Vanderley M. John
Eng. Civil, M. Eng. (NORIE-UFRGS), Dr. Eng. (PCC/USP)
Prof. Dr.Depto. Engenharia de Construção Civil, Escola Politécnica, USP
(PCC/USP)
john@poli.usp.br
Resumo
Desenvolvimento sustentável não é apenas uma bandeira de
ecologistas e já se constituiu em uma preocupação real para a indústria da
construção civil a nível internacional.
As atividades relacionadas com a construção civil possuem enorme impacto
ambiental. O setor é o maior consumidor individual de recursos naturais, gera poluição,
etc. A reciclagem de resíduos, próprios ou gerados pelos demais setores industriais, é
uma das tendências para diminuição do impacto ambiental da construção civil,
particularmente o nível de consumo de recursos naturais. Dados estatísticos sobre este
impacto são apresentados.
As atividades de pesquisa e desenvolvimento de novos materiais e componentes são
complexas e exigem um trabalho multidisciplinar, envolvendo engenheiros até pesquisadores
da área de saúde. As principais áreas de interface são citadas. Recomendações para a
formação dos engenheiros civis para esta nova realidade são discutidas.
Desenvolvimento
sustentável e a construção civil
Desenvolvimento sustentável pode ser definido como
uma forma de desenvolvimento econômico que "emprega os recursos naturais e o meio
ambiente não apenas e beneficio do presente, mas também das gerações futuras"
(SJÖSTROM, 1996). Tornar nossas formas de desenvolvimento econômico sustentáveis deixou
de ser uma bandeira de ecologistas sonhadores para ser um conceito importante na
comunidade de nações. A certificação ambiental retratada na série normas ISO 14000 e
que já está em implementação no Brasil é a parte mais visível desta mudança.
O CIB (lnternational Council for Building Research and Documentation) colocou
entre suas prioridades de pesquisa e desenvolvimento o desenvolvimento sustentável. A
European Construction Industry Federation possui agenda específica para tema (INDUSTRY
& ENVIRONMENT, 1996). A Civil Engineering Research Foundation (CERF) entidade dedicada
a promover a modernização da construção civil dos Estado Unidos, realizou uma pesquisa
entre 1500 construtores, projetistas e pesquisadores de todo o mundo (BERNSTEIN, 1996)
visando detectar quais as tendências consideradas fundamentais para o futuro do setor.
Nesta pesquisa a "questão ambiental" foi considerada a segunda mais importante
tendência para o futuro (Figura 1). Com base nestes resultados a entidade definiu 38
diferentes propostas de pesquisa.

Figura 1 - Grau
de impacto de diferentes tendências nas atividades da construção Civil (BERNSTEIN,
1996)
A construção
civil & desenvolvimento sustentável
A cadeia produtiva da construção civil, apresenta
importantes impactos ambientais e todas as etapas e qualquer sociedade seriamente
preocupada corri esta questão deve colocar o aperfeiçoamento da construção civil com
prioridade. Em primeiro lugar, o enorme peso do macro-complexo da construção civil na
economia, onde é responsável por 40 % formação bruta de capital e enorme massa de
emprego fazem com que qualquer política abrangente deva necessariamente abranger o setor.
Em segundo lugar, o macro-complexo da construção civil é um das maiores
consumidoras de matérias primas naturais. Estima-se que a construção civil consome algo
entre 20 e 50% do total de recursos naturais consumidos pela sociedade (SJÖSTRÖM, 1996).
O consumo de agregados, por exemplo, é imenso (Tabela 2). Algumas reservas de matérias
primas tem estoques bastante limitados. As reservas mundiais do cobre, por exemplo, tem
vida útil estimada de pouco mais de 60 anos (INDUSTRY AND ENVIRONMENT, 1996). Em uma
cidade como São Paulo o esgotamento das reservas próximas da capital faz com que a areia
natural já é transportada de distâncias superiores a 100 km, implicando em enormes
consumos de energia e geração de poluição.
O setor envolve processos intensivos em energia (Tabela 1), geradores de poluição
e, dada sua dispersão espacial, transporte a grandes distâncias. Cerca de 80 % energia
utilizada na produção do edifício é consumida na produção e transporte materiais
(INDUSTRY AND ENVIRONMENT, 1996).
