Materiais de Construção III - dcc.ufpr.br · especificados no respectivo Manual de Uso,...

José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção IIIEmissões de CO2

Materiais de Construção III

(TC-034)

Ministério da EducaçãoUniversidade Federal do ParanáSetor de TecnologiaDepartamento de Construção Civil

Prof. José de Almendra Freitas Jr.

[email protected]

IMPACTO AMBIENTAL DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

EMISSÕES DE CO2

Versão 2013Versão 2013


Efeito estufa:

Concentrações de CO2 na atmosfera e a temperatura na atmosfera

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Emissões mundiais de CO2 por país, 1990-2030

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Emissões mundiais de CO2por atividade humana, 1750-2004

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Efeito estufa na atomosfera:

Concentrações de CO2 e outros gases que geram efeito estufa:

Tendência mundial:Protocolo de Quioto (1997)•Metas de reduções de emissões;

•Redução para 87,5% dos níveis de emissão de 1990 até 2012;

•Por paises;•Paises em desenvolvimento ficaram de fora;

•Por setores industriais;•Produtores de aço, cerâmicas, cimento, ...

•Construção civil ?


Impacto Ambiental da Construção Civil:

Construção civil responsável por:• 40% do consumo de energia e • 40 % das emissões de CO2 do mundo.

(Ferraz, M., Ciência Hoje 01/2008)

Fases de geração de CO2 de uma construção:• Durante a obra;• Durante a utilização da edificação.

Sistemas internacionais de classificação de edificações priorizam a etapa de utilização

durante a vida útil.



União Européia

Construções = zero emissões de carbono até 2016

“Edificações verdes reduzem em 40% a emissão de carbono na atmosfera”

Eficiência energética pode ser um bom negócio: construções verdes são vendidas por 30% a mais.

(Huston Eubank, diretor de Sustentabilidade e Green Building - iLiv Tecnologies, )

Construções Verdes:


Países desenvolvidos vêm buscando criar critérios para reduzir impactos ambientais gerados pela construção, através do conceito de “construção verde” (Green Building).

Construção Verde:Considera principalmente a dimensão ambiental.

Construção Sustentável:Considera dimensões ambiental, social e

econômicas.



NBR 15.575/2013

Seis partes:1. Requisitos gerais;2. Sistemas estruturais;3. Sistemas de pisos internos;4. Vedações verticais internas e externas; 5. Sistemas de coberturas6. Sistemas hidrossanitários.

Válida a partir de julho/2013

Edificações Habitacionais -Desempenho


Sustentabilidade priorizando:• Durabilidade da edificação;• Manutenibilidade;• Melhor aproveitamento da água; • Desempenho térmico; • Desempenho acústico; • Desempenho lumínico.

NBR 15.575/2013

Edificações Habitacionais -Desempenho


Recomendações Européias de VUP para edifícios (VUP)

CategoriaDescrição

Vida útil de projeto (VUP) para a categoria

Exemplos

1 Temporária Por acordo e até 10 anosAbrigos não-permanentes e edifícios

de exposição temporários

2 Vida curta Período mínimo de 10 anosEdifícios educacionais temporários,

lojas de varejo, escritórios (renovação interna)

3 Vida média Período mínimo de 30 anosEdifícios industriais, renovação de

edifícios habitacionais

4 Vida normal Período mínimo de 60 anosEscolas e hospitais novos; edifícios habitacionais novos; renovação de alta qualidade de edifícios públicos

5 Vida longa Período mínimo de 120 anosEdifícios públicos e outros edifícios de

alta qualidade

Edificações Habitacionais - Desempenho


Prazos de vida útil de projeto (VUP)

(Anexo C, Tabela C.5, NBR 15575-1)

* Considerando periodicidade e processos de manutenção segundo a ABNT NBR 5674 e especificados no respectivo Manual de Uso, Operação e Manutenção entregue ao usuário

elaborado em atendimento à ABNT NBR 14037.

