução da alvenaria, sem muito desperdício de material.
Também é possível fazer o encaixe direto das peças, minimizando o gasto com
argamassa e o desperdício de material. Outra vantagem dos blocos estabilizados é
que não há necessidade de revestimento (SANTOS, 2015; TORGAL et al., 2009).
Há prensas manuais de diversas marcas, as quais costumam possuir três
cavidades para a fabricação dos tijolos. A massa é depositada nessas concavidades,
que são posteriormente fechadas, havendo na tampa (que também tem a função de
regularizar a superfície) uma alavanca, a qual é abaixada para realizar a prensa. Por
fim, o pistão do próprio mecanismo eleva o bloco para sua retirada (Figura 12). Após
isso, os tijolos devem ser protegidos em local fechado por oito dias, sendo molhados
aos poucos durante esse processo de cura ou cobertos com lona plástica para evitar
trincas e garantir a ocorrência das reações entre o solo e os estabilizantes de maneira
adequada (TORGAL et al., 2009; PROMPT, 2008; SILVA, 2000).
Normalmente as prensas manuais aplicam tensões da ordem de 2 MPa, porém,
há algumas com capacidade superior, que tem a desvantagem de possuir um custo
elevado e serem significativamente mais pesadas. Para usar esse tipo de prensa, é
necessário dispender-se de mais mão-de-obra e tempo de fabricação, porém é mais
econômico se levado em conta o consumo energético. Além disso, pode ser utilizada
no local da obra com o solo do próprio terreno, pois é fácil de transportar (TORGAL et
al., 2009).
39
Figura 12: Prensa manual
Fonte: Taveira (2013)
A prensa hidráulica, por não precisar de esforço manual, torna-se um meio mais
rápido de fabricação, pois pode realizar a prensa de diversos blocos de forma
simultânea, sendo mais utilizada para produções em grande escala. A resistência
mecânica dos blocos confeccionados nesta prensa é consideravelmente maior que
para um fabricado nas mesmas condições em prensa manual, além de possuir menor
porosidade e consequentemente maior resistência na presença de água. Ainda, as
prensas podem ser fixas ou móveis, sendo que as móveis permitem economia com o
transporte de blocos, pois também podem ser usada no local da obra, aproveitando o
solo disponível (TORGAL et al., 2009; SILVA, 2000).
Pesquisadores têm investido no estudo do BTC, comprovando sua eficiência.
Esse fato garantiu normas para os ensaios de resistência e produção dos blocos,
descritas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), como a NBR 8491
de 1984 e a NBR 10833 de 2012 (BORGES e COLOMBO, 2009).
As vantagens desse processo construtivo são: alta resistência a compressão,
alta produtividade, baixo consumo de água, diminuição dos resíduos de construção,
rapidez de execução, redução da área de produção e limpeza do canteiro, além de
ser considerado um tijolo ecológico, por não passar pelo processo de queima, ser
confeccionado com material abundante e possibilidade de seu reaproveitamento.
Como desvantagem, pode ser citado o fato do possível desgaste pelo contato com a
água e um processo de cura relativamente demorado e minucioso (BORGES e
COLOMBO, 2009; TORGAL et al., 2009).
A Figura 13 mostra uma casa construída com BTC encaixável na Índia, que
pode ser montada e desmontada com facilidade, além de ter sido usado o mínimo de
argamassa possível e executada em 64 horas.
40
Figura 13: Casa móvel construída em 64 horas, projetada por Auroville Earth Institute, Índia
Fonte: Auroville Earth Institute (2008)
5.1.4 Classificação e estabilização de solos
Para uso na construção, as propriedades mais importantes dos solos na fase
de seleção são a composição granulométrica, plasticidade e retração, e na fase de
execução, a umidade e o grau de compactação. Dentro das diferentes áreas de estudo
e de utilização, os solos podem receber diversas classificações devido suas
características genéticas, granulométricas e pedológicas (NEVES et al., 2010).
A classificação genética trata da formação do solo. Ele é dito residual se as
partes constituintes se encontram próximas à rocha de origem (rocha-mãe), e
sedimentar (ou transportado) quando suas partículas se situam distante da sua rocha
de origem, transportadas pela água, gravidade ou vento. Tal classificação dá espaço
para formação dos horizontes do solo, que possuem propriedades diferentes entre si
devido os diversos graus de exposição ao intemperismo (NEVES et al., 2010;
ORTIGÃO, 2007). A Figura 14 mostra a classificação e formação do solo quanto aos
horizontes pedológicos.
41
Figura 14: Classificação e formação dos horizontes pedológicos
Fonte: Olhar da Natureza (2010)
Quanto a classificação granulométrica, o solo é agrupado de acordo com as
dimensões dos grãos. Cada faixa possui características próprias que informam seu
comportamento como material de construção, conforme Tabela 1 (NEVES et al., 2010,
LIMA et al., 1993).
Tabela 1 – Classificação granulométrica - Dimensão dos grãos
Nome Peneira passante (mm) Peneira retido (mm)
Pedregulho 60,0 2,00
Areia 2,00 0,06
Areia Grossa 2,00 0,60
Areia Média 0,60 0,20
Areia Fina 0,20 0,06
Silte 0,06 0,002
Argila 0,002 -
Fonte: Adaptado da NBR 6502 (ABNT 1995)
42
A forma mais comum de representar a granulometria do solo é através da curva
de distribuição granulométrica, que exibe a relação entre a quantidade e a dimensão
das partículas presentes (Figura 15). A classificação granulométrica para confecção
da curva é feita por meio de dois ensaios: sedimentação para as partículas finas (silte
e argila), e peneiramento para a fração grossa (areia e pedregulho). No ensaio de
peneiramento objetiva-se determinar o percentual de grãos que passam ou ficam
retidos nas peneiras de aberturas normatizadas, e no ensaio de sedimentação é
medida a velocidade de decantação das partículas.
Figura 15: Exemplo de curva granulométrica
Fonte: Santana (2018)
Existe ainda a classificação trilinear dos solos como complementação a análise
granulométrica, na qual por meio do Triângulo de Feret (que divide o solo nas frações
silte, argila e areia, conforme Figura 16) pode-se defini-lo de acordo com a
predominância de uma ou mais das frações (NEVES et al., 2010).
43
Figura 16: Triângulo de Feret
Fonte: Viana (2016)
Na classificação pedológica os solos resultantes de mesmos processos são
agrupados admitindo-se semelhanças na constituição e morfologia. Os solos são
agrupados em grupos e subgrupos em função de sua textura, composição química e
nível de atividade das argilas. Esta classificação se difere bastante das outras, pois
os ensaios físicos têm como maior objetivo a confirmação da classificação pedológica
do que o intuito de ser um elemento principal na elaboração e execução do projeto
(EMBRAPA, 2006; LIMA et al., 1993).
Quando pretende-se fazer uma construção com terra, nem sempre o solo
disponível em sua forma natural atende às exigências e especificações de projeto.
Quando o solo local não apresenta propriedades adequadas e como nem sempre é
viável adquirir um material de qualidade superior, ao passo em que é inviável utilizar
um ruim, pode-se recorrer às técnicas de estabilização (BRITO e PARANHOS, 2017).
A estabilização do solo diz respeito aos processos artificiais ou naturais que
são aplicados no solo para obtenção de melhorias em sua resistência mecânica por
meio de modificações em suas propriedades físicas e/ou químicas, além de assegurar
que tais melhorias sejam mantidas ao decorrer do tempo. O domínio das técnicas de
44
estabilização pode gerar reduções no tempo de execução da obra e viabilizar a
industrialização do processo construtivo, gerando economia para o empreendimento
(LIMA et al., 1993).
As características granulométricas influenciam nas propriedades do solo e
consequentemente no tipo de estabilização ideal, que tem por objetivo melhorar as
propriedades e comportamento do solo para que se torne apto à aplicação desejada.
Essa técnica é utilizada desde a antiguidade, e os aditivos utilizados costumam ser
betume, cal, excrementos, fibras vegetais, gordura de baleias, goma arábica2, pelos
de animais, entre outros. Dependendo da aplicação pretendida, a mistura entre os
solos ou a compactação podem ser uma forma de alcançar as características
desejadas (GRANDE, 2003).
Para realizar o processo de estabilização, devem ser feitas diversas análises
de viabilidade, afim de que custo, durabilidade, eficiência e resistência estejam
associados. As estabilizações podem ser de forma elétrica, mecânica, química e
térmica (GRANDE, 2003; LIMA et al., 1993).
A estabilização elétrica não tem o seu uso tão disseminado quanto as
estabilizações mecânicas e químicas devido ao elevado consumo de energia, que
consequentemente implica em um custo maior. Esse tipo de estabilização é feito por
meio de uma corrente elétrica que passa pelo solo. Para solos arenosos saturados
desprende-se descargas sucessivas de alta tensão, enquanto para solos argilosos, a
corrente é contínua e a tensão é baixa. Esse tipo de técnica pode ser indicado para
casos em que se deseja estabilizar o solo ou aumentar a sua capacidade de suporte
(FONINI, 2008; SILVA, 2007; LIMA et al., 1993).
Na estabilização mecânica, o objetivo é diminuir os espaços vazios do solo que
pode ser feita através da aplicação de uma energia de compactação que rearranja as
partículas. Com isso, a percolação da água e a erosão que ela provoca são
minimizadas, proporcionando um aumento na compacidade, densidade, durabilidade
e resistência. Esse método é o mais utilizado quando se deseja melhorar a
estabilidade mecânica do solo, todavia, nem sempre é suficiente, tornando necessário
a busca por outras maneiras de estabilização. Ainda dentro da estabilização
2 Goma arábica: Também conhecida como goma acácia por ser uma resina obtida dos troncos e dos ramos da Acácia (Senegal) (GABAS e CAVALCANTI, 2003).
45
mecânica, pode ser feita a correção granulométrica, que consiste na adição ou
retirada de partículas de certas dimensões (BRITO e PARANHOS, 2005; GRANDE,
2003; LIMA et al.,1993).
A estabilização química busca através da adição de estabilizantes obter mais
resistência ao cisalhamento, menor permeabilidade e menor compressibilidade do que
o solo em seu estado natural. Por meio dela ocorrem reações químicas que auxiliam
no alcance da melhoria das propriedades físicas e mecânicas do solo a fim de obter
as especificações de projeto. Os estabilizantes mais usados em solos granulares são
o betume, cal, cimento Portland, pozolanas, algumas resinas, produtos
industrializados ou até mesmo resíduos industriais. Para os solos argilosos a questão
se torna mais trabalhosa, pois a estrutura apresenta maiores resistências ao
cisalhamento para teores de água menores, portanto pode-se substituir cátions
inorgânicos por orgânicos hidro-repelentes fazendo a adição de cimento
posteriormente. Para a estabilização desse tipo de material pode-se também adicionar
agentes químicos que promovam a dispersão ou a floculação das partículas. Os
efeitos obtidos dependem das reações químicas que se dão entre o estabilizador e os
minerais presentes no solo (BRITO e PARANHOS, 2017; MAKUSA, 2013; LIMA et al.,
1993).
A estabilização térmica também não é comum e possui elevado custo e
consumo energético. Pode ser feita de três formas: congelamento do solo, para que o
material se enrijeça temporariamente e ocorra mudança na sua textura; com o
aquecimento, que rearranja a estrutura cristalina dos minerais; e por termoosmose,
em que as águas percoladas são drenadas na parte interna da estrutura porosa devido
os gradientes de temperatura (SILVA, 2007; LIMA et al., 1993).
Para que a estabilização seja bem-sucedida, é preciso que sejam realizados
ensaios em laboratório, pois são essenciais para definição do melhor tipo de
estabilização e qual a maneira mais eficiente de executá-la em campo. Na prática, é
comum a combinação de mais de um método de estabilização, levando em conta
sempre o tipo e as propriedades do solo disponível, a sua finalidade, as especificações
de projeto e a viabilidade técnica e econômica do tratamento (BRITO e PARANHOS,
2017; MAKUSA, 2013).
46
5.1.4.1 Solo-cimento
Solo-cimento é a mistura homogênea de água, cimento Portland e solo, que
sob compactação a um teor de umidade ótima e posterior cura, gera um composto
durável, estável, resistente e de baixo custo. Os primeiros registros do uso do solo-
cimento datam da primeira década do século XX, nos Estados Unidos, e desde então
busca-se melhorias neste material. Em 1935, com a Portland Cement Association
(PCA), imergiu-se as primeiras pesquisas referentes ao solo-cimento. Na década de
60 as pesquisas sobre este material foram difundidas em outros países, incluindo o
Brasil, no qual o Instituto de pesquisa tecnológicas de São Paulo (IPT) e a Associação
Brasileira de Cimento Portland (ABCP) foram de suma importância, determinando os
ensaios laboratoriais necessários para uma dosagem adequada do teor de cimento a
ser empregado no solo (BRITO e PARANHOS, 2017; PISANI, 2005; GRANDE, 2003).
O cimento é um aglomerante hidráulico, que por não depender dos minerais
presentes no solo, mas sim da água, é considerado um agente estabilizador de solos
primário, que na maioria das vezes, mesmo sozinho já é capaz de estabilizar diversos
tipos de solo (BRITO E PARANHOS, 2017; MAKUSA, 2013).
As misturas de solo e cimento podem ser classificadas em três tipos (BRITO e
PARANHOS, 2017; PINHEIRO et al., 2016; NEVES et al., 2010):
Solo-cimento: Normalmente é utilizado como base e sub-base de
pavimentos. É uma massa homogênea composta por água, cimento
Portland e o solo. A mistura é compactada mecanicamente e seu
desempenho pode ser testado pelos critérios de durabilidade e
resistência à compressão simples. O teor de cimento suficiente para
estabilizar o solo e garantir as propriedades de resistência esperadas
varia de 5% a 10% do peso do solo. Os que possuem teor de areia entre
45% e 50% são os mais indicados para essa estabilização, porém
praticamente todo tipo de solo pode ser utilizado (ABCP,2009).
