Viabilidade Económica de Betão com Agregados Grossos Reciclados
Jorge de Brito1 e Ana Paula Gonçalves21
Prof. Associado, Instituto Superior Técnico, Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura, 1049-001 Lisboa.
2
Eng.ª Civil, Mestre em Construção, Instituto Superior Técnico.
Resumo: A indústria da construção em betão dá origem a um
volume muito grande de resíduos contendo materiais que poderiam ser reciclados, ao mesmo tempo que delapida o meio ambiente de materiais naturais não renováveis (os agregados). Esta situação é susceptível de ser invertida, se forem criadas condições macro-económicas propícias. Neste artigo, são dis-cutidas as condições para que tal aconteça e é apresentado um estudo de viabilidade económica do fabrico de betão com substituição integral dos agregados naturais grossos por agre-gados obtidos a partir da demolição de elementos de betão.
1. Introdução
Nos países mais desenvolvidos, em que as necessidades mais primárias no domínio das infraestruturas (habita-ção, saúde, educa(habita-ção, comunicações terrestres) estão de um modo geral satisfeitas, outro tipo de preocupações ganha uma certa preponderância: protecção do ambien-te, qualidade do ar e da água, conservação da beleza cé-nica e arquitectócé-nica, etc..
Em Portugal, se bem que com algum atraso em relação à média dos países da UE, as consequências da implemen-tação de políticas de desenvolvimento sustentável ir-se-ão também fazer sentir. A indústria da construçir-se-ão, do-minada pelas construções em betão, terá também de se adaptar aos novos tempos.
Podem identificar-se essencialmente dois campos rela-cionados com a construção e demolição de construções em betão nos quais é necessário ainda percorrer um lon-go caminho:
a deposição em aterro dos resíduos da construção e demolição (RCD) e, com uma menor expressão, das indústrias da pré-fabricação e do betão pronto; a delapidação de recursos não renováveis, caso dos
agregados naturais usados no fabrico de betão. No que se refere ao primeiro aspecto, várias considera-ções se podem fazer. Antes do mais, constata-se a ausên-cia de legislação fortemente penalizadora de quem pro-duz os resíduos (contrariamente ao princípio já univer-salmente aceite do poluidor pagador), pelos baixos pre-ços praticados nos aterros e por não haver qualquer li-mitação à quantidade e qualidade dos resíduos levados a vazadouro. A situação é ainda agravada pela ineficácia da fiscalização e punição dos prevaricadores, multipli-cando-se os depósitos selvagens à beira das estradas. No que se refere ao segundo aspecto, a exploração dos agregados naturais tem custos muito baixos para o pro-dutor e para o consumidor. Não se é suficientemente exigente na limitação da agressão à paisagem que as pe-dreiras constituem, nem na reposição da mesma quando a produção cessa. O consumidor não é disciplinado pelo Estado no sentido de limitar o recurso a materiais natu-rais em situações em que existem outras alternativas.
2. A situação na União Europeia e sua evolução
O nível de evolução, em termos de reciclagem dos RCD, nos diferentes membros da União Europeia varia bas-tante. Grosso modo, existem três grupos de países pro-gressivamente menos alertados para esta problemática: no primeiro grupo, representado pela Dinamarca
mas que inclui a Finlândia, a Alemanha, a Holanda e a Suécia, a gestão dos RCD foi sempre considera-da um sector independente e auto-suficiente considera-da ges-tão de resíduos em geral; o recurso a ferramentas económicas por forma a promover a reciclagem tem sido atingido através de legislação e supervisão a-propriadas; consequentemente, atingiram-se já per-centagens elevadas de reciclagem dos RCD, ainda que quase somente na construção de estradas; no segundo grupo, representado pela Bélgica 1 e
in-cluindo também a Áustria, a França, a Itália e o Reino Unido, ocorreu uma redução na extracção de agregados naturais, assim como na quantidade de resíduos levados a vazadouro; no entanto, a legisla-ção é ainda incipiente, as percentagens de recicla-gem dos RCD são relativamente baixas e a sua utili-zação está estritamente limitada à construção de es-tradas; a referência [1] descreve diversos casos de sucesso na reciclagem dos RCD nestes dois grupos de países;
no terceiro grupo, representado pela Espanha e in-cluindo os restantes países da UE inin-cluindo Portu-gal 2, a deposição em aterro é barata, as coimas por
depositar fora dos aterros regulados são muito bai-xas e/ou a fiscalização é inadequada na sua detec-ção, os materiais naturais são baratos e estão dispo-níveis e não há praticamente quaisquer infraestru-turas para reciclagem dos RCD; como resultado dis-to, as percentagens de reciclagem dos RCD são pra-ticamente nulas e estritamente limitadas à sub-base de pavimentos e estradas em ocasiões especiais (co-mo os Jogos Olímpicos em Barcelona).