≥ 30≥ 25≥ 20Hidrossanitário

≥ 30≥ 25≥ 20Cobertura

≥ 30≥ 25≥ 20Vedação vertical interna

≥ 60≥ 50≥ 40Vedação vertical externa

≥ 20≥ 17≥ 13Pisos internos

≥ 75≥ 63≥ 50Estrutura

SuperiorIntermediárioMínimo

VUP anosSistema

NBR 15.575/2013Edificações Habitacionais - Desempenho


Sistemas de Classificação de obras conforme o Impacto Ambiental :

LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) destaca projetos de construção que demonstrem

comprometimento com os critérios de sustentabilidade através da adoção de altos

padrões de performance.

Busca-se com a escolha de materiais preferenciais para postergar uma nova interferência no meio

ambiente natural.


Requisitos propostos pelo LEED para certificação de uma “construção verde”:

• Reuso de edifícios;• Uso de componentes reciclados;• Reuso de componentes;• Materiais locais;• Materiais rapidamente renováveis• Madeira certificada....



Pontuações de avaliação do LEED para certificação de uma “construção verde”:

Máximo de 69 pontos

• Locais sustentáveis – 14 pontos (20,1 %);• Eficiência no uso da água – 5 pontos (7,3%);• Energia & atmosfera – 17 pontos (24,6%);• Materiais e recursos – 13 pontos (18,9%);• Qualidade do ambiente interno - 15 pontos (21,9%);• Inovações em projetos – 5 pontos (7,2%).



LEEDProject ChecklistInnovation & Design Process 5 PointsInnovation in Design 1 to 4 PointsLEED™ Accredited Professional 1 Point

Project Totals (pre-certification estimates) 69 PointsCertified: 26-32 points,

Silver: 33-38 points,

Gold: 39-51 points,

Platinum: 52-69 points


Torre Hearst, NY, 1º edifício a obter o selo

Gold


Fachadas que proporcionem maior eficiência energética (térmica e de iluminação) nas edificações.

Sistemas Construtivos e Arquitetônicos que minimizam o Impacto Ambiental dos edifícios :

www.revistatechne.com.br


Fachadas que proporcionem maior conforto e eficiência energética nas edificações.


Qualquer coisaQualquer coisa+ +

ar condicionado ar condicionado !!!!!!!!!!!!

(John,V)


Fachadas que proporcionem maior conforto e eficiência energética nas edificações.



Materiais mais eficientes na geração de gases do efeito estufa x MPa


Concreto com Alto teor de Cinzas Volantes HVFA

50 MPa – 56 dias2,2 Kg CO2/MPa

BARKER HALL, Berkeley

CAD 80 MPa 5 Kg CO2/MPa

BURJ DUBAI


Melhor aproveitamento da água

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chne

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.br


Vasos sanitários eficientes sem

válvula de descarga

Válvulas sanitárias com dupla descarga.

Limitadores de vazão


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Reuso de águas



Uso da água da chuva

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Aquecimento com energia solar


Melhor utilização da luz solar Iluminação com maior eficiência energética

Lâmpada de LEDs


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.br


Impacto Ambiental dos Materiais de Construção:

Seleção de materiais para a Construção Sustentável:

“Seleção de produtos com intuito de obter, através

de um projeto, a redução dos impactos ambientais e

o aumento dos benefícios sociais dentro dos limites

da viabilidade econômica do empreendimento”(John,V., CBCS - Conselho Brasileiro de Construção Sustentável, 2005)”.



Seleção de materiais para a Construção Sustentável:

Abrangência dos temas a para seleção de materiais égrande e complexa.

Muitas dúvidas quando se tenta definir o mais importante.

A seleção de materiais depende da situação de projeto, um mesmo material pode ser adequado ou não

dependendo do contexto.



Qual o ciclo de vida de um material?

Pode-se definir ciclo de vida como:“Somatória das ‘cargas ambientais’ do material do

berço ao túmulo (extração, produção, uso e pós-uso)”.

A determinação das cargas ambientais exige grande quantidade e variedade de dados, o que torna sua

realização difícil e custosa.


Gases do efeito “estufa”:

Dados contidos nos inventários de cargas ambientais:

•Emissão de óxido nitroso N2O;

•Emissão SOx;

•Emissão CO2;

•Emissão materiais particulados;

•Energia consumida ou incorporada para produção;

•Etc....

Emissões de gases do efeito estufa são expressas em toneladas de CO2 equivalente tCO2e.

