Avaliação técnica, ambiental e econômica do uso do jigue a ar na reciclagem do resíduo da construção e demolição (RCD) brasileiro

Abstract

Os resíduos de construção e demolição (RCD) são gerados em grandes quantidades em todo o mundo. No Brasil, este resíduo supera a metade da geração do resíduo sólido urbano (RSU). Estudos acadêmicos evidenciam a possibilidade de reuso de agregados reciclados em substituição aos agregados naturais na produção de concretos. Há, entretanto, a necessidade da melhoria da qualidade dos agregados reciclados para ampliar sua aceitação pelo setor da Construção Civil. Assim, um novo paradigma surge na reciclagem do RCD: os métodos de beneficiamento. Alguns autores avaliam processos de beneficiamento adicionais aos processos unitários de reciclagem do RCD no Brasil. Entretanto, existe uma carência de estudos que considerem o beneficiamento de resíduos com características do gerado no Brasil através do uso do jigue a ar, equipamento de beneficiamento por diferenças de densidade. A legislação brasileira exige práticas que conciliem viabilidade econômica e redução dos impactos ambientais. O objetivo deste trabalho é analisar a viabilidade técnica, ambiental e econômica do uso do jigue a ar no beneficiamento gravimétrico dos agregados graúdos de RCD com características do gerado no Brasil. Para tal, se fez necessário: (i) Gerar e caracterizar RCD com características do gerado no Brasil; (ii) Avaliar a viabilidade técnica do beneficiamento com o uso do jigue a ar; (iii) Avaliar os impactos ambientais e a viabilidade econômica do conjunto de processos unitários utilizados atualmente para a reciclagem do RCD (Cenário Atual) e de um Cenário Proposto, onde é adicionado o uso do jigue a ar; (iv) Comparar a produção de agregados reciclados dos cenários de Reciclagem Atual e Proposto com os agregados graúdos naturais em um contexto de Intensidade de Impactos (relação impacto ambiental/custo). Os resultados confirmam a possibilidade de uso do jigue a ar na melhoria da qualidade de agregados graúdos reciclados, alcançando concentração de agregados de concreto na camada inferior do equipamento de 63%. Os parâmetros operacionais para estes resultados são: Taxa de expansão de 100%; Frequência de 100 rpm; e Tempo de Operação de 120 segundos. Os resultados demonstram que o jigue a ar não altera características dos agregados graúdos reciclados relevantes ao uso na construção civil. Os impactos ambientais da Reciclagem Proposta (com jigue a ar) são inferiores aos da Reciclagem Atual e da produção do agregado graúdo natural, no contexto de Porto Alegre-RS, para a maioria dos indicadores ambientais avaliados. Entretanto, o transporte de RCD é o principal responsável pelos impactos adversos dos indicadores Mudanças Climáticas, Depleção de Recursos Abióticos – combustíveis fósseis e Depleção da Camada de Ozônio, com contribuições que superam 90% dos indicadores. No Cenário Proposto, alguns dos indicadores ambientais são mais atrativos que os do Agregado Graúdo Natural, ainda que os locais de entrega do agregado produzido estejam a até 300 km de distância. Porém, os cenários de reciclagem avaliados (Atual e Proposto) somente atingem indicadores econômicos atrativos com soluções alternativas, como a redução de impostos, minimização/exclusão de custos de transporte ou concessão dos equipamentos da planta de reciclagem. Somente com a exclusão dos custos de transporte do RCD, são alcançados TIR e Payback adequados ao tipo de atividade. A análise de Intensidade de Impactos inicial, impacto ambiental/custos unitário, suavisa os resultados pouco atrativos dos demais indicadores econômicos. Logo, conclui-se mais adequado o uso da relação impacto ambiental/TIR ou Payback para o alcance de resultados fidedignos de Intensidade de Impactos da atividade.

Construction and demolition waste (CDW) are generated in large quantities worldwide. In Brazil, this waste exceeds half the generation of municipal solid waste (MSW). Academic studies present the reuse of recycled aggregates to replace natural aggregates in concrete production. However, improving recycled aggregates quality is needed to enhance its acceptance by the Civil Construction sector. Thus, a new paradigm emerges in the recycling of CDW: the processing methods. Some authors have assessed additional processes to recycle CDW in Brazil. However, there is a lack of studies that consider Brazilian residues beneficiation through the use of air jigs, a sorting equipment that works through density differences. Brazilian law requires practices that conciliate economic viability and reduced environmental impacts. The objective of this study is to analyse the technical, environmental and economic feasibility of using air jig in the gravimetric processing of recycled coarse aggregates with characteristics of CDW generated in Brazil. For this, it was necessary to: (i) Generate and characterize a CDW with similar characteristic of those generated in Brazil; (ii) Evaluate the technical feasibility of air jig sorting process; (iii) Assess the environmental impacts and economic viability of the set of unit processes currently used for recycling the CDW (Current Scenario) and a Proposed Scenario, where the use of air jigs is added; (iv) Compare the production of recycled aggregates from the Current and Proposed Scenarios with natural coarse aggregates in a context of Impact Intensity (environmental impact / cost ratio). The results confirm the possibility of using air jig to improve the quality of recycled coarse aggregates, reaching concrete aggregates concentration of 63% in the lower layer of the equipment. The operational parameters for these results are: Expansion rate of 100%; Frequency of 100 rpm; and 120-second operating time. Results show that air jigs do not alter the characteristics of the recycled coarse aggregates relevant to use in civil construction. The environmental impacts of the Proposed Recycling (with air jigs) are lower than those from Current Recycling and from the production of natural coarse aggregate (NCA), in the city of Porto Alegre-RS context, for most of the evaluated environmental indicators. However, CDW transport is the main responsible for the adverse impacts of the indicators Climate Change, Depletion of Abiotic Resources - fossil fuels and Depletion of the Ozone Layer, with contributions that exceed 90% of the impacts. In the Proposed Scenario, some of the environmental indicators are more attractive than the NCA, even though the delivery places of produced aggregate are up to 300 km away. Still, the evaluated recycling scenarios (Current and Proposed) only reach attractive economic indicators with alternative solutions, such as tax reduction, minimization/exclusion of transportation costs or concession of equipment at the recycling plant. Only with the exclusion of transportation costs, Internal Rate Return (IRR) and Payback appropriate values are achieved. The initial Impact Intensity analysis, environmental impact/unit costs, smooths others economic indicators unattractive results. Therefore, the use of the environmental impact/IRR or Payback ratio is more appropriate to achieve reliable results of the activity Impact Intensity.