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Ambiente Construído

On-line version ISSN 1678-8621

Ambient. constr. vol.18 no.4 Porto Alegre Oct./Dec. 2018

http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212018000400311 

Artigos

Emissões de CO2 de sistemas de revestimento de argamassa: estudo de caso de aplicação de argamassa projetada comparativamente à aplicação convencional

CO2 emissions in mortar coating systems: comparative case study between projected and conventional method

Hiago Ribeiro Albuquerque1  1

Júlia Lira2  2

Rosa Maria Sposto3  3

1Universidade de Brasília Brasília - DF - Brasil

2Universidade de Brasília Brasília - DF - Brasil

3Universidade de Brasília Brasília - DF - Brasil

Resumo

O processo de produção de edificações contribui significativamente para os impactos ambientais, em especial pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE). O revestimento de argamassa ainda é frequentemente realizado de forma convencional no Brasil, apesar da busca do setor pela maior racionalização do processo de produção. É de muita valia analisar os impactos decorrentes da fase de aplicação, buscando alternativas que possam minimizar as emissões de gases poluentes. Nessecontexto, este trabalho tem por objetivo levantar as emissões de CO2 a partir da avaliação de ciclo de vida de emissões de CO2 (ACVCO2) entre duas técnicas de aplicação da argamassa: projetada e convencional. A metodologia tem como base um estudo de caso de uma edificação em Brasília,DF, a partir da simulação da execução das técnicas de revestimento analisadas. A ACVCO2 se restringiu à fase de aplicação do sistema de revestimento. Os resultados indicaram que o reboco projetado apresentou menor percentual de emissão de CO2, sendo 50% inferior ao método convencional. Mesmo com o aumento do gasto energético pela utilização de equipamentos, a redução das perdas da técnica de aplicação projetada se mostrou favorável em relação à redução das emissões associadas, sendo um incentivo à difusão de técnicas de construção racionalizadas.

Palavras-chave: Argamassa; Sistema de revestimento; Emissões de CO2; ACVCO2

Abstract

The process of producing buildings has significant environmental impacts, especially through green house gas (GHG) emissions. In Brazil, mortar coating is still often executed by conventional methods, despite the industry's efforts to rationalize the production process. It is worthwhile to analyse the impacts caused during the application phase, looking for alternatives that can minimize the emissions of polluting gases. In this context, this study aims to evaluate CO2 emissions through the CO2 Emission Life Cycle Assessment (ACVCO2) in two mortar application techniques: projected and conventional. The methodology is based on a case study of a building in Brasília, Brazil, through a simulation of the execution of the two coating techniques analysed. ACVCO2 was restricted to the application phase of the coating. The results indicate that the projected plaster produces a lower percentage of CO2 emissions, 50% lower than the conventional method. Even though energy consumption increased due to equipment operation, the reduction in the losses of the projected application technique was favourable in relation to the reduction of associated emissions, which is an incentive to disseminate streamlined construction techniques.

Keywords: Mortar.Coating system; CO2emissions; ACVCO2

Introdução

O Brasil encontra-se entre os maiores emissores de gás carbônico proveniente de atividades industriais no planeta, ocupando o sexto lugar no ranking global (SANTORO; KRIPKA, 2016; SEEG..., 2017). A indústria da construção contribui significativamente para a emissão dessesgases, que, juntamente com outros gases, tais como o metano, formam os gases de efeito estufa (GEE) (AYE et al., 2012).

Estima-se que o processo de produção de edificações seja responsável por, aproximadamente, 25% das emissões de CO2 do mundo, incluindo as fases de fabricação de materiais, execução, uso e demolição de edificações (AGOPYAN; JOHN, 2011). Estudos de Freitas Junior et al. (2012) mostram que, em média, 12,6% das emissões de uma obra são relacionadas com as argamassas, devido às concentrações de cal e cimento.

Os principais responsáveis pelas altas emissões de carbono provocadas pela argamassa são relacionados à presença do cimento e da cal em sua composição, uma vez que as reações químicas ocorridas na produção do clínquer e da alta quantidade de combustão de origem fóssil para a ativação dos fornos contribuem para a produção e emissão desses gases na atmosfera (SANTORO; KRIPKA, 2016; GAN et al., 2017).

