ECONOMIA CIRCULAR DE RESÍDUOS CLASSE A DA CONSTRUÇÃO CIVIL EM SUA CADEIA PRODUTIVA 1

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ECONOMIA CIRCULAR DE RESÍDUOS CLASSE A DA CONSTRUÇÃO CIVIL EM SUA CADEIA PRODUTIVA

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Gabriel Perez de Souza – gperezdesouza@gmail.com Guilherme Bastianello Baldin – guibb.baldin@gmail.com

Luiza Pereira Melo – melo.luiza97@gmail.com Mariana da Silva – maridsilva_@hotmail.com Natália Soares Scarpim – natalia.scarpim@uol.com.br

Ana Lucia da Fonseca Bragança Pinheiro (Orientadora) – analucia.pinheiro@mackenzie.br RESUMO

A Economia Circular dos resíduos na cadeia produtiva da construção civil é dificultada pela linearidade dos fluxos de insumo. Com o objetivo de apresentar uma proposta de solução para a inserção dos resíduos Classe A, foi realizada uma simulação de caráter inovador. A solução proposta é uma metodologia que envolve o atrelamento de um modelo BIM ao cronograma físico da obra, extração de quantitativos do modelo para estimar geração de resíduos por etapa de obra, fornecimento de demanda e oferta com abordagem colaborativa entre usina de reciclagem e obra, e programação do uso de matéria-prima reciclada. Dessa forma, a metodologia possibilita o planejamento do gerenciamento dos resíduos, facilita a circularidade dos resíduos como matéria-prima na cadeia produtiva e auxilia na redução do consumo de matéria-prima natural.

Palavras-chave: Economia Circular. Reciclagem de Resíduos Classe A. Gestão de Resíduos.

CIRCULAR ECONOMY FOR CLASS A CONSTRUCTION WASTE IN ITS PRODUCTION CHAIN

ABSTRACT

The Circular Economy of waste in the civil construction production chain is hampered by the linearity of input flows. Thus, in order to propose a solution for the insertion of Class A waste, an innovative simulation was carried out. The proposed solution is a methodology that involves linking a BIM model to the construction schedule, extracting quantitative data from the model to estimate waste generation per construction phase, informing demand and supply in a collaborative approach between recycling plant and construction company, and scheduling the use of recycled materials. This way, the methodology enables waste management planning, facilitates the circularity of waste as recycled materials in the production chain and helps to reduce the consumption of natural raw resources.

1 Artigo do Trabalho de Conclusão de Curso, Graduação em Engenharia Civil, EE, UPM, São Paulo, 2020.

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2 Key words: Circular Economy. Class A Construction Waste Recycling. Construction Waste Management.

1INTRODUÇÃO

Considerando-se o volume e o potencial de reaproveitamento dos Resíduos Classe A gerados pela construção civil, foram pensadas e racionalizadas formas de sua reintrodução na cadeia produtiva por meio da Logística Reversa. No entanto, os resultados ainda são pouco expressivos, devido às dificuldades da sua implantação em uma Economia Circular.

A cadeia produtiva convencional apresenta um fluxo linear de consumo e geração de resíduos, e os processos reversos são dificultados por essa linearidade consolidada. As matérias-primas seguem um fluxo unidirecional, desde o seu extrativismo e beneficiamento, até as perdas na forma de resíduos. Já os resíduos com potencial de serem reutilizados ou reciclados seguem um fluxo reverso, podendo ser destinados a aterros próprios da construção civil para armazenamento, usinas de reciclagem ou para outras áreas de armazenamento temporário (BRASIL, 2002).

Esse fluxo reverso, contemplado na Resolução nº 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (BRASIL, 2002), tem por objetivo possibilitar o aproveitamento desses resíduos na cadeia produtiva. No entanto, do volume total de resíduos gerados, apenas uma pequena parcela é aproveitada. Enquanto o setor da construção civil estima um potencial de aproveitamento desses resíduos em torno de 98%, apenas 21% são aproveitados no Brasil (ASSESSORIA – CONSELHO REGIONAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA DO PARANÁ – CREA-PR, 2020)². Vale ressaltar, que a responsabilidade pela destinação dos Resíduos da Construção Civil (RCC), prevista na Resolução nº 307 do CONAMA não abrange a obrigatoriedade de seu aproveitamento, de forma a estimular a otimização dos recursos, como disposto na Lei 12.305, que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (BRASIL, 2010b).

Destaca-se que o reaproveitamento desses resíduos como matéria-prima permitiria não somente preservar os estoques dos recursos naturais, mas também a diminuição dos impactos inerentes à sua disposição (FREITAS, 2018). A disposição dos resíduos em aterros ainda que regularizados comprometem o uso do solo urbano e o aproveitamento de seu potencial construtivo.

Além disso, há a possibilidade desse tipo de disposição se tornar ineficiente, uma vez que a quantidade de resíduos gerados continuará aumentando, e os locais de destinação são limitados. Por outro lado, sem a circularidade econômica do resíduo, uma parcela significativa é disposta de forma irregular, a céu aberto, causando diversos impactos negativos como o risco de contaminação do solo, contaminação e assoreamento dos recursos hídricos, desvalorização do solo urbano e formação de criadouros de vetores de doenças (PASCHOALIN FILHO; GRAUDENZ, 2012; CÓRDOBA, 2014).

