Utilização de Areia de Fundição em Massa Asfaltica

UTILIZAÇÃO DE AREIA USADA DE FUNDIÇÃO COMO MATÉRIA-PRIMA DE MISTURA ASFÁLTICA^[1]

Washington Peres Núñez^[2] 

Gustav Werner Wageck Leyen^[3] 

Feliciane Brehm^[4] 

Daniela Graffitti^[5] 

Paulo Roberto Piccinini^[6] 

Carlos Alberto Mendes Moraes^[7]

Resumo

A areia usada de fundição é o resíduo mais gerado nas fundições brasileiras e mundiais. Apesar da existência de processos de recuperação e regeneração para viabilizar a recirculação da areia dentro da fundição minimizando seu descarte, ainda assim um grande percentual é descartado. Além disso, o investimento para aquisição de equipamentos para estes processos ainda é muito alto para muitas fundições. Este trabalho tem por objetivo avaliar o reaproveitamento deste resíduo sólido, composto por areia usada da moldagem manual com resina ECOLOTEC misturada com areia verde, como substitutivo de areia de rio em misturas asfálticas. Corpos-de-prova foram produzidos e caracterizados quanto a resistência mecânica, durabilidade, e impacto ambiental. Os resultados demonstraram que é viável sua utilização em mistura asfáltica.

Palavras Chaves: areia usada, fundição, mistura asfáltica.

1. Introdução

        Atualmente existem três rotas que têm sido utilizadas, ou pelo menos estudadas nestes últimos anos com relação à problemática de resíduos sólidos industriais. A primeira rota utilizada tem sido o processamento e disposição dos resíduos em aterros. Porém, estas operações apresentam custos cada vez maiores. Ainda mais atualmente, onde a pressão das entidades oficiais de proteção ambiental e de algumas ONGs tem gerado normas de proteção ambiental mais restritas.  As empresas também têm procurado diminuir a geração de resíduos para poderem receber a certificação da norma ISO 14.000. Além disso, os locais para disposição de resíduos sólidos têm diminuído, seja pelo esgotamento de sua capacidade de armazenagem, seja pela dificuldade de obter permissão para a implantação de novos aterros, ou pela pressão das comunidades locais. Desta forma, uma segunda rota tem sido estudada, ou seja, evitar a geração de resíduos sólidos e/ou minimizá-los no processo de origem. Porém, por esta rota ser a que demanda maior mudança tecnológica e cultural na empresa geradora de resíduos. Rota  a qual o gerador deve redefinir um grande número de variáveis de seu processo produtivo e realizar grandes investimentos, tem sido pouco implementada, em especial no setor de fundição. A terceira rota, a reciclagem externa, tem sido a melhor solução para reduzir os custos, e talvez até gerar algum retorno financeiro para a empresa quando transforma este resíduo num sub-produto. Como muitos tipos de areias usadas não são passíveis de regeneração (em parte de resíduos deste processo) ou pelo fato de fundições não terem condições de investir em equipamentos especiais, surgiram uma série de possíveis aplicações como seu uso em blocos/tijolos1,2,3, concreto1,2,3,4,5, asfalto (massa asfáltica)1,3, 4, 5, 6, 7, e sub-base de asfalto4.

        A pavimentação de estradas de rodagem com revestimentos asfálticos tem grande importância no Brasil, onde grande parte da carga ainda é transportada por caminhões (56%) em vez de barcos e trens, como na Europa e Estados Unidos.

        Apesar das pesquisas já realizadas, tanto no exterior como no Brasil, o emprego de areia usada de fundição em misturas asfálticas (tipo concreto asfáltico ou pré-misturados) se mostrar com ótimos resultados; esta ainda não pode ser usada indiscriminadamente. A utilização da areia usada de fundição não pode ser indiscriminado, pois a sua composição pode variar muito, dependendo do tipo de liga metálica (ferrosa ou não-ferrosa); do tipo de moldagem utilizado e do tipo de ligante utilizado na moldagem. Tudo isso, porque a areia pode conter metais pesados oriundos dos aditivos usados nas ligas fundidas e compostos orgânicos derivados do fenol, que apresentam certa toxidade. Embora a areia seja classificada como resíduo classe II – não inerte – esta exige um cuidado para poder ser utilizada. O uso da areia em misturas asfálticas, pode ser um uso ambientalmente menos agressivo, até porque as misturas asfálticas convencionais, de aplicação tecnológica consagrada, são constituídas de materiais que apresentam substâncias potencialmente tóxicas. Isto se deve ao fato do cimento asfáltico de petróleo (CAP), ligante da mistura, poder envolver todas as partículas da massa, e assim, evitar o contato da areia com água ou outro solvente, que poderia lixiviar as substâncias tóxicas encontradas na areia.

        Este trabalho aborda a determinação de características de deformabilidade elástica (módulo de resiliência) e de resistência à tração em corpos de prova de concreto asfáltico em laboratório, assim como seu impacto ambiental em termos de ensaios de lixiviação e solubilização conforme normas NBR.

2. Metodologia

        A partir de corpos de prova de massa asfáltica contendo areia normal e areia usada de fundição obtidos através de preparação a quente em empresa gaúcha fabricante de concreto asfáltico, estes foram ensaiados em laboratório.  Estes ensaios consistiram na determinação de características de deformabilidade elástica (módulo de resiliência) e de resistência à tração em corpos de prova de concreto asfáltico, comparando-se resultados de ensaios em misturas com areia de fundição e com areia de rio, tradicionalmente empregada pela empresa fabricante. Após os ensaios mecânicos, um corpo de prova contendo areia de rio e outro contendo areia usada de fundição foram ensaiados utilizando os métodos de lixiviação e solubilização, obedecendo as respectivas normas NBR 10005 e 10006, para se determinar o impacto ambiental, em laboratório, de um concreto asfáltico contendo areia usada de fundição, simulando o seu pós-uso.

        A areia usada de fundição utilizada nos corpos de prova de concreto asfáltico é uma misturada de 50% de areia usada descartada do processo de moldagem em areia verde e 50% de areia usada descartada de processo de moldagem utilizando resina ECOLOTEC.

3. Resultados e Discussão

3.1. Obtenção de corpos de prova de massa asfáltica

A determinação das percentagens (em peso) de agregados foi feita de forma a enquadrar a granulometria da mistura nos limites da Faixa C do DNER, resultando nos valores da tabela 1.