Para Scrivener e Kirkpatrick (2008), a pressão crescente para inovação, com o intuito de melhorar a sustentabilidade, deve-se à produção de cimento representar de 5% a8% das emissões de CO2 feitas pelo homem. Segundo a revisão feita por Ali, Saidur e Hossain (2011), esse valor é 7%. No Brasil, a indústria do cimento é responsável por 6,1% de todas as emissões de CO2 no Brasil (AGOPYAN; JOHN, 2011).

Paravisi (2008) indica a necessidade de melhoria do processo de produção convencional da argamassa para revestimentos, uma vez que ele gera elevados percentuais de perdas de materiais e baixos índices de produtividade na produção e na aplicação da argamassa. Esseprocesso ainda ocorre na maioria dos canteiros de obra no Brasil, gerando um produto final com grande variabilidade devido à grande influência pessoal do operador (COSTA, 2005).

Nesse contexto, o processo de produção de revestimento em argamassa vem passando por diversas melhorias desde a década de 80, transformações que vão desde a industrialização do produto argamassa (e o uso de argamassa industrializada) até a mecanização da técnica de aplicação com o uso de argamassa projetada (GAMA JÚNIOR, 2013).

Zanelatto (2012) afirma que foi com a junção do uso de argamassadeiras e a aplicação direta do material no substrato por bombas de projeção que surgiu um novo patamar na produção de revestimentos, vendo nessa inovação uma oportunidade de diminuir a dependência da mão de obra. Issogera variabilidade na produção e na qualidade do produto final, além de ser uma forma de aumentar a produtividade e diminuir o percentual de perdas de materiais.

Consequentemente, observa-se no cenário nacional uma lenta substituição da técnica de aplicação manual de argamassas denominada convencional, que usa a força manual, para técnicas mecanizadas e menos dependentes da mão de obra humana (PARAVISI, 2008; ALBUQUERQUE; OLIVEIRA; FEITOSA, 2017).

A técnica de reboco projetado propicia menor percentual de perda de material, tanto nas etapas de transporte, fase que envolve a movimentação horizontal e vertical do material pelo canteiro de obras, quanto na execução do serviço, devido à maior eficácia na coleta e reutilização da argamassa lançada em excesso no substrato (COSTA, 2005; PARAVISI, 2008; TAVARES, 2006, GAMA JÚNIOR,2013).

Entretanto, pouco se sabe ainda dos impactos ambientais que a implementação de novas técnicas de execução para a produção de argamassas de reboco tende a acarretar.Dessa forma, uma técnica eficaz de mensuração dos impactos é a ACVCO2, que se restringe à quantificação das emissões de CO2 ao longo do ciclo de vida de um determinado produto.

Esse trabalho tem como objetivo realizar a análise comparativa das emissões de CO2 referentes à execução do revestimento em argamassa por duas técnicas distintas: de reboco projetado e reboco convencional. Para tal, será realizada a ACVCO2, abordando o transporte vertical da argamassa e sua aplicação no estudo de caso em questão.

Aplicação de argamassa projetada x convencional

Segundo a NBR 13281 (ABNT, 2005),a argamassa pode ser conceituada como mistura homogênea de agregado(s) miúdo(s) aglomerante(s) inorgânico(s) e água contendo ou não aditivos ou adições, com propriedades de aderência e endurecimento.

Esse material é o insumo utilizado nos sistemas de revestimento manuais e projetado, variando os critérios de trabalhabilidade que a argamassa deve possuir a partir de seu teor de finos, cimento e água, além da presença de aditivos (BAUER et al., 2006).

Técnica de projeção mecânica

A aplicação projetada consiste na utilização de bombas de projeção que levam a argamassa, que está armazenada em uma posição estratégica no canteiro de obras ou nas bombas argamassadeiras, até ao local em que será aplicado (Figura 1). Esse método gera uma aplicação contínua de argamassa, garantindo uma boa adesão em toda região de trabalho (COSTA, 2012; LORDSLEEM JUNIOR; MORAIS, 2015).

Fonte: Albuquerque, Oliveira e Feitosa (2017).

