AUT 221 CICLO DE VIDA DO CIMENTO - fau.usp.br finais... · Segundo à ABCP, “o cimento Portland...
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOFACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMOAUT 221 ARQUITETURA, AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
CICLO DE VIDA DO CIMENTOCIMENTO é um material aglomerante em pó que quando hidratado reage quimicamente cristalizando-se,formando material rígido, com alta resistência mecânica. Desde o século V a.C. há registro do uso de materiais aglomerantes, semelhantes ao cimento, na construções de civili-zações egípcias, chinesas e romanas. Apenas no início do século XIX é que a fórmula do cimento Portland, que utilizamos hoje, foi desenvolvida pelo inglês Joseph Aspdin. Atualmente, com novos recursos tecnológicos e técnicas mais especializadas, o cimento Portland adquiriu novas versões mais resistentes e específicas.
Com a sua primeira iniciativa no país em 1888 e passando por diversas outras posteriores, a fabricação de cimento no Brasil passou por diversas tentativas sem sucesso, se consolidando apenas em 1924 com a construção de um fábrica de cimento em Perus (SP) pela Companhia Brasileira de Cimento Portland (VASCONCELOS, 2006). Desde então, pelas diversas vantagens particulares ao concreto, tais como a liberdade de forma, mold-agem no local, desempenho equivalente a outros materiais estruturais, muito foi feito no país para melhorar essa tecnologia.
A abundancia de recursos no Brasil para a produção de concreto fizeram com que a industria nacional deixasse de depender dos demais países, lev-ando a importação nos dias de hoje, pequena em relação a sua produção.Hoje em dia, poucas escolas de engenharia têm tanto conhecimento em concreto armado quanto a brasileira, visto a sua cultura e desenvolvimento tecnológico nas últimas décadas.
ETAPAS1 - O CALCÁRIO e a ARGILA são extraídos.
2 – O CALCÁRIO é transportado em caminhões até a instalação de britagem = redução a dimensões adequadas ao processamento industrial.
3 - CALCÁRIO e ARGILA são estocados e misturados separadamente = pré-homogeinização.
4 – O comporto de CALCÁRIO (90%) e ARGILA (10%) é dosado para ser triturado no moinho de cru.
5 – Moagem da farinha crua formada - mistura de CALCÁRIO e ARGILA = mistura e da pulverização.
6 – A mistura crua nos silos, deve ter sua homogeneização assegurada a produção do CLÍNQUER quando aquecido.
7 – Mistura vai ao forno, passando antes por pré-aquecedores (ou pré-calcinadores). No forno rotativo, a mistura é calcinada até 1450°C= CLÍNQUER
8 – Um resfriador promove a redução da temperatura a 80°C. A clinquerização se completa = série de reações químicas que influenciarão a resistência mecânica do concreto nas primeiras idades, o calor de hidratação, o início de pega e a estabilidade.
EXTRAÇÃO: ARGILA E CALCÁRIO BRITAGEM DEPÓSITO E PRÉ-HOMOGEINEZAÇÃO
SILOS DE CLÍNQUER*FORNO
DOSAGEM
MOÍNHO DE CRU* HOMOGEINEZAÇÃO
SILOS DE CIMENTO
MOÍNHO DE CIMENTOADIÇÕES
ENSACAMENTO, EXPEDIÇÕES E GRANEL*
ACVou análise do ciclo de vida, pretende avaliar as consequências ambientais da fabricação e utilização de algum produto. O método pode variar, as avaliações finais são considerações do executante e cada produto tem o seu ciclo relativo ao local e modo de utilização. A “ACV identifica o fluxo de materiais, energia e resíduos gerados pelo produto ao longo de sua vida útil, de forma que os impactos possam ser deter-minados antecipadamente”(EDWARDS, 2008)
A proposta deste estudo é fazer um inventário dos dados objetivos que envolvem a produção e utilização do cimento no Brasil, sem chegar às conclusões finais, para as quais seriam necessárias um recorte mais es-pecíficos e completo.
No Brasil a ABNT NBR ISO 14040:2009 e ABNT NBR ISO 14044:2009 são relativas aos critérios de avaliação do ciclo de vida.
