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O reaproveitamento da areia de fundição se faz necessário para que se evite a disposição inadequada desses resíduos e também porque essa atividade é grande consumidora de insumos naturais (areia, argila, por exemplo). Desta forma estar-se-á minimizando o uso destes recursos e contribuindo para a diminuição da poluição do meio ambiente.

As indústrias de fundição dão uma grande contribuição para a sociedade, visto que utilizam também todo o tipo de sucata metálica como matéria-prima, transformando-a em peças novas e desta forma, evitando um maior desgaste das riquezas naturais do planeta e disposição inadequada destas.

A reutilização pode ser realizada dentro do próprio processo (reciclagem primária) ou externamente (reciclagem secundária), quando o resíduo serve como matéria-prima em outra atividade que não seja a de fundição. Na Figura 2.06 é apresentado um diagrama de blocos do gerenciamento de práticas correntes para resíduos industriais, segundo Bishop11 (2000 apud SCHALCH et al., 2002, p.3), adaptado para a indústria de fundição.

No reaproveitamento interno, dependendo do processo de moldagem utilizado, há a necessidade de recuperar a areia, deixando-a livre de quaisquer substâncias que venham prejudicar a sua utilização na confecção de novos moldes. Esta regeneração nem sempre é eficiente e/ou econômica, pois dependendo do aglutinante utilizado na moldagem, torna-se muito caro recuperá-la ou então, as suas características podem ser alteradas. Ou ainda, em virtude de várias vezes passar pelo processo de recuperação perde as características necessárias para a mistura de moldagem, sendo necessário descartá-la em grande parte, ou

11 _{BISHOP, P.L. (2000). Pollution Prevention: Fundamentals and practice. Singapore: McGraw-Hill}

companies Inc apud SCHALCH, V. et al. (2002). Prevenção da poluição, análise de ciclo de vida, redução, reutilização e reciclagem de resíduos sólidos. Apostila. Departamento de Hidráulica e Saneamento. Escola de Engenharia de São Carlos. São Carlos.

totalmente. De qualquer forma, as técnicas usuais tendem a agredir a composição do agregado base. Estas características podem estar relacionadas com a distribuição granulométrica, forma e superfície dos grãos, teor de finos e pH (BRADASCHIA et al.,1981; SIEGEL et al., 1982).

Para a regeneração de areia de fundição, utilizam-se, basicamente, duas técnicas, a saber: regeneração mecânica;

regeneração térmica.

No processo de regeneração mecânica, a matéria estranha na superfície dos grãos de areia é removida por meio de impacto e/ou fricção de grãos contra grãos, ou ainda, de grãos contra componentes do equipamento. Esta remoção pode ser por atrição a seco ou úmida.

Figura 2.06. Prática corrente de gerenciamento de resíduos industriais, adaptada para um processo usual de fundição - Fonte: Matos (1997); Bishop (2000) - modificados Segundo Mariotto (2000), a atrição a seco é recomendada quando o material a ser removido é duro e frágil, mas a obtenção de altas taxas de remoção requer atrição intensa, o que pode fraturar os grãos, tornando o processo ineficiente. A remoção por atrição úmida consiste na suspensão da areia a ser tratada em água, sendo, particularmente recomendada, quando o material a ser removido é oriundo de substâncias hidrófilas, como a bentonita na moldagem de areia a verde ou solúveis em água, como o silicato de sódio no processo CO2.

Este processo tem alta eficiência, muito utilizado no passado, mas atualmente é desanimador pelo custo elevado de operação.

O processo de regeneração térmica consiste, basicamente, no aquecimento da areia a uma temperatura suficiente para queimar completamente todo o material estranho, rem

stos me

Neste sentido, várias instituições de pesquisas bra

o de rodovias; gado fino em misturas asfálticas;

Mc o agregado fino da composição do

concreto, para confeccionar corpos-de-prova cilíndricos (15%) e prismáticos (15, 30 e 45

ovendo-o da superfície dos grãos de areia. Este tratamento é recomendado, principalmente, para a remoção de material de origem orgânica da superfície dos grãos de areia. Desta forma, é indicado, geralmente, para a recuperação de areia aglomerada com aglutinantes, tais como: resinas sintéticas, óleo e melaço, mas pode ser empregado, também, como um pré-tratamento para facilitar a remoção por atrição a seco. Na recuperação de areias de boa qualidade é bastante eficiente, visto que o fraturamento de grãos por choque térmico é muito reduzido. Os fornos, empregados para realizar esse tratamento, trabalham numa faixa de temperatura de 500 a 700o_{C (SIEGEL et al., 1982; MARIOTTO, 2000).}