Os 6 gases: CO2, CO, NOX, N2O, CH4 e NMVOC, possuem potenciais de poluição diferentes.


Critério de Seleção pela Energia Incorporada:

A escolha dos materiais e componentes é feita com base na análise da energia consumida para a

produção do material.

Os melhores materiais são os que consomem menos energia.

Listas de intensidades de energia consumidas (J/g) p/ cada material, classificando-os em “bons” e

“ruins”.


Critério de Seleção pela Energia Incorporada:

Limitações do critério:

• Listas c/ médias e não dados específicos por indústria;

• Não faz análises dos quantitativos das alternativas;

• Considera só a energia despendida durante a produção;

• Não mede o impacto do material durante a vida útil da construção;

• Valores e origem da energia variam conforme o local.


Ciclo de vida de um material:



Geração de CO2 – Efeito estufa:

Não estão considerados aqui outros gases geradores do efeito estufa além do CO2.

Origens do CO2 na produção dos materiais:

• Queima do combustível para produção;

• Decomposição química da matéria-prima p/ transformação;

• Combustível gasto para o transporte até a obra.


Geração de CO2 – Efeito estufa - Origem nos Materiais:

Metais – Principais Minérios são óxidos –

• Redução do minério para retirar o oxigênio

� Ferro - Fe2O3 – Carbono do carvão;

� 2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2

� Alumínio – Al2O3 – Carbono vem de eletrodos;

� Al2O3 + 3C → 2Al2 + 3CO2

Cal e cimento – Calcário é um carbonato – CaCO3

• Calor retira uma molécula de CO2;

� CaCO3 + calor → CaO + CO2


Molécula de CO2 – Efeito estufa

Massa Molecular44,0095 g/mol

O = C = O

Massas na molécula:C - representa 27, 3%O2 – representa 72,7%

(Wik

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Dificuldades em se avaliar a quantidade de CO2 gerada:

• Variações nos tipos de combustíveis nas diversas plantas industriais para um mesmo tipo de material de construção;

• Variação na eficiência dos processos industriais;• Secagem de matérias-primas;• Eficiência de fornos – contínuos, intermitentes, ....

• Origem da energia elétrica aplicada; • Hidroelétrica• Termoelétrica, .....

• Recuperação do CO2 dentro do ciclo de vida do material;

CO2 – Efeito estufa:



• Reciclagem dos materiais;• Reciclagem como matéria-prima;• Qualidade da matéria-prima reciclada?• Outra finalidade;

• Ciclo de vida do material e da obra;• Durabilidade;• Custos e recursos de manutenção;




•Origem da lenha como combustível;• Aproveitamento de aparas;• Reflorestamento (Madeira certificada);• Madeira ilegal.....

• Embalagem ......

• Transporte ......



Geração de CO2:

CAL

Energia:• Óleo combustível;

• Madeira;• Bagaço de cana;

• Forno descontínuo:� 2 kcal/g

• Forno contínuo:

� 0,9 kcal/g

Aglomerantes:(A

ulas

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P, P

CC

234

0)

(Freitas, J. A..)

ABPC



• Descarbonatação:

� p/ uma tonelada de CaCO3

• 560 kg CaO

• 440 kg CO2 - Reabsorvido na recarbonatação

• Massa de CO2 = 80% da massa de CaO

• Combustível:

�1 tonelada de CaO gera

� 300 Kg de CO2 - Forno contínuo

� 640 kg de CO2 – Forno descontínuoUmidade no calcário e no combustível afeta o consumo.

Aglomerantes: CAL

Bas

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IBA

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B, 2

008

Geração de CO2:



• Aglomerante – hidróxido de cálcio Ca(OH)2:

� p/ obter uma tonelada de Ca(OH)2

Aglomerantes: CAL

CaO + H2O Ca(OH)2 + calor

CaCO3 + calor CaO + CO2

1000 kg757 kg 243 kg

757 kg1351 kg

594 kg + 395 kg = 990 kg CO2

594 kg + 845 kg = 1439 kg CO2

CO2 Forno contínuo

CO2 Forno descontínuo

594 kg

CombustívelCalcinação

Geração de CO2:


GESSO

CO2 – Efeito estufa :• Queima de Combustíveis –

• 3,64 t de lenha por t de hemidrato• 1 t lenha gera 1,45 t CO2

• Uma tonelada de gesso gera 400 Kg de CO2

• Desidratação parcial libera H2O.