Solo modificado com cimento: A diferença entre o solo-cimento é que
nessa vertente o teor de cimento é baixo (2% a 4%), dando origem a um
material semiendurecido, afim de corrigir expansibilidade, plasticidade
ou capacidade de carga, sem incorporar o caráter estrutural que o solo-
cimento apresenta. O solo melhorado com cimento pode ser dito como
uma mistura de solo com baixo teor de cimento, que reduz o índice de
47
plasticidade (IP) do solo e melhora sua resistência. Além de base e sub-
base, é comumente usada também no reforço do subleito de rodovias
(MACÊDO, 2004; LIMA et al., 1993);
Solo-cimento-plástico: Nesse tipo de mistura, a quantidade de água é
muito maior que nas demais, dando à mistura uma consistência de
argamassa, geralmente usada para revestimento de canais, taludes e
valas. Uma vez que o acréscimo de água gera diminuições na
resistência do solo, torna-se necessário a adição de um maior teor de
cimento (BRITO e PARANHOS, 2017; LIMA et al., 1993).
Para escolher o tipo de cimento adequado, deve-se levar em conta as
propriedades do solo e a resistência desejada. As reações químicas da estabilização
começam assim que há o contato com a água, porém é um processo lento de
hidratação. Os silicatos de cálcio hidratado (C-S-H) presentes é que garantem o ganho
de resistência, sendo que a alita (C3S) a responsável pela resistência inicial e a belita
(C2S) pela resistência a longo prazo. Ainda, o hidróxido de cálcio pode chegar a reagir
com as substâncias pozolânicas já presentes no solo e gerar mais silicato amorfo
cimentante, fazendo com que o número de vazios seja reduzido e haja um aumento
na resistência do solo (BRITO e PARANHOS, 2017; MAKUSA, 2013).
De acordo com a ABCP (1985), solos com granulometria desuniforme, com
100% passante na peneira 4,8 mm, de 10% a 50% passante na peneira 0,075 mm,
Limite de Liquidez (LL) menor ou igual a 45% e Índice de Plasticidade (IP) menor ou
igual a 18% são os mais indicados para a estabilização com cimento.
Quando o solo estabilizado é granular, o cimento faz com que sejam criadas
ligações intergranulares, que proporcionam uma ampliação na resistência do material
às solicitações exteriores através do aumento da fração resistente devido à coesão.
Por outro lado, nos solos finos, há floculação em torno do próprio grão de cimento,
que executa a ligação do solo por meio da cimentação (BRITO e PARANHOS, 2017;
MAKUSA, 2003; LIMA et al., 1993).
Alguns autores consideram a maior vantagem na estabilização do solo com o
cimento, a formação de um gel, oriundo das reações de hidratação dos silicatos e
aluminatos, capaz de preencher parte dos vazios da massa, unindo os grãos de solo
adjacentes proporcionando resistência inicial e redução da permeabilidade. Outras
vantagens se referem às mínimas variações de volume com a absorção e perda de
48
umidade, estabilidade em condição submersa e aumento da durabilidade (MILANI e
FREIRE, 2006; GRANDE, 2003; MAKUSA, 2003).
Para a construção de edificações que prezem por baixo impacto ambiental,
aproveitamento de matéria prima e redução de custos (quando comparado aos
demais métodos convencionais, como alvenaria cerâmica e blocos de concreto), o
solo cimento mostra-se uma excelente escolha como material construtivo para
alvenaria (MAGALHÃES, 2010).
5.2 RESÍDUOS SÓLIDOS
5.2.1 Definição e classificação
O aumento da população torna necessário o investimento na produção de
diversos bens, estimula significativamente o desenvolvimento tecnológico, tornando
propício a produção de materiais com ciclo de vida muito curto que saciam hábitos
consumistas. Esse sistema necessita de um alto índice de recursos naturais além de
aumentar o volume de resíduos, gerando diversos problemas ambientais
(LAGARINHOS E TENÓRIO, 2013).
A partir da década de noventa a preocupação com a preservação do meio
ambiente começa a ganhar força com o surgimento de normas ambientais que ditam
a responsabilidade das empresas no que diz respeito ao uso dos recursos naturais e
ao tratamento dos resíduos provenientes de suas atividades (ANDRADE, 2007). A
preocupação da população com a destinação e reaproveitamento dos resíduos
também aumenta, contribuindo para a difusão de práticas que buscam a preservação
ambiental e o desenvolvimento sustentável (LAGARINHOS E TENÓRIO, 2013;
ANDRADE, 2007).
Entende-se por resíduo todo material que não pode mais ser aproveitado para
a finalidade para a qual foi criado. Pode ser proveniente de atividades agrícolas,
comerciais, domésticas, hospitalares, industriais, e de serviços de varrição. De acordo
com a NBR 10004 (ABNT, 2004) essas atividades dão origem a resíduos que podem
ser classificados como sólidos ou semissólidos, e de acordo com suas características
físicas, infectocontagiosas e químicas podem ocasionar riscos à saúde pública
favorecendo a disseminação de doenças e em casos mais graves, até a morte. Além
disso, caso não sejam gerenciados de maneira adequada, também podem acarretar
49
em problemas ao meio ambiente (SOUZA, 2014; ANDRADE, 2007). A mesma
normativa classifica os resíduos em duas classes sendo:
Classe I - Resíduos perigosos: São os quais apresentam, em razão
de suas propriedades físicas, químicas ou infectocontagiosas, algum
risco à saúde pública, provocando ou aumentando a ocorrência de
doenças, ou ainda provocando mortes; também são considerados
perigosos se apresentarem risco ao meio ambiente no caso de mau
gerenciamento. Dentre as propriedades que podem apresentar, estão a
corrosividade, a inflamabilidade, a patogenicidade, a periculosidade, a
toxicidade e a reatividade;
Classe II – Resíduos não perigosos: São aqueles que não se
encaixam na classe I. Se dividem em Classe II A – Não inertes, e Classe
II B – Inertes. Os não inertes são os que não se encaixam em nenhuma
outra classe, e têm propriedades como biodegradabilidade,
combustibilidade ou solubilidade em água, e os inertes são os resíduos
que têm como principal característica a degradação lenta, e que ficam
por mais tempo no meio ambiente.
Em 02 de agosto de 2010, através da Lei 12.305 houve a implementação da
Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), que procura vincular as ações que
devem ser tomadas para cada fase do gerenciamento de resíduos. Ela diz qual a
responsabilidade de cada instância no cuidado com os resíduos, desde o Governo
Federal até a iniciativa privada.
Alguns materiais que após o seu uso possam representar algum tipo de risco
tóxico, químico ou para propagação de doenças, devem participar da logística reversa.
De acordo com a Lei 12.305 (BRASIL, 2010), independente do serviço público de
limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos, os fabricantes, importadores,
distribuidores e comerciantes de agrotóxicos (e todas as suas embalagens e
resíduos), pilhas, baterias, pneus, óleos lubrificantes (bem como suas embalagens e
resíduos), lâmpadas fluorescentes, lâmpadas de vapor de sódio e mercúrio e de luz
mista, produtos eletroeletrônicos e seus componentes, devem estruturar e
implementar sistemas para retorno dos produtos à empresa após o uso pelo
consumidor. A destinação final desses produtos deve ser criteriosa para evitar
contaminações ou como no caso do pneu, evitar o favorecimento na propagação de
50
doenças, haja vista que serve como excelente criadouro para mosquitos
transmissores de doenças. Alguns são de fato tão perigosos que sua reciclagem ou
reaproveitamento é inviável.
Os índices altos da geração de resíduos são um grave problema. A falta de
locais para destinação adequada, assim como a falta de conscientização faz com que
os resíduos se instaurem em lugares extremamente inapropriados, como rios, lagos,
mares e ruas, proporcionando inundações, contaminação da água potável, doenças,
poluição do ar e outras complicações, criando assim problemas à sociedade e ao meio
ambiente (SOUZA, 2014; ANDRADE, 2007).
Graças ao surgimento dos conceitos de desenvolvimento sustentável e as
normas regulamentadoras, o interesse pela reciclagem e reaproveitamento dos
materiais vêm crescendo, uma vez que os resíduos que se tornam inúteis para a
atividade que o gerou, podem ser de suma relevância para outra atividade de caráter
completamente distinto. O resíduo pode se tornar matéria-prima para a execução de
um novo produto ou parte de um sistema, ocasionando diminuição nos custos e
reduzindo os prejuízos causados ao meio ambiente e sociedade (SOUZA, 2014;
LAGARINHOS E TENÓRIO, 2013; ANDRADE, 2007).
Há anos atrás, a sílica ativa, a escória de alto-forno e a cinza volante,
provenientes da queima de combustível em fornos, eram considerados apenas como
resíduos, e atualmente são adicionados ao cimento para conferir melhorias nas suas
propriedades. Comprovando que o que é considerado lixo para algumas áreas, pode
ser reaproveitado em outras aplicações (SOUZA, 2014).
Uma das atividades que mais ocasiona degradação ambiental é a construção
civil, consumindo uma grande parcela de recursos naturais e ocasionando impactos
ambientais. Claramente não é possível eliminar a atividade e nem eliminar os seus
danos, porém é possível minimizá-los, uma vez que é um setor de suma importância
para a sociedade. Tendo isso em mente, é preciso buscar por práticas que além de
suprir as necessidades atuais da humanidade, não interfira negativamente na
qualidade de vida das gerações futuras. A incorporação de resíduos em elementos da
construção civil é uma alternativa interessante para esse propósito, pois além de
beneficiar o ambiente, pode melhorar as propriedades dos produtos utilizados nas
edificações e em outras atividades do setor. O uso dos pneus em substituição e/ou
adição em elementos da engenharia civil tem se tornado uma opção viável,
51
minimizando dois problemas simultaneamente (SOUZA, 2014; RODRIGUES E
SANTOS, 2013; PISANI, 2005).
5.2.2 Incorporação de resíduos em elementos da construção civil
A incorporação de resíduos em elementos da construção civil mostra que há o
surgimento de melhorias nesse ramo no quesito da preocupação com o meio
ambiente, pois antes esse assunto não era visto como um problema para a área. A
indústria da construção civil é responsável por grande parte dos resíduos produzidos
no Brasil, a quantidade de entulhos é exorbitante e, muitas das vezes, é tratado de
maneira incorreta. De qualquer forma, a conscientização da necessidade de se
preocupar com a sustentabilidade tem motivado a busca por materiais e processos
construtivos que causem menores danos ao ambiente (GOMES, 2007; ROCHA E
JOHN, 2003; ZORDAN, 1997).
Além de colaborar significativamente para a preservação ambiental, o uso de
resíduos na construção civil objetiva melhorar algumas propriedades do produto final,
tornando o material ou o sistema construtivo mais vantajoso e economicamente viável.
Essa prática permite que o material descartado se transforme novamente em uma
matéria-prima que poderá ser utilizada na fabricação de outros produtos (GOMES,
2007; ZORDAN, 1997).
Os pneus em forma de pó vêm sendo usados na indústria de pavimentação e
também são aproveitados na indústria cimenteira como combustível e aditivo para
cimento (NOHARA et al., 2005). Gomes (2007) testou a adição de borracha em teores
de 5 a 20% em produtos de concreto para verificar as propriedades e a viabilidade
econômica, observando que o concreto com adição de 5% de borracha apresentou
resistência a compressão de 27,1 MPa, tornando possível o seu uso em pré-moldados
em obras estruturais e em pavimentações; os concretos com adição de 10% obtiveram
resistência de 20,3 MPa e com 15% de borracha apresentaram 19,0 MPa de
resistência tornando possível o seu uso em peças sem fins estruturais, como pavers
e meio-fio; por fim a adição de 20% de borracha no concreto gerou uma mistura sem
trabalhabilidade e resistência suficientes para o seu uso nas formas convencionais
(em estruturas ou peças de concretos), mas o seu uso em pisos de interiores não deve
ser descartado. De acordo com Gomes (2007), além das melhorias nas propriedades
do concreto, deve-se destacar que o uso da borracha contribui significativamente para
a preservação do meio ambiente e tem capacidade para gerar melhorias na economia
52
(pois a borracha utilizada já não serve para outros fins e portanto torna-se de baixo
custo), nas áreas sociais (a redução no custo de produção auxilia na aquisição do
material para a população com renda baixa) e na preservação das matérias-primas
não-renováveis. Os traços de concreto utilizados por Gomes (2007) são apresentados
na Tabela 2. O aditivo polifuncional utilizado pelo referido autor foi o SIKAMENT PF
171, com o intuito de manter a trabalhabilidade.
Tabela 2 – Traços de concreto utilizados por Gomes (2007)
Componente Cimento Areia Brita 1 Água Borracha Aditivo
Concreto sem fibra
1 2,02 2,62 0,5 0 0
Concreto com 5% de
fiibra 1 1,92 2,62 0,5 0,10 0
Concreto com 10% de
fiibra 1 1,82 2,62 0,5 0,20 0
Concreto com 15% de
fiibra 1 1,72 2,62 0,5 0,30 0,01
Concreto com 20% de
fiibra 1 1,62 2,62 0,5 0,40 0,01
Fonte: Gomes (2007)
Topanotti e Hillesheim (2015) verificaram a adição de fibras de borracha com
grãos e lascas menores que 4,75mm em substituição parcial (em volume) ao
agregado miúdo utilizado no concreto para contrapiso. Os teores de fibras adicionados
foram 0%, 8%, 10% e 12%. O traço de referência (0%) obteve resistência de 21,88
MPa, e os demais traços obtiveram resistência menor, sendo 17,01 MPa, 15,75 MPa,
14,87 MPa, respectivamente. De acordo com os autores é suficiente para o uso em
locais de baixas solicitações (como calçadas e praças) ter resistência mecânica de 15
MPa, sendo o traço com 12% de borracha o único não aplicável para tais condições.