2 Luiz Guilherme Grein Vieira, presidente da Associação Paranaense dos Engenheiros Ambientais, em entrevista.

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3 Além disso, o descarte gera desperdício econômico. Cada descarte abarca custos diretos, com seu transporte, taxas de descarte e do armazenamento do material, e custos indiretos, pela irrecuperabilidade do material e licenciamento ambiental do local de descarte (ANGULO; JOHN 2003; BRUNO, 2016; EVANGELISTA; COSTA; ZANTA, 2010). Em 2018, o total gerado de resíduos sólidos urbanos (RSU) gerado no país foi de 216.629 toneladas/dia. Neste mesmo ano, foram coletadas 122.012 toneladas de RCC, dispostos irregularmente em vias e logradouros públicos, o equivalente a 56% dos RSU gerados (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS – ABRELPE, 2019).

O custo para coleta e transporte dos RCC dispostos de forma irregular é de R$21,5 milhões por ano, sendo o custo médio de sua triagem e disposição em aterros de R$24,59 / tonelada (SÃO PAULO, SP, 2014). No processo de reciclagem de resíduos, seriam gerados empregos e receita, contribuindo para a circularidade da economia.

Os Resíduos Classe A podem ser reutilizados ou reciclados como agregados, transformando- se em materiais ou matérias-primas para a construção civil. Eles são constituídos por componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas), argamassas, concreto e solo, conforme estabelecido pela Resolução nº 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (BRASIL, 2002). Esses resíduos representam mais da metade do total de RCC gerados (LIMA et al., 2007 apud ROCHA;

CANCIO; PROENÇA, 2014, p. 119). Visto a quantidade expressiva desses resíduos, o conceito de Economia Circular passou a ser assunto de interesse na área técnica, nos âmbitos econômico e ambiental, e o planejamento prévio do gerenciamento dos RCC se tornou essencial para a sua gestão, facilitando a sua reutilização e reciclagem.

No processo de reutilização, o material é usado da mesma forma que é produzido originalmente, como o reaproveitamento dos resíduos para preenchimentos de concreto em vazios ou nivelamento de pisos. Já no processo de reciclagem, os agregados reciclados são produzidos a partir do processamento dos resíduos Classe A em usinas de reciclagem ou até mesmo nos canteiros de obras, com o auxílio de equipamentos específicos. O processo consiste basicamente na britagem e peneiramento dos resíduos. Assim, ao invés de serem descartados como rejeitos, transformam-se em matéria-prima para um modelo de cadeia produtiva circular.

A situação-problema que se apresenta neste trabalho é a falta de estratégias e incentivos para o reaproveitamento dos resíduos reutilizáveis ou reciclados na cadeia produtiva da construção civil, dificultando a sua circularidade econômica. Como viabilizar a Logística Reversa dos Resíduos Classe A da construção civil, em uma Economia Circular? Os agregados reciclados oriundos das usinas de reciclagem estão disponíveis no mercado, porém sua produção em larga escala ainda é inviável pela baixa demanda. A escolha por materiais já enraizados na construção civil acontece devido a entraves

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4 culturais e à falta de incentivo governamental, que dificultam o uso dos agregados reciclados (PASCHOALIN; FRASSON; CONTI, 2019; SILVA; PIMENTEL, 2019).

O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia que contribua para a Economia Circular dos Resíduos Classe A da construção civil, em sua cadeia produtiva.

2 REVISÃO DA LITERATURA

Esta seção abrange as características e o valor agregado dos resíduos Classe A, as estratégias para a inserção dos resíduos Classe A na cadeia produtiva da construção civil, o conceito de Economia Circular e o modelo de negócio circular.

2.1 CARACTERÍSTICAS E VALOR AGREGADO DOS RESÍDUOS CLASSE A

Os resíduos Classe A da construção civil apresentam grande potencial de reciclagem e reutilização, devido às suas características, ao seu expressivo volume gerado e às diversas possibilidades de uso em sua cadeia produtiva.

Os RCC são compostos por diversos materiais, e sua heterogeneidade é um dos grandes motivos que dificultam a sua reciclagem. Embora a segregação por classes nos canteiros de obras seja necessária para a qualidade do material reciclado, essa prática é facultativa, conforme disposto na Resolução CONAMA nº 307 (BRASIL, 2002), que contempla a possibilidade de sua triagem em áreas de transbordo. Além disso, requer treinamento dos colaboradores para sua implantação nos canteiros, de maneira a separarem os resíduos Classe A em suas subclasses, em baias próprias, desde a sua geração. Essa triagem é fundamental para o processo de reciclagem, pois a mistura pode comprometer o desempenho do agregado e seu valor (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA PARA RECICLAGEM DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL – ABRECON, 2020; MARTINS, 2012; BRASIL, 2010a). Após a separação dos resíduos, os materiais de concreto são britados em diferentes granulometrias e o solo e a areia são peneirados.

Os potenciais usos dos agregados reciclados são diversos. A areia peneirada e os outros agregados finos podem ser aproveitados em argamassas de assentamento, contrapisos, blocos de vedação e obras de pavimentação. Os elementos de concreto britados e pedriscos podem ser usados em concretagens não estruturais, em preenchimentos, produção de argamassa, de blocos de vedação e blocos para pisos intertravados (pavers) em área de circulação de veículos ou acabamento, reforço de aterros, regularização de solos com contrapiso, em pavimentações e obras de drenagem. Uma das aplicações interessantes envolve pré-moldados, que podem ser produzidos no canteiro de obras, em usinas de reciclagem ou pelo próprio fornecedor de materiais que contêm agregados reciclados em sua composição, beneficiados muitas vezes em seu local de produção (ABRECON, 2019).