Aglomerantes:

(Cunha A. B. et al, 2008)

(Relatório CETESB, 2008)

Geração de CO2:

Consumo de Energia:• O menor dentre os aglomerantes;• Combustíveis:

• Lenha (principal);• Óleo combustível.


Consumo de Energia:• 90% - Energia térmica gerada pelo combustível;

� secagem e aquecimento das matérias primas;� calcinação no forno;

• 10% - Energia elétrica;� 25% moagem das matérias-primas,� 40 % moagem do clínquer, � 20 % operações forno e resfriador.

CIMENTO PORTLAND (CP)

Aglomerantes: Geração de CO2:



Aglomerantes:

50%

40%

5% 5%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Descarbonatação Combustão no Fornode Clínquer

Transporte deMatérias-Primas

Eletricidade

Fontes de Emissão de CO2

%

(Battelle 2002)

Geração de CO2:




• Queima de Combustíveis - 0,65 a 0,9 kcal/g clínquer;

�P/ 1 tonelada de clínquer gera +- 300 Kg de CO2

• Calcinação Calcário – MUITO CO2

� (CaCO3+ calor -> CaO + CO2)

�P/ 1 tonelada de clínquer gera +- 600 kg de CO2;

• CO2 Total +- : 900 kg/tonelada de clínquer;

• Indústria do cimento - > 5 a 7% emissões de CO2 mundiais.

Aglomerantes:

M. S

um

ner

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CR

ET

O&

Con

stru

ções

–n.

51,

200

8

Geração de CO2:


Adição de Resíduos ao cimento:• Adições reduzem % de clínquer;

� Minimizam emissões de CO2 por kg de cimento;

• Resíduos industriais que iriam para aterros;

� Cinzas Volantes – CP IV – 40% Cinzas Volantes;

� Escórias de alto forno – CP III – 70% Escória;

� Filer Carbonático – CP II F – 10 % Filer.


Aglomerantes: Geração de CO2:


Adição de Resíduos ao cimento :

Adições minimizam fator de clínquer no cimento e minimizam quantidade de CO2:

•Cinzas Volantes – resíduo de termoelétricas a carvão mineral;

•Escórias de alto forno – resíduo de siderurgia que usa cástinas como fundente e redutor de pH. Forte geradora de CO2 no alto forno;

•Filer Carbonático – resíduos da britagem de calcário com baixo teor de CaCO3.


Aglomerantes: Impacto Ambiental:


Fator de clínquer:CIMENTO PORTLAND (CP)

Aglomerantes:

Evolução global do fator de clínquer médio

Prazos Protocolo de

Quioto

Fator de clínquer = peso clínquer / peso cimento

M. S

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200

8

Adicionam cinzas

volantes e escórias

nas usinas de

concreto!!!

Geração de CO2:


Fator de clínquer:CIMENTO PORTLAND (CP)

Aglomerantes:

Fator de clínquer = peso clínquer / peso cimento

Fator Clínquer/Cimento

82,0%76,0%

68,0% 71,0% 74,0% 73,0%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

1990 2000 2005 2006 2007 2008

% d

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Cim

ento

(Edivaldo Rabello, IBRACON 2009)

Geração de CO2:



Aglomerantes:

Tipo Adição kg CO2/toneladaCP II F 10 % Filer 820

CP II Z 24 % Pozolana + Filer 700

CP II E 40 % Escória + Filer 580

CP III 75 % Escória 290

CP IV 40 % Cinzas Volantes 530

CP V 5 % Filer 860

Emissões de CO2 por tipo de cimento:

Observação: Embalagens de papel geram quantidade considerável de SOx, porém são recicláveis.

Geração de CO2:


Concretos :

Composição:• Agregados artificiais; • Agregados naturais (certificados ?);• Cimento Portland;• Água;• Aditivos.

(Freitas Jr. J. A.)

Geração de CO2:


Concretos :

Emissões de CO2:

• Principalmente as relativas ao consumo de cimento Portland;

• Variam com o tipo de Cimento, (quantidade de adições);

• Agregados comuns (brita, areia) geram CO2principalmente devido ao transporte.

