FERNANDA GUMISSON MIRANDA
VIABILIDADE DO TIJOLO MACIÇO COM VARIAÇÃO NA
DOSAGEM DOS RESÍDUOS, CASCA DE ARROZ E SERRAGEM
Ijuí 2019
VIABILIDADE DO TIJOLO MACIÇO COM VARIAÇÃO NA
DOSAGEM DOS RESÍDUOS, CASCA DE ARROZ E SERRAGEM
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador(a): Prof. Me. Diorges Carlos Lopes
Ijuí /RS 2019
VIABILIDADE DO TIJOLO MACIÇO COM VARIAÇÃO NA
DOSAGEM DOS RESÍDUOS, CASCA DE ARROZ E SERRAGEM
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.
Ijuí, 01 de julho de 2019
Prof. Diorges Carlos Lopes Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. Diorges Carlos Lopes (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade Regional de Santa Maria
Prof. Lucas Fernando Krug (UNIJUÍ) Mestre pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Dedico este trabalho aos meus pais e aos meus tios, pelo apoio.
longe, de alguma forma sempre se fazendo presente.
Aos meus tios Ivone e Milton pelo apoio nessa jornada.
Ao meu orientador professor Diorges Lopes, por todas as orientações e ajuda nesta pesquisa.
Podrán cortar todas las flores, pero no podrán detener lá primavera. Pablo Neruda
dos Resíduos, Casca de Arroz e Serragem. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
A produção de tijolos maciços muitas vezes, além de gerar degradação ao meio ambiente, origina escassez de matéria-prima natural. As indústrias agroindustriais produtoras de insumos, também produzem um elevado volume de resíduos sólidos, onde muitas vezes, não possuem plano de geração de resíduos sólidos, dessa forma, acarretando na destinação inadequada, trazendo impactos ambientais graves e normalmente até irreversíveis. Este trabalho visa estudar a viabilidade do emprego de resíduos provenientes de agroindústria, minimizando a extração de minério e posterior redução do emprego para geração de novos materiais destinados à construção civil. Obtendo, portanto, resultados inesperados, visto que, no decorrer do aumento da dosagem dos resíduos, o índice de absorção aumentava e a resistência mecânica diminuía.
dos Resíduos, Casca de Arroz e Serragem. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
The production of massive bricks often, besides generating degradation to the environment, mainly to the physical environment, causes scarcity of natural raw material. The agroindustrial industries producing inputs also produce a high volume of solid waste, where they often do not have a solid waste generation plan, thus leading to inadequate disposal, leading to serious and usually irreversible environmental impacts. This work aims to study the feasibility of the use of waste from agroindustry, minimizing the extraction of ore and subsequent reduction of employment for the generation of new materials for civil construction. Thus, unexpected results were obtained, since, as the dosage of the residues increased, the absorption rate increased and the mechanical resistance decreased.
Figura 2 - Produtos por regiões. ... 19
Figura 3 - Fluxograma das etapas do beneficiamento do arroz. ... 25
Figura 4 - Fluxograma do processo produtivo de uma madeireira ... 29
Figura 5 – Forno paulistinha. ... 36
Figura 6 - Forno tipo abóboda. ... 37
Figura 7 – Forno Hoffmann. ... 37
Figura 8 - Forno túnel. ... 38
Figura 9 - Mapeamento das olarias presentes no município. ... 40
Figura 10 - Pilhas de Agregado, casca de arroz e serragem. ... 41
Figura 11 - Misturador a trado animal. ... 42
Figura 12 - Massa homogeneizada. ... 42
Figura 13 - Forma de moldagem do tijolo. ... 43
Figura 14 - Vista geral da olaria. ... 44
Figura 15 - Empilhamento dos tijolos. ... 44
Figura 16 - Forno. ... 45
Figura 17 - Identificação dos tijolos maciços. ... 46
Figura 18 - Locais das medições. ... 47
Figura 19 - Realização do ensaio de determinação das características geométricas. ... 48
Figura 20 - Tijolos submetidos a saturação. ... 49
Figura 21 - Disposição dos tijolos para escoamento do excesso de água. ... 49
Figura 22 - Capeamento realizado para uma das faces do tijolo maciço. ... 50
Figura 23 - Capeamento das duas faces do tijolo maciço. ... 51
Figura 24 - Sentido de aplicação das cargas no ensaio de compressão. ... 52
Figura 25 - Tijolos capeado e em estado saturação. ... 52
Figura 26 - Rompimentos do corpo de prova. ... 53
Figura 27 - Curva granulométrica do solo da olaria. ... 54
Figura 28 - Mapeamento dos solos do município de São Borja ... 55
Figura 29 - Largura dos corpos de prova, dosagem 01. ... 60
Figura 30 - Altura dos corpos de prova, dosagem 01. ... 60
Figura 31 - Comprimento dos corpos de provas, dosagem 01. ... 61
Figura 35 – Largura dos corpos de prova, dosagem 03. ... 66
Figura 36 – Altura dos corpos de prova, dosagem 03. ... 66
Figura 37 - Comprimento corpos de prova, dosagem 03. ... 67
Figura 38 – Índice de absorção d’água, dosagem 01. ... 69
Figura 39 – Índice de absorção d’água, dosagem 02. ... 71
Figura 40 – Índice de absorção d’água, dosagem 03. ... 72
Figura 41 – Gráfico síntese, com as 03 dosagens. ... 73
Figura 42 – Resistência mecânica, dosagem 01. ... 75
Figura 43 – Resistência mecânica, dosagem 02. ... 75
Figura 44 – Resistência mecânica, dosagem 03. ... 76
Tabela 2 – Número de olarias por região no ano de 2011. ... 20
Tabela 3 – Número de empresas por estado no ano de 2011. ... 20
Tabela 4 - Principais produtos e indicativos da produção nacional de 2016. ... 24
Tabela 5 – Safra 2016/17 de arroz no estado do Rio Grande do Sul. ... 25
Tabela 6 – Classificação das argilas conforme o teor de umidade relativa. ... 33
Tabela 7 – Dosagem dos constituintes do tijolo normalmente produzidos. ... 46
Tabela 8 – Volume proposto para dosagem 02. ... 57
Tabela 9 – Volume proposto para a dosagem 03... 57
Tabela 10 – Determinação das dimensões da dosagem 01. ... 59
Tabela 11 – Determinação das dimensões da dosagem 02. ... 62
Tabela 12 – Determinação das dimensões da dosagem 03. ... 65
Tabela 13 – Determinação do índice de absorção d’água, dosagem 01. ... 68
Tabela 14 – Determinação do índice de absorção d’água, dosagem 02. ... 70
Tabela 15 – Determinação do índice de absorção d’água, dosagem 03. ... 72
ABDI Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial
ABIMCI Associação Brasileira da Indústria de Madeira Processada Mecanicamente
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRAF Associação Brasileira de Produtores de Floresta Plantada ANFACER Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmica ANICER Associação Nacional da Indústria Cerâmica ANM Agência Nacional de Mineração
CONAB Companhia Nacional de Abastecimento
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária e
FAOSTAT Food and Agriculture Organization of the United Nations
FEPAM Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IRGA Instituto Rio Grandense do Arroz
LEC Laboratório de Engenharia Civil da UNIJUÍ MDF Medium Density Fiberboard
MME Ministério de Minas e Energia NBR Norma Brasileira
OSB Oriented Strand Board MPa Mega Pascal
1 INTRODUÇÃO ... 13 1.1 CONTEXTO ... 13 1.2 PROBLEMA ... 14 1.2.1 Questões de Pesquisa ... 15 1.2.2 Objetivos de Pesquisa ... 15 1.2.2.1 Objetivo Geral ... 15 1.2.2.2 Objetivos Específicos ... 16 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 17 2.1 HISTÓRICO DA CERÂMICA ... 17 2.2 INDÚSTRIA CERÂMICA ... 18
2.3 USO DA CERÂMICA NA CONSTRUÇÃO CIVIL ... 21
2.3.1 Tijolo Maciço ... 21
2.3.2 Blocos Cerâmicos (ou tijolos furados) ... 21
2.3.3 Tijolos Especiais ... 22
2.3.4 Tijolos Aparentes ... 22
2.3.5 Telhas Cerâmicas ... 22
2.4 RESÍDUOS SÓLIDOS AGROINDUSTRIAIS ... 22
2.4.1 Casca de Arroz ... 23 2.4.1.1 Geração de Resíduos ... 26 2.4.1.2 Destinação Final ... 26 2.4.2 Serragem ... 28 2.4.2.1 Industria e Beneficiamento ... 28 2.4.2.2 Geração de Resíduos ... 29 2.4.2.3 Reaproveitamento ... 30 2.4.2.4 Destinação Final ... 30
2.6 PROPRIEDADE DA ARGILA ... 32
2.7 PRODUÇÃO DO TIJOLO ... 32
2.7.1 Processo de Extração de Argila ... 32
2.7.2 Preparação da Massa ... 33 2.7.3 Moldagem ... 34 2.7.4 Secagem ... 34 2.7.5 Queima e Resfriamento ... 35 2.8 TIPOS DE FORNOS ... 35 3 MÉTODO DE PESQUISA ... 39 3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA ... 39 3.2 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO ... 39 3.3 ESTUDO DE CASO ... 39
3.3.1 Estudo da Dosagem dos Agregados ... 45
3.3.2 Coleta dos Tijolos ... 46
3.3.3 Ensaios Realizados em Laboratório ... 47
3.3.3.1 Determinação das Características Geométricas ... 47
3.3.3.2 Determinação das Características Físicas ... 48
3.3.3.3 Determinação da Resistência a Compressão ... 50
4 RESULTADOS ... 54
4.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA ... 54
4.2 PROPOSTA DE DOSAGEM PRODUZIDA ... 56
4.3 DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ... 58
4.3.1 Dosagem 01 ... 58
4.4.2 Dosagem 02 ... 70
4.4.3 Dosagem 03 ... 71
4.5 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO ... 74
5 CONCLUSÃO ... 78
1 INTRODUÇÃO
Com proposito de reduzir a geração de resíduos oriundos de processos agrícolas e industriais, obtendo o reaproveitamento, seja nos processos de produção ou na utilização como matéria-prima no emprego para produção de outros materiais, passam, portanto a serem investido em pesquisas para transformação deste, que até então, eram encarados como resíduos industriais, passam a ser subprodutos de interesse comercial (DELLA; KUHN; HOTZA, 2001).