Para o possível reaproveitamento externo (reciclagem secundário), o resíduo de areia de fundição deve passar primeiro por um pré-tratamento, que seria a retirada dos re

tálicos e/ou torrões existentes ou desagregação destes, bem como a remoção de qualquer material, oriundo do processo de fundição, que comprometa o seu reaproveitamento em outra atividade. De qualquer forma, é necessário fazer um estudo ambiental para a verificação do comprometimento ou não do meio ambiente, quando incorporá-lo neste novo processo. O uso rotineiro de tais resíduos deve ser reavaliado temporariamente e/ou sempre que mudar de fundição, pois, dependendo do metal/liga moldado e do processo de moldagem empregado, a composição do resíduo pode ser alterada, tendo maior ou menor teor de substâncias contaminantes e esta alteração pode influenciar a classificação do resíduo, de acordo com a NBR 10004/87.

A possibilidade da reciclagem secundária do resíduo de fundição está relacionada, principalmente, com a construção civil.

sileiras e mundiais têm se empenhado em projetos, que possam possibilitar a reutilização de areia de fundição, descartada, tais como:

confecção de tijolos; concreto;

aterros para construçã como agre

pavimentação asfáltica armada.

Intyre et al. (1992) substituíram, parcialmente,

os produzidos com o concreto de controle (100% de agregado fino natural). Concluíram que:

a resistência do concreto à compressão cresce com o tempo de cura, mas não tão fundição, para os ais baixas do que as da mistura de controle para

Com o o de tijolos (em vez do

bar

.3.3. Reutilização da areia de fundição em pavimentação asfáltica

grandes volumes de

Estados Unidos, realizaram um estudo sobre a aplicação de areia de fundição em Engenharia Civil. Estes pesquisadores verificaram o

rapidamente como o que acontece com a mistura de controle; a resistência decresce quanto maior a quantidade de areia de corpos-de-prova prismáticos;

as resistências são, em geral, m

os prismáticos e para os cilíndricos acontece o inverso. intuito de reaproveitar a areia de fundição na confecçã

ro, areia e cimento), cita-se uma pesquisa realizada por Bonin e Rossini (1994) no Centro Superior de Educação Tecnológica da Unicamp em Limeira/SP. Estes pesquisadores identificaram uma alternativa para a reutilização da areia de fundição de uma determinada empresa da região. Nessa pesquisa, foram realizados todos os ensaios ambientais exigidos e foi concluído que os tijolos desenvolvidos apresentaram valores menores de substâncias contaminantes do que os já existentes no mercado, originando a denominação "ecossocial". Foi constatada, também, a viabilidade de se produzir em larga escala, blocos, postes, guias, sarjetas, bloquetes e outros artefatos de concreto.

2

A atividade de pavimentação de vias é consumidora de forma intensa (

materiais) dos insumos naturais em qualquer uma de suas camadas. Ao se analisar o revestimento, se rígido, verifica-se em sua composição, agregado graúdo, agregado miúdo, cimento, água e aditivos; se flexível, composto, basicamente, de agregado grosso, agregado fino, fíler e asfalto. Desta forma, verifica-se que ambos são constituídos de elementos extraídos da natureza e não são bens renováveis. Nas camadas inferiores: base, sub-base, reforço do subleito, seja qual for o tipo de pavimentação, a matéria-prima continua sendo esses mesmos insumos. Desta forma, visando devastar menos a natureza e preservar mais o meio ambiente (dando um destino adequado para os resíduos), tem-se pesquisado a possibilidade de reutilização de resíduos sólidos (industriais, domésticos, urbanos) de várias procedências, como: resíduos de celulose, fosfogesso, borrachas de pneus, escória de aciaria e, nesta pesquisa, abordar-se-á a possibilidade de se empregar a areia de fundição na construção de vias (revestimento flexível).

po

na nos Estados Unidos. Em 1996 o De

a quente. Com esta fin

das

alidade desse resíduo

acterísticas e/ou técnicas de

Bina et

descartada , a pavimentação

tencial de utilização deste resíduo em aterro e subleito de rodovias, como agregado fino em material de baixa resistência controlada (Flowable fill) e como agregado fino no concreto asfáltico. Concluíram, dentre outras, que as areias de fundição estudadas demonstraram boas propriedades físicas e mecânicas e que aquelas (areias de fundição), provenientes do processo de moldagem a verde de metais ferrosos, têm baixa possibilidade de contaminar o meio ambiente.