Geração de CO2:


Concretos :Kg de CO2 por m3 de Concreto

* Maior uso de aditivos plastificantes e superplastificantes minimizam os consumos de cimento.

Central de concreto 1

Concretos: usando CP II Z kg CO2 x m3 kg CO2 / MPa

Convencionais:

15 MPa - abat. 80 +- 10mm CP II Z 172 11,5

25 MPa - abat. 80 +- 10mm CP II Z 223 8,9

35 MPa - abat. 80 +- 10mm CP II Z 260 7,4

CAD: (também usa sílica ativa)

60 MPa - abat. 80 +- 10mm CP V RS 416 6,9

90 MPa - abat. 80 +- 10mm CP V RS 486 5,4

Geração de CO2:


Concretos :Kg de CO2 por m3 de Concreto

Central de concreto 2

* Maior uso de aditivos plastificantes e superplastificantes minimizam os consumos de cimento.

Concretos: usando CP IV kg CO2 x m3 kg CO2 / MPa

Convencionais:

15 MPa - abat. 80 +- 10mm CP IV RS 97 6,5



CAD: (também usa sílica ativa)

60 MPa - abat. 80 +- 10mm CP V RS 335 5,6

90 MPa - abat. 80 +- 10mm CP V RS 399 4,4

Geração de CO2:


Argamassa de Cal :


Argamassa de areia com cal:

� Para um metro cúbico de argamassa areia + cal:

• Consumo de 140 kg de Ca(OH2);

• Somente a cal hidratada gera de 140 a 200 kg CO2;

• 84 kg CO2 – absorvidos na recarbonatação.

Utilizada em geral misturada com cimento para a revestir (emboço) alvenarias e concretos e regularizar paredes e

tetos.

Geração de CO2:


Argamassa de Cal :


Argamassa de areia + cal + Cimento Portland (CP):

• Uso interno CP II Z - 100 kg/m3 – 210 a 270 kg CO2 por m3

• Uso externo CP II Z - 150 kg/m3 – 235 a 295 kg CO2 por m3

• Destas argamassas 84 kg de CO2 por m3 é reabsorvido.

(Freitas Jr. J. A.)

Geração de CO2:


Argamassa de Cal :


Argamassa de areia + cal + Cimento Portland (CP):

• Espessura média de emboço - 2,5 cm:

• Uso interno – 5,25 a 6,75 kg CO2/m2

• Uso externo – 5,88 a 7,38 kg CO2/m2

• 2,1 kg de CO2 por m2 é reabsorvido.

(Fre

itas

Jr. J

. A.)

Geração de CO2:


AÇO:

Reservas – Minério de Ferro:• Muito amplas;• Duração ........

Consumo de Energia:• 60% do custo - coque metalúrgico


• Queima de Combustíveis -

� P/ 1 tonelada de aço gera 0,6 a 2,6 ton. de CO2

� Média mundial: 1,7 toneladas de CO2International Iron and Steel Institute - www.worldsteel.org

Geração de CO2:

(Sandberg, H. et al.,, 2001)


AÇO:

SiderSiderúúrgicas que rgicas que utilizam minutilizam minéério e rio e

AltoAlto--fornoforno

SiderSiderúúrgicas que rgicas que utilizam sucata e utilizam sucata e

forno elforno eléétrico. trico.

1,7 Média mundial

Alto-forno e elétrico

(Adaptado de Sandberg, H. et al., Scandinavian Journal of Metalurgy, 2001)

0,56 GERDAU

Geração de CO2:


AÇO:

2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2

Geração de CO2no alto-forno:

Produção

1000 kg 591 kg161 kg1430 kg

Calcinação de CaCO3 até 800 Kg CO2

Produção de coque e outros processos até +- 400 Kg CO2

Geração de CO2:


PRODUÇÃO DO AÇO:


• Utilização de cástinas como fundente

Com as cástinas é possível se utilizar minério com pH baixo sem corroer o revestimento do forno, sem as cástinas não éviável o aproveitamento destes minérios.