De acordo com dados do Food And Agriculture Organization of the United Nations (FAOSTAT, 2019), a produção a nível mundial da safra de 2017 de arroz em casca, foi de 769.657.791 toneladas, sendo o Brasil o 9º (nono) maior produtor.
Segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB, 2019), o estado do Rio Grande do Sul, se destaca como maior produtor de arroz em casca.
Outro subproduto, é a serragem, oriunda do setor madeireiro, este resíduo industrial vem promovendo interesse de empresários e pesquisadores como destinação final. O mesmo ainda causa preocupações, pois apresenta baixa densidade, elevado volume e facilidade de combustão (YAMAJI; BONDUELLE, 2004).
Apesar da abundância desses compostos, a casca de arroz e serragem, muitas vezes é descartado de maneira irregular, consecutivamente, causando danos ao meio ambiente.
1.1 CONTEXTO
O tema para o presente trabalho, surgiu a partir do desenvolvimento de pesquisa para a disciplina de projeto de trabalho de conclusão de curso, com intuito de buscar assuntos da área de interesse, que remetessem a materiais de construção civil.
Com isso, identificou-se a produção empírica dos tijolos maciços, na cidade de São Borja, obtendo interesse, por pesquisar mais sobre as propriedades deste material, visto que, após uma breve pesquisa bibliográfica, as pesquisas sobre esse material eram superficiais.
_____________________________________________________________________________________________ 1.2 PROBLEMA
Segundo Della, Kunh e Hortza (2001), 23% da produção do insumo correspondem a casca de arroz, desse modo, entende-se que o Estado do Rio Grande do Sul produz cerca de 2,2 toneladas de resíduos de casca de arroz.
Apesar da abundância desse composto, subproduto, que na maioria das vezes é descartado de maneira irregular, causando danos ao meio ambiente, existe vários estudos sobre seu aproveitamento, além de ser uma matéria-prima de baixo custo.
De acordo com Houston (1972) apud Pouey (2006), a casca de arroz é um revestimento ou capa protetora, que possui baixa densidade e volume elevado, de material fibroso, composto de 50% de celulose, 30% de lignina e 20% de resíduos orgânicos, no qual o último contém de 95% a 98% em peso, de sílica.
Seu emprego pode ser de diversas formas, dentre eles está o uso na construção civil, que será abordado neste estudo, podendo ser associada à argila, para fabricação de tijolos, painéis e telhas com bom isolamento térmico e ainda em concretos de baixa densidade (GOVINDARAO, 1980 apud POUEY, 2006). Em vista disso, a região oeste do Rio Grande do Sul concentra a maior área produtora de arroz do estado, com isso o número de resíduos e matéria-prima são abundantes e de baixo custo, levando mesmo que de forma empírica e sem nenhuma regularização da atividade, a fabricação de tijolos maciços com agregados de casca de arroz e sílica.
Entretanto, como citado acima, a fabricação desses tijolos não possui nenhum tipo de padrão e/ou controle da dosagem das matérias-primas adicionadas juntamente ao solo para posterior obtenção do material.
Portanto, mediante a este estudo, será possível determinar a viabilidade correta da dosagem de matéria-prima empregada na fabricação, com um intuito de obter o maior proveito da fabricação deste material, atendendo também as normativas técnicas vigentes.
1.2.1 Questões de Pesquisa
Questão principal
O questionamento do estudo é: Existe a possiblidade de melhoria deste tijolo maciço já existente, aumento a dosagem dos resíduos sólidos, casca de arroz e serragem, para obter uma redução no emprego de argila e melhor qualidade?
Questões secundárias
O presente estudo também buscar sanar as respostas referente as questões segundárias, a seguir:
Há possibilidade de reduzir o processo de lavra de argila e com isso, evitar uma degradação ao meio físico da área?
Esse tijolo é viável para comercio?
Existe viabilidade de melhoria para o tijolo produzido de forma empírica pelos oleiros?
1.2.2 Objetivos de Pesquisa
1.2.2.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho é determinar a qualidade do tijolo produzido de forma empírica do município de São Borja, no Estado do Rio Grande do Sul, assim como, estudar a viabilidade do aumento da dosagem dos resíduos, casca de arroz e serragem, na produção deste material, diminuindo o emprego de argila na sua fabricação, padecendo com a verificação dos tijolos produzidos se enquadram nos parâmetros exigidos da NBR 1/2017 e NBR 15270-2/2017.
_____________________________________________________________________________________________ 1.2.2.2 Objetivos Específicos
Apresentar o tijolo maciço já existente;
Apresentar as áreas de extração no município e o local de fabricação do material deste estudo;
Analisar se há viabilidade de melhoramento do tijolo maciço, através da intensificação do emprego dos resíduos sólidos;
Relatar as dosagens empregadas na fabricação;
Apresentar todo o processo de fabricação do tijolo maciço, até a sua finalização; Relatar os ensaios realizados em laboratório, em conformidade com a NBR
15270-1/2017 e NBR 15270-2/2017;
2 REVISÃO DA LITERATURA
Nesse respectivo capitulo será exposto assuntos relacionados ao tema deste trabalho, dentre os quais estão: origem dos materiais cerâmicos; indústria da cerâmica; resíduos agroindustriais; métodos de produção, desde a extração de minério até a geração do material, assim como, a as características do mesmo e definição de acordo com as normativas vigentes.
2.1 HISTÓRICO DA CERÂMICA
O princípio da palavra cerâmica, vem do grego kéramos, que tem por significado argila queimada ou terra queimada, por essa razão, seja qual for o método de moldagem ou a modelagem da peça cerâmica, associamos objetos de argila queimada, como cerâmica, pois a cocção da peça confere a resistência mecânica atribuída sobre a mesma (SCHIMITT; AVELLO, 2013).