O concreto com maior adição de fibra apresentou menor trabalhabilidade que pode
ser compensada com o uso de aditivos plastificantes. Devido ao baixo módulo de
elasticidade da borracha, a ruptura do concreto deixou de ser frágil para se tornar
levemente dúctil, fazendo com que os corpos de prova obtivessem maior deformação
durante o rompimento.
Faria (2015) verificou a incorporação de 0 a 2,5% de pó de borracha (em peso)
em peças cerâmicas e observou que não contribuiu para uma variação significativa
53
na absorção de água das peças e todas as peças com adição do material atingiram
os valores mínimos especificados em normas para a resistência mecânica de tijolos
maciços (mínimo de 2,0 MPa). A autora verificou também que a adição de até 1% de
pó de borracha na massa cerâmica se torna mais viável, uma vez que além de
melhorar a plasticidade da massa não altera a resistência mecânica (se comparada à
mistura sem adição de borracha). Notou-se também que falhas no processamento de
prensagem da massa e a incorporação de resíduo com granulometria elevada
geraram poros e trincas nos blocos. Apesar do resíduo tornar o processo de queima
mais econômico (necessita de menos energia) e mais rápido, deve-se ainda estudar
a poluição atmosférica que a borracha gera ao ser queimada.
Para o uso dos resíduos de pneu de forma alternativa é necessário certo
conhecimento sobre a quantidade e a localização do passivo ambiental. Empresas
que prezam pelo respeito ao meio ambiente, além de cumprir com seu dever perante
órgãos que ditam as responsabilidades ambientais ainda acabam por ganhar mais
aceitação no mercado (NOHARA et al., 2005).
5.3 O USO DO PNEU
O modal rodoviário é a principal matriz de distribuição do Brasil, tanto no
transporte de cargas como de passageiros, fazendo com que o número de materiais
e pessoas que utilizam as rodovias seja cada vez maior, consequentemente tornando
o uso do pneu mais expressivo (NASCIMENTO, 2017; RAMOS, 2005).
De acordo com o Ministério do transporte em 2017 já se totalizavam 1,53
milhões de quilômetros de rodovias federais, estaduais e municipais, sendo que 76,5
mil km são provenientes das 165 rodovias federais, das quais 64,8 mil km são
pavimentadas (IBAMA, 2017; ANIP, 2013). Os cálculos realizados pelo Sindicato
Nacional da Indústria de Componentes para Veículos Automotores (Sindipeças, 2018)
mostram que em 2017 o número de autoveículos (automóveis, comerciais leves,
caminhões e ônibus) em circulação no Brasil atingiu o número de 43,4 milhões de
unidades, que representa um aumento de 1,2% em relação a 2016. Os dados do
Sindipeças (2018) ainda revelam que há 4,8 habitantes por veículo, valor que se
mantém estável desde 2015.
54
5.3.1 Origem do pneu
Após o descobrimento da borracha, inúmeras foram as aplicações associadas
a ela. Na década de 30, após Charles Goodyear adicionar enxofre acidentalmente em
uma amostra de borracha que estava sendo aquecida, surgiu o processo de
vulcanização, no qual a borracha ganhou mais elasticidade e resistência à abrasão.
Tal fato fez com que aos poucos os pneus de borracha, criados por R. W. Thomson
em 1845, tomassem o lugar das rodas de madeira e aço que eram amplamente
usadas nas carroças e carruagens. (NASCIMENTO, 2017; SOUZA, 2014; ANIP, 2013;
RAMOS, 2005).
Na Alemanha, a partir da Primeira Guerra Mundial desenvolveu-se a tecnologia
para a obtenção de borracha sintética para a fabricação de pneus, que até então eram
compostos totalmente por borracha natural, tornando a produção mais fácil, viável e
melhorando qualidades na borracha, como resistência à abrasão, durabilidade,
elasticidade, entre outras. Porém, pelo fato de o material sintético estar sujeito a
fissurações quando submetido à altas temperaturas, é necessário adicionar uma
parcela de borracha natural em sua composição. Por ser um material mais durável e
com melhor desempenho que outros materiais nesse tipo de aplicação, a borracha
tornou o transporte mais funcional e confortável, principalmente por absorver melhor
os impactos das rodas com o solo (SOUZA, 2014; CHRUSCIAK, 2013; ANDRADE,
2007; RAMOS, 2005).
Com a implantação do Plano Geral de Viação Nacional, em 29 de junho de
1934, é que começou a larga utilização do pneu no Brasil. De acordo com a ANIP, em
1936 a produção anual era de cerca de 29 mil pneus de passeio, atualmente chegando
a 72,6 milhões. Segundo dados da mesma associação em 2014 haviam 20 fábricas
de pneus em território brasileiro, sendo 9 em São Paulo, 3 na Bahia, 3 no Paraná, 2
no Rio de Janeiro, 2 no Rio Grande do Sul e 1 no Amazonas (IBAMA, 2017;
NASCIMENTO, 2017; ANIP, 2013; RAMOS, 2005).
Em função da importância do modal rodoviário no país, é notável que a
produção de pneus seja extremamente alta, gerando a preocupação com a destinação
desse material após tornar-se inservível. Mesmo com o setor tendo superado a meta
de reciclagem proposta pelo CONAMA, o descarte do material como entulho nas
grandes cidades ainda é um problema, o que motiva a busca por formas mais simples
55
e aplicáveis da utilização dos resíduos que possa ajudar a minimizar o problema
(IBAMA, 2017; NASCIMENTO, 2017; ANIP 2014).
5.3.2 Composição, estrutura e função do pneu
O pneu é um artefato circular, cuja matéria-prima principal é a borracha,
responsável por grande parte do desempenho dos automóveis. É usado para revestir
as rodas de um veículo, sendo inflado na maioria dos casos com um fluido gasoso.
A fim de que possa cumprir suas funções, principalmente no se refere à
segurança, apresenta uma estrutura complexa para resistir a situações extremas de
caráter físico, químico e térmico. Além de ser o ponto de apoio entre o veículo e a
superfície, é o responsável por amortecer impactos, garantir aderência ao solo,
suportar e transportar cargas, transmitir torque e responder a direção do veículo
(SOUZA, 2014; RAMOS, 2005; KAMIMURA, 2002). As funções principais dos pneus
nos veículos automotores é assegurar a transmissão da potência automotriz,
contribuir para o conforto, garantir dirigibilidade e respostas eficientes nas acelerações
e frenagens, assim como suportar a carga (BNDES, 1998). Dos componentes da
estrutura do pneu (Figura 17), quatro são considerados básicos:
Carcaça: tem função de manter o ar sob a pressão adequada e suportar
o peso próprio do veículo além do peso proveniente de pessoas e de
cargas. É a estrutura interna do pneu, composto por lonas que podem
ser de aço, poliéster ou nylon, sendo que para pneus de caminhões e
ônibus, são sempre de aço.
Talão: constituído por arames de aço de alta resistência, unidos e
cobertos por borracha, com geometria de um anel, tem a função de
manter o pneu acoplado ao aro.
Flancos (ou parede lateral): tem a função de proteger a carcaça. É a
parte lateral do pneu, composto por borrachas com elevado poder de
flexibilidade.
Banda de Rodagem: é produzida com compostos de borracha de alta
resistência ao desgaste, pois é a parte que entra em contato direto com
o solo. A superfície da banda é denominada escultura, constituída por
partes cheias (biscoito) e vazias (sulcos), com o objetivo de melhorar a
aderência do veículo aos diferentes tipos de solo.
56
Ao atingir níveis de desgaste consideráveis para que a carcaça seja reutilizada,
substitui-se a banda de rodagem. Em caminhões e ônibus, a carcaça, talão e flancos
são dimensionados a fim de permitir até quatro trocas da banda de rodagem
(recauchutagem) (BNDES, 1998).
Figura 17: Estrutura do pneu
Fonte: Adaptado de Brazil Tires (2012)
Há basicamente dois tipos principais de pneus, os convencionais, também
chamados de diagonais, e os radiais. Os pneus convencionais são compostos tanto
por borracha natural como sintética, e os radiais possuem teor de borracha natural
maior, que em conjunto com os reforços estruturais e novos desenhos da banda de
rodagem, conferem mais aderência, durabilidade, estabilidade e resistência, além de
apresentar um desgaste mais uniforme. Com essas vantagens, é provável que os
pneus radiais dominem o mercado por completo, pois apesar de terem um custo
maior, em 1998, 97% da produção mundial para veículos de passeio e 45% para
caminhões e ônibus já eram dos radiais. O motivo pelo qual ainda não é tão usado
para automóveis com transporte de carga, é que para esse tipo de aplicação, é
necessário 40% em peso de borracha natural, enquanto que para os de passeio basta
15%. Nos pneus radiais as lonas da carcaça se encontram no sentido radial e ainda
há uma quantia adicional de lonas que recobrem a carcaça, conhecidas como cintura,
57
a qual tem a função de estabilizar a carcaça radial. Quando o pneu é dito
convencional, as lonas da carcaça são confeccionadas no sentido diagonal uma das
outras. Além da borracha natural, os pneus são constituídos por borracha sintética,
produtos químicos, fibras orgânicas (nylon e poliéster), negro de fumo, arame de aço
e extender oil3. O comportamento dos pneus radiais e convencionais e a composição
química dos pneus são apresentadas na Tabela 3, Tabela 4 e na Tabela 5
respectivamente. (ANDRADE, 2007; KAMIMURA, 2002, BNDES 1998).
Tabela 3 – Comparação entre pneus radiais e convencionais (diagonais) - continua
Pneu de construção diagonal Pneu de construção radial
O pneu é chamado diagonal ou convencional quando a carcaça é composta de lonas
sobrepostas e cruzadas umas em relação às outras. Os cordonéis que compõem essas
lonas são de fibras têxteis Neste tipo de construção, os flancos são
solidários à banda de rodagem. Quando o pneu roda, cada flexão dos flancos é
transmitida à banda de rodagem, conformando-a ao solo.
No pneu radial, os fios da carcaça estão dispostos em arcos perpendiculares ao
plano de rodagem e orientados em direção ao centro do pneu.
A estabilidade no piso é obtida através de uma cinta composta de lonas sobrepostas.
Por ser uma carcaça única, não existe fricção entre lonas - apenas flexão -, o que e evita a elevação da temperatura interna
do pneu. Pneu diagonal sem carga
e área de contato com o piso
Pneu radial sem carga e área de contato com o piso
Fonte: Brazil Tires (2012)
3 Extender oil: É um óleo adicionado em alguns produtos de borracha (como o pneu) para adquirir uma capacidade de processo aceitável (Disponível em: https://stronordic.com/information-2/ha-oils/).
58
Tabela 4 – Comparação entre pneus radiais e convencionais (diagonais) - conclusão
Pneu diagonal com carga e área de contato com o piso
Pneu radial com carga e área de contato com o piso
Comportamento em curva
Fonte: Brazil Tires (2012)
Tabela 5 – Composição química elementar do pneu
Componente Percentual (%)
Carbono 83
Oxigênio 7
Hidrogênio 2,5
Enxofre 1,2
Nitrogênio 0,3
Cinzas 6
Fonte: Santos (2015)
O negro de fumo é um material de grande aplicabilidade na indústria, composto
essencialmente de partículas coloidais, podendo ser obtido a partir da decomposição
termo-oxidativa de gás natural ou óleo mineral. Apesar de também ser utilizado como
pigmento industrial e adsorvente, o negro de fumo é empregado principalmente na
indústria da borracha na fabricação de pneus e produtos pneumáticos a fim de
aumentar a durabilidade e reduzir a fissuração. Constituindo cerca de ¼ do peso total
do pneu, o negro de fumo é um dos principais elementos na composição dos
pneumáticos, e apesar de todas vantagens associada ao seu emprego, é responsável
pelos problemas de cunho superior no âmbito ambiental, pois dificulta a reciclagem
dos pneus usados. A sílica amorfa pode ser usada para substituir parcialmente ou
totalmente o negro de fumo, melhorando as condições de aderência em pista molhada
59
e de resistência ao rolamento. Com isso, reduz-se o consumo de combustível,
minimizando a emissão de gases. Devido a tal fato, os pneus que incorporam essa
tecnologia são denominando pneus verdes (green tires) (SANTOS, 2013;
BUDEMBERG, 2006; KAMIMURA, 2002; BNDES, 1998).
A borracha natural representa 25% do consumo mundial de borracha, e é
extraída comercialmente de uma planta derivada da seringueira (hevea brasiliensis).
Já a borracha sintética, é derivada do petróleo ou do gás natural e representa 75% do
consumo mundial de borracha. São consumidas no mundo todo 15 milhões de
toneladas de borracha anualmente, sendo 9 milhões usadas na indústria dos
pneumáticos. No Brasil, mais de 50% da borracha consumida é usada para a
fabricação de pneus. Apesar de números tão expressivos, devido ao menor desgaste
e maior durabilidade ocasionados pelo desenvolvimento tecnológico, na última década
houve uma redução na proporção de borracha usada na fabricação de pneumáticos.
Mesmo com tal decréscimo, a destinação inadequada do pneu ainda pode ser um
problema, portanto deve-se sempre buscar formas corretas para o descarte ou
destinação desse material, inclusive dentro do campo da engenharia civil há diversas
possibilidades (KAMIMURA, 2002; BNDES, 1998).