1De facto, a Bélgica tem duas regiões diferentes em termos de
reciclagem dos RCD: a Flandres, uma região com deficiência de pedreiras, em que os níveis de reciclagem são da ordem de grandeza dos do primeiro grupo de países referido acima; a Valónia, rica em pedreiras, em que a situação é mais representativa dos países do segundo grupo.
2Em Portugal, não existe qualquer legislação respeitante ao
depósito ou à reciclagem dos RCD, as taxas de depósito a vaza-douro são muito baixas, os agregados naturais são acessíveis em qualquer ponto do continente e, consequentemente, para além de algumas experiências piloto, não há reutilização dos RCD, para além dos materiais (algumas madeiras e peças orna-mentais em pedra) com valor comercial intrínseco.
Desta forma, pode-se chegar a diversas conclusões: na grande maioria de países da UE há uma
necessi-dade urgente de legislação sobre os RCD; esta legis-lação deve ter em conta os seguintes objectivos: tor-nar pouco atractivo, do ponto de vista económico, extrair agregados naturais (impondo uma taxa am-biental ou procedimentos mais exigentes de reposi-ção da paisagem); impor quotas mínimas de materi-ais reciclados dos RCD (mrRCD), abaixo das qumateri-ais não é possível, a preço nenhum, recorrer a vazadou-ros; limitar o depósito dos RCD a aterros destinados aos RCD e preparados para as singularidades que estes materiais envolvem; impor uma taxa ambien-tal penosa aos RCD depositados directamente nessa instalações; promover a criação de instalações mu-nicipais na periferia das grandes cidades com o objectivo de triar os mrRCD, a preços baixos para os donos dos RCD; através de incentivos fiscais, pro-mover a criação de firmas especializadas na explo-ração de unidades móveis de trituexplo-ração colocadas no próprio estaleiro de demolição/construção; atra-vés de subsídios, promover a utilização de mrRCD em construções privadas; impor quotas mínimas de mrRCD em obras públicas, através do caderno de encargos; mais importante do que tudo o resto, im-por de forma firme coimas muito elevadas sobre to-dos os prevaricadores, com especial ênfase nas situ-ações de vazadouros ilegais;
mesmos nos países mais avançados sob este ponto de vista, os mrRCD em geral e os agregados em particular são utilizados quase exclusivamente na sub-base de estradas e pavimentos; estes materiais têm potencial para ser utilizados em aplicação mais nobres, nomeadamente no fabrico de betão estrutural, que deveriam ser encorajadas; no entanto, a quase inexistência de especificações técnicas sobre o uso de agregados reciclados (mesmo como sub-base, mas sobretudo em betão estrutural novo) compromete seriamente essas aplicações; por isso, existe uma necessidade premente de implementar especificações técnicas baseadas em investigação, que definam claramente os limites dentro dos quais a utilização de agregados reciclados (com especial ênfase nos grossos) se tenha mostrado eficaz; têm vindo a ser apresentados nos últimos anos muitos resultados de investigação, em conferências da especialidade por todo o mundo e em teses de mestrado 3 e
doutoramento, que apenas precisam de ser coligi-dos para fornecer uma base de trabalho;
a importância relativa da implementação do uso dos RCD na produção de betão estrutural tende a cres-cer, uma vez que o tipo de edifícios demolidos está a mudar rapidamente de construções pré-betão pa-ra estrutupa-ras de betão (a utilização massificada do betão começou após a Segunda Guerra Mundial e essas construções, com entre 50 e 60 anos, estão
3A co-autora deste artigo provou, no âmbito de uma
disserta-ção de mestrado no IST, que o processo de reciclar repetida-mente agregados grossos para produzir betão estrutural de ga-ma média / alta (C40/45) é sustentável, sem perda de trabalha-bilidade ou resistência; os agregados obtidos em cada ciclo são mais do que suficientes para fabricar uma quantidade idêntica de betão no ciclo seguinte, conduzindo assim a uma poupança de 100% nos agregados grossos [1].