Segundo Minke (2001), a terra é o material de construção natural, mais relevante e excessivo, presente na maioria das regiões do mundo. Ainda segundo o autor, relata que as habitações de terras são datadas no período de 8.000 a 6.000 a.C., no Turquistão, da mesma maneira que na Assíria foram identificadas restos de construções do período de 5.000 a.C.. Com isso, o desenvolvimento da cerâmica é uma das atividades mais arcaicas do mundo, uma vez que no período Neolítico 8.000 a 5.000 a.C. (ou Período da Pedra Polida), o homem já confeccionava cestas de vime com barro, mais tarde constatou que poderia fazer recipientes somente com o barro, que futuramente viria a descobrir que o calor consolidava esse barro, consequentemente, descobrindo a cerâmica (BAUER, 2005).
A Era da Argila, compreendido entre o período de 14.600 a 4.500 a.C., que abrange o período Neolítico, marcado por inovações tecnológicas, como a utilização de materiais estruturais, combinados com outros insumos, dentre eles, destaca-se a concepção de casas com argila reforçadas com resíduos vegetais, além disso, camadas espessas de argila, desempenhavam o piso das habitações (NAVARRO, 2006).
Devido a cerâmica ser um dos raros materiais que resistiram ao longo do tempo, os profissionais da arqueologia, puderam ter como recurso considerável, para reconhecer e explanar
_____________________________________________________________________________________________ o modus vivendi dos ascendentes, pois as cerâmicas eram feitas com objetivo de serem ferramentas simples, geralmente utilizadas, para o uso no cotidiano (ALMEIDA, 2010).
Ambrozewicz (2012), ainda relata que os primeiros povos a descobrirem o tijolo cerâmico, foram os Assírios e Caldeus, os registros desta descoberta encontra-se registado na bíblia.
Já no Brasil, as primeiras peças cerâmicas foram encontradas na região da Ilha de Marajó, situada em área de proteção ambiental do arquipélago Marajó, no estado do Pará. As peças encontradas na região carregam o nome de Cerâmica Marajoara, possuíam técnicas artesanais mais elaboradas, como, raspagem, incisão, excisão e pintura. No entanto, na região da Amazônia foram encontrados por arqueólogos, peças de cerâmicas mais simples, datadas em 5.000 anos atrás, (ANFACER, 2019).
2.2 INDÚSTRIA CERÂMICA
A indústria da cerâmica no Brasil, levando em consideração empreendimentos voltados a fabricação de produtos cerâmicos não-refratários para uso na construção civil, estima-se a existência de aproximadamente mais de 6 mil olarias e indústrias cerâmicas, referindo-se a empreendimentos de micro, pequeno e médio porte (ABCERAM, 2016).
De acordo com o Relatório Anual de 2015, produzido pela Associação Nacional da Indústria Cerâmica (ANICER) (2015), a cerâmica de vedação é responsável por 90% das alvenarias construídas no território nacional, alcançando um faturamento anual em torno de R$ 18 bilhões, além de gerar empregos diretos e indiretos.
A Figura 1 demonstra melhor todo o mercado brasileiro da indústria cerâmica. Figura 1 - Indústria cerâmica em números.
Prado e Bressiani (2013), observam a indústria cerâmica diretamente vinculada e altamente influenciada pelo setor da construção civil, onde na última década apresentou um elevado crescimento, em consequência do aumento da renda média das famílias, facilidade de financiamento, fatores de incentivo a construção civil e obras de infraestruturas.
Considerando a Tabela 1 a seguir, constata-se que a produção de blocos/tijolos, representa mais da metade do volume produzido.
Tabela 1 – Dados da indústria cerâmica no Brasil.
Fonte: Adaptado ANICER (2015).
Segundo o Anuário Estatístico do Setor de Transformação de Não Metálicos do Ministério de Minas e Energia (MME) (2017), o Brasil se destaca como notável provedor de materiais para alvenarias e coberturas para fins residenciais e comerciais. Ainda conforme o MME (2017), estima a produção de massa média de 2,0 kg/peça, considerando a estimativa de produção de peças cerâmicas do ano de 2016 de aproximadamente 63,6 bilhões peças/ano, pode-se concluir o emprego de 140 Milhão de Tonelada (Mt) de argila.
A seguir a Figura 2, retrata de forma discriminada por regiões a produção dos produtos cerâmicos.
Figura 2 - Produtos por regiões.
Fonte: Estudo Técnico Setorial da Cerâmica Vermelha (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial – ABDI, 2016).
Produto Nº Aproximado de Empresas Produção Aproximado do Área (%)
Blocos/Tijolos 4346 63
Telhas 2547 36
_____________________________________________________________________________________________ O segmento da indústria cerâmica é voltado para empreendimentos e processos minerários de pequeno e médios portes, denominados olarias. Normalmente, as olarias são administradas através do seguimento familiar, por conseguinte, muitas vezes com baixo nível de estruturação, inexistência de qualificação adequada e o baixo nível de conhecimento técnico, são fatores expressivos (MME, 2017). A seguir, na Tabela 2, o número de olarias por regiões.
Tabela 2 – Número de olarias por região no ano de 2011.
Fonte: Estudo Técnico Setorial da Cerâmica Vermelha (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial – ABDI, 2016).
Conforme a Tabela 3, a região Norte conter o maior número de olarias, enquanto que os estados de São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul, são os maiores produtores de cerâmica vermelha, constituem cerca de 44% da produção brasileira no ano de 2012 (ABDI, 2016).
Tabela 3 – Número de empresas por estado no ano de 2011.
Fonte: Estudo Técnico Setorial da Cerâmica Vermelha (ABDI, 2016).
No estado Rio Grande do Sul, região de estudo do presente trabalho, comporta cerca de 1.200 olarias, correspondendo a empreendimentos de pequeno porte, produção de forma artesanal/empírica, sem estudo técnico, tampouco, com controle de qualidade e emprego de mão-de-obra qualificada (SOARES et. al, 2004).
Região Olarias Não Olarias Total Proporção (Olarias/Total)
Sul 611 1.342 1.953 31,29% Sudeste 449 1.358 1.807 24,85% Nordeste 605 964 1.569 38,56% Norte 682 251 933 73,10% Centro-Oeste 331 305 636 52,04% Estado RS SC PR SP RJ MG ES BA SE AL PE PB RN CE Nº Empresas 708 625 620 750 220 740 110 338 100 55 180 100 186 400 Estado PI MA PA TO AM AC AP RO RR GO DF MS MT Nº Empresas 60 150 570 60 100 21 40 80 13 350 15 120 150
2.3 USO DA CERÂMICA NA CONSTRUÇÃO CIVIL
De acordo com Ambrozewicz (2012), a definição para materiais cerâmicos, é o processo continuo que consiste na moldagem, secagem e cocção das argilas e/ou misturas contendo argilas, que acarretam em uma pedra artificial.
A indústria cerâmica no território brasileiro, tem se mostrado um seguimento expressivo para uso destinado a construção, assim como, um fator de desenvolvimento econômico e até mesmo social, pois abrange empreendimentos que vão desde caráter artesanal até empresas de grande porte, no processo produtivo (NASCIMENTO, 2011).
2.3.1 Tijolo Maciço
A NBR 15270-1 (ABNT, 2017a) descreve o tijolo cerâmico maciço, como constituinte da alvenaria possuinte de todas as suas faces plenas.
Já Isaia (2007) e Ambrozewicz (2012), retrata o tijolo maciço como componente da cerâmica vermelha introduzido na execução de alvenarias, produzidos por extrusão ou prensagem, e fazendo necessário apresentar em forma de paralelepípedo. Também podem ser designados de tijolo de barro cozido (ANGST, 2013).
2.3.2 Blocos Cerâmicos (ou tijolos furados)
Os blocos cerâmicos também são conhecidos popularmente como tijolo furado, estes são encontrados de várias formas, da mesma maneira que possuem aspecto em paralelepípedo, as dimensões e número de furos, estão relacionados conforme a região de produção, (AMBROZEWICZ, 2012).
Isaia (2007) expõe que blocos cerâmicos podem ser categorizados como blocos de vedação ou blocos estruturais, havendo inúmeros dimensionamentos.
_____________________________________________________________________________________________
2.3.3 Tijolos Especiais
Relatado como tijolos que são elaborados com aplicabilidade particular, isto é, dimensões e formatos particulares, em geral, são moldados por extrusão (AMBROZEWICZ, 2012).