Outra classificação usual para o pneu é em “com câmara” e “sem câmara”. No
segundo há uma camada de borracha especial na superfície interna da carcaça,
conhecida como liner, cuja função é garantir a retenção do ar. As vantagens desse
modelo é a velocidade de montagem e desmontagem e a segurança quando
perfurados, uma vez que perdem ar de forma excepcionalmente lenta. O talão de um
pneu sem câmara tem a área de contato com o aro mais ampla ao mesmo tempo que
tem uma tolerância dimensional limitada, tornando mais difícil de encaixá-lo na roda.
Esse design é feito justamente para eliminar a chance de escapar ar. O uso dos pneus
sem câmaras exige uma roda compatível com a tecnologia. Ainda é comum o uso de
pneus diagonais com câmara pelos caminhoneiros, devido à dificuldade em encontrar
manutenção para os pneus radiais em algumas regiões remotas do país (RAMOS,
2005; BNDES, 1998).
A resolução do CONAMA de 2009, define os pneus ou pneumáticos como:
Componente de um sistema de rodagem, constituído de elastômeros, produtos têxteis, aço e outros materiais que quando montado em uma roda de veículos e contendo fluido(s) sobre pressão, transmite tração dada a sua aderência ao solo, sustenta elasticamente a carga do veículo e resiste à pressão provocada pela reação do solo (CONAMA, 2009, p.1).
60
A resolução n°416/2009 também define que pneu novo é aquele que não sofreu
qualquer uso, reforma, dano ou envelhecimento; pneu usado é o que foi submetido a
qualquer uso ou desgaste; pneu inservível é um pneu usado que possui danos
irreparáveis; e pneu reformado é um pneu usado que passou por processo de
reutilização da carcaça, tais como recapagem, recauchutagem e remoldagem
(CONAMA, 2009).
A recapagem consiste na substituição da banda de rodagem, que é a parte do
pneu em contato direto com o solo. Tal medida é tomada quando o pneu ainda não é
inservível, e faz com que o mesmo entre na classificação de reformado, estando apto
ao uso normal a que se destina. Essa técnica é de uso comum em pneus de
automóveis considerados pesados, como caminhões e ônibus, pois eles são
projetados para resistir até seis processos de reforma. A recauchutagem é semelhante
a recapagem, porém, além da banda de rodagem, os ombros também são trocados
(SAYEGH, 2014; CONAMA, 2009; BNDES, 2007).
No processo de remoldagem, substitui-se a banda de rodagem, os ombros e
toda a superfície dos flancos, garantindo a aparência de novo e ganhando cada vez
mais espaço no mercado, pois nesse processo o pneu é completamente reconstruído
e vulcanizado, sem nenhum tipo de emenda. Cerca de 4,5 milhões de pneus
remoldados foram incorporados ao mercado em 2006. Tal número equivale a 8,5% do
total de pneus novos produzidos no Brasil. Empresas responsáveis por tal técnica são
denominadas como “de boas práticas ambientais e sociais”, pois adotam a reciclagem
e geram milhares de empregos. A Associação Brasileira da Indústria de Pneus
Remoldados (ABIP) afirma que essa prática economiza 20 e 40 litros de petróleo para
automóvel convencional e caminhonete respectivamente, se comparado a fabricação
de pneus novos. É comum a importação de carcaças para matéria-prima oriundas da
Europa, com custo baixo (SAYEGH, 2014; CONAMA, 2009; BNDES, 2007).
Desde 2006 os pneus reformados devem ser certificados, apresentando na
lateral de forma legível, seja em alto relevo ou em etiqueta vulcanizada, o tipo de
reforma a que foi submetido (Recapado, Recauchutado ou Remoldado), a dimensão
do pneu, capacidade de carga, limite de velocidade, identificação do tipo de estrutura
ou de construção da carcaça, indicadores do desgaste da banda de rodagem, C.N.P.J.
e marca da empresa que reformou e a denotação da semana e ano de fabricação,
que é formada por uma sequência de 4 dígitos, com os dois primeiros se referindo a
61
semana e os dois últimos, ao ano. Excepcionalmente, se o pneu for sem câmara, deve
constar em sua lateral também, e em casos de pneu para lama ou neve deve portar
também o escrito “M+S” ou “M&S” (SAYEGH, 2014).
5.3.3 Formas comuns de destinação do pneu
Dados do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis (Ibama), afirmam que no ano de 2016 foram disponibilizados 53.411.924
pneus novos no mercado, que equivalem a 729.214,04 toneladas, e apesar de haver
uma queda de 5.768.769 unidades de pneus novos comercializados em relação a
2015, os números atuais ainda são valores consideráveis.
Os pneus inservíveis são um problema de difícil eliminação, haja vista que não
são biodegradáveis e o volume que ocupam acaba por tornar o armazenamento e
transporte trabalhoso. A sua queima libera gases e substâncias tóxicas e até mesmo
cancerígenas, a exemplo das dioxinas e furanos4. Se mal depositados, dependendo
do local podem obstruir a passagem de água ocasionando alagamentos, e também
servir de criadouro para mosquitos transmissores de doenças tropicais (BNDES,
2007).
A resolução do CONAMA de 2009 dita que para cada pneu produzido, a
empresa deve dar destinação correta a um pneu inservível. Tal lei é aplicável tanto a
empresas nacionais quanto a empresas importadoras de pneus, porém em 2017 as
empresas importadoras não cumpriram com a meta, concedendo a destinação correta
a 83,64% dos pneumáticos, como mostra a Tabela 6. Por outro lado, as fabricantes
alcançaram 100,09% da meta (IBAMA, 2017). Graças a números como esse, aliado à
prática de recapagem e remoldagem (quando o pneu ainda não é inservível) o Brasil
conquistou a segunda posição no ranking mundial de reaproveitamento de pneus. Tais
técnicas permitem através das novas camadas de borracha que são acrescidas aos
pneus velhos que a vida útil dos pneumáticos aumente em até 100%, além de gerar
4 Dioxinas e furanos: compostos formados como subprodutos, não intencionais, em processos industriais e em processos de combustão, sendo a incineração de resíduos, a mais importante fonte destes compostos (GORNY, 2005).
62
uma economia em torno de 80% na energia e matéria prima quando comparado a
fabricação de novos pneus (SAYEGH, 2014).
Tabela 6 – Meta, destinação e percentual do cumprimento pelos fabricantes e importadores de pneus novos em 2016.
Meta (t) Destinação (t) Cumprimento
(%)
Fabricantes de Pneus 404.022,40 404,382,13 100,09
Importadores de Pneus 106.427,43 89.017,00 83,64
Fonte: Ibama (2017)
Pode-se notar com os dados do Ibama (Tabela 6), que apesar das empresas
fabricantes terem ultrapassado a meta, as empresas importadoras deixaram
17.410,43 toneladas em descumprimento com o objetivo da resolução, que é uma
quantidade altamente significativa, e não é compensada pela vantagem de 359,73
toneladas que as fabricantes obtiveram. O relatório dos pneumáticos de 2017 do
Ibama, também traz as formas corretas de destinação praticadas pelas companhias,
que são:
Coprocessamento: consiste no uso dos pneus inservíveis em fornos de
clínquer a fim de substituir parcialmente os combustíveis e fonte de
elementos metálicos;
Granulação: fabricação de borracha moída em diferente granulometria
após a desagregação e emprego do aço;
Laminação: criação de artigos de borracha;
Pirólise: técnica de decomposição térmica da borracha afim de guiar a
ausência de oxigênio ou concentração suficientemente baixa para que
não ocorra combustão, com obtenção de aço, negro de fumo e óleos.
Para que esses procedimentos possam ser aplicados, em vários casos faz-se
necessário a transformação do pneu inservível em chips ou lascas através da
trituração. As empresas responsáveis por tal processo coletam ou recebem os pneus
inteiros, convencionais e radiais, e também adotam os resíduos de borracha oriundos
da laminação (IBAMA, 2017). A Tabela 7 mostra a quantidade de pneus destinados
para cada tecnologia no Brasil no ano de 2016, sendo o coprocessamento o método
mais utilizado, representando 60,23% dos pneus inservíveis que foram destinados de
maneira adequada, seguido pela Granulação, Laminação e Pirólise. A regeneração
63
da borracha e a industrialização do xisto, que também são formas de destinação, não
foram usadam no país.
Tabela 7 – Tecnologia de destinação final e quantidade total de pneus inservíveis destinados em 2016
Tecnologia Destinação (t) Percentual/País
Coprocessamento 297.168,80 60,23 %
Granulação 133.940,43 27,15%
Laminação 56.945,41 11,54%
Pirólise 5.344,49 1,08%
Regeneração da borracha Não utilizado 0,00%
Industrialização do xisto Não utilizado 0,00%
Total 493.399,13 100,00%
Fonte: Ibama (2017)
Ainda segundo o relatório de 2017 do Ibama, no estado de Mato Grosso foram
destinadas de maneira correta 26.103,66 toneladas de pneus em 2016, que equivale
a 5,29% do total de pneumáticos em conformidade no cenário nacional. A resolução
do CONAMA dita a obrigatoriedade de um ponto de coleta em cidades com mais de
100 mil habitantes, porém não são todas as regiões com essa característica que estão
cumprindo a proposta. Em 2016 haviam 1.723 pontos de coleta, dos quais 932 são
localizados em locais com mais de 100 mil habitantes, porém, ainda haviam 13
municípios com tal aspecto que não possuíam nenhum ponto de coleta declarado. No
referido ano, havia no estado de Mato Grosso 88 pontos, sendo um em Barra do
Garças, de acordo com a prefeitura do município (IBAMA, 2017).
5.3.4 Histórico da produção de pneus
Para a confecção de um pneu, são necessários diversos materiais, porém a
base de toda a cadeia produtiva é o negro de fumo e as borrachas naturais e
sintéticas. Por volta de 1997 o Sudoeste Asiático dominava a produção da borracha
natural, sendo responsável por 75% da produção mundial e exportando mais que 85%
de sua fabricação, inclusive para o Brasil, pois a borracha nacional chegou a custar
200% mais cara que a importada nas décadas de 70 e 80, e cerca de 60% em 1997.
Porém após esse período houve um aumento considerável na produção brasileira,
com uma taxa de 15% ao ano, que a longo prazo seria capaz de provocar uma
64
redução nos preços desse produto e consequentemente minimizar a necessidade de
importação (BNDES, 1998).
Quanto a borracha sintética, na década de 90 os maiores produtores e
consumidores eram os Estados Unidos da América (EUA) e o Japão. Apesar disso, o
Brasil era um grande exportador do material na época, tendo como principal fabricante
a Petrolex. Com o surgimento da procura cada vez maior pelos pneus radiais (que
consomem mais borracha natural do que sintética em sua fabricação), os
convencionais foram perdendo espaço no mercado, e consequentemente houve um
decréscimo no consumo mundial de borracha sintética (BNDES, 1998).
Em 1996, foi produzido um total de aproximadamente 6 milhões de toneladas
de negro de fumo no mundo, sendo a Ásia novamente a maior produtora, responsável
por 31% do total, acompanhada posteriormente pelos EUA e a Europa Ocidental com
25%. Na época o Brasil produzia até 228 mil toneladas por ano, sendo a empresa
nacional, Copebrás, autora de 76% desse total. Posteriormente surge a técnica dos
“pneus ecológicos”, oriundos da substituição do negro de fumo pela sílica, que
ocasionam menor resistência ao rolamento e menor consumo de combustível. Tal
atividade fez com que originasse a produção de negro de fumo com qualidade mais
elevada, a fim de melhorar a relação com o meio ambiente (BNDES, 1998).
De acordo com os dados apresentados pelo BNDES, o mercado interno de
reposição (pneus novos nacionais) foi sofrendo uma minimização, devido à
importação de pneus fabricados na China e os processos de remoldagem que deixam
os pneumáticos com aparência de novos à preços muito atrativos. Com isso, houve
uma redução nas vendas de pneus nacionais novos (BNDES, 2007).
As vendas de pneus novos nacionais para a reposição do mercado caíram 3%
em 2005 (em relação ao ano anterior) e 2% em 2006. Os pneus chineses foram
tomando cada vez mais espaço, pois seus preços chegavam em torno de 20% a 40%
abaixo dos preços das fábricas associadas à ANIP. Estima-se que no ano de 2016
chineses e coreanos juntos dominaram 5% do mercado anual de 24 milhões de pneus
novos que se destinavam a reposição. Além da importação de pneus para vendas
avulsas há também montadoras brasileiras que importam esses pneus para
implantação diretamente na fábrica em certos modelos de automóveis. Também havia
em 2006 grande competição da indústria recuperadora de pneus com os produtores
de pneus novos, devido ao uso de carcaças para matéria-prima importados da Europa
65
a custos reduzidos, que gerou diversas polêmicas, uma vez que no Brasil, desde 1991
era proibido por lei a importação de qualquer produto usado. Todavia, através de
liminares conquistadas, essa prática se tornou comum. Com esse ato, a preocupação
dos órgãos de proteção ambiental aumentou, haja vista que a possibilidade do
aumento de pneus inservíveis a médio e longo prazo era irrevogável (BNDES, 2007).
A importação da Europa gerou diversas discussões no país. De um lado, as
empresas remoldadoras e a ABIP alegavam que a importação é benéfica em função
da geração de mais empregos e redução do gasto com petróleo, além de afirmarem
que o uso de carcaças oriundas do Brasil era menos viável devido à má qualidade das
estradas que desgastam mais o pneu, e o descarte inadequado que acaba gerando
condições desfavoráveis à carcaça. Por outro lado, os órgãos ambientais e a ANIP
defendiam que usar algo que anteriormente gerava empregos, receitas e impostos
nos países de origem, faria com que no Brasil se tornassem apenas “lixo proveniente
da Europa” no futuro. Além disso, a ANIP também justificava que dos pneus recebidos,
35% eram com meia vida, e 35% já eram inservíveis, fazendo com que apenas 30%
dos pneumáticos oriundos da Europa pudessem de fato ser utilizados para
remoldagem (BNDES, 2007).