Tabela 1 - Consumo
de energia para a produção de diferentes materiais em nos Países Baixos no ano de 1990
(baseado em INDUSTRY AND ENVIRONMENT, 1996)
Material |
E |
Material |
E |
Material |
E |
Material |
E |
Alumínio |
250 |
Aço |
30-60 |
Cal |
3-5 |
Agregados |
<0,5 |
Plásticos |
75 |
Vidro |
12 |
Cerâmica |
2-7 |
Cinza vol. |
<0,5 |
Cobre |
>100 |
Cimento |
6 |
Madeira |
0,1-5 |
Solo |
<0,5 |
Tabela 2 Produção
de agregados em diversos países no ano de 1988 (INDUSTRY AND ENVIRONMENT, 1996) e
estimativa para o Brasil.
País |
|
|
França |
138 |
2,45 |
Japão |
1,90 |
1,54 |
Coréia do Sul |
46 |
1,07 |
Reino Unido |
319 |
5,56 |
USA |
1937 |
7,74 |
Brasil (concreto
e argamassas)* |
> 165 |
> l,15 |
* Estimativa do autor considerando a produção de cimento no ano de
1990 de 30 Mton, e uma proporção média cimento : agregados 1:5,5. A este valor devem
ser somados os agregados utilizados na construção de rodovias, entre outros.
A geração de partículas de poeira
está presente em quase grande parte das atividades do macro-complexo, da extração da
matéria prima, transporte, produção de materiais como cimento e concreto e a execução
de atividades em canteiro. Adicionalmente a produção de cimento e cal envolvem a
calcinação do calcareo, lançando grande quantidades de CO2 na atmosfera:
CaCO3
|
+ |
energia |
? |
CaO
|
+ |
CO2 |
1000g |
|
|
? |
560g |
|
440
g |
Isto é, para cada tonelada de
cal virgem são produzidos 785 kg de CO2 ou mais de 590 kg de CO2 para
uma tonelada de cal hidratada. Outros materiais utilizados pelo setor geram importantes
resíduos, como a indústria siderúrgica e metalúrgica, cerâmica, etc.
A fase de uso dos edifícios e outras
construções também possuem impacto ambiental específico. Energia é consumida para
iluminação e condicionamento ambiental. Estes consumos são, em grande medida,
controlados por decisões de projeto. A utilização forma de água servida e poluentes
diversos, como poeiras em áreas pavimentadas, compostos orgânicos voláteis, e CFC dos
aparelho de ar condicionado. A manutenção, que durante a vida útil de um edifício vai
consumir recursos em volume aproximadamente igual aos despendidos na fase de produção,
também gera poluição (JOHN, 1988). A extensão e impacto ambiental destas atividades
decidida ainda na fase de projeto.
Em terceiro lugar, a construção civil é
potencialmente uma grande consumidora resíduos provenientes de outras indústrias. O
setor já é atualmente um grande reciclador de resíduos de outras indústrias. Resíduos
como a escória granulada de alto forno e cinza volante são incorporados rotineiramente
nas construções.
O impacto da demanda ambientar sobre a
construção civil não pode ser subestimado. KILBERT (1995) propôs seis princípios:
1) Minimizar o consumo de recursos
(Conservar)
2) Maximizar a reutilização de recursos (Reuso)
3) Usar recursos renováveis ou recicláveis (Renovar / Reciclar)
4) Proteger o meio ambiente (Proteção da Natureza)
5) Criar um ambiente saudável e não tóxico (Não tóxicos)
6) Buscar a qualidade na criação do ambiente construído (Qualidade)
A durabilidade deixa de ser aspecto
importante apenas do ponto de vista econômico e passa a significar o tempo em que
atividades que implicaram em determinado impacto ambiental cumpre sua função social
(SJÖSTRÖM, 1996), minimizando o consumo de recursos. Neste contexto, a vida útil do
edício e suas partes é governada não apenas pela taxa de degradação física dos seus
componentes mas também pela degradação social (JOHN, 1987) que deve ser controlada pela
possibilidade readequação às mudanças nas necessidades dos usuários (JOHN,
KRAAYENBRINK & VAN WAMELEN, 1996).
