TEXTOS TÉCNICOS
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Desenvolvimento sustentável, construção civil, reciclagem e trabalho multidisciplinar

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.

    figura1.jpg (25342 bytes)

    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

 

1Substituição 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:

  1. a caracterização física e química e da microestrutura do resíduo, incluindo o seu risco ambiental;
  2. busca de possíveis aplicações dentro da construção civil, considerando as características do resíduo;
  3. o desenvolvimento de diferentes aplicações, incluindo seu processo de produção;
  4. análise de desempenho frente as diferentes necessidades dos usuários para cada aplicação específica;
  5. 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.

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Tabela 4Conhecimentos 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

SJÖSTRÖM, Ch.    Durability and 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… Tel Aviv : CIB, 1996.

JOHN, V.M.   Avaliação da vida útil de materiais, componentes e edifícios. Porto Alegre, CPGEC/UFRGS, 1987, 130p. (Dissert. Mestrado)

THE ECONOMIST

JOHN, V.M.   Pesquisa e Desenvolvimento de Mercados para Resíduos. In: Workshop Reciclagem e Reutilização de Resíduos como Materiais de Construção. Anais…São Paulo : ANTAC, 25-16 Nov. 1996 p.21-31

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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