2.3.4 Tijolos Aparentes
Ambrozewicz (2012), define como tijolos maciços ou furados que possuem elevada qualidade, seu procedimento de produção é de elevada prudência, apresentam um estágio de maior vitrificação e baixa porosidade em comparação aos tijolos comuns, a sua aplicação é empregada onde se pretende alcançar boa aparência.
2.3.5 Telhas Cerâmicas
Disposto como um material de cobertura, produzidos através de prensagem, onde seu dimensionamento é minucioso, na sua fabricação precaução é para que não ocorra efeitos significativos de retração no processo de secagem, para este fim, para sua confecção usa-se argilas mais secas (AMBROZEWICZ, 2012).
Segundo Isaia (2007), aborda as distintas telhas cerâmicas, tais como, telhas planas de encaixe, telha composta de encaixe, telha simples de sobreposição e telhas planas de sobreposição. Ainda em conformidade com o autor, que descreve que as telhas cerâmicas possuem um fundamental requisito, de não conceder percolação de água quando é exposta a variações sazonais.
2.4 RESÍDUOS SÓLIDOS AGROINDUSTRIAIS
Segundo Toller (2016), a ascensão dos setores agroindustrial e agrícola com parâmetros crescente na sua produção e transformação em produtos, são oriundos do aumento populacional juntamente com o maior poder aquisitivo das famílias, por outro lado a este crescimento destes setores, são os resíduos agroindustriais.
O processo de beneficiamento, até a obtenção do produto desejado pelas indústrias, apresenta impactos ambientais (TOLLER, 2016), assim como, a disposição dos resíduos oriundos desses processos e sua respectiva destinação inadequada é uma constante preocupação para as administrações municipais e por profissionais da área (FAGUNDES, 2009).
Pedrosa (2013), ainda destaca o elevado potencial de poluente dos resíduos agroindustriais, pois não podem ser considerados como lixo, por conter valor econômico, desta forma, podem sofrer processos e reaproveitados pelo setor.
Os impactos negativos sobre o meio ambiente através da disposição inadequada destes resíduos, acarretam em contaminação de corpos d’água, assoreamento, proliferação de vetores, aliado a poluição visual, mau odor (MUCELIN; BELLINE, 2008), ou seja, favorece a contaminação do solo, ar e das águas superficiais e subterrâneas (ALCÂNTARA, 2010 apud OLIVEIRA, 1999).
A NBR 10004 (ABNT, 2004) “classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que possam ser gerenciados adequadamente”. Os resíduos são classificados quanto a duas classes, os resíduos da classe I, considerados perigosos e os resíduos da classe II o qual são divididos em A – não inertes e B- inertes.
2.4.1 Casca de Arroz
A casca de arroz é considerada como um dos resíduos agroindustriais mais abundantes, apresenta aspecto fibroso, composto por celulose, lignina e abundância em sílica, devido a sua baixa densidade e de caráter volumoso (DELLA; KHUN; HOTZA, 2005).
Foletto (et al., 2005) ainda descreve algumas características da casca de arroz, como a composição de hemicelulose, da mesma maneira, que fisicamente ela se destaca por ser a camada de proteção do grão de arroz.
O continente Asiático sobressai no que se refere a produção mundial de arroz, ocupando o topo do ranking, o Brasil destaca-se por ocupar o nono (9º) lugar da produção internacional se sobressaindo como principal polo do ocidente (FAOSTAT, 2019).
_____________________________________________________________________________________________ Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (2016), o índice de área plantada no Brasil em 2016, destinada ao cultivo de arroz, sucedeu-se em aproximadamente 2.004.643 hectares, decorrendo de 1.943.938 hectares de área colhida, conforme a Tabela 4, dessa maneira, dispondo de uma produção com mais de 10 milhões de toneladas, alcançando um rendimento médio do insumo em 5.464 kg/ha.
Tabela 4 - Principais produtos e indicativos da produção nacional de 2016.
Fonte: IBGE, Produção Agrícola Municipal (2016).
A maior concentração de área plantada e de produção deste insumo, localiza-se nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, ambos os estados são responsáveis pelo cultivo de 80,4% do território nacional. A produção nacional de 2016 foi de R$ 8,7 bilhões (IBGE, 2016).
Ainda segundo dados do IBGE (2016), o estado Rio Grandense, se destaca como o maior produtor do insumo no território nacional, atingindo uma produção acima dos 8 milhões de toneladas, conquistando um excelente rendimento médio.
O Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA) (2017), entidade publica, administrada pelo Estado do Rio Grande do Sul, cuja finalizada é promover o desenvolvimento sustentável do setor orizícola, elabora boletins sobre a produção municipal das safras em períodos anuais.
A Tabela 5, traz a compilação dos principais dados da produção de arroz no Estado, onde se destaca a região da Fronteira Oeste, a qual abrange os municípios de Uruguaiana, Itaqui, Alegrete e São Borja, com maior índice de produção no estado do insumo, correspondente aproximadamente 30%.
Plantada (ha) Colhida (ha)
Soja (em grão) 33.309.865 33.153.679 96.296.714 2.905 104.898.732 Milho (em grão) 16.039.474 14.958.862 64.143.414 4.288 37.668.722 Feijão (em grão) 2.946.801 2.584.170 2.615.832 1.012 9.740.089 Arroz (em casca) 2.004.643 1.943.938 10.622.189 5.464 8.725.929 Algodão herbáceo (caroço de
algodão) (1) 1.002.302 996.188 2.113.102 2.121 6.909.528 Trigo (em grão) 2.167.539 2.166.170 6.834.421 3.155 4.032.961 Amendoim (em casca) 154.912 154.556 564.785 3.654 911.348 Sorgo granifero (em grão) 621.028 558.189 1.154.456 2.068 509.649
Aveia (em grão) 335.509 335.434 878.713 2.620 398.000
Cevada (em grão) 91.055 91.055 379.687 4.170 227.399
Girassol (em grão) 62.689 61.167 80.695 1.319 85.141
Mamona (em baga) 46.929 44.351 24.620 555 40.019
Triticale (em grão) 17.063 17.063 46.253 2.711 19.951
Centeio (em grão) 3.469 3.469 6.477 1.867 3.974
Total 58.723.526 56.990.061 185.761.358 74.171.442 Área Quantidade
produzida (t)
Principais produtos Rendimento
médio (kg/ha)
Valor da produção (1.000 R$)
Tabela 5 – Safra 2016/17 de arroz no estado do Rio Grande do Sul.
Fonte: Adaptado IRGA, Produção Municipal 2016/17.
Para alcance do produto final de consumo presente na mesa das famílias, o processo de beneficiamento é submetido por algumas etapas, com proposito de aquisição do produto desejado, seja este, arroz parboilizado, integral ou o tradicional arroz branco (LORENZETT; NEUHAUS; SCHWAB, 2012).
Ainda conforme os autores, descrevem que o beneficiamento para obtenção do arroz, passa por cerca de três setores, ou seja, produção, beneficiamento e comércio, dado que, o setor de beneficiamento é o mais importante para atingir o produto final.
A seguir, a Figura 3 apresenta através de um fluxograma todas as etapas que são realizadas para obter o arroz em valor comercial, integralmente, são realizadas sete (7) etapas.
Figura 3 - Fluxograma das etapas do beneficiamento do arroz.
Fonte: Adaptado Lorenzett, Neuhaus e Schwab (2012).
Semeada Colhida
Fronteira Oeste 320.778 320.778 8.327 2.671.084
Campanha 168.581 168.542 8.138 1.371.594
Central 144.055 143.726 7.351 1.056.580
Planície Costeira Interna 150.253 150.156 7.526 1.130.120 Planície Costeira Externa 138.766 138.766 6.918 960.050
Zona Sul 184.094 184.094 8.460 1.557.397
Total 1.106.527 1.106.062 7.908 8.746.825 Área (ha) Produtividade
(kg/ha) Produção (t) Região
_____________________________________________________________________________________________ 2.4.1.1 Geração de Resíduos
Segundo Freire (et al., 2000), as atividades oriundas de processos industriais original um elevado volume de resíduos, esses empreendimentos, frequentemente são responsáveis por acidentes ambientais e até mesmo por contaminações, devido ao acumulo de matérias primas, transporte, disposição inadequada e/ou a inexistência de programa de destinação dos resíduos sólidos.