Independente do ponto de vista adotado, a
"questão ambiental" deverá modificar todo o paradigma de desenvolvimento e
avaliação de projetos.
A seleção de materiais deixará de ser
feita com base apenas em critério estéticos, mecânicos e financeiros, mas estará
condicionada a diferentes questões corno contaminação do ar interno considerando as
taxas de ventilação ambiental durabilidade no ambiente a que os mesmos serão expostos,
de possíveis impactos ambientais da sua deposição e das possibilidades de reciclagem
serão partes integrantes das atividades diárias dos engenheiros e arquitetos.
DIMSON (l996) sintetiza os múltiplos
impactos das políticas ambientais na construção civil afirmando que ela requer um
aumento da produtividade de todos o recursos - humanos, energéticos e materiais,
abrangendo:
a) Implantação do edifício, projeto e
processo de construção,
b) Seleção de materiais;
c) Planejamento energético
d) Gerenciamento de resíduos;
e) Qualidade do ar;
f) Projetar para flexibilidade.
Reciclagem e
desenvolvimento sustentável
Resíduos são subprodutos gerados pelos processos
econômicos, incluindo atividades de extrativistas, produção industrial e de serviços,
bem como do consumo até mesmo de preservação ambiental, como a microssílica, a
escória de sinterização de resíduos urbanos, todos com emprego na construção civil.
Vantagens da reciclagem
As possibilidades de redução dos resíduos
gerados nos diferentes processos produtivos apresenta limites técnicos objetivos.
Resíduos, portanto, sempre existirão. A política de proteção ambiental hoje vigente
é voltada quase que exclusivamente para a deposição controlada dos resíduos. Esta
política apresenta limites diversos. O primeiro é que os aterros controlados são
desperdício por tempo indefinido de um recurso limitado, solo. Além de concentram
enormes quantidades de resíduo perigosos sempre sujeitos a acidentes de graves
conseqüências. Para controlar o risco de acidentes a normalização destes aterros tem
recebido aperfeiçoamentos constantes. Estes aperfeiçoamentos tem levado o preço destes
serviços a valores muitas vezes insuportáveis, que facilmente ultrapassam a US$100 / ton
na grande São Paulo. Este custo é um fator de limitação da qualquer política por
várias razões, dentre as quais destacamos o fato de tornar as empresas geradoras de
resíduos "inimigas" destas políticas.
A reciclagem, por outro lado, é uma
oportunidade de transformação de uma fonte importante de despesa em uma fonte de
faturamento ou, pelo menos, de redução das despesas de deposição. Uma grande
siderúrgica por exemplo, produz mais de 1 milhão de toneladas de escória de alto forno
por ano que valem no mercado cerca de 10 milhões de reais, sem contar a eliminação das
despesas com o gerenciamento do resíduo. Contrariamente à disposição controlada dos
resíduos, a reciclagem é atrativa às empresas.
Se na ponta geradora do resíduo a reciclagem
significa redução de custos e até mesmo novas oportunidades de negócio, na outra ponta
do processo, a cadeia produtiva que recicla reduz o volume de extração de matéria
primas, preservando os recursos naturais limitados.
A incorporação de resíduos na produção
de materiais também pode reduzir o consumo energia , tanto porque estes produtos
freqüentemente incorporam grandes quantidades de energia quanto porque podem reduzir as
distâncias de transporte de matérias primas. No caso das escórias e pozolanas, é este
nível de energia que permite produção de cimentos sem a calcinação da matéria prima,
permitindo uma redução consumo energético de até 80% (JOHN,1995). Finalmente, a
incorporação de resíduos no processo produtivo muitas vezes permite a redução da
poluição gerada. Por exemplo, a incorporação de escórias e pozolanas reduz
substancialmente a produção de CO2 no processo de produção do cimento. A
Tabela 3 resume o impacto ambiental da reciclagem em alguns materiais de construção
civil.
Finalmente a incorporação de resíduos
permite muitas vezes a produção de materiais com melhores características técnicas.
Este é o caso da adição de microssílica, que viabiliza concretos de alta resistência
mecânica e da escória de alto forno, que melhora o desempenho do concreto frente a
corrosão por cloretos.