actualmente a atingir o fim da sua vida útil); estas últimas estão potencialmente em condições de for-necer agregados reciclados suficientes para alimen-tar as necessidades da grande maioria nas novas construções num futuro próximo.
Consequentemente, a situação geral no que se refere à utilização dos mrRCD é a seguinte:
existe uma tomada de consciência internacional no que concerne à importância desta temática no futu-ro mais próximo e as autoridades estão dispostas a promover a utilização destes materiais;
no entanto, só é possível uma mudança relevante de materiais naturais novos para mrRCD se e quando as condições económicas globais indispensáveis fo-rem criadas; hoje em dia em muitos países, devido ao facto de os materiais naturais estarem ainda dis-poníveis a preços baixos e à sempiterna inércia às mudanças, estas condições têm de ser criadas pela via legislativa;
outra dificuldade relativamente à aplicação dos mrRCD, sobretudo no betão estrutural, é a ausência de especificações técnicas baseadas em resultados práticos; é fundamental um grande esforço para preparar esses documentos, mesmo que inicialmen-te eles possam incluir regras algo conservativas quanto à utilização de agregados reciclados.
3. Fabrico de betão com agregados reciclados
Como referido, no capítulo anterior, o fabrico de betão estrutural com agregados reciclados é apenas uma das aplicações (porventura aquela em que o material recicla-do é mais valorizarecicla-do) recicla-dos mrRCD. Mesmo no fabrico de betão com agregados reciclados, existem várias modali-dades: os agregados podem ser provenientes de RCD em que os diversos materiais (betão, aço, argamassas, al-venaria, madeira, plástico, vidro, etc.) se encontram mis-turados ou ser directamente provenientes de peças de betão armado; os agregados reciclados efectivamente utilizados no fabrico do novo betão podem correspon-der à gama completa de granulometrias ou apenas a parte (tipicamente, a parcela dos finos - os que passam no peneiro n.º 4, com 4.76 mm de abertura - ou dos gros-sos - os que ficam retidos nesse peneiro); os agregados reciclados podem substituir na totalidade ou apenas parcialmente os agregados naturais da mesma granulo-metria.
No estudo de viabilidade económica apresentado no ca-pítulo seguinte, analisa-se a hipótese de substituir na to-talidade os agregados naturais grossos (e apenas esses) por agregados grossos provenientes da demolição de elementos de betão armado.
São analisadas três hipóteses de fabrico do betão: 1. designada por corrente (só agregados naturais); 2. recorrendo a uma central de reciclagem (trituração +
triagem) fixa (Fig. 1), instalada na periferia da cidade onde se está a demolir e reconstruir;
3. recorrendo a uma central de reciclagem móvel (Fig. 2), no próprio estaleiro da obra.
Neste último processo de obtenção de agregados recicla-dos (recolha e tratamento recicla-dos RCD), é feita, no próprio local da demolição, uma pré-britagem do material, pelo que é necessário reservar no local um espaço amplo que permita a instalação dos equipamentos assim como es-paço para armazenamento do material. No outro
cesso, o material é demolido e removido do local da obra, de forma indiferenciada, sem qualquer tratamento. Nesta situação, a responsabilidade do tratamento do material em bruto, é deixada a cargo da entidade que explora a central fixa (que pode ser o município). Em ambas as situações em que é prevista a reciclagem, tem de se recorrer à chamada “demolição selectiva”, à qual estão associados custos adicionais em relação à demoli-ção tradicional, a eito e sem qualquer cuidado no senti-do de não danificar os elementos e de pré-seleccionar os materiais.