� Sem utilização de cástinas - 1,2 toneladas de CO2

� Utilizando cástinas – até 2,6 toneladas de CO2

Observação:

• A utilização de cástinas no Alto Forno gera ESCÓRIA� 1 t de ferro gusa gera 0,3 toneladas de Escória; (www.inda.org.br)

� Escória -> adição ao cimento substituindo clinquer.

Geração de CO2:


AÇO:

Fe2 + 2C + O2 Fe2 + 2CO

Geração de CO na aciaria(conversor):

Transformação de ferro gusa em aço

Produção

Fe + 4%C = Ferro gusa

Fe + % <1,6 % C = Aço

Geração de CO2:


PRODUÇÃO DO AÇO:

Aço produzido em formo elétrico - reciclado:

• Fundição de sucata em fornos elétricos;

• A energia elétrica é aplicada à sucata através de eletrodos consumíveis de grafite (carbono!);

• Gera em média 600 kg de CO2 por tonelada de aço.

Geração de CO2:


MATERIAIS CERÂMICOS:

Reservas – Argilas:• Muito amplas;• Duração ........

Consumo de Energia:• Lenha, serragem, óleo diesel, gás ...


• Queima de Combustíveis -

� Eficiência muito variável em função de:

� Teor de umidade necessária p/ moldagem;

� Eficiência do forno.

Geração de CO2:


TIJOLOS CERÂMICOS:


• Produção de CO2/m2 de tijolos – 33 tijolos/m2

� Parede 1/2 tijolo moldagem extrusão e forno simples:

� 42 kg CO2/m2

� Parede 1/2 tijolo moldagem extrusão e forno eficiente:

� 21 kg CO2/m2

(Soares, S. R. e Pereira, S. W; 2004.)

Geração de CO2:


REVESTIMENTOS CERÂMICOS:


• Produção de CO2/m2 para revestimentos monoqueima:

� Processo da Barbotina, moldagem por prensagem:

� 2,9 kg CO2/m2 (sem embalagem)

� Moldagem por extrusão comum:

� 10 kg CO2/m2 (sem embalagem)

Observação: Embalagens de papelão geram quantidade considerável de SOx, porém são recicláveis. (Brasil 79%)

(Soares, S. R. e Pereira, S. W; 2004.)

Geração de CO2:


Vidros:


• Produção - Combustíveis: Gás,...

• Produção gera 490 kg CO2/tonelada de vidro

• Chapa Vidro 4 mm - 5,1 kg CO2/m2

Vidro 6 mm - 7,6 kg CO2/m2

Temperado 8 mm - 11 kg CO2/m2

Observação: Vidros planos não são recicláveis.

(Alm

eida

, M.;

2007

)

Geração de CO2:


ALUMÍNIO:

Reservas – Bauxita:• Muito amplas;

• Duração ........

Consumo de Energia:• Grande quantidade de energia elétrica;

• Para produzir 1 tonelada de alumínio:

� 15 (MW/h) energia elétrica = 1,7 t petróleo

• Sob baixa tensão a alumina se decompõe em oxigênio, que combina c/ carvão do anodo, desprendendo-se sob a forma de gás, e em alumínio líquido.

Warmer Bulletim - World Resource Foundation

Geração de CO2:


ALUMÍNIO:

www.abal.org.br

Diagrama de uma célula de redução

5 t de bauxita = 2 t de alumina = 1 t de alumínio Processo de Redução.

Insumos / produção de alumínio primário (2003)Alumina 1.919 kg/t AlEnergia elétrica 15,0 MWhcc/t AlCriolita 8,0 kg/tFluoreto de alumínio 19,7 kg/tCoque de petróleo 0,384 kg/kg AlPiche 0,117 kg/kg AlÓleo combustível 44,2 kg/t

Geração de CO2:


ALUMÍNIO:

CO2 – Efeito estufa:• Muito variável em função da origem da energia elétrica.

• Hidroelétrica;

� 6,5 toneladas de CO2/tonelada de alumínio

•Termoelétrica a carvão;

� 12 toneladas de CO2/tonelada de alumínio

Observações:

• O alumínio tem alto índice de reciclagem;

� Brasil recicla 90% do alumínio produzido anualmente;

� A reciclagem poupa 95% da energia.