A indústria de alimentos e seu respectivo beneficiamento, promove inúmeros resíduos com grandes potências de reutilização, o setor de beneficiamento de arroz, vem se destacando como setor que demonstra preocupação com o meio ambiente e com isso, vem adotando medidas de diminuição em impactos ambientais (SAIDELLES et al., 2012).
O resíduo, casca de arroz gerado no beneficiamento do insumo é classificada conforme a NBR 10004 (ABNT, 2004), como resíduo solido de classe II não inerte, possuindo propriedades com combustibilidade e biodegradabilidade.
Em vista disso, a Tabela 5 expõe dados da safra de arroz dos anos de 2016/2017 do estado do Rio Grande do Sul, delimitado por regiões, a partir disso, a fronteira oeste, local do presente trabalho, obteve na respectiva safra 2.671.084 toneladas do insumo, considerando o descrito por Della, Kuhn e Hotza (2001), sobre o volume corresponde somente a casca de arroz, teríamos um volume estimado em 614.349 toneladas resíduos.
2.4.1.2 Destinação Final
A Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler (FEPAM) (2011), se refere a casca de arroz com fonte de contaminação e poluição, eficaz em impactar o meio ambiente e até mesmo influenciar na saúde pública, quando este resíduo é passível de intervenções improprias de gerenciamento.
A partir disso, a FEPAM estabeleceu a Diretriz Técnica Nº 002/2011 – Gestão de resíduos caracterizados como casca de arroz e cinzas resultantes do processo de queima da casca, a
respectiva diretriz estabelece que empreendimentos de beneficiamentos de arroz, deverão efetuar uma proposta de destinação final ambiental correta do resíduo (casca de arroz) gerado.
A Diretriz Técnica Nº 002/2011 da FEPAM, item 4, possibilita alternativas para correto gerenciamento do resíduo, os mesmos serão descritos a seguir:
Alternativa 01: Viabilizar instalações para armazenamento temporário e posterior destinação final;
Alternativa 02: Utilizar o resíduo gerado (casca de arroz) no decorrer do próprio processo industrial, como meio combustão;
Alternativa 03: Sugere a destinação do resíduo para atividades licenciadas de terceiros, tendo como possíveis destinos, a utilização como combustível, agregação em solo agrícola, disposição final em aterros e/ou centros de disposição final de resíduos;
Alternativa 04: Indica a instalação de um aterro de propriedade da empresa gerado do resíduo, para sua disposição final;
Alternativa 05: Indica a viabilidade de instalação de uma unidade de compostagem para o resíduo;
Alternativa 06: Emprego do resíduo em solo agrícola;
Alternativa 07: Destinação do resíduo para unidades licenciadas de terceiros, com emprego como carga ou matéria-prima para outros processos industriais;
Alternativa 08: Possibilidade de emprego em novas tecnologias para utilização do resíduo. Todavia, a destinação inadequada deste resíduo, abrange grandes áreas, comumente, a casca de arroz é deposita a céu aberto em faixas de domínio de estradas e até mesmo em margens de rio (DELLA; KUHN; HOTZA, 2005).
No entanto, além das alternativas sugeridas pela diretriz técnica da FEPAM citada anteriormente, alguns pesquisadores, destacam outras alternativas para destinação final, tais como, biomassa para geração de calor e na construção civil, através da incorporação na massa de blocos e telhas cerâmicas, ocasionando em matérias mais leves e com propriedade térmica mais eficiente (POUEY, 2006).
_____________________________________________________________________________________________
2.4.2 Serragem
A madeira é disposta como uma matéria-prima antiga utilizada pelo homem em suas construções, além disso, é renovável e natural, esta quando empregada de maneira correta, é de caráter sustentável, todavia, a falta de percepção do indivíduo quanto a sua utilização equivocada, necessita, portanto, de atenção quanto a sua preservação para que este material venha se tornar uma matéria-prima durável (ALMEIDA, 2011).
Para contextualizar o item a ser descrito a seguir, precisamos diferenciar os resíduos madeireiros, conforme:
Maravalha: É oriunda do beneficiamento da madeira Pinus, originada do processo de denominado “desengrosso”, onde é introduzida por uma plaina, o resíduo gerado nesse processo é chamado de maravalha (SILVA, 2013). Com dimensões menores que 2,50 mm (FONTES, 1994).
Serragem: É derivada do emprego da serra, apresenta dimensões entre 0,5 a 2,50 mm (FONTES, 1994).
2.4.2.1 Industria e Beneficiamento
Indiferente da espécie de indústria madeireira, tem como efeito conduzido seja de maneira primária ou secundaria do processo da madeira, a consecutiva geração de resíduos (CERQUEIRA et al., 2012).
De acordo com Estudo Setorial da Associação Brasileira da Indústria de Madeira Processada Mecanicamente (ABIMCI, 2009), destaca a produção de madeira serrada, fundamentada em espécies de folhosas tropicais, no entanto, o volume de produção mais significativo é oriundo de reflorestamento (Pinus e Eucalyptus).
Para melhor entendimento a Figura 4, expressa o fluxograma do beneficiamento da produção de madeira serrada.
Figura 4 - Fluxograma do processo produtivo de uma madeireira
Fonte: ABIMCI (2009).
2.4.2.2 Geração de Resíduos
Na maioria das vezes, os resíduos provocados no beneficiamento da madeira, é no processamento primário, apesar da representação do volume seja em conformidade a diversos fatores, como maquinário empregado, tipo de processo, dimensões e características (CERQUEIRA et al., 2012).
De forma genérica, o volume gerado de resíduo pelo empreendimento madeireiro, mesclado de serragem e cavaco, é correspondente ao volume da madeira após o seu beneficiamento, isto é, o produto final obtido após o beneficiamento da madeira bruta, 50% do volume total é convertido em madeira beneficiada e 50% e serragem e cavaco (GAVA, 2005 apud GONÇALVES et al., 2002).
Segundo a Associação Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas (ABRAF) (2013), no território brasileiro são gerados anualmente aproximadamente 41 milhões de toneladas, originários resíduos sólidos de processos industriais em madeireiras e colheita floresta.
_____________________________________________________________________________________________ 2.4.2.3 Reaproveitamento
Cerqueira et al. (2012), expõe a importância do aproveitamento dos resíduos do setor madeireiro para sucessiva racionalização dos recursos naturais, isto proporciona opções socioeconômica, assim como, para o gerenciamento dos resíduos sólidos industriais.
Gava (2005), relata que a comercialização dos resíduos procedentes da indústria madeireira é comercializada para indústrias que necessitam de matérias propagadoras combustão, exemplificando as olarias, além da destinação para ser utilizada com subproduto, como para fabricação de painéis de MDF e OSB.
Através do estudo realizado por Cerqueira et al. (2012), foi possível constatar que a geração dos principais resíduos sólidos das serrarias é composta por serragem 36,17%, lenha 25,53% e maravalha 23,40%.
Visto que, os resíduos sólidos da madeira, podem acarretar em problemas ambientais, tais como, poluição e assoreamento de cursos hídricos, perde de áreas devido a sua acumulação e poluição do ar causado pela sua queima (BRAND et al., 2002).
2.4.2.4 Destinação Final
Segundo Fagundes (2003), a disposição final adequada dos resíduos originários do processamento da matéria-prima é imprescindível, pois mesmo que ocorra alteração biológica, as pilhas do resíduo em determinadas áreas poder advir a graves impactos ambientais.
Paixão, Ferreira e Stachiw (2014) descrevem que a serragem apresentada como um subproduto proveniente do beneficiamento da madeira, são destinados para queima e consecutiva geração de energia térmica em olarias.
Alguns resíduos, como a serragem podem ser inseridas a argila na produção de peça cerâmicas (MORI et al., 2011). Ainda em conformidade com os autores, o emprego de materiais ligno-celulósicos, como é o caso da serragem, acarreta na diminuição do peso do material, alguns estudos comprovam essa redução de peso em até 30% do tijolo maciço cerâmico.