Fig. 1 - Central de reciclagem fixa
Fig. 2 - Central de reciclagem móvel
Existem dois tipos de processamento dos resíduos: por via seca e por via húmida. As estações de processamento de resíduos a seco são as mais utilizadas. O outro tipo de processamento, que exige equipamento mais sofisticado, dá origem a agregados reciclados com padrão de qualidade superior. O processo por via seca está mais difundido através da utilização de estações móveis de reciclagem, as quais estão dimensionadas de modo a permanecer, no estaleiro, por períodos limitados.
As principais fases deste tipo de tratamento (mais sim-plificado) são (Fig. 3):
colocação do material no reservatório; pré-visualização;
remoção manual;
britagem (trituração); separação magnética; fase final de visualização.
4. Estudo de viabilidade económica
Neste estudo, considerou-se o seguinte cenário: um edi-fício de estrutura de betão armado vai ser demolido e no mesmo local vai ser erigido um edifício de volumetria idêntica. Esta operação é dividida em três fases:
I - a da demolição;
II - a da produção de agregados; III - a de produção de novo betão.
Os Quadros 1 a 3 mostram o cálculo dos custos unitários de, respectivamente, a tonelada de construção de estru-tura de betão armado, a tonelada de agregados grossos (naturais ou reciclados) e o metro cúbico de betão novo. São os seguintes os comentários que permitem perceber as hipóteses admitidas neste cálculo. Para a Fase I, tem-se que:
os custos da demolição tradicional e da selectiva fo-ram estimados como uma ponderação entre os da demolição com equipamento pesado sem qualquer tipo de cuidado e a efectuada com martelo pneumá-tico;
o custo do transporte para aterro por tonelada de resíduos são de 300 + 15 * km [PTE]; as distâncias médias do local da obra consideradas foram de: 50 km ao aterro corrente; 30 km à central de reciclagem fixa; 80 km à pedreira;
15% dos resíduos não são recicláveis (mesmo na de-molição selectiva), pelo que são tratados como os resíduos da demolição tradicional;
o custo de depósito em aterro por tonelada conside-rado é intermédio entre o actualmente praticado em Portugal (400 a 800 PTE) e na Dinamarca (4000 a 10000 PTE);
a receita da venda de outros materiais é simbólica na demolição tradicional; na selectiva, considerou-se que cobre os custos de transporte e depósito em aterro e que corresponde a 10% do volume total; considera-se que 30% do volume total dos resíduos
é betão; para a central de reciclagem fixa são enca-minhados 75% dos resíduos (retirados os materiais não recicláveis e os comercializados na obra); estimou-se que a entrega dos resíduos na central
fi-xa custa, por tonelada, 400 PTE para betão e 1 000 PTE para alvenarias (na Bélgica, esses valores são, respectivamente, de 500 a 900 PTE e de 1 150 a 1 500 PTE);
considerou-se uma taxa de 1.04 ton de agregados grossos por m3 de betão; daí resulta que, para se
reconstruir o edifício demolido, só 13% dos mrRCD ficam na obra; os restantes 62% são escoados pela central móvel a 1 000 PTE/ton.
Fig. 3 - Principais fases do processamento de resíduos em central de reciclagem móvel
Actividade Tradicional Selectiva para central de re-ciclagem fixa Selectiva para central de re-ciclag. móvel Demolição 7 500 11 250 11 250 Transporte para aterro 1 050 157.5 157.5 Depósito em aterro 2 500 375 375 Taxa ambiental a
depó-sito 0 0 0
Venda de outros
materiais -100 -532.5 -532.5 Transporte para a
cen-tral fixa 0 562.5 0 Entrega de resíduos na
central fixa 0 570 0 Escoamento dos
agre-gados finos ou demasi-ado grossos e do pro-duto britado que não de betão
0 0 620
Custo unitário total da
Fase I 10 950 12 382.5 11 870
Quadro 1 [1] - Fase I: Demolição [PTE$/ton]
Na Fase II, tem-se que:
o custo dos inertes naturais foi incrementado em re-lação ao actual para ter em conta os custos de repo-sição da paisagem, de redução de ruídos e poeiras e dos próprios terrenos;
estimou-se que o valor de venda dos agregados grossos, por tonelada, nas centrais fixa e móvel é respectivamente de 400 e 800 PTE;
para transporte, montagem, desmontagem e novo transporte da central móvel, tomou-se um valor fixo de 200 000 PTE.