2.2 PLANEJAMENTO DOS FLUXOS DE MATÉRIA-PRIMA E LOGÍSTICA REVERSA

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5 A elaboração do PGRCC e a sistematização das informações sobre a geração dos resíduos, possibilitam a previsão do volume gerado e o planejamento do fluxo dos resíduos Classe A e dos agregados reciclados.

As grandes empresas responsáveis por atividades geradoras de resíduos, cuja obra seja superior a 600 m² de área construída ou superior a 100 m² no caso de demolição, devem elaborar um PGRCC, conforme estabelecido pela Resolução nº 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (BRASIL, 2002). Nele, devem ser apresentadas soluções ou procedimentos para as etapas de caracterização, triagem, acondicionamento, transporte, destinação. Por meio do planejamento para a elaboração do PGRCC é possível estimar a quantidade de resíduos e planejar a destinação dos resíduos gerados. No documento, deve ser especificado se haverá a reutilização ou reciclagem dos resíduos gerados, a finalidade de seu uso e, no caso de reciclagem, o processo adotado.

A reciclagem no próprio local de geração por meio de britadeiras e a sistematização dos processos de reciclagem, contemplando procedimentos operacionais e acompanhamento técnico, facilitam a adoção dessa prática e resultam em maior produtividade para a obtenção de agregados reciclados. Assim, o uso de agregado reciclado pode ser planejado conforme cronograma da obra, e o volume produzido pode reduzir, ou até mesmo substituir a demanda por recursos naturais.

A implantação do processo de reciclagem no canteiro consiste em um diagnóstico das quantidades geradas de resíduo, através das seguintes etapas (EVANGELISTA; COSTA; ZANTA, 2010):

a) identificação de aplicações para o agregado reciclado;

b) avaliação do cronograma da obra para estimativa da geração de resíduos por classe;

c) requisitos para desempenho;

d) planejamento do layout do canteiro de obra para otimização da logística de equipamentos;

e) definição da logística de mão-de-obra e equipamentos para garantir a reciclagem sem prejuízo do andamento da obra;

f) acompanhamento técnico.

A reciclagem dos resíduos Classe A em usinas e a oferta dos agregados reciclados como matéria-prima para o setor da construção, requer a integração dos fluxos lineares de matéria-prima e reverso de seus resíduos.

A Logística Linear (LL) e a Logística Reversa (LR) são processos fundamentais para o funcionamento do fluxo da cadeia produtiva. Entretanto, diferem entre si quanto à direção da movimentação da matéria-prima e nas etapas que são introduzidas. A cadeia produtiva linear é dividida em etapas, seguindo o conceito de Supply Chain Management (SCM). O fluxo SCM se baseia no sistema logístico linear consolidado no setor, mas pode apresentar alguma inversão em seu fluxo. O retorno de algum produto à empresa fornecedora, seja como devolução, troca ou reparo, é

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6 definido como um processo de LR. Devido a fretes de transporte, prazos e mão-de-obra, a devolutiva de um produto abarca custos imediatos para a empresa fornecedora. As etapas do fluxo SCM são:

a) extração das matérias-primas de sua fonte original (matéria-prima);

b) refinamento ou manufatura dos materiais em itens intermediários (fornecedor);

c) montagem ou produção dos itens intermediários em itens finais (produção);

d) transporte do local de produção para os locais de venda (distribuição);

e) venda dos produtos finais ao cliente final (comércio);

f) entrega dos produtos finais aos clientes finais (consumidor).

Aplicada à reutilização e reciclagem de materiais, a LR agrega sobrevida e utilidade ao resíduo, transformando-o em matéria-prima novamente. E assim, os fluxos lineares e reversos, de forma logística, planejada e controlada, proporcionam uma solução sustentável e econômica, ao garantir a circularidade de matéria-prima natural e manufaturada na cadeia produtiva da construção civil (Fluxograma 1).

Fluxograma 1 – Evolução da Economia Linear para uma Economia Circular.

Fonte: os autores (2020).

O planejamento e manejo de estoques pode ser feito a partir de uma abordagem colaborativa, na qual fornecedor e cliente ajustam suas estratégias de oferta e demanda por meio do conceito de Vendor Managed Inventory (VMI). Essa abordagem colaborativa envolve o compartilhamento mútuo da informação de oferta e demanda dos estoques e pedidos de compra entre fornecedor e cliente, a partir de um contrato no qual não é necessário um pedido formal de materiais. Na aplicação de VMI, quando os estoques atingem uma quantidade pré-estabelecida, um alerta de reabastecimento é enviado ao cliente. Dessa forma, o cliente é informado em tempo real sobre os estoques e sobre a programação do fornecimento. Assim, a estratégia colaborativa resulta em benefícios para os envolvidos na cadeia de suprimentos, aumento do nível de serviço, redução de custos de logística e fluxo de matéria-prima mais claro.

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7 2.3 ECONOMIA CIRCULAR NA CONSTRUÇÃO CIVIL

A Economia Circular aplicada no contexto da construção civil fomenta a inovação com modelo de negócio circular, métodos de trabalho integrados e preza pela circularidade dos recursos desde a etapa de projeto (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2013).