2.5 DEGRADAÇÃO DO MEIO AMBIENTE
A extração dos recursos naturais, faz parte da história humana, entretanto, pouco se debate a possibilidade de esgotamento dos mesmos (PORTELA; GOMES, 2005).
O impacto gerado sobre o meio ambiente, é de caráter negativo, ainda mais com a jazida, não atendendo aos condicionantes estabelecidos pelos departamentos de regularização e fiscalização (KEMERICH et al., 2011).
Em vista disto, Portela e Gomes (2005), descrevem os principais impactos ocasionados devido a uma jazida, isto é, desmatamento da vegetação nativa, poluição do ar, poluição do solo, construção de moradias em locais e regiões inadequadas, violação da legislação e possibilidade de esgotamento da jazida.
A retirada da vegetação nestes locais pode acabar originando a compactação do solo, provocado pela chuva (SUZUMURA; SOUZA, 2009)
Ainda em conformidade com os pesquisadores, muitas das olarias ficam em regiões afastadas da área urbana, com isso, muitas vezes se tornam locais de destinação inadequada de lixo, consequentemente dificulta o processo de drenagem natural das águas.
Outro grave problema ambiental gerado pelas áreas de extração, são o abandono, normalmente a forma de extração destas olarias, é de forma manual, com isso não se obtém uma profundidade elevada, ocasionando o seu respectivo abandono (PORTELA; GOMES, 2005).
2.5.1 Processo de Extração
A lavra de argila é um costume praticado a muitos anos, a qual seria indispensável para a nossa atualidade sem esta matéria-prima (JACOMETI; FERREIRA, 2011).
O processo de lavra de uma jazida de bem mineral traz como consequências a degradação do solo, com isso, diretamente afetado a fauna e flora da área, caso não seja realizada de forma adequada (SILVEIRA, 2017).
_____________________________________________________________________________________________ 2.6 PROPRIEDADES DA ARGILA
Bauer (2005), evidencia que os produtos cerâmicos de uma forma geral oriundos da argila, são estabelecidos por três parâmetros de suma importância, plasticidade, retração e efeito do calor.
Ambrozewicz (2012, p. 320-321), descreve essas características da seguinte forma: Plasticidade: “É a propriedade que um corpo possui de, após deformado quando submetido
a uma força, conservar a deformação quando esta é retida”;
Retração: “É a propriedade que as argilas têm de variarem de volume com o teor de umidade”;
Porosidade: “É a relação entre o volume de vazios e o volume aparente total de uma peça cerâmica”;
Efeito do calor: “Uma maior quantidade de água presente na argila facilita a homogeneização, aumenta a plasticidade e facilita a moldagem. Porém, além de uma maior retração, gasta-se mais energia para secagem e queima”.
2.7 PRODUÇÃO DO TIJOLO
O processo de fabricação das peças cerâmicas, pode ser estabelecido em etapas, bem como, extração do solo, preparação da massa, moldagem, secagem, queima e resfriamento (ISAIA, 2007).
2.7.1 Processo de Extração de Argila
A extração da argila para fabricação das peças cerâmicas, ocorre a céu aberto de maneira mecanizada ou manual (SILVEIRA, 2017). Seguidamente transportada até a pátio da olaria, onde realiza-se o beneficiamento, tais como, moagem e britagem, que tem por finalidade a redução de granulometria deste material (REIS, 2007).
As argilas lavradas de jazidas a céu aberto, geralmente exibem distintos teores de umidade (SILVA, 2009), desse modo, segundo Dantas Neto (2007) apud Silva (2013) podem ser classificadas conforme a Tabela 6.
Tabela 6 – Classificação das argilas conforme o teor de umidade relativa.
Fonte: Dantas Neto (2007) apud Silva (2013).
O autor ainda ressalta, que alguns parâmetros para qualidade do material extraído devem ser levados em consideração, bem como, o local onde encontra-se a jazida, o clima da região e os métodos empregados no processo de lavra.
O processo de lavra normalmente é realizado com o auxílio de pás carregadeiras, tratores esteira e retroescavadeira, posteriormente é transportada através de caminhões basculantes até o respectivo depósito de minério (ANGST, 2013).
2.7.2 Preparação da Massa
No empreendimento, a manipulação da massa cerâmica está fundamentada na composição de diferenciadas argilas, majoritariamente empregado argila denominada popularmente como “gorda”, por compreender óxido de ferro em sua composição, identifica-se essa argila com base na sua coloração, visto que no seu estado úmida, apresenta cor avermelhada e após a consolidação da peça retrata a cor marrom. Já a argila denominada “magra”, apresenta em sua composição a existência de elementos não argilosos, por exemplo, quartzo. Seu reconhecimento é devido a sua coloração após a consolidação da peça cerâmica passar a ser marrom claro (REIS, 2007).
Silva (2009), também afirma a confecção das peças cerâmicas através da combinação de dois ou mais diferentes tipos de argila. Já Angst (2013), descreve que o propósito da preparação da massa é regular a granulometria da argila e remover impurezas, para a etapa de moldagem da peça cerâmica.
Ainda conforme o autor, essa preparação da massa normalmente ocorre nos empreendimentos através processo de sazonamento, que corresponde exteriorização as
Argila Seca Semissecas Semiúmidas Úmidas Umidade Relativa (% ) até 6% 7% a 10% 11% a 18% Maior que 18%
_____________________________________________________________________________________________ intempéries, essa circunstância faz com que se transcorram modificações na sua propriedade, como a desagregação de torrões e aumento da reatividade.
Ambrozewicz (2012) ainda informa que os processos naturais se baseiam em procedimentos comuns, do modo que a estocagem do minério em deposito sob intempéries para lavagem e desagregação, consistem em métodos artesanais, empregado em olarias de pequeno porte.
Conforme estudos de Reis (2007), a indústria de fabricação de cerâmica, principalmente a cerâmica vermelha consegue absorver inúmeros resíduos oriundos de vários setores industriais e agroindustriais. Estes podem ser provenientes, da construção civil, indústria vidreira, lodos de tratamento de efluentes, indústria têxtil, indústria de papel, indústria de curtume, indústria siderúrgica e várias outras.
Berni, Bajay e Gorla (2010), expõe a incorporação de resíduos oriundo de outras indústrias como alternativa como redução de custos, embora a questão ambiental seja mais explicita, estes resíduos geralmente são provenientes de serrarias.
2.7.3 Moldagem
Segundo Isaia (2007), essa etapa do processo pode ser denominada moldagem ou conformação das peças, podendo ser executada pelo método de extrusão ou por prensagem, sendo o método de extrusão o mais empregado na fabricação de tijolos.
Pelo método de extrusão, a massa deve ser moída por via úmida, sendo os valores normalmente empregado de umidade, entre 20% a 30%.
Em vista disto, para que o método de extrusão seja empregado, a massa deverá estar em uma plasticidade adequada para que possa ser moldada (REIS, 2007).
2.7.4 Secagem
Reis (2007), descreve que posteriormente a moldagem, os tijolos são levados para a secagem, sendo esta realizada de forma natural, portanto, os tijolos permanecem um tempo médio
de 10 dias em caso de tempo bom ou 30 dias ou mais em caso de tempo úmido ou frio. Caso esta etapa venha ocorrer de forma artificial, serão somente necessárias 72 horas de secagem.
2.7.5 Queima e Resfriamento
De acordo com Isaia (2007), o aquecimento da argila ocasiona mudanças físico-químicas irreversíveis, que alteram suas características.
O autor descreve de outra forma o processo de queima da argila, no início do aquecimento, até atingir 150°C ocorre a evaporação da água, com a temperatura em torno dos 600°C inicia-se a evaporação da água absorvida, a partir disso, ocorrem diversas reações químicas, como a desidratação química e a decomposição de matéria orgânica contida na argila, posteriormente a oxidação e padecendo com o processo de vitrificação da argila, com a temperatura a cerca de 800°C a 1100°C. Para a queima de tijolos de cerâmica vermelha, recomenda-se a temperatura máxima de 800°C a 1100°C.
No decorrer na queima, conforme a temperatura vai se elevando, a cor da argila vai se modificando, primeiramente em rósea, sucedendo com o escurecimento, posteriormente obtendo tons de marrom, caso a temperatura esteja muito elevada, ainda poderá atingir a cor preta.