Actividade Naturais Reciclados em
central fixa Reciclados em central móvel Custos dos agregados
grossos 1 800 800 1600 * Transporte para obra 1 500 750 0 Taxa ambiental de
ex-ploração de recursos não renováveis
0 0 0
Custo unitário total da
Fase II 3 300 1 550 1 600 * * a este valor é preciso somar 200 000 PTE/n.º de toneladas de agregados reciclados no local
Quadro 2 [1] - Fase II: Produção de agregados grossos [PTE$/ton]
Finalmente, na Fase III, tem-se que:
o custo da água foi considerado sem expressão nesta análise;
na areia não houve qualquer diferença, pois só os agregados grossos estão a ser reciclados; 30% do vo-lume de betão é areia;
considerou-se ser necessário um acréscimo de 50 kg de cimento por m3 de betão e a adição de 2.4 l de
plastificante para se conseguir obter um betão com agregados grossos reciclados de resistência idêntica à de um betão de inertes 100% naturais; estas hipó-teses estão consentâneas com a bibliografia existen-te e com a parexisten-te experimental da dissertação de mestrado anteriormente referida [1]; representam naturalmente um handicap em termos ambientais do betão com agregados reciclados;
considerou-se não haver diferenças de procedimen-tos e/ou cusprocedimen-tos na produção de betão com agrega-dos reciclaagrega-dos ou naturais.
Actividade Naturais Reciclados em central fixa Reciclados em central móvel Água 0 0 0 Areia 600 600 600 Brita 3 432 1 612 1 664 * Cimento 4 800 5 400 5 400 Adjuvante 0 355 355 Mão-de-obra +
forneci-mentos e serviços exter-nos + processamento
6 000 6 000 6 000 Custo unitário total da
Fase III 14 832 13 967 14 019 * * a este valor é preciso somar 208 000 PTE/n.º de toneladas de agregados reciclados no local
Quadro 3 [1] - Fase III: Produção de novo betão [PTE$/m3] Concretize-se agora o exemplo com uma construção de peso total de 1000 toneladas, à qual correspondem 300 toneladas (125 m3) de betão, que incluem 130 toneladas
de agregados grossos. Num primeiro cenário, não se vão considerar quaisquer taxas ambientais relativas ao depó-sito de RCD recicláveis ou à exploração de recursos não renováveis (a situação actual em Portugal). O Quadro 4 resume e compara os custos obtidos nas três hipóteses em análise.
Demolição (1000 ton) Tradicional Selectiva para central de re-ciclagem fixa
Selectiva para central de re-ciclag. móvel Custo total da Fase I 10 950 000 12 382 500 11 870 000 Variação em relação à
demolição tradicional +13% +8% Produção de agregados
grossos (130 ton) Naturais Reciclados em central fixa Reciclados em central móvel Custo total da Fase II 429 000 201 500 408 000 Variação face aos
agre-gados naturais -53% -5% Produção de betão (125
m3)
Naturais Reciclados em
central fixa Reciclados em central móvel Custo total da Fase III 1 854 000 1 745 875 1 952 375 Variação face aos agre- -6% +5%
gados naturais Demolição de 1000 ton e produção de 125 m3
de betão
Métodos
correntes Demolição se-lectiva e reci-clagem fixa
Demolição se-lectiva e reci-clagem móvel Custo total das 3 fases 13 233 000 14 329 875 14 230 375 Variação face aos
méto-dos correntes +8% +8%
Quadro 4 [1] - Cenário 1: sem taxas ambientais (custos em [PTE])
Como seria de esperar, nas circunstâncias actuais, os métodos correntes parecem economicamente mais com-petitivos. Esta é uma situação ilusória, uma vez que não estão quantificados os custos energéticos do desperdício de materiais recicláveis nem os custos ambientais de de-lapidar sem controlo as reservas de produtos naturais não renováveis.