O modelo de negócio circular implica na geração de valor para a cadeia produtiva, a partir da análise das oportunidades para melhores processos, produtos e serviços. O produto é envolto pela oferta de serviços e funções adicionais após reciclagem ou nova finalidade para reutilização, que dependem da extensão da vida útil do produto para maior duração como proposta de venda. As estratégias de Economia Circular buscam a maior eficiência e otimização dos recursos durante todo o ciclo de vida da edificação. Para tal, utiliza-se da Logística Reversa como ferramenta para o reaproveitamento dos resíduos da construção civil em sua cadeia produtiva, seja a partir de sua reutilização ou reciclagem, ou da inserção de materiais advindos de fornecedores que façam uso de matéria-prima reciclada, como produção de blocos solo-cimento.

Na aplicação da Economia Circular no setor da construção civil, são empregadas estratégias que requerem planejamento e projeto eficientes para execução adequada das construções, de forma a reduzir os desperdícios e otimizar recursos. Uma delas seria o conceito do três Rs da sustentabilidade (reduzir, reciclar e reutilizar), nas seguintes etapas (CALDAS, 2020):

a) escolha do método executivo que reduza os desperdícios materiais e energéticos;

b) emprego da modelagem da informação (BIM) na fase de projeto, para extração de quantitativos;

c) compatibilização prévia interdisciplinar;

d) planejamento de volume de resíduo gerado em gestão de resíduos;

e) virtualização dos processos.

Nas etapas de concepção e desenvolvimento de projeto, aplica-se a abordagem para a circularidade. Para a aplicação do projeto com fins de circularidade econômica, são pensadas estratégias para geração de valor, efetividade, fatores de apreciação pelo mercado consumidor e pelos investidores, sistemas colaborativos integrados em prol do melhor planejamento e precisão de projeto (CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI, 2018). A efetividade difere da eficiência, pois há preocupação no que tange às consequências da produção.

3 METODOLOGIA

Foi desenvolvida uma metodologia para a inserção de agregados reciclados de resíduos Classe A da construção civil em sua cadeia produtiva, em um processo de Economia Circular. Esta metodologia baseia-se na modelagem de informações sobre o consumo de matéria-prima, geração de resíduos e possibilidade do reaproveitamento dos agregados reciclados nos canteiros de obra,

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8 considerando-se o cronograma físico da obra e o tempo de produção dos agregados reciclados em usinas de reciclagem de resíduos Classe A (Fluxograma 2).

Fluxograma 2 – Metodologia para reaproveitamento dos resíduos em uma Economia Circular.

De maneira a validar a metodologia concebida, foi realizada uma simulação da circularidade econômica entre a construção de um edifício residencial hipotético e uma usina de reciclagem, a partir dos resíduos Classe A gerados na obra e a possibilidade do seu consumo como agregados.

A modelagem das informações referentes ao projeto do edifício foi feita com BIM. Os softwares usados no processo foram:

a) modelagem do edifício – software Revit 2019 (versão estudantil);

b) cronograma físico da obra – software Synchro (versão estudantil).

Nesta simulação os dados de entrada foram:

a) volume estimado de concreto consumido em cada etapa da obra;

b) índice de geração de resíduos Classe A gerados em cada etapa da obra;

c) cronograma físico da obra;

d) produtividade da usina de reciclagem, considerando-se o processamento dos resíduos gerados.

O edifício residencial possui treze pavimentos tipo, térreo, um subsolo, com estrutura de concreto armado suportado por estacas de fundação e blocos baldrames (Figura 1).

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9 Figura 1 – Empreendimento residencial modelado no estudo.

Inicialmente, foi feita a estimativa do volume de concreto necessário para a construção do edifício, a partir da sua modelagem, pelo software Revit 2019.

A geração de resíduos foi estimada a partir do índice de geração de resíduos de concreto, pois para os demais componentes existem variáveis conforme particularidade de cada obra. O solo, por exemplo, pode variar de acordo com as características geológicas e planialtimétricas do terreno. O índice adotado foi obtido a partir da análise dos PGRCC de diferentes empresas, nomeadas neste trabalho por A, B, C e D. As empresas A, B e C possuem o sistema construtivo do edifício em concreto armado e a Empresa D, em alvenaria estrutural.

Verificou-se que os PGRCC das empresas são genéricos, não há a separação dos resíduos Classe A por subclasses de material. As empresas adotam uma única estimativa de resíduos Classe A, em volume gerado por volume utilizado (m³/m³).

A partir dessa estimativa foi estimado o volume gerado de resíduos, aplicando-se o índice de geração adotado. Na Tabela 1, está indicada a previsão de concreto consumido e o resíduo que será gerado em cada concretagem, considerando a concretagem de uma laje com ciclos de 10 dias no pavimento tipo.

Tabela 1 – Cronograma do volume de resíduo de concreto previsto nas fases da obra.

Atividade Duração

(dias)

Início Término Volume de concreto total (m³)

Volume de resíduo gerado (m³)⁽¹⁾

Tempo de retorno (horas)⁽²⁾

Fundação 25 03/08/2020 04/09/2020 1.812,83 162,25 4,08

Blocos e baldrames 20 07/09/2020 02/10/2020 331,38 29,66 0,75 Estrutura - 1º Subsolo 20 05/10/2020 30/10/2020 672,26 60,17 1,51 Estrutura - Térreo 10 02/11/2020 27/11/2020 301,91 27,02 0,68 Estrutura - 1º Pav 10 30/11/2020 11/12/2020 120,46 10,78 0,27

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10

Atividade Duração

(dias)

Início Término Volume de concreto total (m³)