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FÁBRICAS DE CIMENTO NO BRASIL
NORTE..................6NORDESTE..........20CENTRO OESTE.....7SUDESTE.............27SUL.......................9
FABRICAÇÃO Brasil já possui tecnologia de ponta para a fabricação de cimento, sendo assim é um dos países que tem a menor possibilidade de re-duzir a energia disponível para a fabricação de cimento. (ver gráficos ao lado)
CO2Produção de cimento no Brasil produz 1,4% de toda emissão de CO2 do país. O principal combustível utilizado é o coque de petróleo.
1TON. CLÍNQUER = 600kg de CO2
REDUÇÕES- Eficiência Energética - modernização do parque industrial- Cimentos com Adições, como escória siderúrgica, cinzas de termelé-tricas e fíler calcário, prática adotada há mais de 50 anos no país, sempre de acordo com as normas da ABNT,- Combustíveis Alternativos, através do coprocessamento de resíduos com menor fator de emissão que combustíveis tradicionais e da utili-zação de biomassa.
CALCÁRIO é a principal matéria prima do cimento, responsável por, em média 90% de sua massa, assim as emissões de extração e pro-cessamento desse produto são as mais significativas em termos da produção do cimento em geral. É necessário plano de gerenciamento de exploração mineral para preservar o meio ambiente.
1,4 TON. CALCÁRIO extraído = 1 TON. CIMENTO (Sampaio e Almeida, 2009) fonte: Anuário Mineral Brasiliro 2006 (DNPM 2006)
ENERGIA
MINAS - MOTORES A DIESELUSINAS DE BENEFICIAMENTO - MOTORES ELÉTRICOS
“A demanda por energia aumenta, partindo das áreas de mineração, seguindo em direção às áreas de beneficiamento. Assim, enquanto oper-ações de desmonte de rocha com explosivos consomem cerca de 0,1 kWh/t, em britadores o índice eleva-se para magnitudes de 1kWh/t, at-ingindo valores da ordem de 10 kWh/t em circuitos de moagem, e até 100 kWh/t em etapas de pulverização, moagem fina, ou micronização (Delboni Jr., 2008).”
CO2Estima-se que o setor de transformação de não-metálicos responde por cerca de 14% da emissão brasileira total de CO2 decorrente da queima de combustíveis (MME, 2008)
fonte: Anuário Mineral Brasiliro 2006 (DNPM 2006)
RECILAGEM de diversos produtos envolvidos na produção, distribuição e utilização do cimento:
- Há formas de aproveitamento de rejeitos da mineração de calcário, provenientes da re-moção do capeamento superficial (estérieis da mineração)
- Resíduos de outros processos industriais são utilizados tanto na composição do cimento (ex: escória de alto-forno) como também como combustível para a queima na fabricação do cimento.
- O concreto pode ser 100% reciclado ( o que ocorre muito pocuo no Brasil)
- Embalagens de cimento, feitas de papel tipo KRAFT III, também são 100% recicláveis.
fonte: ABCP
fonte: SNIC
fonte: SNIC
BRASILSegundo à ABCP, “o cimento Portland comum (CP I) é referência, por suas características e propriedades, aos vários tipos de cimento Portland disponíveis no mercado brasileiro, que atendem com igual desempenho aos mais variados tipos de obras” A diferença está principalmente na sua composição. Os principais tipos oferecidos no mercado, são:
PRINCIPAIS ENPRESAS PRODUTORAS DE CALCÁRIO NO BRASIL
ESTADOS COM MAIORES RESERVAS DE CALCÁRIO
fonte: Anuário Mineral Brasiliro 2006 (DNPM 2006)