Com o passar dos anos, o investimento na produção de pneus foi aumentado,
mesmo sem deixar o uso da importação. Dados do Ibama de 2017 revelam a
quantidade de pneus de origem brasileira conforme a Figura 18 e Figura 19.
Analisando os dados em toneladas, nota-se que houve uma queda brusca entre 2010
e 2012, porém, entre 2012 e 2014 a quantidade de fabricados ficou bem próxima do
inicial, tendo posteriormente outra queda. De acordo com a ANIP, a queda registrada
a partir de 2014 teve como responsável novamente as importações, que alcançaram
um total de 27,23 milhões de pneus (representando 39,6% da produção nacional)
sendo 52,3% desse total proveniente da China, correspondendo a 14,24 milhões de
unidades (IBAMA, 2017; ANIP 2014).
66
Figura 18: Evolução do mercado de reposição em 2016 (unidades de pneus novos)
Fonte: Ibama (2017)
Figura 19: Evolução do mercado de reposição em 2016 (em toneladas)
Fonte: Ibama (2017)
Outro fato observado na Figura 18 e na Figura 19, é a diferença de produção
quando se compara os dados em unidades para toneladas. Na análise em toneladas,
houve um grande decréscimo de 2011 para 2012, enquanto para os dados em
unidade, nos mesmos anos em questão houve um ligeiro aumento na produtividade.
Além da possível interferência da importação, deve-se lembrar que os pneus usados
em caminhões e ônibus possuem um peso maior e resistem a mais processos de
reforma que os de passeio, sendo necessário menor fabricação no cenário nacional,
influenciando mais o gráfico da Figura 19 que faz a análise em toneladas, enquanto o
acréscimo em unidades pode ser proveniente do fato da maior necessidade de pneus
de passeio novos, que não resistem a tanto processos de reforma, interferindo mais
no gráfico da Figura 18, que faz a análise em unidades.
67
5.3.5 Uso do pneu na engenharia civil
Procura-se utilizar materiais recicláveis na engenharia civil com o objetivo de
melhorar as propriedades de alguns materiais ao mesmo tempo em que se preserva
o meio ambiente, uma vez que se encontra uma destinação passiva para o resíduo
sólido que seria descartado na natureza levando décadas e até séculos para se
decompor (NASCIMENTO, 2017).
As técnicas convencionais da construção civil geram grande preocupação para
os ambientalistas, pois consomem uma quantidade considerável dos recursos
naturais, além de ocasionar impactos ambientais. Porém os pneus inservíveis são
resíduos sólidos tão preocupantes quanto os resíduos oriundos da indústria da
construção civil. Por ser um material que apresenta propriedades como absorção de
energia, elasticidade, leveza e propriedades térmicas e acústicas, os agregados
oriundos da borracha de pneu são bastantes propícios ao ramo da engenharia civil.
Aliando isso às técnicas de construção com terra, pode ser possível a obtenção de
um produto promissor tanto no ramo da construção civil quanto no quesito
sustentabilidade (SOUZA, 2014; RODRIGUES e SANTOS, 2013).
As obras civis necessitam de alta quantidade de materiais, ainda mais em
países como o Brasil que continuam ampliando significativamente suas construções.
De modo geral, a incorporação do pneu na confecção dos materiais, ou mesmo de
maneira direta nas edificações, se torna uma forma de ampliar e variar a proposta de
materiais e métodos, tornando possível algumas reduções de preço benéficas para o
incremento de políticas que visam combater o déficit habitacional (KAMIMURA, 2002).
A borracha oriunda de pneus, ou o próprio pneu já são usados de diversas
maneiras em obras civis, como aditivos em pavimentação asfáltica e pistas esportivas,
concretos leves, cobertura de parques infantis, aterro em estradas, material de
enchimento leve, drenagem em campo séptico e aterros sanitários, sistema de
drenagem de gases em aterros sanitários, material para compostagem, controle de
erosão, diques, barragens, isolante térmico e acústico, muros de contenção e para
adição ao solo afim de melhorar suas propriedades. Nos EUA, de acordo com a
Associação dos Fabricantes de Borracha Norte Americana (Rubber Manufactures
Association - RMA) em 1998 a American Society for testing and Materials (ASTM)
68
aprovou a norma ASTM D 6270-98 que dita as práticas para a utilização de pneus
inservíveis na Engenharia Civil (CARMO, CRISPIM, 2015; KAMIMURA, 2002).
Alguns municípios americanos em Dakota do Sul têm utilizado resíduos de
borracha oriundos da recauchutagem para substituir a areia em placas pré-moldadas
de concreto afim de solucionar o déficit habitacional. O esperado é que o uso dos
resíduos de pneus na construção civil seja espalhado conforme for comprovada sua
viabilidade econômica e técnica (KAMIMURA, 2002).
5.3.5.1 Pavimentação asfáltica
De acordo com o Departamento de Estradas e Rodagem de São Paulo
(DER/SP) o pavimento pode ser definido como uma estrutura composta por diversas
camadas de diversos materiais que se encontram sob uma superfície compactada. A
espessura de cada um dos elementos estruturais que o compõem, é finita. Sua função
é tanto resistir como distribuir os esforços horizontais e verticais provenientes do
trânsito, contribuindo para conforto e segurança do usuário (BERNUCCI et al, 2010;
DER/SP, 2006).
Na tentativa de melhorar as propriedades elásticas do ligante asfáltico utilizado
na camada de revestimento de pavimentos flexíveis5, para obter um pavimento com
melhor desempenho a longo prazo, diversos engenheiros e químicos testaram a
possibilidade da incorporação de borracha (tanto natural como sintética). Após anos
de tentativas, na década de 40 finalmente se iniciou o incremento da borracha
reciclada de pneus em materiais destinados a pavimentação asfáltica. A prática
começou com a Companhia Americana de Reciclagem de Borracha (U.S Rubber
Reclaiming Company) que instaurou no mercado um produto de material asfáltico e
borracha desvulcanizada reciclada, chamado Ramflex ™. Além da possibilidade de
aprimoramento das propriedades do pavimento, a criação das legislações (como o
CONAMA, por exemplo) que trazem os benefícios do aproveitamento da borracha
para o meio ambiente, incentivaram a adição do resíduo nos pavimentos. Além de ser
5 Pavimento Flexível: Estrutura de múltiplas camadas, onde o carregamento aplicado é distribuído em parcelas aproximadamente iguais, pois as camadas trabalham em conjunto com o objetivo de resistir e distribuir esforços provenientes de tráfego, impermeabilizar camadas inferiores da estrutura e garantir conforto e segurança (BERNUCCI et al., 2010).
69
usada para melhorar as propriedades do ligante asfáltico, a borracha ainda pode ser
usada como agregado nas misturas betuminosas (BERTOLLO, 2002; ODA, 2000).
Na década de 90, o Centro de Pesquisas da Petrobrás (CENPES) desenvolveu
estudos sobre a modificação de materiais asfálticos por meio de polímeros, afim de
estudar seu desempenho. Em conjunto com a Universidade Federal de Santa
Catarina, foram desenvolvidas pesquisas comparativas entre os diferentes tipos de
borrachas provenientes de diversos fornecedores e processos de produção. Desde
então, diversas universidades realizam pesquisas nesse ramo (BERNUCCI et al.,
2010; BERTOLLO, 2002; ODA, 2000).
As pesquisas destinadas a utilização de borracha em obras de pavimentação
devem se preocupar com dois fatores: a redução significativa dos problemas
ambientais decorrentes dos pneus e os impactos sobre a qualidade dos pavimentos
asfálticos, tendo em vista que as rodovias são responsáveis pela maior quantia de
investimentos em transportes no país (BERTOLLO, 2002; ODA, 2000).
Para a pavimentação asfáltica, a adição do pó do pneu, que é criado com o
processo de trituração, permite aumento da durabilidade (cerca de 3 vezes maior que
o convencional), elasticidade e resistência do asfalto. Tais benefícios acabam por
tornar o ligante asfáltico com adição de borracha mais caro que o ligante convencional
(BERNUCCI et al., 2010; KAMIMURA, 2002; ODA, 2000).
Os resíduos de borracha podem ser incorporados aos materiais asfálticos por
meio de processo úmido ou seco. No processo úmido, a borracha moída é integrada
ao ligante antes da adição do agregado (asfalto-borracha), em teores entre 5% e
25% do peso total do ligante, proporcionando reação entre os componentes e
alteração de suas propriedades. No processo a seco, a borracha é mesclada ao
agregado anteriormente a adição do ligante asfáltico (agregado-borracha), em teores
de 1% a 3% do peso total da mistura, como substituição de uma pequena parcela dos
agregados finos. A técnica agregado-borracha possui procedimentos de mistura
análogos à produção de Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CAUQ) convencional
(BERTOLLO, 2002; KAMIMURA, 2002; ODA, 2000).
Em vários serviços de pavimentação o ligante asfalto-borracha tem sido
empregado afim de realizar tratamento superficial, selagem de trincas, ou como
camada intermediária entre o pavimento já existente e a camada de reforço em CAUQ.
Os efeitos de modo geral têm sido positivos, ainda que apresente defeitos na
70
superfície de rolamento, como exsudação e trinca por contração térmica, oriundas da
dosagem inadequada do teor de asfalto-borracha. Se comparado aos revestimentos
convencionais, a prática em questão necessita de maior teor de ligante na mistura,
podendo favorecer a exsudação, porém, é capaz de proporcionar maior durabilidade
ao ligante asfáltico, aumento da flexibilidade, aumento do ponto de amolecimento e
redução da susceptibilidade térmica (KAMIMURA, 2002; ODA, 2000). A Figura 20
ilustra a sequência de produção do CAUQ modificado por borracha.
Figura 20: Planta de produção do CAUQ modificado por borracha (asfalto-borracha)
Fonte: SINICESP (2001)
No processo agregado-borracha, as partículas mais finas são responsáveis por
reagir com o ligante ao passo em que as de maiores diâmetros atuam como
“agregados elásticos” no concreto asfáltico, fazendo com que o conjunto aumente a
elasticidade da mistura e consequentemente produza pavimentos mais resistentes à
fadiga e à formação de trincas a baixas temperaturas. Bertollo (2002) e Kamimura
(2002) afirmam haver evidências de que dentro de certos limites, a adição da borracha
triturada proporciona aumento da resistência à deformação permanente, se
comparado às misturas convencionais
O uso da borracha de pneus na área da pavimentação é uma alternativa de
redução do preocupante problema ambiental ocasionado pelo descarte inadequado
dos pneumáticos. Ainda há empecilhos para a total consolidação dessa prática,
principalmente de cunho econômico, porém, conforme for sendo comprovado a longo
prazo as vantagens da técnica, aliadas à preocupação com o meio ambiente, espera-
71
se que ocorra a disseminação de tal procedimento. A utilização de borracha para a
pavimentação de cerca de 7.800 km de rodovias, já seria o suficiente para consumir
em torno de 12 milhões de pneus de passeio inservíveis (BERTOLLO, 2002;
KAMIMURA, 2002; ODA, 2002).
5.3.5.2 Muros de contenção
Os primeiros estudos relacionados ao uso de pneus preenchidos com solo,
foram realizados na França, com a edificação de um muro experimental em Langres,
com 5 m de altura e 10 m de extensão, demonstrando o potencial dessa prática. A
partir daí diversos muros de contenção foram executados com o auxílio de pneus,
incluindo no Brasil, onde foi elaborado um projeto semelhante pela Prefeitura do Rio
de Janeiro em 1995. Foram empregados cerca de 15 mil pneus (cortados e inteiros),
amarrados horizontalmente com arame ou corda e preenchidos com solo compactado
para a construção de um muro de 60 m de comprimento e 4 m de altura
(NASCIMENTO, 2017; FARIA, 2015; KAMIMURA, 2002).
Na técnica, os pneus são arranjados em camadas horizontais espaçadas
verticalmente e ligadas através de alças de metal, arame ou corda, formando camadas
preenchidas por solo compactado ou até mesmo concreto (FARIA, 2015; KAMIMURA,
2002). De acordo com Lacerda (2001), também há casos onde é adicionado o
fragmento de borracha ao solo para a execução dos muros de contenção, pois devido
à baixa densidade de compressão, tal método permite muros mais finos e de
construção mais simples. Como qualquer outra técnica, se executado sem orientação
técnica pode haver colapsos e rupturas devido à má execução. A Figura 21 mostra
um muro de contenção executado com pneus.
Figura 21: Muro de conteção feito com pneus
Fonte: Nogueira (2018)
72
5.3.5.3 Barragens e controle de erosão
A construção de barragens consegue dar uma boa destinação a muitos pneus
inservíveis, auxiliando ainda no controle de erosão do solo causada por enchentes,
ventos ou ressacas. Em regiões desérticas, também é viável o uso da barreira de
pneus para diminuir a quantidade de areia carregada até a rodovia pela ação do vento
(KAMIMURA, 2002; GOMES FILHO, 2007).
Os pneus inteiros podem ser aplicados nessas técnicas, com o processo de
montagem análogo ao dos muros de contenção. É comum também, quando se
pretende controlar a erosão, associar os pneus a plantas de raízes grandes
(ANDRADE, 2007; KAMIMURA, 2002).