O incentivo a reciclagem deve ser então uma
parte importante de qualquer política ambiental. (ENBRI, 1994; JOHN, 1997).
Tabela 3 Redução
do impacto ambiental (em %) da reciclagem de resíduos na produção em alguns materiais
de construção civil (a partir de KANAYAMA, 1997)
| Impacto Ambiental |
Aço |
Vidro |
Cimento1 |
Consumo de
energia |
74 |
6 |
40 |
Consumo de
matéria prima |
90 |
54 |
50 |
Consumo de água |
40 |
50 |
- |
Poluentes
atmosféricos |
86 |
22 |
<502 |
Poluição
aquática |
76 |
|
- |
Resíduos em
geral |
105 |
54 |
|
Resíduos
minerais |
97 |
79 |
|
1 Substituição
por 50 % de escória de alto forno
2Produção de CO2
Reciclagem
primária X secundária
As possibilidades reciclagem de resíduos dentro do mesmo
processo responsáveis por sua geração são limitadas ou muitas vezes, de alto custo.
Assim, a reciclagem secundária dos resíduos é alternativa que deve ser explorada.
A reciclagem primária é definida
como a reciclagem do resíduo dentro do mesmo processo que o originou. Ela é muito comum
e possui grande importância produção do aço e vidro mas é muitas vezes técnica ou
economicamente inviável (THE ECONOMIST, 1993). Dificuldades com a pureza e necessidade de
controle estreito da uniformidade das matérias primas, a concentração de plantas
industriais e determinadas regiões tomando necessário o transporte de resíduos a longas
distância são fatores que diminuem a competitividade da reciclagem primária.
Já a reciclagem secundária, definida com a
reciclagem de um resíduo em outro processo produtivo que não aquele que o originou
apresenta inúmeras possibilidades, particularmente no macrocomplexo da construção
civil.
Como já foi dito, a construção civil
utiliza grandes volumes de diferentes materiais. Diferente de outras indústrias, a
maioria dos materiais utilizados são de composição e produção simples
especialmente de componentes que fazem uso do cimento Portland - toleram variabilidade
razoável e exigem baixas resistências mecânicas. Finalmente atividades de produção
relacionadas ao macrocomplexo estão presentes em todas as regiões de qualquer país.
Muitos dos produtos da construção civil
estarão protegidos do contato direto com as intempéries. Este aspecto pode ser
interessante no encapsulamento de resíduos industrial perigosos. Muita pesquisa tem sido
feita neste sentido, infelizmente sem atentar para eventuais problemas de saúde dos
trabalhadores e usuários das construções.
Reciclagem
de resíduos e a multidisciplinariedade
JOHN (l996) apresenta esboço de metodologia para pesquisa e
desenvolvimento de reciclagem de resíduos com materiais de construção
civil.Resumidamente, a reciclagem de resíduos como material de construção envolve:
- a caracterização física e química e da microestrutura do
resíduo, incluindo o seu risco ambiental;
- busca de possíveis aplicações dentro da construção civil,
considerando as características do resíduo;
- o desenvolvimento de diferentes aplicações, incluindo seu
processo de produção;
- análise de desempenho frente as diferentes necessidades dos
usuários para cada aplicação específica;
- análise do impacto ambiental do novo produto, em uma
abordagem cradle to grave, que necessariamente deve envolver avaliação de riscos
a saúde dos trabalhadores e usuários..
O desenvolvimento destas atividades exigem a
capacidade de integração conhecimentos característicos de diferentes especializações,
em uma atividade multidisciplinar típica, envolvendo profissionais de áreas tão
diversas como Ciências da Vida (medicina, biologia) e Químicos ou Marketing e Engenharia
de Materiais. Todas elas igualmente importantes na viabilização de uma reciclagem. A
Tabela 4 apresenta algumas das atividades envolvidas em cada etapa do processo.
É recomendável que participe do processo um
especialista da indústria que produz o resíduo. Somente um especialista nesta área pode
trazer informações sobre a exata composição do resíduo, amplitude da variabilidade de
sua composição química e até mesmo julgar a possibilidade de alterar algum aspecto do
processo produtivo gerador do resíduo de forma a tornar a reciclagem mais competitiva.