Volume de resíduo gerado (m³)⁽¹⁾

Tempo de retorno (horas)⁽²⁾ Estrutura - 2º Pav 10 14/12/2020 25/12/2020 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 3º Pav 10 28/12/2020 08/01/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 4º Pav 10 11/01/2021 22/01/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 5º Pav 10 25/01/2021 05/02/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 6º Pav 10 08/02/2021 19/02/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 7º Pav 10 22/02/2021 05/03/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 8º Pav 10 08/03/2021 19/03/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 9º Pav 10 22/03/2021 02/04/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 10º Pav 10 05/04/2021 16/04/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 11º Pav 10 19/04/2021 30/04/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 12º Pav 10 03/05/2021 14/05/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - 13º Pav 10 17/05/2021 28/05/2021 119,07 10,66 0,27 Estrutura - Ático 10 31/05/2021 11/06/2021 110,37 9,88 0,25 Estrutura - Caixa

d’Água 10 14/06/2021 25/06/2021 24,50 2,19 0,06

(1) Volume de concreto total (m³) multiplicado pelo índice de geração residual de concreto de 8,95%.

(2) Equação 8.

Com base na estimativa de geração de resíduos de concreto, a usina de reciclagem disponibilizará o prazo necessário para que os resíduos gerados sejam transformados em agregados reciclados. Esses agregados serão usados como insumos na obra, a fim de otimizar os recursos, reduzir os desperdícios e estender a vida útil dos materiais.

A produtividade da fabricação de agregados reciclados em usinas de reciclagem foi avaliada com base na produtividade das máquinas britadeiras indicadas em trabalhos na revisão da literatura e na resposta de duas usinas de reciclagem nomeadas neste trabalho por usina A e usina B, discutidas mais adiante.

Destaca-se que os índices de geração de resíduo e de produtividade das usinas adotados para a previsão dos volumes apresentados na Tabela 1 são estimados, uma vez que não foi possível utilizar dados comprovados e consistentes. No caso da adoção desta Metodologia no planejamento de uma obra, pode-se utilizar uma base de dados real de obras finalizadas, e com suas respectivas modelagens gerar índices mais precisos.

Na parceria entre obra e a usina de reciclagem foi aplicada a estratégia colaborativa de VMI, na qual a obra fornece a estimativa da geração dos resíduos com datas das concretagens, de acordo com o planejamento da obra, para a usina de reciclagem, que, por sua vez, informará quando poderá retornar com a matéria-prima reciclada para a obra usar.

O Fluxograma 3 apresenta o processo de parceria entre a obra e a usina de reciclagem, a partir da estimativa de volume de concreto consumido e de resíduo gerado nas etapas da obra, e com a inserção dos resíduos Classe A como agregados reciclados.

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11 Fluxograma 3 – Processo de Economia Circular na construção civil.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Esta seção abrange a metodologia proposta como solução a inserção de resíduos para a modelagem, a concepção do modelo e atrelamento ao cronograma da obra para a obtenção dos volumes projetados e a produtividade da usina de reciclagem.

4.1 ÍNDICE DE GERAÇÃO DE RESÍDUO

A partir dos PGRCC analisados obteve-se os índices usados no planejamento do gerenciamento dos resíduos de suas respectivas obras, a partir da estimativa de volume de Resíduos Classe A gerado em metros cúbicos (m³) pela metragem quadrada (m²) de área construída. Como não houve acesso aos projetos desses edifícios para a obtenção do volume de concreto da estrutura e da fundação e nem às perdas reais medidas in loco, não foi possível estimar o índice de geração de resíduos de concreto a partir da relação entre volume gerado e volume projetado, assim como na metodologia proposta, com exceção do PGRCC da Empresa A. Além da impossibilidade de acesso, foram consideradas as imprecisões das informações do PGRCC devido às condições variáveis de cada tipo de empreendimento, sistema construtivo adotado, características do local e à falta de separação entre as subclasses de resíduos Classe A.

O PGRCC fornecido pela Empresa A, contém a área (m²) de material usado em alguns serviços, o volume previsto de concreto e o volume de resíduo Classe A estimado em 122,7 m³. Para a obtenção do resíduo de concreto seria necessário o volume total dos demais materiais listados, então foram estimadas as espessuras para os revestimentos de argamassa, contrapiso e revestimento cerâmico (Tabela 2).

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12 Tabela 2 – Dados do PGRCC da Empresa A.

Serviços Área (m²) Espessura estimada (m) Volume (m³)

Concreto - - 1.300,00

Revestimento de Argamassa 900,00 0,020 18,00

Contrapiso 2.310,00 0,015 34,65

Revestimento cerâmico 3.700,001 0,005 18,50

TOTAL 1.371,15

Em seguida, foi feita a relação de proporção entre o volume de concreto e o total de material usado na obra. O volume total previsto de material usado foi de 1.371,15 m³ e o volume previsto de concreto de 1.300 m³, equivalente a 94,81% do total. Com o volume estimado de resíduo Classe A de 122,7 m³, fornecido no PGRCC da Empresa A, e o volume residual de concreto equivalente a 94,81% de 122,7 m³, obteve-se o volume residual previsto de concreto de 116,33 m³.

O índice de geração de resíduo (I) foi então calculado em razão do volume de resíduo gerado de concreto pela metragem quadrada de área construída, igual a 8.093,70 m², também descrito no documento. Portanto, para a Empresa A, estimou-se 0,0144 m³/m² de geração de resíduo de concreto por área construída, conforme Equação 2.