Por esta razão, criou-se um cenário 2 em que passaram a existir as seguintes taxas:
uma taxa ambiental de depósito de RCD recicláveis de 1 000 PTE/ton; trata-se de um valor muito mode-rado, se se tiver em conta que na Dinamarca atinge os 9 000 PTE/ton (na Flandres situa-se nos 1 900 PTE/ton);
uma taxa ambiental de exploração de recursos não renováveis de 500 PTE/ton; trata-se novamente de um valor modesto, se comparado com os custos in-directos da exploração das pedreiras (agressão à paisagem, erosão dos solos, redução de área cultiva-da, contaminação da água freática, ruído e vibra-ções nas construvibra-ções e habitantes próximos, etc.); uma taxa ambiental relativa à produção de cimento,
responsável pela emissão de elevadas quantidades de CO2, consistindo no incremento de 25% no custo
desse material; esta taxa acaba por penalizar mais o betão com agregados reciclados, pelo seu maior consumo de cimento.
Com base nestas novas premissas, elaborou-se o Quadro 5.
Demolição (1000 ton) Tradicional Selectiva para central de re-ciclagem fixa
Selectiva para central de re-ciclag. móvel Custo total da Fase I 11 950 000 12 532 500 12 020 000 Variação em relação à demolição tradicional +5% +1% Produção de agregados grossos (130 ton) Naturais Reciclados em central fixa Reciclados em central móvel Custo total da Fase II 494 000 201 500 408 000 Variação face aos
agre-gados naturais -59% -17% Produção de betão (125 Naturais Reciclados em Reciclados em
m3) central fixa central móvel
Custo total da Fase III 2.069 000 1 914.625 2.121.125 Variação face aos
agre-gados naturais -7% +3% Demolição de 1000 ton
e produção de 125 m3
de betão
Métodos
correntes Demolição se-lectiva e reci-clagem fixa
Demolição se-lectiva e reci-clagem móvel Custo total das 3 fases 14 780 000 14 648.625 14 549.125 Variação face aos
méto-dos correntes -1% -2%
Quadro 5 [1] - Cenário 2: com taxas ambientais moderadas (custos em [PTE])
Da análise dos resultados, é possível concluir que mes-mo taxas ambientais mes-moderadas são suficientes para tor-narem o betão de inertes grossos reciclados tão competi-tivo como o betão corrente.
5. Conclusões
A indústria da construção, cuja necessidade e importân-cia estratégica para o País não se questiona, é uma das maiores responsáveis pela saturação dos aterros dispo-níveis, sobretudo perto das grandes cidades. Está-lhe ainda associada a inaceitável frequência com que são de-positados ilegalmente resíduos. Os resíduos da constru-ção/demolição (RCD) são em boa parte recicláveis, com grandes ganhos do ponto de vista ambiental e energéti-co.
A extracção desenfreada de agregados naturais, mesmo num país rico nesses recursos como é o nosso, não é sus-tentável do ponto de vista ambiental e precisa de ser abrandada.
A reciclagem de agregados (numa primeira parte, ape-nas a parcela dos grossos) no fabrico de novo betão pode contribuir muito significativamente para a suavização destes problemas. Neste artigo, procurou-se demonstrar que essa estratégia é economicamente viável, sobretudo se as autoridades colaborarem nesse sentido. A viabilidade técnica do processo, também já demonstrada [1], será também objecto de divulgação. A demonstração da durabilidade dos betões com agregados reciclados deve ser feita com investigação específica, nomeadamente tendo em conta a maior potencialidade da existências de reacções álcalis - sílica.
6. Referências
[1] - Gonçalves, A. P.- “Análise do Desempenho de Be-tões Obtidos a Partir de Inertes Reciclados Prove-nientes de Resíduos da Construção” Dissertação de Mestrado em Construção, IST, Lisboa, 2000.