Partridge et al. (1999) pesquisaram sobre a reutilização de areia de fundição para a construção de aterro de rodovias em India

partamento de Transportes de Indiana, em parceria com a Universidade de Purdue, construiu um aterro utilizando areia de fundição de origem ferrosa. Monitoraram, antes, durante e após a construção (de 1994 a 1998) este aterro por meio de ensaio para verificar o comprometimento do meio ambiente e constataram que não houve impacto ambiental no local. O desempenho geotécnico da seção construída com areia de fundição foi similar ao da seção construída com areia natural, com pequenas deformações internas e um alto padrão de resistência à penetração.

Delage et al. (2001) realizaram uma pesquisa na Universidade de Wisconsin sobre a possibilidade do emprego de areia de fundição em misturas asfálticas

alidade estudaram amostras de areia de cinco origens diferentes, sendo três de Wisconsin, uma da Pennsylvania e uma de Michigan. O objetivo da pesquisa era verificar se as areias de fundição, em estudo, exibiam propriedades aceitáveis quando usadas na composição de misturas asfálticas. Esses pesquisadores concluíram, dentre outras, que:

algumas areias parecem melhorar a resistência à trilha de roda, enquanto outras não, contudo todas parecem contribuir positivamente para a resistência misturas aos danos da fadiga sob deformação controlada;

o emprego de areia de fundição pode causar efeito positivo no desempenho das misturas, mas deve haver beneficiamento e controle de qu

para conduzir a um produto que possa substituir os agregados virgens da mistura, bem como agregar valores ao seu desempenho;

em virtude dos resultados positivos, recomendam que mais pesquisas sejam conduzidas no sentido de definir as car

beneficiamento das areias para melhorar o desempenho das misturas asfálticas, ao utilizá-las na composição do agregado para estas misturas.

al. (2003) realizaram uma pesquisa sobre a utilização de areia de fundição na pavimentação asfáltica armada. Segundo Bina et al. (2003)

asf

inferiores, pois possibilita maior distribuição das tensões provocadas

toda a pavimentação - restauração da

o. Par

(restauração) na pista expressa da avenida Coronel Alfredo Fláquer (Perimetral), no mu

bientalmente viável e que esta utilização par

áltica armada é uma tecnologia relativamente nova e seria a melhor opção para a utilização de areia de fundição de descarte. Esta tecnologia consiste na colocação de uma camada composta de tela de aço e lama asfáltica (1 a 1,5 cm de espessura) entre duas camadas de CBUQ, sendo a camada inferior com espessura de 5 a 12 cm e a superior, de 5 a 7 cm. Segundo esses autores, as vantagens do sistema de pavimentação armada sobre a convencional são:

maior desempenho e durabilidade, quanto à perda de capacidade de suporte das camadas

pelo carregamento em virtude do aumento da área colaborante;

menor incidência de fissuras que possam favorecer a penetração das águas superficiais nas camadas inferiores;

facilidade de instalação e controle, quando confrontado com sistema alternativo de remoção e reconstrução de

pavimentação;

custos totalmente conciliáveis com os demais sistemas de reforço e restauração de pavimentaçã

a viabilizar a pesquisa de Bina et al. (2003) foi executado um trecho experimental nicípio de Santo André/SP, sendo instalados poços para monitoramento das águas provenientes das chuvas e lavagens da camada em estudo. Foram realizados ensaios ambientais, tanto na areia de fundição de descarte, como nos corpos-de-prova de misturas asfálticas preparadas com areia comum (natural) e com areia de fundição de descarte e nos extratos coletados nos poços de monitoramento. No resíduo (areia de fundição de descarte), os parâmetros manganês, ferro e alumínio (ensaio de solubilização – NBR 10004/87) apresentaram limites superiores aos permitidos pela norma; nas amostras de massa asfáltica com areia natural e com areia de fundição, os resultados para todos os parâmetros, nos ensaios de lixiviação, solubilização e massa bruta, foram inferiores ao limite da norma e para as amostras (extrato) coletadas nos poços de monitoramento, os resultados, também, foram inferiores aos limites das normas vigentes.

Estes autores (BINA et al., 2003) concluíram que o emprego de areia de fundição de descarte para a pavimentação asfáltica armada é am

ece ser mais segura, ambientalmente, do que o risco de descarte não controlado ou do risco de acidentes com aterros industriais aprovados.