𝐼 = ^116,33

8.093,7 (2)

𝐼 = 0,0144 𝑚³/𝑚²

Para a Empresa A, em específico, pode-se calcular o índice, conforme método da revisão sistemática da literatura (MIARA, 2020), de volume residual de concreto pelo volume total previsto de concreto (m³/m³), considerando-se que o volume previsto tenha sido o efetivo. Assim, obteve-se o resultado do índice (I) igual a 8,95%, conforme Equação 3. Não foi possível calcular e comparar este índice encontrado aos demais calculados a partir dos PGRCC das empresas B, C e D.

𝐼 =^116,33

1.300 × 100% (3)

𝐼 = 8,95%

No PGRCC fornecido pela Empresa B, o volume estimado de resíduo Classe A, sem dividir em subclasses, é de 500 m³, e a área construída de 16.067,13 m². Como essa estimativa de resíduos contempla materiais cerâmicos, blocos ou tijolos de alvenaria, telhas, argamassa, concreto e solo, não foi possível calcular o índice de geração de resíduo para o concreto. Sendo assim, para chegar ao volume residual previsto de concreto (Z) de aproximadamente 474,05 m³, utilizou-se a mesma proporção de concreto em relação ao volume total previsto para a Empresa A de 94,81%.

Volume resíduo gerado Classe A = 500 m³

𝑍 = 500 × 94,81% (4) 𝑍 = 474,05 𝑚³

(13)

13 Feito isso, o volume residual previsto de concreto (Z) foi dividido pela área construída para obtenção do índice (Equação 5). Verificou-se então que a empresa B estimou o índice de 0,0295 m³/m² de geração de resíduo de concreto por área construída em seu PGRCC.

𝐼 = ^474,05

16.067,13 (5)

𝐼 = 0,0295 𝑚³/𝑚²

O cálculo do índice para a obra da Empresa C foi mais direto, pois foi fornecido em seu PGRCC o volume residual previsto de concreto na etapa da fundação em 1.090 m³, na etapa da estrutura em 975 m³, além da metragem quadrada de área construída de 26.325,5 m². Com esses dados, o índice foi calculado somando-se o volume estimado de concreto para as duas etapas e dividindo-se pela área construída. Para a Empresa C, estimou-se a geração de resíduo de concreto por área construída em 0,0784 m³/m², conforme Equação 6.

𝐼 = ^2.065

26.325,5 (6)

𝐼 = 0,0784 𝑚³/𝑚²

No PGRCC da Empresa C, a estimativa de volume do resíduo total gerado em obra foi feita a partir da taxa de geração de resíduo de 150 kg/m² de área construída, mas sem referências de origem ou comprovação do valor. Dessa forma, foi calculado o peso do resíduo e em seguida foi adotada a massa específica de 1.300 kg/m³ para os resíduos Classe A a fim de chegar no volume residual total de concreto de 2.065 m³, descrito acima como a somatória da previsão de concreto da fundação e da estrutura.

Foi analisado o PGRCC da Empresa D com método construtivo em alvenaria estrutural para efeitos comparativos, com o intuito de se analisar a adoção do mesmo método de estimativa de volume de resíduo total da obra da Empresa C. Verificou-se que foi adotada a mesma taxa de geração de 150 kg/m² de área construída para um sistema construtivo diferente. Foram fornecidos o volume de residual de concreto de 1.172,72 m³ e a área construída de 16.939,23 m², resultando em um índice de 0,0692 m³/m² de geração de resíduo de concreto por área construída.

𝐼 = ^1.172,72

16.939,23 (7)

𝐼 = 0,0692 𝑚³/𝑚²

Na Tabela 3 são apresentados os índices de geração de resíduos obtidos para cada empresa.

Tabela 3 – Índices de volume gerado de resíduo de concreto por área construída.

PGRCC EMPRESA A EMPRESA B EMPRESA C EMPRESA D

Ano Não informado 2020 2014 2019/2020

Índice 0,0144 0,0295 0,0784 0,0692

(14)

14 Concluiu-se que os índices adotados nos PGRCC para a estimativa de volume gerado independem do sistema construtivo e das condições particulares de cada obra. Assim, o cálculo e registro do planejamento do gerenciamento dos volumes de resíduos poderiam ser mais assertivos ao separar o resíduo segundo classificação, subclasse de material e etapa da obra. Foi adotado o índice de 8,95% obtido da análise do PGRCC da Empresa A, uma vez que apresentou unidades de medida compatíveis com a metodologia proposta a partir de um modelo BIM, em volume previsto por volume usado (m³/m³).

Destaca-se que o índice de geração de resíduo adotado para a metodologia de planejamento proposta foi considerado o mais assertivo para cálculo, mas poderia ser adotado um índice conforme histórico e sistema construtivo da obra, adequando-se à realidade de cada empresa construtora desde que seja baseado na subclasse de resíduo Classe A gerado.

4.2 MODELO E QUANTITATIVO POR ETAPA DE OBRA

O projeto do edifício modelado possui terreno de 1.878,24 m² e foi concebido a partir de uma arquitetura básica de um pavimento tipo para um edifício residencial unifamiliar. O edifício apresenta um ático, um nível de caixa d’água para o reservatório superior, treze pavimentos tipo, um pavimento térreo e um subsolo. A estrutura do tipo foi concebida adequando-se à arquitetura e utilizando-se as estimativas iniciais de projeto.Para o melhor desenvolvimento dos modelos, adotou-se a setorização do edifício, de forma a produzir arquivos separados mais leves com mesma coordenada. Adotou-se a setorização em embasamento (térreo e subsolo) e torre. Os modelos foram atrelados a cada pavimento, a fim de simplificar a relação com o cronograma racionalizado dessa mesma forma.