A integração dos conhecimentos e do
"universo da construção civil" com os conhecimentos da área de ciência da
vida é, quando investiga-se a reciclagem ou encapsulamento de resíduos potencialmente
nocivos, um dos aspectos mais importantes. Apesar desta importância até o momento não
existe metodologia satisfatória disponível.
A integração dos conceitos de marketing
e finanças talvez seja a menos compreendida entre os pesquisadores, mas nem por isso
deixa de ser uma das mais importantes. Qualquer produto, contendo resíduos ou não,
precisa ser adequado ao mercado. Em um setor conservador como a construção civil, com
pouca experiência na inovação tecnológica, a introdução de um novo produto no
mercado necessita ser realizada de acordo com um plano previamente estudado e definido.
A viabilidade financeira é certamente
fundamental em todas as etapas. Ela deve ser avaliada considerando o valor de mercado do
produto, com os custos do processo de reciclagem mais o custo da disposição em aterro.
Uma metodologia específica precisa ser desenvolvida.
A importância deste aspecto é facilmente
percebida levando-se em conta que muitos produtos, tecnicamente viáveis e plenamente
desenvolvidos nunca chegam ao mercado.
Esta abordagem multidisciplinar necessária
ao desenvolvimento vai requerer habilidades adicionais aos engenheiros civis envolvidos no
processo.
A complexidade e multiplicidade de pessoas e
aspectos envolvidos no projeto exigem o desenvolvimento de uma abordagem sistêmica, onde
o impacto de cada decisão ou resultado experimental é avaliado simultaneamente em todas
as demais atividades que estão sendo desenvolvidas.
É também necessário uma compreensão
mínima e um entendimento da linguagem e um reconhecimento da importância das demais
disciplinas. Isto exige um nível mínimo de conhecimento técnico sobre cada uma. Este
nível de conhecimento somente poderá ser obtido a partir de uma formação holística do
profissional.
Tabela 4 Conhecimentos envolvidos em um
estudo de reciclagem. Na última linha estão destacados os conhecimentos típicos da
construção civil.
Conclusões
O conceito de desenvolvimento sustentável está
criando profundas raízes na sociedade e, certamente, deverá atingir as atividades do
macro-complexo da construção civil, da extração de matérias primas, produção de
materiais de construção, chegando ao canteiro e as etapas de operação/manutenção e
demolição
A reciclagem de resíduos de outras indústrias é uma tendência que deverá se
aprofundar no setor. O desenvolvimento de produtos contendo resíduos, alguns deles
perigosos, é atividade multidisciplinar. Os engenheiros civis deverão ser preparados
para o desenvolvimento destas atividades.
Apoios
Este projeto de pesquisa conta
com o financiamento da FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos). O autor agradece
também o apoio da equipe do projeto.
Referências bibliográficas
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sustainable use of building materiais. In: Sustainable use of materiais.
J.W. Llewellyn & H. Davies editors. [Londonl BRE/RILEM, 1992]
INDUSTRY AND ENVIRONMENT Construction
and the environment: fact and figures. Paris: UNEPIE, v. 29 no2 April-June
1996 p.2-8
BERNSTEIN, H. Bridging the globe: creating
an intemational climate nnclp es and challenges of sustainable design and construction. Industry
and environment. Paris: UNEP IE, v. 29 no2 April-June 1996 p. 19-21
JOHN, V.M.; KRAAYENBRINK, E.A.; VAN WAMELEN,
J. Upgradeability: and added dimension to performance evaluation. In:
Int. Symp. Applications of the Performance Concept in Building. Proceedings
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materiais, componentes e edifícios. Porto Alegre, CPGEC/UFRGS, 1987, 130p. (Dissert.
Mestrado)
THE ECONOMIST
JOHN, V.M. Pesquisa e Desenvolvimento de
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como Materiais de Construção. Anais
São Paulo : ANTAC, 25-16 Nov. 1996
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ENBRI Development of a framework for
environmental assessement of building materials and compoments. (ENBRI Propposal to
European Community BRITE EURAM Program). Mimeo. 18 Março 1994
JOHN, V.M. Cimentos de escória ativada
com silicatos de sódio. São Paulo, PCC/USP, 1995 200p. (Tese de Doutorado)
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