Alguns tijolos, após a sua queima, podem apresentar manchas de cor preta na sua parte central, isso ocorre pelo fato da argila apresentar alta quantidade de matéria orgânica (acima de 0,1%) e óxido de ferro, esse defeito, pode ser denominado de “coração negro”.
Após a etapa da queima, os tijolos devem ser expostos ao resfriamento, este deve ocorrer de forma lenta, normalmente este período varia de 8 a 24 horas.
2.8 TIPOS DE FORNOS
Segundo Isaia (2007), os fornos podem ser de forma intermitentes ou contínuo, a seguir serão especificados detalhadamente:
_____________________________________________________________________________________________ Forno Intermitente: São mais adequados para queima de pequenas quantidades:
o Forno Paulistinha: De forma retangular, possui queimadores nas laterais, seu uso é geralmente empregado na queima de telhas, entretanto, o mesmo não possui economia e de difícil operação, conforme demonstra na Figura 5;
Figura 5 – Forno paulistinha.
Fonte: Anicer (2003).
o Forno Abóbada: Mais adequado para queimas de telhas cerâmicas, mesmo possuindo deficiência de qualidade e produtividade, todavia, é mais econômico e de fácil manipulação. A velocidade de aquecimento é relativamente alta, podendo ocorrer a queima do material, a Figura 6, exposta a seguir, demonstra as características geométricas do forno em questão;
Figura 6 - Forno tipo abóboda.
Fonte: Sebrae RN, (2014).
Fornos Contínuos: Possuem uma maior economia e de fácil operação, o carregamento das peças é de forma continua sem interrupções, este tipo de forno voltado para grandes produções e exige conhecimento técnico para operação;
o Forno Hoffmann: Sendo o mais comum, possui economia e fácil operação, boa produtividade e baixo consumo de energia. Se utiliza o ar oriundo das câmaras antecessoras, abaixo em conformidade com a Figura 7, demonstra a estrutura do forno;
Figura 7 – Forno Hoffmann.
_____________________________________________________________________________________________ o Forno Túnel: Tem um ótimo rendimento energético e operacional, as peças são
montadas sobre uma base de cerâmica, em cima de carros metálicos (vagonetas), que posteriormente são introduzidas dentro do forno, conforme demonstrado na Figura 8.
Figura 8 - Forno túnel.
3 MÉTODO DE PESQUISA
3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA
A pesquisa realizada neste trabalho, foi de maneira exploratória, onde utilizou-se de referências bibliográficas, estudo de caso e ensaio em laboratório. A pesquisa do referido trabalho, se iniciou em março de 2018, a partir da análise granulométrica do solo da área de interesse de estudo, posteriormente, o estudo de caso, demais ensaios realizados em laboratório e levantamento bibliográfico. No decorrer deste capitulo, serão abordados com mais esclarecimento.
A metodologia da pesquisa exploratória consiste, no aprofundamento do estudo com finalidade de torna-lo mais persuasivo ou levantar inquisições relevantes para o decorrer da pesquisa (RAUPP; BEUREN, 2006).
3.2 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO
Inicialmente coletou-se amostra de solo da jazida, aproximadamente 50 kg, para realização do ensaio de analise granulométrica em conformidade com a NBR 7181 (ABNT, 2018).
O ensaio foi executado através da combinação de sedimentação e peneiramento, regido pela NBR 7181 (ABNT, 2018). O respectivo ensaio, apresenta o resultado em forma de gráfico, onde o mesmo tem objetivo de fazer a distinção do tamanho das partículas.
3.3 ESTUDO DE CASO
Previamente, evidencia-se a inexistência de normativas vigentes sobre a fabricação de tijolos, por este motivo se estudou e será descrito a seguir,
Múltiplos autores, como Isaia (2007), Angst (2013), Ambrozewicz (2012) e Reis (2007), apresentam em suas pesquisas o processo de produção de produtos cerâmicos, comumente semelhantes, com suas particularidades, no entanto, não registros de normativas vigentes que estabelecem um padrão de produção.
_____________________________________________________________________________________________ A pesquisa foi embasada na existência de olarias que produzem tijolos maciços envolvendo agregados em sua mistura, no município de São Borja, fronteira oeste do estado do Rio Grande do Sul.
A seguir, na Figura 9, o levantamento de olarias que produzem o tijolo de forma empírica no município, os pontos em cor laranja presente na figura abaixo, representam as olarias existentes e o ponto em cor amarela se refere a olaria pesquisada para este trabalho.
Figura 9 - Mapeamento das olarias presentes no município.
Fonte: Adaptado Google Earth Pro (2018).
O objetivo deste estudo é avaliar em conformidade com as normativas vigentes, se o tijolo que vem sendo produzido no município a várias gerações.
Com base na visita in loco, constatou-se a seguinte linha de produção do tijolo maciço. Primeiramente, é realizado a extração do solo, onde está é realizada de forma manual, em áreas de lavra a céu aberto, entretanto, a área em questão não possui nenhuma regularização perante a Agência Nacional de Mineração (ANM) ou em qualquer outro órgão fiscalizador, isto é, a olaria
do respetivo estudo, não possui nenhuma licença ambiental para atividade pratica. A olaria do caso de estudo, informou que compra o solo de terceiros, pois é tecnicamente e financeiramente mais viável para a produção.
Posteriormente, realizada a homogeneização dos constituintes da massa. A dosagem empregada é determinada por uma ferramenta manual, ou seja, utiliza-se um carrinho de mão como medida de volume.
Para isso, utilizou-se um carrinho de mão de solo, um de resíduo, casca de arroz e um de resíduo, serragem, isso é, traço de 1:1:1 (Solo: Casca de Arroz: Serragem), a Figura 10, traz as pilhas de agregado visualizadas na olaria.
Figura 10 - Pilhas de Agregado, casca de arroz e serragem.
Fonte: Autoria própria (2019).
A seguir, insere-se os materiais em uma espécie de misturador, este é movido a trado animal (Figura 11), o material pré homogeneizado (solo, casca de arroz e serragem) é inserido dentro do misturador pela parte superior, no interior do mesmo é composto por aço com diâmetro de 5,0 mm, que se encontram de maneira intercaladas, de modo que no girar do misturador, através do trado animal, os constituintes da massa do tijolo, se misturem de forma mais homogênea possível.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 11 - Misturador a trado animal.
Fonte: Autoria própria (2019).
Segundo os responsáveis da olaria, não existe um número exatos de voltas, o material inicialmente inserido pela parte superior e desloca-se para fora pela extremidade inferior do misturador (Figura 12), após a avaliação visual da massa que é determinado, se atende a consistência desejada. Passando para a próxima etapa da produção.
Cabe ressaltar, que a determinação do volume de água empregado, não corresponde a uma medida exata, é empregado conforme se julga necessário.
Figura 12 - Massa homogeneizada.
Subsequentemente a homogeneização da massa é realizada com moldagem do tijolo, que é efetuada em uma forma de aço (Figura 13), com dimensionamento de 15 x 20 x 5 cm (Largura x Comprimento x Altura).
A moldagem do tijolo executada da seguinte forma, se coloca parte da massa homogeneizada dentro da forma de aço e a seguir se retira o excesso da massa na extremidade superior, nivelando com a forma. Salientando que a forma de aço é emergida dentro da água anteriormente o processo de moldagem.
Figura 13 - Forma de moldagem do tijolo.
Fonte: Autoria própria (2019).
Após retira-se os tijolos do molde, deixando expostos numa espécie de pátio de descanso, tal processo é realizado para que ocorra a evaporação das faces externas do tijolo. O período de descanso é de aproximadamente 5 a 6 horas, equivalente um período do dia, ou seja, uma manhã ou tarde.
Mais tarde, o tijolo na sua forma final é removido do pátio de descanso e empilhado 4conforme demonstra na Figura 14.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 14 - Vista geral da olaria.
Fonte: Autoria própria (2019).
Este aspecto de empilhamento (Figura 15) de acordo com os oleiros é para haja a evaporação de toda a água contida no tijolo, esse processo transcorre por aproximadamente uma semana em condições de clima favorável e até duas (02) semanas para condições climáticas desfavoráveis.