Em seguida, foram exportados arquivos em Industry Foundation Class (IFC) a fim de contemplar a abordagem de interoperabilidade entre softwares BIM, sem necessidade de um plugin específico. Os arquivos IFC foram então carregados no software Synchro para atribuir duração de tempo aos objetos do modelo. Em paralelo à modelagem, elaborou-se um cronograma físico a partir do MS Project. Foi aplicada uma lógica de término para início (TI) de serviços como predecessoras das atividades referentes ao nível de trabalho.

Uma vez carregados os modelos e o cronograma no Synchro, os pavimentos com a informação de localização no nível referente à atividade de mesmo nome no cronograma, foram atrelados.

Obteve-se o início de um planejamento 4D (Figura 2).

(15)

15 Figura 2 – Planejamento 4D do projeto San Bortolotti.

Com o projeto e cronograma no software Revit, criou-se um parâmetro de atividades na seção de User Fields chamado Volume, no qual se imputou a informação de cálculo da somatória da informação contida no parâmetro [Dimensions] Volume de cada objeto selecionado. Foram selecionadas as atividades que já tinham sido atreladas às estruturas de cada nível (lajes, vigas e pilares) e aplicada a função de cálculo da somatória de seus volumes. Posteriormente, foi inserida a coluna do parâmetro criado na janela de cronograma.

Obteve-se o cálculo da somatória do volume dos elementos ligados às atividades com duração definida. Exemplificado na Figura 3, foi selecionada a viga em roxo e, em seguida selecionou-se a atividade de execução referente ao objeto selecionado, levando para a atividade da estrutura do 12º Pavimento, que automaticamente informa o parâmetro importado do software nativo (Revit 2019) [Dimensions] Volume de 0,40 m³.

(16)

16 Figura 3 – Relação objeto, atividade e volume.

Exportou-se a informação para uma planilha em formato Excel para se calcular o volume residual de concreto previsto por etapa de obra. Adotado o índice de geração residual de concreto de 8,95%, após análise na seção 4.1, foi inserida a coluna de volume gerado (m³) na Tabela 1.

4.3 PRODUTIVIDADE DE AGREGADOS RECICLADOS

Para a aplicação do conceito de VMI entre a usina de reciclagem e a gerenciadora da obra, estudou-se a produtividade das usinas existentes no Brasil, os aspectos que influenciaram em seu efetivo serviço e a produtividade de máquinas britadeiras. Relacionando esses dados com a geração de resíduos de Classe A, foi possível gerar uma análise mais aprofundada sobre o projeto de VMI.

A reciclagem do resíduo pode ser feita na própria obra, com locação de britadeiras móveis, ou em usinas de reciclagem, chamadas de plantas fixas. A facilidade de implantação e a economia com mobilidade são vantagens da britagem no local de geração em relação às usinas. No entanto, em plantas fixas o índice de produtividade é maior e há maior rigorosidade no desempenho técnico dos agregados reciclados (MELO, 2011).

A implantação de uma parceria entre uma usina de reciclagem requer estudo de viabilidade, que pode apresentar vantagem quando estabelecida parceria entre o consumidor do fornecimento de agregados reciclados. A construção de usinas de reciclagem requer um projeto detalhado na fase de implantação, envolvendo estudo dos impactos na vizinhança, local de instalação, proximidade dos clientes quanto à logística necessária para transporte, o volume de geração de resíduo que será reciclado, o tipo de material resultante e onde este será aplicado ou reutilizado (DUARTE et al., 2007 apud MELO, 2011, p. 55). Além da determinação de um índice de produtividade que deve ser deliberado de modo que os agregados gerados sejam econômica, técnica e ambientalmente viáveis.

(17)

17 Para a análise do índice de produtividade das usinas, foram pesquisadas as capacidades nominais de usina na revisão da literatura e por meio de questionamento direto para centros recicladores sobre suas capacidades, sendo este caso assinalado com (*) no Quadro 1.

Quadro 1 – Capacidade nominal de usinas de reciclagem.

Revisão da Literatura Respostas Usinas

Referência Amorim Marques et. al

Melo Melo Melo Pimenta et. al.

Pimenta et. al.

Usina A*

Usina B*

Estado SP PR CE PE MA SP SP SP SP

Ano 2016 2020 2011 2011 2011 [2017]? [2017]? 2020 2020

Capacidade de produção

(t/h)

45 60 50 20 40 25 36 80 96

Índice de produtividade

(%)

- - - - - - - 90% 100%

(1) SP – São Paulo; PR – Paraná; CE – Ceará; PB – Paraíba; PE – Pernambuco; MA – Maranhão.

(2) As referências citadas englobam autores da revisão da literatura e os índices de usinas de reciclagem disponibilizados para o trabalho.

Adotando-se uma média de 50,2 t/h para capacidade nominal da usina de reciclagem, 95% de produtividade considerando-se a média entre os dados fornecidos pela Usina A e pela Usina B, a partir do Quadro 1, e a massa específica de resíduo Classe A estimada em 1.200 kg/m³ (MARQUES et. al. 2020), foi possível calcular, por meio da Equação 8, o tempo em horas para o retorno do material agregado para a obra.