Empresa Estados onde opera ParticipaçãoCimento Rio Branco SA PR, RJ, RS, SC, SP 7,6%CBE – Companhia Brasileira de Equipamento CE, ES, MA, PA, PE, RN, 5,7%CIPLAN Cimento Planalto SA DF 5,3%Companhia Cimento Portland Itaú GO, MG, MS, RJ, SP 3,7%Companhia Siderúrgica Nacional MG 2,9%Holcim (Brasil) SA MG, PR, RJ 2,5%Mineração Belocal Ltda. MG 2,2%Dagoberto Barcellos SA RS 2,1%Companhia Mineradora Geral SP 2,0%Britacal Ind. & Com. De Brita e CalcárioBrasília Ltda. GO, MG
1,7%
fonte: Anuário Mineral Brasiliro 2006 (DNPM 2006)
CAMINHÃO NA ESTRADA = 0,0479 Kg CO2 / Km em média
fonte: LIMA 2010
Clínquer + Gesso
Escória Granulada
de alto-forno (sigla E)
Material pozolânico
(sigla Z)
Material carbonático (sigla F)
CP I 100CP I - S 99 a 95
CP II - E 94 a 56 6 a 34 0 a 10CP II - Z 94 a 76 - 6 a 4 0 a 10CP II - F 94 a 90 - 6 a 10
alto-forno CP III 65 a 25 35 a 70 - 0 a 5 NBR 5735pozolânico CP IV 85 a 45 - 15 a 50 0 a 5 NBR 5736
Tipo de cimento Portland
Sigla Norma Brasileira
Composição ( % em massa)
- NBR 57321 a 5
comum
compostoNBR
11578
fonte: LIMA 2010
fonte: SNIC
fonte: SNIC
fonte: SNIC
"No ciclo de vida do cimento, 95% das emissões de CO2 ocorrem na etapa de produção. O transporte também contribui para as emissões, porém em escala muito menor." Fonte: LIMA 2012
Fonte : http://www.learningtools.com.br/agro101/simuladorco2.aspx
Fonte : http://www.amda.org.br/detalhe/2,93,3321,ciclo-de-vida-do-cimento.aspx
Segundo o Picchi (2003) , os valores médios encontrados para o volume de en-tulho produzido é de 0,1 m³/m², ou 100 l/m², o que representa 2 caminhões de 5 m³ para cada 100 m² construídos. Con-siderando a massa específica do resíduo como 1,2 t/m³ ele chegou a perda de 0,12 t/m² que corresponde a 15% da massa final do edifício.
PORCENTAGEM MÉDIA DOS CONSTITUINTES DE ENTULHO
Fonte: http://www.reciclagem.pcc.usp.br/des_sustentavel.htm acessado 23/06/2012
REDUÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL (EM %) DA RECICLAGEM DE RESIDUOS NA PRODUCAO
Fonte: http://www.reciclagem.pcc.usp.br/des_sustentavel.htm acessado 23/06/2012
fonte: SNIC
VASCONCELOS, A. C. O concreto no Brasil - Professores, Cientistas, Técnicos. São Paulo: ed. Pini ltda., 1992.
ORDAN, S. E.; PAULON, V. A. A utilização do entulho como agregado para o concretor. São Paulo, 2002. Texto Técnico disponível em: http://www.reciclagem.pcc.usp.br/des_sustentavel.htm acessado 23/06/2012
PINTO, T. P. De volta à questão do desperdício. Construção. São Paulo: Pini, n. 2491, p. 18-19, nov. 1995
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico de utilização de cimento portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106)
LIMA, J. A. R. Avalização das consequencia da produção de concreto no Brasil para as mudanças climáticas. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010. 129p.
EDWARDS, Brian, HYETT, Paul (colab.) Rough Guide to Sustainability. London: RIBA, 2002. Sustentabilidade, 1 ed. 2009, Gustavo Gili; 2 ed. em inglês, RIBA, 2005; 3 ed. em inglês, Earthscan, 2010).
SILVA, J. O. Produto RT 38 - Perfil do Calcario. Relatorio para MME. 2009
http://abcvbrasil.org.br/index.php/o-que-e-acvhttp://www.ciclodevida.ufsc.br/acv_estrutura.phphttp://www.dnpm.gov.brhttp://www.snic.org.brhttp://www.learningtools.com.br/agro101/simuladorco2.aspxhttp://www.reciclagem.pcc.usp.br/des_sustentavel.htm.http://www.amda.org.br/detalhe/2,93,3321,ciclo-de-vida-do-cimento.aspx http://www.uff.br/matconst/historia_do_cimento1.htmhttp://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-cimento/tipos/a-versatilidade-do-cimento-brasileirohttp://acv.ibict.br/links
BIBLIOGRAFIAERICA H. B. KAWAKAMI 4912234GUILHERME C. DOURADO 5945480