O Japão e a Coréia na década de 90 usaram a maior parte dos pneus
inservíveis na construção civil. Foram cerca de 5 milhões no controle de erosão na
Coréia, que equivale a 43% do total gerado. A ideia foi muito útil, pois mais de 70%
da região é montanhosa, em grande parte suscetível à erosão, com diversas casas,
construções civis e estradas localizadas nessas áreas ou próximas delas, além de
auxiliar no grande problema do descarte incorreto dos pneumáticos (LACERDA,
2001).
5.3.5.4 Estabilização de ombreiras, proteção de taludes em canais e rios
Os pneus também já foram aplicados em estabilização de ombreiras6 com
grande vantagem econômica em substituição a algumas outras soluções, tais como
os gabiões. Também é empregado em proteção de taludes em canais e rios
(KAMIMURA, 2002).
O California State Department of Transportation (CALTRANS) indica alguns
cuidados que devem ser tomados para o emprego de pneus em taludes, sendo que
tais recomendações podem ser aplicadas ao uso nas ombreiras também. Dentre elas
pode-se citar: o arranjo e o empilhamento dos pneus não devem alterar a sua forma
geométrica original; os clipes metálicos que são empregados para fixar os pneus,
devem ser confeccionados em barras de aço com diâmetro de 12,5 mm; o material
que foi escavado para uso na proteção, eventualmente pode ser empregado em
6 Ombreiras: Laterais do vale onde a barragem se apoia (MIRANDA, 2016).
73
reaterro atrás da barreira de pneus, recomendando-se compactação manual
(KAMIMURA, 2002).
5.3.5.5 Aterros
Para o uso em aterros os pneus podem ser colocados inteiros, em pedaços,
triturados ou em tiras, sendo utilizados como material de enchimento desde 1980.
Com esse uso há vantagens como o baixo custo, boa drenagem, peso reduzido,
degradação lenta mesmo quando fica abaixo do lençol freático e ainda se evita a
disposição de mais resíduos em aterros sanitários (GOMES FILHO, 2007; RAMOS,
2005; KAMIMURA, 2002).
Em razão da mistura do solo com o pneu possuir menor peso e ser mais
resistente do que os aterros que utilizam apenas o solo, são exercidas menores
pressões sobre a estrutura de contenção, consequentemente reduzindo as
solicitações a estrutura e gerando menores custos, permitindo também a execução
em maiores inclinações. Dependendo de como são feitos, alguns aterros com adição
de pneus podem ser construídos com alturas de até 6 metros. Nesses casos a parede
de contenção tem por objetivo somente proteger o composto da erosão e melhorar a
estética (KAMIMURA, 2002).
Atuando como componente inorgânico, o pó de borracha oriundo do processo
de desvulcanização gera propriedades no solo melhores que a areia e a lama
abrasiva, como menor permeabilidade por exemplo (NASCIMENTO, 2017;
KAMIMURA, 2002).
5.3.5.6 Construção de casas
O sistema denominando “Earthship” rendeu diversos projetos durante cerca de
30 anos. A proposta do sistema consiste em casas ecológicas ou autossustentáveis,
utilizando pneus e solos comprimidos que são assentados diretamente ao solo sem
vegetação. As obras ainda prezam pelo uso de energia solar e chuva para o
abastecimento de água, calor e energia, com paredes em forma de “U” para reter
temperaturas enquanto há variações térmicas. Foram edificadas mais de mil casas
em todo o mundo, afim de aproveitar os resíduos que seriam descartados de maneira
incorreta (KAMIMURA, 2002).
74
Dentre as vantagens da técnica, pode-se citar que ela evita a contaminação do
ambiente, conta com baixa liberação de carbono, alta massa térmica7, baixo custo,
não afeta a saúde pública e as edificações são resistentes e flexíveis (KAMIMURA,
2002). A Figura 22 mostra uma Earthship construída na África do Sul.
Figura 22: Earthship
Fonte: Earthship Biotecture (2018)
5.3.5.7 Matriz de cimento
Diversos experimentos para a incorporação de resíduos de borracha ao
concreto vêm sendo feitas no mundo todo. No estado de Dakota do Sul nos Estados
Unidos, alguns municípios adotam uma técnica de baixo custo e fácil execução para
a realização de casas pré-moldadas com 50 m², a fim de substituir a areia para
resolver o déficit habitacional. As placas são confeccionadas com resíduos de
borracha oriundos da recauchutagem de pneus misturados a argamassa, e fixadas
aos pilares de concreto pré-moldados (KAMIMURA, 2002).
Apesar da borracha diminuir a resistência mecânica à compressão e à flexão
do concreto em torno de 50%, ela o torna mais flexível, mais resistente ao impacto,
melhora as propriedades de isolamento térmico e acústico. Isso torna sua aplicação
interessante a pisos, fundações e locais que precisam absorver choques de
terremotos (KAMIMURA, 2002).
7 Alta massa térmica: significa dizer que o material tem capacidade de absorver, armazenar e liberar calor lentamente (UGREEN, 2018).
75
Alunas da Universidade Federal de Mato Grosso em Barra do Garças, como
Favaretto (2014) e Santos (2016), também obtiveram resultados que apontam para
tais vantagens e desvantagens. Além disso as autoras também observaram que a
utilização para o concreto armado nem sempre é viável, pois dependendo dos teores
de borracha pode haver prejuízo para a aderência entre o aço e o concreto. Todavia
as autoras ainda apontam que o uso da borracha como substituto do agregado, além
de minimizar problemas quanto ao passivo ambiental, também ameniza a exploração
de jazidas.
5.3.5.8 Outras aplicações
Pneus inservíveis ainda podem ser utilizados para construções de ambientes
propícios ao desenvolvimento de fauna e flora aquática. Nesse tipo de aplicação
empilha-se entre 15 e 25 pneus comprimidos e fixados com uma mistura de concreto,
após isso são lançados ao leito do mar para formar os recifes propícios a fauna e flora.
Muitos biólogos são contra essa ideia, pois devido à pressão da água os pneus podem
se soltar e destruir os corais (FARIA, 2015; RAMOS, 2005).
Com os pneus cortados ao meio distribuídos sob gramados, faz-se um sistema
de armazenagem de água, reduzindo gastos com irrigação artificial e fertilização de
10% a 70%. Pode ser usado em campos de golf, futebol, ou em qualquer campo
gramado. A técnica combina viabilidade econômica com responsabilidade ambiental
(KAMIMURA, 2002). Em pistas esportivas os pneus são usados para estabelecer
muros de limitação e servir como proteção em esportes automotivos e de corridas de
cavalos (RAMOS, 2005). Além disso, pneus inteiros podem ser usados na elaboração
de móveis, obras de arte, objetos para ornamentação de praças, ruas, parques e
residências (FARIA, 2015).
O pneu triturado também é utilizado como agregado de peso leve, sendo usado
até em sistemas sépticos e diversos sistemas de drenagem. Seu uso fica mais barato
que o agregado convencional, pois seu peso leve reduz o tempo e as despesas com
instalação. Não é tóxico ou perigoso, com máxima capacidade de estocagem e
drenagem de campo (KAMIMURA, 2002). Em obras de drenagem são unidos
aproximadamente 15 pneus, formando tubos para substituir os bueiros (FARIA, 2015;
KAMIMURA, 2002).
76
6 MATERIAIS E METODOS
6.1 SOLO
O presente trabalho dá continuidade à pesquisa iniciada por Schweig (2017) e
às atividades desenvolvidas no projeto de pesquisa intitulado “Tijolos Ecológicos
Como Alternativa De Encapsulamento E Reaproveitamento De Resíduos”. O solo
utilizado para elaboração dos ensaios foi coletado no ano de 2017 na cidade de Pontal
do Araguaia, próximo à rodovia MT-100, as margens do contorno viário que liga as
rodovias BR-070 e BR-158, como mostra a Figura 23. A abertura para obtenção do
solo, foi feita com cerca de 2,5 m de profundidade e 3 m de comprimento desprezando
os 50 cm da camada superficial. A obtenção do material foi realizada com o auxílio de
uma retroescavadeira (Figura 24).
77
Figura 23: Localização do solo coletado
Fonte: Google Maps (2018)
Figura 24: Local de extração do solo
Fonte: Schweig (2017)
O solo coletado foi transportado ao laboratório de Mecânica dos Solos da
Universidade Federal de Mato Grosso – Campus Universitário do Araguaia para ser
destorroado, peneirado e estocado. A fração pedregulho foi removida e sua secagem
se deu ao ar livre.
A preparação das amostras baseou-se na NBR 6457 (ABNT, 2016a). Foram
determinados a composição granulométrica, Limite de Liquidez (LL) e Limite de
78
Plasticidade (LP) tendo como base as normas NBR 7181 (ABNT, 2016d), NBR 6459
(ABNT, 2016b) e NBR 7180 (ABNT, 2016c) respectivamente. A classificação do solo
se deu por meio da metodologia da American Association of State Highway and
Transporation Official (AASHTO), sendo definido como A-2-4(0), que possui
comportamento de excelente a bom quando utilizado em subleito de rodovias (DAS,
2011). As demais informações do solo estão apresentadas na Tabela 8.
Tabela 8 – Parâmetros para classificação do solo
Limite de Plasticidade (LP) 12%
Limite de Liquidez (LL) 18%
Índice de Plasticidade 6%
Índice de Grupo (IG) 0
Umidade Higroscópica 0,82%
Fonte: Adaptado de Schweig (2017)
6.2 OBTENÇÃO DAS FIBRAS DE BORRACHA
Uma recapadora de pneus da cidade de Barra do Garças - MT forneceu os
resíduos dos pneus oriundos do processo de recapagem. Os resíduos foram
peneirados e utilizou-se apenas as fibras passantes na peneira n°4 (4,8 mm), haja
vista que a borracha teria o intuito de substituir parte do solo, cuja fração pedregulho
foi desprezada. Os teores de fibra de borracha adotados para a confecção dos tijolos
foram de 0, 8, 10 e 12% em relação à massa seca de solo. Estes teores foram
adotados pois trabalhos como o de Carmo e Crispim (2015) mostraram que a adição
de teores muito altos na mistura de solo (20 e 40%) prejudicaram sua resistência, ao
passo em que Chrusciak (2013) notou que o teor de 5% foi o melhor para o seu tipo
de solo, e foi a menor quantia de fibras testada pela autora.
6.3 CIMENTO
O cimento utilizado na pesquisa foi o cimento Portland composto com pozolana
(CP II-Z 32), sendo este um tipo de cimento disponível no mercado e amplamente
utilizado em atividades de construção civil. Este cimento possui especificação
normatizada pela NBR 11578 (ABNT, 1991) e deve apresentar uma resistência
mínima de 32 MPa aos 28 dias, possuir um teor de clínquer + sulfatos de cálcio em
79
torno de 76 até 94%, material pozolânico entre 6 e 14% e material carbonático em até
10%.
O teor de cimento adotado foi de 7%, o mesmo utilizado por Schweig (2017), e
é dado em relação à massa seca de solo. Tal teor foi determinado pela referida autora
através das tabelas da ABCP (2004) que disponibilizam o valor médio de aglomerante
que deve ser usado para o ensaio de durabilidade da Norma Geral de dosagem de
solo-cimento.
6.4 CONFECÇÃO DOS BLOCOS DE ADOBE
6.4.1 Mistura
Para a confecção dos blocos, adaptou-se o processo apresentado por Buson
(2009), no qual inicialmente umidifica -se o interior da betoneira, adiciona-se o resíduo,
posteriormente faz-se o acréscimo do solo (já com a adição de cimento) de maneira
gradual, e por fim acrescenta-se a água aos poucos, até que a mistura obtenha
consistência plástica. Para cada teor de fibra a quantidade de água utilizada na
produção da primeira parcela de massa foi replicada para as demais parcelas. Para a
apresentação e discussão dos resultados as misturas foram denominadas B-0, B-8,
B-10 e B-12 e se referem às composições com 0, 8, 10 e 12% de fibra de borracha,
respectivamente. Os teores de adição de fibra de borracha têm como referência a
massa de solo seca.
6.4.2 Moldagem
A moldagem dos blocos consistiu no preenchimento manual de formas vazadas
dispostas sobre o chão revestido com lona. O preenchimento das formas é feito de
forma a evitar vazios na mistura, retirando o excesso de massa acima do nível da
forma ao final.
Cada molde possui dimensões de 7 cm de altura, 12 cm de largura e 24 cm de
comprimento, que deve ser revestido com óleo lubrificante de uso geral para facilitar
a desmoldagem evitando o máximo de danos possíveis nesse processo. A desforma
deve ser realizada levantando o molde verticalmente.
Para a determinação do teor de umidade a ser utilizado em cada mistura, realizou-
se a análise de forma empírica e visual, procurando obter um teor que deixasse a
mistura suficientemente moldável e evitando um excesso de água.
80
6.4.3 Cura
Para que os blocos passassem pelo processo de cura sem ter incidência direta
de luz do sol, calor, umidade ou ventilação excessivos, foram simuladas as condições
de uma câmara úmida, cobrindo os blocos com lona. Tal medida ainda visa garantir
que as reações de hidratação do cimento não sejam prejudicadas pela perda de
umidade para o ambiente.
6.5 ENSAIOS
6.5.1 Análise granulométrica
Para a análise granulométrica das composições com adição de borracha,
inicialmente separou-se o solo e a fibra em proporções adequadas, e essa mistura foi
lavada na peneira de 0,075mm. Após isso, colocou-se o material na estufa até obter
constância de massa para que então pudesse ser peneirada. O processo de
sedimentação para separar as parcelas de areia e de silte não foi realizado, e o
processo de peneiramento foi feito em uma única etapa.