𝑇 = 𝑉𝐺 × 𝛾^𝑘𝑔

𝑚³× ^{1 𝑡}

1000 𝑘𝑔× ¹

𝛼 × ¹

𝑁 (8)

Em que:

T = tempo de retorno (h) VG = volume gerado (m³) γ = massa específica (kg/m³)

α = capacidade nominal da usina (t/h) N = produtividade (%)

Percebeu-se que, o total de horas necessário para cada volume gerado era baixo comparativamente ao esperado por etapas de obra. Foram então levantados os fatores desconsiderados que influenciaram no resultado do tempo necessário de retorno dos agregados reciclados, sendo eles:

a) estoque e separação em canteiro dos resíduos de concreto;

b) logística de transporte até a usinas de reciclagem de resíduos da construção civil;

c) volume gerado de número considerável de obras na região;

d) planejamento do recebimento dos resíduos pelas usinas de reciclagem;

e) processos estruturados nas obras e nas usinas de reciclagem;

(18)

18 f) produtividade efetiva na fabricação de agregados reciclados.

4.4 SOLUÇÃO PROPOSTA

Considerando o volume e o potencial de reaproveitamento de resíduos Classe A gerados pela construção civil, foram analisadas quatro estimativas de resíduos de empresas distintas para encontrar um índice de geração mais assertivo e adequado para a proposta desta metodologia que facilite o reaproveitamento desses resíduos. Foi então modelado um edifício e atrelado a um cronograma físico para a obtenção do volume de concreto projetado a fim de se calcular a geração a partir do índice adotado. A partir do volume gerado, analisou-se a produtividade da usina de reciclagem para sua capacidade nominal de britagem e assim, obteve-se previsão de tempo de retorno para volume de agregados reciclados a serem empregados na mesma obra que os gerou.

O que se espera desta Metodologia é que seja capaz de:

a) estimar os volumes de insumos usados em uma obra, em cada uma de suas fases;

b) estimar a geração de resíduos ao longo da construção do empreendimento para possibilitar a reciclagem dos resíduos e serem usados como matéria-prima ou produtos reciclados;

c) facilitar as parcerias com as usinas de agregado reciclado;

d) facilitar a identificação dos usuários desse agregado.

O passo a passo da metodologia proposta foi delineado conforme o Fluxograma 4.

Fluxograma 4 – Passo a passo para a circularidade da matéria-prima reciclada.

(19)

19 6CONSIDERAÇÕESFINAIS

A solução para a situação problema é uma metodologia com base em modelos BIM que contribua para a Economia Circular dos resíduos Classe A por meio do uso da Logística Reversa como instrumento de inserção das matérias-primas recicladas em cadeia produtiva, promovendo a circularidade do agregado reciclado.

Na análise das estimativas de geração de resíduo, houve limitações quanto ao acesso dos dados de projeto e volume efetivamente gerado em uma amostra pequena analisada. A estimativa dos resíduos por subclasse de material nos PGRCC melhoraria a previsão de geração de resíduos e abriria a oportunidade de criar mais índices, uma vez que, além do índice de geração residual de concreto poderiam ser analisados as subclasses da Classe A (argamassas, solo e componentes cerâmicos).

Além da verificação de geração efetiva, ainda se faz necessária a fiscalização e controle dos agentes envolvidos em conjunto a ações educativas e treinamentos por parte das empresas, visando reduzir a geração de resíduos e possibilitar a sua segregação. A norma deveria também contemplar a obrigatoriedade do reaproveitamento de parcela dos resíduos Classe A.

Concluiu-se que, dependendo do porte da empresa e das suas obras, a indicação do modelo de britadeira ou planta fixa pode variar e que o volume de resíduo gerado recebido pela usina de reciclagem deve condizer com a grandeza de volume gerado em um centro urbano como São Paulo, por exemplo. Para empresas menores com obras em andamento ocasionais, compensa uma britadeira em canteiro para reaproveitar os agregados em usos temporários. Já, para grandes empresas, com obras simultâneas e perspectiva cíclica de construção, a parceria com uma usina de reciclagem, tem maior custo-benefício desde que seja implantada a política de separação e triagem dos resíduos nos processos.

Para a usina de reciclagem, é necessário planejamento, gestão e controle dos recebimentos e produção dos estoques, de modo que ao se estabelecer diversas parcerias é interessante a abordagem colaborativa de VMI na transparência entre fornecedor e cliente sobre suas demandas e estoques de inventário (no caso da obra seria o volume gerado e no caso da usina o volume de agregado reciclado).

Recomenda-se a adoção das práticas indicadas nesta metodologia para uma Economia Circular desde a concepção de projeto até a racionalização da desconstrução, seja demolição ou desmonte, a fim de maximizar o potencial da matéria-prima e reduzir desperdícios.

Essa metodologia, como caráter de inovação, requer mais estudo e aprofundamento para sua implantação na cultura das empresas. Para se obter a comprovação dos resultados esperados, é necessário avaliar o tempo de retorno das informações planejadas e realizadas, envolvendo um ano para se projetar todas as disciplinas, modelar o edifício, compatibilizar e providenciar material para a obra, dois anos para execução da obra, alguns meses para compilar os dados executados e analisá- los ao planejado para retroalimentar a base de dados sobre os insumos naturais poupados e geração

(20)

20 de resíduos. Para próximas pesquisas, são recomendadas temáticas sobre índices de geração de resíduos mais consistentes conforme material, acompanhamento da implantação desta metodologia e análise da viabilidade econômica a longo prazo da parceria entre as obras e as usinas de reciclagem.

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