Warmer Bulletim - World Resource Foundation

Geração de CO2:


MADEIRA:Origem:

• Reflorestamento (Madeira certificada);• Origem legal – manejo de florestas nativas......;• Madeira ilegal.....


• Produção de CO2/m2: Zero de CO2; (Fixador de CO2)

• Somente:� Combustível usado no transporte;� Energia de beneficiamento ??

• Madeira - Material de limitado reuso e de difícil reciclagem.

Geração de CO2:


MADEIRA:

Construção: 84% da madeira

(Vanderley M. John, IBRACON, 2009)

Geração de CO2:


COMBUSTÍVEIS:

Origem e geração de CO2 – Efeito estufa :• Petróleo:

• Gasolina- 1 litro gera 2,3 kg de CO2;• Óleo Diesel - 1 litro gera 2,6 kg de CO2;• Gás natural – 1 m3 gera 1,9 kg de CO2;

Geração de CO2:

Biocombustíveis (renováveis): • Ciclo fechado

(quantidades iguais de CO2 emitidas e removidas);

• Álcool;• Biodiesel.


COMBUSTÍVEIS:

Origem e geração de CO2 – Efeito estufa :

• Fretes em caminhões:� Consumo Óleo Diesel - 1 litro por km;

� Carga – 25.000 kg

� 1.000 kg → 0,04 litros/km → 0,104 kg.CO2/km

O LEED prioriza materiais “locais” = distâncias até

800 km

Geração de CO2:


30% de redução no consumo de cimento

40 a 50 % de redução no consumo de clinquer

Fonte: Mehta, P.K.; ACI Concrete International, Fevereiro/2009

Ferramenta 1 + Ferramenta 2

Ferramenta 1 + Ferramenta 2 + Ferramenta 3

SUSTENTABILIDADE DA INDÚSTRIA DO CONCRETOUm mapa para cortar as emissões de carbono da indústria

do cimento para o nível de 1990 nos próximos 20 anos

Ferramenta 1CONSUMIR MENOS CONCRETO

Nas novas estruturas

Ferramenta 2CONSUMIR MENOS CIMENTO

Nas misturas de concreto

Ferramenta 3CONSUMIR MENOS CLINQUER

Na fabricação de cimentos


Mehta, P.K.; IBRACON, 2009

SUSTENTABILIDADE DA INDÚSTRIA DO CONCRETO

FERRAMENTAS PARA CONSUMIR MENOS CONCRETO:

�45% do concreto no mundo é consumido em prédios novos, 15% em projetos de infra-estrutura e 40% para reparos e renovação do ambiente construído;

�Reduzir o impacto ambiental com Arquitetura inovativa;

�Reduzir a espessura das fundações e as dimensões de colunas, cortinas e vigas através de projetos estruturais mais inteligentes;

�Uso de concretos de concretos altamente duráveis para a construção de novas estruturas e para o reparo de estruturas antigas



CONSUMINDO MENOS CIMENTO NAS MISTURAS DE CONCRETO:

�Para fundações e estacas, considerar as resistências aos 56 ou 91 dias, ao invés de aos 28 dias, resulta em redução significativa do consumo de cimento.

�Para melhorar a trabalhabilidade do concreto fresco, ao invés de utilizar mais cimento e água, utilizar plastificantes químicos e adições minerais;

�Reduzir o volume de pasta de cimento através da utilização de tamanhos e curva granulométrica ideais para os agregados.





CONSUMINDO MENOS CLIQUER NOS CIMENTOS:� 50 A 70% do cimento Portland pode ser substituído por materiais complementares como

� cinzas volantes;� escória de alto-forno;� pozolanas naturais;� sílica ativa;�cinzas de cascas de arroz;

�Estas substituições geram dramáticas melhoras na durabilidade do concreto. �A mistura pode ser feita diretamente na fábrica de cimento, ou na produção do concreto.


Concretos : Impacto Ambiental:

Composição:

• Agregados artificiais

• Agregados naturais (certificados ??);

• Cimento Portland;

• Água;

• Aditivos.