As peneiras utilizadas para esse ensaio foram de 4,75; 1,20; 0,60; 0,42; 0,25;
0,15; 0,075 mm. O peneiramento foi feito com uso de um agitador mecânico
padronizando o tempo de peneiramento para todas as misturas. O processo foi
replicado para cada uma das composições, não adicionando o cimento devido ao seu
comportamento de cristalização quando em contanto com a água, fator que afetaria a
análise devido ao processo de lavagem da mistura.
6.5.2 Teor de umidade e ensaio de absorção de água
Antes da confecção dos blocos, foi feita a análise do teor de umidade ideal para
cada família de blocos a ser produzida. Inicialmente misturou-se o solo, o cimento e a
fibra, e então adicionou-se água a fim de obter uma mistura trabalhável e que por meio
de análise visual não estivesse com água em excesso. Este método foi usado para
padronizar a quantidade de água em tijolos com mesmo teor de fibras, a fim de conferir
maior confiabilidade aos resultados, tornando o método replicável.
Para a realização do ensaio de absorção de água, seguiu-se a NBR 8492
(ABNT, 1984), sendo necessário 3 corpos de prova para cada mistura e para cada
período de cura. Paralelamente à determinação da absorção de água o teor de
81
umidade dos blocos também foi analisado. Findado o período de cura, os blocos foram
pesados, determinando assim sua massa bruta (M0). Logo na sequência foram
colocados em estufa em temperatura entre 105±5°C, por 24 horas. Após isso os tijolos
foram pesados, determinando a massa seca (M1), e em seguida submersos em água
durante 24h. Findado o período de imersão os blocos foram secos superficialmente
com o auxílio de tecido e pesados novamente determinando assim a massa úmida
(M2). Deste modo determina-se o teor de umidade (U) e a absorção de água (A)
ambos expressos em porcentagem através da Equação 1 e Equação 2.
U =�����
��× 100 (1)
A =�����
��× 100 (2)
6.5.3 Ensaio de Retração
Para verificar a retração linear do solo, realizou-se os procedimentos propostos
por Buson (2009), adaptados do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento (CEPED,
1999), que têm como intuito analisar o comportamento do solo perante as ações
climáticas. Tal método afirma que o solo poderá ser utilizado em elementos
construtivos se a retração total não for maior que 2 cm e não houver trincas nos corpos
de prova.
Para a confecção dos moldes foi necessário destorroar e peneirar o solo, após
isso acrescentou-se o cimento e as fibras (para cada teor) e se adicionou a água até
obter uma massa de aparência similar ao próprio adobe, portanto usou-se a mesma
proporção de água que foi utilizada na produção da massa em cada teor durante a
confecção dos blocos.
A mistura deve ser acondicionada na caixa de ensaio com dimensões internas
de 3,5 cm de altura, 8,5 cm de largura e 60 cm de comprimento (Figura 25), lubrificada
previamente. Conforme proposto por Buson (2009), com a mistura devidamente
colocada dentro do recipiente, uma das laterais da caixa deve ser levantada e logo
em seguida solta de uma altura de aproximadamente 7 cm sob efeito apenas da
gravidade. Esse processo se repete por 10 vezes e tem como objetivo homogeneizar
a distribuir da mistura na caixa de ensaio. A caixa deve ser mantida por 7 dias
82
protegida do sol, intempéries e umidade excessiva, para que as medições sejam ser
realizadas.
Figura 25: Caixa do ensaio de retração
Fonte: Arquivo Pessoal (2018)
Para cada teor de fibras preencheu-se um espaço na caixa, e após o período
de cura realizou-se 4 medições da retração, com precisão de 1mm, nas duas
extremidades da forma. Esse processo foi feito uma vez para cada teor produzido.
6.5.4 Ensaio de resistência à compressão simples
Para realização do ensaio de resistência à compressão simples tomou-se como
base as recomendações da NBR 8492 (ABNT, 1984). Para avaliação dessa
propriedade foram moldados e ensaiados 6 blocos de cada mistura para cada um dos
períodos de cura (7 e 28 dias).
Para que a superfície dos blocos permitisse uma distribuição uniforme da carga
aplicada, regularizou-se a superfície de cada amostra. Como a face inferior dos blocos
permaneceu apoiada sobre o piso durante sua moldagem e cura, a mesma não
necessitou de regularização.
83
Após isso as amostras são submetidas ao ensaio de compressão, sendo
posicionadas entre duas chapas de aço para garantir a distribuição uniforme da carga.
Utilizou-se a prensa com velocidade de carregamento de 40mm/min.
6.5.5 Ensaio de durabilidade por molhagem e secagem
O ensaio de durabilidade por molhagem e secagem para misturas solo-cimento
é normatizado pela NBR 13554 (ABNT, 1996). Para a realização deste ensaio,
utilizou-se os tijolos como corpos de prova e não foi analisada a perda de massa por
escovação, pois de acordo com Buson (2009), os efeitos de esforços abrasivos na
superfície são menos relevantes e mais pontuais no solo-cimento como alvenaria, se
comparado a suas outras aplicações.
A NBR 13554 (ABNT, 1996) explicita os procedimentos para corpos de prova
com 7 dias de cura, porém optou-se por verificar a durabilidade dos blocos aos 28 dias
de cura, seguindo as demais recomendações de Buson (2009). A ordem dos ciclos foi
invertida, iniciando-se o procedimento com os blocos na estufa e finalizando em
imersão, com o intuito de verificar a durabilidade dos blocos no pior caso, uma vez
que foram rompidos após o último ciclo de molhagem. Ao final de cada ciclo a massa
dos corpos de prova foi verificada e anotada.
Para avaliação dessa propriedade para cada mistura foram moldados três
corpos de prova, que após o período de 28 dias de cura são submetidos a seis ciclos
de molhagem e secagem. De acordo com Marcon (1977), a durabilidade das misturas
é satisfatória se o coeficiente de durabilidade for maior ou igual a 80%. O coeficiente
de durabilidade (D) é calculado de acordo com a Equação 3.
� = ���
��� � 100 (3)
Sendo:
D = Coeficiente de durabilidade (em %);
RMS = Resistência média à compressão simples dos corpos de prova
submetidos aos ciclos de molhagem e secagem;
R28 = Resistência média à compressão simples dos corpos de prova aos 28
dias de cura.
84
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES
7.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DAS COMPOSIÇÕES
Com a Figura 26 é possível perceber que a granulometria entre as misturas
com fibra de borracha manteve-se muito semelhante, devido ao fato das diferenças
de quantidade de fibras entre essas amostras não ser muito elevada. É possível
perceber que a adição da borracha tornou a mistura mais bem graduada. Os dados
obtidos no ensaio de peneiramento das misturas são apresentados de forma mais
detalhada no Apêndice A.
Figura 26: Comparação entre as curvas granulométricas para todos os teores
p Fonte: Arquivo pessoal (2019)
7.2 ANÁLISE DO TEOR DE UMIDADE E DA ABSORÇÃO DE ÁGUA
De acordo com as verificações empíricas realizadas, a quantidade de água
necessária à adicionar em cada mistura para sua confecção, foi de 19,32%; 20,83%;
21,65%; e 24 %, em relação a massa seca de solo, para os teores de 0, 8, 10 e 12%
respectivamente. O teor de umidade das misturas ao final do período de cura é
apresentado na Figura 27.
Através dos valores apresentados na Figura 27 observa-se que de modo geral
com o aumento do período de cura há uma redução no teor de umidade das
composições. Tal comportamento pode ser atribuído às reações de hidratação do
cimento, ou ainda à perda de umidade pro ambiente.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
Po
rcen
tag
em
pa
ss
an
te (
%)
Diâmetro das partículas (mm)
0% 8% 10% 12%
85
Figura 27: Teor de umidade médio aos 7 e aos 28 dias
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Aos 28 dias a amostra que se destacou quanto à absorção foi a amostra com 10%.
Por outro lado, para os blocos curados por 7 dias é possível observar que com o
aumento de fibras de borracha houve uma diminuição no teor de absorção. O fato de
não haver um acréscimo linear na absorção conforme o aumento do teor de borracha
já era esperado, uma vez que não há uma relação de proporcionalidade entre os
teores de umidade das misturas. Os resultados obtidos são apresentados na Figura
28.
Figura 28: Absorção aos 7 e aos 28 dias
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Nota-se também que a absorção aos 28 dias, é maior que aos 7 dias. Esta
ocorrência pode ser atribuída ao fato de que o tempo de secagem de 24 horas não é
12,7
4
13
,03
12
,56
9,8
7
10
,61
9,6
4
7,5
4
12,3
7
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
0% 8% 10% 12%
Te
or
de
um
ida
de (
%)
Teor de fibra de borracha
7 dias 28 dias
16
,29
14,9
3
13,3
6
10
,62
19,5
0
21
,16
16,7
2 21,9
8
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
0% 8% 10% 12%
Ab
sorç
ão
de
ág
ua (
%)
Teor de fibra de borracha
7 dias 28 dias
86
suficiente para secagem completa do bloco. Tal fato faz com que as amostras aos 7
dias de cura possuíssem maior teor de umidade, uma vez que o tempo de cura ainda
não havia sido suficiente para maior evaporação e/ou reação da água presente na
mistura. Dessa forma os valores que melhor representam a absorção de água dos
blocos confeccionados são os valores obtidos com as amostras aos 28 dias de cura.
Os dados dos ensaios de absorção de água são apresentados de forma mais
detalhada no Apêndice B.
7.3 ANÁLISE DA RETRAÇÃO
Para o ensaio de retração com o método da caixa, observou-se que apenas a
mistura de solo-cimento sem a presença de fibras de borracha apresentou trincas, que
de acordo com o CEPED (1999) tornaria a mistura inutilizável para componentes e
elementos construtivos. Por outro lado, foi a mistura que apresentou a menor retração
total, no valor de 2,75 mm.
A Figura 29 mostra as misturas após a realização do ensaio de retração, sendo
possível observar a trinca na amostra B-0, sem a presença de fibras, e as retrações
em todas as amostras. A Tabela 9 mostra os valores das retrações medidas para cada
teor, sendo possível observar que os valores são inferiores ao máximo permitido, de
2 cm, conforme estipulado pela literatura, tornando possível o uso das amostras B-8,
B-10 e B-12 (com 8, 10 e 12% de fibra, respectivamente) em elementos da construção
civil, se observado apenas a retração.
Figura 29: Aspecto das amostras após o ensaio de retração
Fonte: Arquivo Pesoal (2019)
87
Tabela 9 – Retração das amostras
Teor Medição do lado direito
(mm) Medição do lado esquerdo(mm)
Média da retração final (mm)
B-0
1 2 2,75
1 2 2 1 1 1
B-8
2 2
4,75 2 3 2 3 2 3
B-10
2 3
3,00 2 1 1 2 0 1
B-12
2 2
3,75 2 2 2 2 1 2
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
7.4 ANÁLISE DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES
Os dados dos ensaios de resistência à compressão simples são apresentados
de forma mais detalhada no Apêndice B. Na Figura 30 é possível notar o decréscimo
da resistência média à compressão dos blocos com adição de fibra em relação aos
blocos sem fibra, sendo a queda aos 28 dias no valor de 1,54; 1,28 e 1,58 MPa para
as amostras com 8, 10 e 12% de fibra de borracha respectivamente. Aos 7 dias de
cura, as amostras B-8, B-10 e B-12 tiveram um decréscimo de 0,89; 1,25 e 1,31 MPa
respectivamente em relação a amostra B-0. Portanto, a adição de fibras ocasionou
uma diminuição da resistência dos blocos.
Ainda na Figura 30, nota-se que aos 28 dias, a família de amostras que
apresentou a maior resistência à compressão foi B-0, seguida por B-10, apesar de
que a presença de fibras colaborou para uma diminuição da resistência dos corpos de
prova, sendo essa diferença mais expressiva do que a notada entre os blocos com 7
dias de cura. Nota-se que os blocos com cura de 28 dias obtiveram resistência melhor
se comparados aos blocos com 7 dias, em função da característica da pasta de
cimento ganhar mais resistência com o passar do tempo, porém se observa que as
perdas de resistência em relação à amostra B-0 são maiores aos 28 dias do que aos
7 dias, o que demonstra o efeito negativo da adição desse tipo de resíduo no
desempenho mecânico da matriz solo-cimento.
88
Figura 30: Resistência à compressão média aos 7 e aos 28 dias
Fonte: Arquivo pessoal (2019)
Portanto, a melhor resistência obtida com esse ensaio foi para os blocos sem
fibra aos 28 dias de cura, seguidos pelas amostras com 10%, 8% e 12% de fibra aos
28 dias, respectivamente.
A Figura 31 apresenta um comparativo entre os tijolos de adobe com adição de
papel kraft de Schweig (2017) e os blocos com fibra de borracha aos 7 dias de cura.
Observa-se que com as fibras de kraft houve um aumento na resistência média à
compressão enquanto para os mesmos teores de borracha notou-se uma diminuição.
Essa característica pode estar associada à aderência das fibras, uma vez que a
borracha apresentou maior dificuldade em aderir a matriz do que o papel kraft,
prejudicando o comportamento do bloco quando solicitado aos esforços de
compressão.
Figura 31: Comparativo entre resistências de blocos com fibra de papel kraft e de borracha aos 7 dias de cura
Fonte: Arquivo pessoal (2019)
89
Na Figura 32 observa-se novamente que aos 28 dias as amostras com fibras
de papel kraft também apresentaram aumento da resistência em relação a amostra
testemunha, enquanto os blocos com fibra de borracha diminuíram.
Figura 32: Comparativo entre resistências de blocos com fibra de papel kraft e borracha aos 28 dias de cura
Fonte: Arquivo pessoal (2019)
A diminuição da resistência nos blocos de solo-borracha e o aumento da
resistência nos blocos de solo-kraf, que foi observada para ambos os períodos de cura
e para todos os teores de fibra, pode ser justificada pela aderência da fibra à matriz,
haja vista que a capacidade da borracha em aderir a mistura é menor que a do papel
kraft.