Figura 15 - Empilhamento dos tijolos.
Por fim, o tijolo é transposto para um empilhamento conforme demonstrado na Figura 16, que servira como forno para a queima das peças. A queima é realizada através da combustão de madeira, introduzida nas aberturas situadas na parte inferior.
Figura 16 - Forno.
Fonte: Autoria própria (2019).
Após a queima e consecutivo resfriamento, o tijolo é destinado a comercialização.
3.3.1 Estudo da Dosagem dos Resíduos
Após o acompanhamento do processo integral de fabricação empírica do tijolo maciço, se analisou a alternativa de produzir tijolos com um volume elevado de agregados, com intuito de moderar o processo de lavra de argila.
Visto que, comumente as áreas de extração mineral de pequeno porte, para uso imediato na construção civil, decorre de processos de produção e tecnologias de mineração inadequadas (MANFREDINI, 2003). Ainda conforme o autor, empreendimentos minerários de pequeno porte, posteriormente o esgotamento da jazida, são frequentemente abandonados, implicando em amplos impactos ambientais.
Através da análise da fabricação executada, obteve-se o parâmetro da Tabela 7, salientando, utilizou-se como estimativa o volume do carrinho de mão comercial, 0,055 m³.
_____________________________________________________________________________________________ 01 – Carrinho de mão de argila;
01 – Carrinho de mão de casca de arroz; 01 – Carrinho de mão de Serragem.
Tabela 7 – Dosagem dos constituintes do tijolo normalmente produzidos.
Fonte: Autoria própria (2019).
3.3.2 Coleta dos Tijolos
Os tijolos maciços coletados na olaria, decorrendo da identificação dos lotes e mais tarde, transportados até o laboratório de engenharia civil da UNIJUÍ (LEC), para efetuar os ensaios.
No LEC, delimitou-se o número de 26 tijolos maciços por dosagem, visto que a NBR 15270-1 (ABNT, 2017a), determina 02 (duas) amostragens, cada uma com 13 unidades de corpos de prova (tijolos) para execução dos ensaios. Posteriormente, decorreu da numeração destes, como base de identificação, conforme a Figura 17.
Figura 17 - Identificação dos tijolos maciços.
Fonte: Autoria própria (2019).
Material Volume (m³) % Argila 0,055 33% Serragem 0,055 33% Casca de Arroz 0,055 33% Total 0,165 100% Dosagem 01
3.3.3 Ensaios Realizados em Laboratório
Para execução dos ensaios em laboratório, sucederam-se em conformidade com as normas brasileiras, NBR 15270-1/2017: Componentes cerâmicos – Blocos e tijolos para alvenaria. Parte 1: Requisitos e NBR 15270-2/2017: Componentes cerâmicos – Blocos e tijolos para alvenaria. Parte 2: Métodos de ensaios.
Contudo, para o presente trabalho, se realizou os ensaios correspondentes a determinação das características geométricas (Anexo A), determinação das características física (Anexo B) e determinação da resistência à compressão dos blocos cerâmicos estruturais e de vedação (Anexo C).
Evidenciando, que para o respectivo trabalho, considerou-se apenas a resistência à compressão para cerâmicas de vedação.
3.3.3.1 Determinação das Características Geométricas
A realização da determinação das características geométricas dos tijolos maciços, aplicou-se os critérios de ensaio determinados no Anexo A da NBR 15270-2/2017.
Segundo a NBR 15270-2 (ABNT, 2017b), para determinação das características geométricas, se analisa parâmetro determinação das faces – dimensões efetivas.
O ensaio de determinação das medidas das faces – dimensões efetivas, consiste na determinação das dimensões do tijolo maciço (Figura 18), largura (L), altura (H) e comprimento (C).
Figura 18 - Locais das medições.
_____________________________________________________________________________________________ Em vista disso, a medição das dimensões conforme o especificado na NBR 15270-2, ocorreu de forma individualizada, através do auxílio de um paquímetro digital para cada tijolo maciço (Figura 19).
Figura 19 - Realização do ensaio de determinação das características geométricas.
Fonte: Autoria própria (2019).
3.3.3.2 Determinação das Características Físicas
Segundo NBR 15270-2 (ABNT, 2017b), o ensaio de determinação das características físicas, compreende a determinação da massa seca e índice de absorção de água.
Deste modo, para determinação da massa seca foram submetidos na estufa a uma temperatura por volta de 100 °C, pelo período e 24 horas. Após este período, retirados da estufa e no mesmo instante pesados de forma individualizada.
Seguidamente, com o intuito de estabelecer a massa úmida foram introduzidos em recipiente com água em temperatura ambiente, completamente submersos (Figura 20).
Figura 20 - Tijolos submetidos a saturação.
Fonte: Autoria própria (2019).
Após o período 24 horas submerso, foram retirados e dispostos em uma bancada (Figura 21), com finalidade de escoamento do excesso de água contida no tijolo.
Posteriormente, com a colaboração de um pano limpo e úmido, removeu-se a água restante de cada tijolo, prosseguindo-se para a pesagem individualmente dos tijolos. De acordo com a NBR 15270-2 (ABNT, 2017b), orienta que esse período de retirada da taque de água e pesagem do tijolo, não ultrapasse o tempo de 15 minutos.
Figura 21 - Disposição dos tijolos para escoamento do excesso de água.
_____________________________________________________________________________________________ Por fim, com os números obtidos através da pesagem individualizada dos tijolos maciços em seu estado seco e úmido, é determinado o índice de absorção d’água.
3.3.3.3 Determinação da Resistência a Compressão
Para realização do ensaio de determinação da resistência a compressão foi executada em conformidade com o Anexo C da NBR 15270-2 (ABNT, 2017b).
Desta maneira, o procedimento inicial do ensaio, ocorreu a partir da identificação dos tijolos cerâmicos, numerando-os e separando equivalente a cada dosagem.
Em seguida, exerceu a elaboração da argamassa, que consistiu no traço de 1:1 (Cimento, Areia) para capeamento das faces dos tijolos cerâmicos. O cimento empregado para elaboração da argamassa, foi o CP – V ARI, conforme o especificado na NBR 15270-2 (ABNT, 2017b).
A NBR 15270-2 (ABNT, 2017b) especifica que as faces do tijolo devem ser regularizadas através de capeamento, onde a espessura da argamassa do capeamento, não transcenda os 3,0 mm. Dessa forma, empregou-se a argamassa em uma superfície plana manuseando o tijolo acima, retirando o excedente de argamassa nas extremidades (Figura 22).
Figura 22 - Capeamento realizado para uma das faces do tijolo maciço.
Após o período de 24 horas aproximadamente, os tijolos foram removidos da superfície e executado novamente de forma equivalente o mesmo processo para a outra face do tijolo (Figura 23).
Figura 23 - Capeamento das duas faces do tijolo maciço.
Fonte: Autoria própria (2019).
Logo após o decorrer de 24 horas, os tijolos com as duas faces capeadas, foram retirados da superfície plana e dispostos em uma bancada.
O ensaio de compressão ocorreu depois de 7 dias, sendo que 24 horas os tijolos ficaram em um tanque de água totalmente submersos, pois conforme recomendação da NBR 15270-2 (ABNT, 2017b), as peças cerâmicas devem ser rompidas em seu estado saturado.
Ainda em conformidade com a NBR 15270-2 (ABNT, 2017b), os tijolos precisam ser posicionados de modo que a carga seja efetuada na orientação em que o tijolo, no caso, é utilizado na obra, ou seja, a carga aplicada na direção perpendicular na face destinada ao assentamento, como demonstra a Figura 24.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 24 - Sentido de aplicação das cargas no ensaio de compressão.
Fonte: NBR 15270-2 (ABNT, 2017b).
Por conseguinte, após o período de 24 horas submersos em água a temperatura ambiente, os tijolos, já capeados, foram dispostos em uma bancada, conforme demonstra a Figura 25.
Figura 25 - Tijolos capeado e em estado saturação.
Fonte: Autoria própria (2019).
Posteriormente de individualizada foram rompidos, através de prensa hidráulica (Figura 26), em conformidade ao especificado na NBR 15270-2 (ABNT, 2017b).
Figura 26 - Rompimentos do corpo de prova.