LEED

Cinco formas com que o Concreto ajuda a construir verde:

1. Concreto cria ambientes sustentáveis;

2. Concreto melhora a performance de energia;

3. Concreto contém materiais reciclados;

4. Concreto é manufaturado localmente;

5. Concreto edifica estruturas duráveis.



Como deixar um concreto mais verde ?• Minimizando o consumo de cimento;

� Aditivos polifuncionais e superplastificantes;� Concretos especiais CCR, HVFA conc. c/ alto teor de cinzas;

• Minimizando o fator de clínquer;� Adições de Pozolanas, Escória e Filer carbonático;

• Otimizando a aplicação de concreto em obras;� Concretos com maiores fck em pilares (menor volume);

� Concreto rodado em obra ~ 20 kg CO2/MPa� CAD ~ 5 kg CO2/MPa� Concreto de pós reativos ~ 1 kg CO2/MPa

• Produzindo concretos mais duráveis (menos permeáveis).


Consumo de energia e geração de CO2:

(Str

ub

le, L

.; G

od

frey

, J.;

200

7)

Concretos :

Energia usada na produção de Cimento Portland:

Etapa da Produção Energia

(MJ/Kg cimento) %

Extração da matéria prima 0,044 0,90%

Transporte da matéria prima 0,089 1,82%

Britagem e moagem 0,386 7,91%

Clinquerização no forno 4,041 82,79%

Moagem do cimento 0,188 3,85%

Transporte do cimento 0,133 2,72%

Total 4,881


Consumo de energia e geração de CO2:

(Struble, L.; Godfrey, J.; 2007)

Concretos :

Energia usada na produção de Concreto:

Constituinte Energia

(MJ/Kg cimento) %

Agregado graúdo 0,028 3,14%

Agregado miúdo 0,028 3,14%

Cimento Portland 0,735 82,31%

Água 0 0,00%

Produção e mistura 0,102 11,42%

Total 0,893


Referências bibliográficas:NBR 15.575/2013 Edifícações Habitacionais - Desempenho.

Metha, P. K.; Concrete Technology for Suatainable Development – Na Overview of Essential Pinciples, CAN MET/ACI, 1999. www.ecosmartconcrete.com

Metha, P. K.; Reducing the Environmental Impact of Concrete, Concrete International, October/2001.

Mehta, P. K.; High-Performance, High-volume fly ash concrete for sustainable development, International Workshop onSustainable Development and Concrete Tecnology, 2007.

Kemenes, A.; Estimativa das emissões de gases de efeito estufa (CO2 e CH4) pela hidrelétrica de Balbina, Amazônia Central; Tese Doutorado INPA/UFAM , 01/12/2006.

Soares, S. R. e Pereira, S. W.; Inventário da produção de pisos e tijolos cerâmicos no contexto da análise do ciclo de vida, UFSC, AMBIENTE CONSTRUÍDO, 04/2004.

Martin, N.; Worrell E. e Price L.; Energy Efficiency and Carbon Dioxide Emissions Reduction Opportunities in the U.S.Cement Industry, Ernest Orlando Lawrence – Berkeley National Laboratory, september 1999.

Almeida, M.; Estratégia de Reducão de Emissões de Gases de Efeito de Estufa em Pequenas e Médias Empresas, Seminário Protocolo de Quioto, Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro, novembro de 2007.

Struble, L.; Godfrey, J.; How Sustainable is concrete?, International Workshop on Sustainable Development andConcrete Tecnology, 2007.

M. Sumner; G. Gianetti e H. Benini; A Indústria do Cimento e Seu Papel na Redução das Emissões de CO2, Grace Construction Products, Revista CONCRETO& Construções – n. 51, jul. ago. e set. /2008

Quirino, Wladir Ferreira; Utilização Energética de Resíduos Vegetais, LPF/ IBAMA, 2002

CETESB; Relatório do Inventário Estadual de Fontes Fixas de Emissões de CO2 – Fontes Industriais – Combustíveis –Fósseis; CETESB, 2008

Sandberg, H.; Lagneborg, R.; Lindblad, B.; Axelsson, H.; Bentell, L.; CO2 emissions of Swedish steel industry, Scandinavian Journal of Metalurgy, 10/2001.

Zordan, S. E.; A utilização de entulho como agregado na confecção de concreto, Dissertação de mestrado, UNICAMP, 1997.

Materiais de Construção III - dcc.ufpr.br · especificados no respectivo Manual de Uso,...

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