7.5 ANÁLISE DA DURABILIDADE POR MOLHAGEM E SECAGEM
Os blocos que passaram pelo ensaio de durabilidade por molhagem e secagem
apresentaram desagregação das partículas nas laterais e nos cantos conforme os
ciclos de molhagem se desenvolviam (Figura 33). Não foi possível observar nenhum
padrão de comportamento na variação das massas, tornando inviável a análise
desses dados. Após o fim dos ciclos os blocos foram submetidos ao ensaio de
compressão simples e então realizou-se o cálculo do coeficiente de durabilidade
(Tabela 10).
90
Figura 33: Desagregação dos blocos submetidos ao ensaio de durabilidade
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Tabela 10 – Coeficiente de durabilidade
Teor Resistência média dos blocos submetidos ao
ciclo (MPa)
Resistência média dos blocos aos 28 dias
(MPa)
Coeficiente de durabilidade (%)
A-0 2,15 3,31 64,96
A-8 1,62 1,77 91,53
A-10 1,89 2,03 93,10
A-12 1,64 1,73 94,80
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Com base nos dados da Tabela 10 pode-se observar que apesar dos blocos
da família A-0 terem apresentado a maior resistência média quando submetidos aos
ciclos de molhagem e secagem, a sua durabilidade foi a menor dentre todas as
famílias, apresentando um coeficiente de 64,96%, que está abaixo do valor mínimo
sugerido por Marcon (1977). As misturas da família A-12 apresentaram o maior
coeficiente de durabilidade, no valor de 94,80%. Observou-se que com a adição de
fibras, aumenta-se a durabilidade dos blocos. Os resultados obtidos sugerem maior
resistência dos blocos às intempéries e condições adversas de clima, como variação
de temperatura e tempos chuvosos.
91
8 CONCLUSÃO
De maneira geral os blocos com adição do resíduo de borracha não
apresentaram resistência superior aos corpos de prova sem adição de fibra. Também
foi possível observar que no geral as misturas com adição das fibras apresentaram
um aumento na absorção de água em relação à amostra controle, considerando como
referência as amostras com 28 dias de cura.
De qualquer forma, os tijolos confeccionados com incorporação do resíduo de
borracha se mostraram melhores em condições extremas de temperatura e umidade,
pois a amostra composta apenas de solo-cimento não obteve o coeficiente de
durabilidade mínimo recomendado, ao passo que todas as amostras com fibra se
mostraram resistentes aos ciclos de molhagem e secagem (este ainda realizado na
pior condição).
Nos testes de retração a mistura com presença de fibras também se destacou
em relação à mistura B-0, pois ao contrário da amostra testemunha, elas não
apresentaram fissuras, fato que descumpre as recomendações técnicas. Apesar
disso, o teor de 0% obteve a menor retração total, mas de qualquer forma todas as
amostras obtiveram uma retração muito inferior ao máximo permitido, sendo o teor de
10% o bloco a apresentar a menor retração dentre as misturas com fibra. O fato de
apenas as amostras com fibras não desenvolverem fissuras pode ser atribuído à
propriedade que a borracha possui de elevada elasticidade, dificultando as
deformações permanentes que acarretariam nas fissurações, porém permitindo
maiores retrações.
Em aldeias indígenas, o solo é utilizado como principal matéria prima nas
construções, sendo possível efetuar a adição de fibras de borracha nesses
compostos, especialmente em locais onde preza-se principalmente por edificações
duráveis e com o mínimo possível de fissurações, uma vez que a comunidade
indígena utiliza o próprio solo presente no local e nem sempre esse material é de boa
qualidade. A incorporação do cimento a essa mistura também é uma opção para
garantir melhores condições a tais obras. Portanto, mesmo com os problemas
encontrados, o tijolo de solo-cimento com adição de borracha ainda é uma opção
viável pois ameniza os impactos ambientais, evitando o descarte inadequado de um
material extremamente prejudicial ao meio ambiente (borracha).
92
Uma forma de contornar as dificuldades verificadas em blocos de adobe seria
a estabilização das misturas através da incorporação de outros aditivos químicos ou
esforço de compactação. Faz-se necessário a busca de maneiras que amenizem o
preconceito do mercado em utilizar estas técnicas de materiais alternativos, fazendo
pesquisas que busquem melhorar as propriedades desse tipo de composição para
tornar o seu uso viável e bem disseminado pela população.
93
9 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS
Sugere-se para estudos futuros testes com diferentes teores de borracha e
testes com o acréscimo de diferentes fibras que venham a garantir absorção,
durabilidade e resistência adequada aos blocos. Também se recomenda o estudo de
diferentes tempos de cura e a junção de fibra de borracha com algum outro material
que permita a borracha a melhor aderência ao solo-cimento, a fim de melhorar sua
resistência. Outros tipos de estabilização de solo também são interessantes, para
buscar maneiras de diminuir a porosidade do material e aumentar a sua resistência.
94
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103
APÊNDICE A – CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA DAS MISTURAS
A Tabela 11 apresenta os dados da análise granulométrica do solo sem
fibras, onde é possível observar que 33,63% dos grãos representam a parcela de
argila + silte, passante na peneira de 0,075mm, mas não realizou-se ensaios para
diferenciar as partículas em silte e argila. Além disso, 58,88% são areia fina, sendo
este o material passante na peneira com abertura de 0,42mm e o retido na de
0,075mm. Para esta análise utilizou-se 607,48g de solo.
Tabela 11 – Granulometria do solo
Abertura da peneira (mm)
Massa Retida (g) Retido (%) Passante em
cada peneira (%)
2,36 0,4 0,07 99,93
2 0 0 99,93
1,18 1,4 0,23 99,70
0,6 10,6 1,74 97,96
0,42 33,1 5,45 92,51
0,23 128,7 21,19 71,32
0,15 126,8 20,87 50,45
0,075 102,2 16,82 33,63
Fundo + Lavagem
0,7 + 203,58 - -
Fonte: Schweig (2017)
A análise granulométrica da mistura com 8% de fibra é apresentada na Tabela
12. A lavagem da mistura foi feita com 216,1 g de solo + borracha, onde pode-se notar
que 47,48% das partículas passaram pela peneira com abertura de 0,075mm, parcela
que apresenta uma dimensão de argila + silte, e não foram feitos ensaios para separar
tais partículas. A parcela com diâmetros que poderiam ser caracterizados como areia
fina, em caso de análise apenas de solo, representam 69,45%, que é a quantidade de
mistura passante na peneira de 0,42mm e retida na peneira de 0,075mm. A Figura 34
mostra a curva granulométrica que os dados geraram para a mistura. Nota-se que o
material é bem graduado.
104
Figura 34: Curva granulométrica da mistura com 8% de borracha
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Tabela 12 – Granulometria da mistura de 8%
Abertura da peneira (mm)
Massa Retida (g) Retido (%) Retida acumulada
(%) Passante em
cada peneira (%)
4,75 0 0,00 0,00 100,00
1,18 23,3 10,78 10,78 89,22
0,6 7,4 3,42 14,21 85,79
0,42 4,6 2,13 16,34 83,66
0,23 16,9 7,82 24,16 75,84
0,15 30,6 14,16 38,32 61,68
0,075 30,7 14,21 52,52 47,48
<0,075 (Lavado) 102,6 47,48 100,00 0,00
∑ 216,1 100,00 - -
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Para a mistura com 10% de borracha usou-se 219,9 g de material, e as
porcentagens e pesos de cada material retido e passante são apresentadas na Tabela
13. A porcentagem passante na peneira de 0,075mm foi de 45,70%, sendo estes da
dimensão da argila e de silte presente na mistura, caso fosse analisado apenas o solo
sem a presença de borracha. A parcela passante na peneira de 0,42mm e retida na
peneira de 0,075mm geraram um total de 68,62%, que representam a maior parcela
de partículas presente no material, com dimensão de areia fina. A Figura 35 mostra
a curva granulométrica da mistura do solo com 10% de fibra. É possível notar uma
pequena descontinuidade na curva da mistura apresentada.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
105
Figura 35: Curva granulométrica da mistura com 10% de borracha
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Tabela 13 – Granulometria da mistura de 10%
Abertura da peneira (mm)
Massa Retida (g) Retido (%) Retida acumulada
(%) Passante em
cada peneira (%)
4,75 0 0,00 0,00 100,00
1,18 18,8 8,55 8,55 91,45
0,6 12,7 5,78 14,32 85,68
0,42 8,1 3,68 18,01 81,99
0,23 18,3 8,32 26,33 73,67
0,15 32,1 14,60 40,93 59,07
0,075 29,4 13,37 54,30 45,70
<0,075 (Lavado) 100,5 45,70 100,00 0,00
∑ 219,9 100,00 - -
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Por fim, utilizou-se 223,9g para o ensaio granulométrico da amostra com 12%
de fibra. Os dados de porcentagem e massa retidas e passante são apresentados na
Tabela 14. A porcentagem passante na peneira de 0,075 mm foi de 46,58% e a
porcentagem passante na de 0,42 mm e retida na de 0,075 mm foi de 67,75%. A curva
granulométrica da mistura é apresentada na Figura 36.
Nota-se com os dados obtidos através desse ensaio, que a adição de fibras
proporcionou a mistura solo + borracha, uma característica de um solo mais arenoso.
Porém, conforme aumentou-se o teor de borracha na mistura, verifica-se na amostra
uma tendência em diminuir as partículas com dimensões de areia fina e aumentar as
partículas com diâmetro de argila + silte.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
106
Figura 36: Curva granulométrica da mistura com 12% de borracha
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Tabela 14 – Granulometria da mistura com 12% de fibra
Abertura da peneira (mm)
Massa Retida (g) Retido (%) Retida acumulada
(%) Passante em
cada peneira (%)
4,75 0 0,00 0,00 100,00
1,18 24,7 11,03 11,03 88,97
0,6 10,2 4,56 15,59 84,41
0,42 5 2,23 17,82 82,18
0,23 19,3 8,62 26,44 73,56
0,15 28,1 12,55 38,99 61,01
0,075 32,3 14,43 53,42 46,58
<0,075 (Lavado) 104,3 46,58 100,00 0,00
∑ 223,9 100,00 - -
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
A análise granulométrica realizada apenas com as fibras de borracha,
mostraram que a mistura não é bem graduada, como pode ser observado na Figura
37. Na Tabela 15 é possível notar que mais de 50% da mistura ficou retida na peneira
de 1,18mm.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
107
Tabela 15 – Granulometria das fibras de borracha.
Abertura da peneira (mm)
Massa Retida (g) Retido (%) Retida acumulada
(%) Passante em
cada peneira (%)
4,75 13 6,19 6,19 93,81
1,18 111,2 52,98 59,17 40,83
0,6 10,2 4,86 64,03 35,97
0,42 61,8 29,44 93,47 6,53
0,23 9,3 4,43 97,90 2,10
0,15 3 1,43 99,33 0,67
0,075 1,4 0,67 100,00 0,00
∑ 209,9 100,00
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Figura 37: Curva granulométrica das fibras de borracha.
Fonte: Arqiuvo Pessoal (2019)
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
108
APÊNDICE B – TABELAS DE ABSORÇÃO E RESISTÊNCIA
A tabela Tabela 16 e a Tabela 17 apresentam os valores de absorção das
misturas aos 7 e aos 28 dias de cura respectivamente.
Tabela 16 – Absorção aos 7 dias de cura
Teor Bloco Absorção individual
(%) Média da absorção
B-0
1 15,18
16,29
2 16,35
3 17,35
B-8
1 16,04
14,39 2 13,56
3 15,20
B-10
1 15,07
13,36 2 11,11
3 13,89
B-12
1 11,46
10,62 2 10,73
3 9,65
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
Tabela 17 – Absorção aos 28 dias de cura
Teor Bloco Absorção individual
(%) Média da absorção
A-0
1 18,75
19,50
2 20,01
3 19,75
A-8
1 16,50
21,16 2 25,06
3 21,92
A-10
1 14,86
16,72 2 15,80
3 19,50
A-12
1 20,32
21,98 2 23,02
3 22,59
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
109
A Tabela 18 e a Tabela 19 apresentam os valores de resistência à compressão
simples aos 7 e 28 dias de cura respectivamente.
Tabela 18 – Resistência à compressão simples aos 7 dias de cura
Teor Corpo de Prova Resistência à
compressão simples (MPa)
Resistência média à compressão simples
(MPa)
B-0
1 2,47
2,55
2 2,63
3 2,60
4 2,30
5 2,75
6 2,56
B-8
1 1,72
1,66
2 1,41
3 1,71
4 1,77
5 1,69
6 1,65
B-10
1 1,12
1,30
2 1,06
3 1,47
4 1,38
5 1,38
6 1,38
B-12
1 1,26
1,24
2 1,27
3 1,36
4 1,24
5 1,17
6 1,15
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
110
Tabela 19 – Resistência à compressão simples aos 28 dias
Teor Corpo de Prova Resistência à
compressão simples (MPa)
Resistência média à compressão simples
(MPa)
B-0
1 3,04
3,31
2 3,42
3 3,27
4 3,36
5 3,55
6 3,19
B-8
1 1,82
1,77
2 1,71
3 1,63
4 1,96
5 1,76
6 1,73
B-10
1 2,08
2,03
2 1,84
3 2,10
4 2,04
5 2,23
6 1,89
B-12
1 1,68
1,73
2 1,60
3 1,59
4 1,95
5 1,96
6 1,61
Fonte: Arquivo Pessoal (2019)