Figura 1 (a) Bomba de projeção de argamassa;e (b) Projeção da argamassa usando bombas 

O método de projeção utilizando bombas tem características que podem proporcionar aumento de produtividade. Primeiramente, tem capacidade de vencer grandes distâncias, reduzindo as perdas de tempo no transporte e no espaço ocupado no canteiro. Outra característica está relacionada ao aumento da produtividade devido ao método não necessitar outros insumos da obra, como guinchos, gruas e operários (PARAVISI, 2008; ZANELATTO, 2012; GAMA JÚNIOR, 2013).

Enquanto isso, as limitações desse método são relacionadas aos critérios de trabalhabilidade da argamassa, que vai desde a viscosidade do material em seu estado fresco, como também em sua aderência ao entrar em contato com o substrato (BAUER et al., 2006; ZANELATTO et al., 2013).

A técnica também se limita aos elevados níveis de pressões necessárias para transportar a argamassa até pavimentos superiores. É preciso gastos periódicos com a manutenção dos equipamentos, que precisam estar sempre limpos e calibrados para a efetiva utilização em longo prazo, além da necessidade de aquisição ou aluguel dos equipamentos de projeção. Por último, a aplicação de argamassas por bombas precisa ser acompanhada de toda uma logística de materiais e execução (COSTA, 2005; PARAVISI, 2008; GAMA JÚNIOR, 2013).

Técnica de aplicação manual

A execução do reboco por aplicação convencional é um processo que tem o operário como o único agente essencial para a execução do serviço. Uma vez que a argamassa é produzida, seja dentro ou fora do canteiro de obras, e também transportada ao local de aplicação, por meio de giricas e pranchas mecânicas, o trabalhador realiza a aplicação do material por meio de colher de pedreiro, como é ilustrado na Figura 2 (COSTA, 2005; GEKEK et al., 2016).

Figura 2 (a) Colher de pedreiro usada na execução; e (b) Processo convencional de aplicação 

Essa técnica se caracteriza pela dependência do trabalhador, seja de suas habilidades e experiência no manuseio e na aplicação do material no substrato, seja também na força de aplicação imposta ao longo do expediente (ALBUQUERQUE; OLIVEIRA; FEITOSA, 2017; PARAVISI, 2008).

Dessa forma, Zanelatto (2012) e Gerek et al. (2016) afirmam que esse sistema tende a apresentar heterogeneidades no produto final. Essas não uniformidades são provenientes tanto da diferença de execução entre pedreiros com diferentes técnicas de realização, como também pelas variações na energia de lançamento de argamassa por parte do operador durante horas seguidas de trabalho.

Além disso, visto que essa técnica não usufrui de mangotes e bombas de projeção, há maior fluxo no transporte da argamassa ao local de aplicação e que geralmente requer mais mão de obra no canteiro de obras e também de utensílios, como carrinho de mão e giricas. Paravisi (2008), Lordsleem Junior e Morais (2015) defendem que essa maior movimentação do material pelo canteiro tende a originar maisoportunidades de perdas de material.

Avaliação de ciclo de vida de emissões de co2

Uma forma de mensurar os impactos ambientais de um produto ou processo é a avaliação do ciclo de vida (ACV), que consiste na mensuração das entradas (consumo de matéria-prima, energia) e saídas (emissões, resíduos, efluentes, etc.) ao longo do ciclo de vida de um produto ou um processo e permitea avaliação do seu desempenho ambiental (INSTITUTO..., 2015). Devido a sua complexidade, pela abrangência de vários impactos ambientais, o setor da construção civil tem utilizado comumente um recorte. Nesse recorte, a ACV possui foco somente em uma categoria de impacto.

Nessecaso, o recorte foi referente às emissões de CO2, ou seja, o principal gás de efeito estufa(CABEZA et al., 2014; CHAU et al., 2015). AACVCO2 vem sendo uma importante ferramenta a fim de quantificar as emissões provenientes do processo de produção de edificações, incluindo os sistemas de revestimento de argamassa, podendo assim indicar melhorias no processo construtivo a fim de torná-lo menos agressivo à atmosfera (SANTORO; KRIPKA, 2016; BESSA, 2010).

De acordo com Atmaca e Atmaca (2015), a ACVCO2 considera as principais saídas, quantificadas em emissões de gás carbônico, durante o ciclo de vida de qualquer material, componente, sistema ou processo construtivo.

Uma vez definido o escopo e objetivo geral, que também pode ser reavaliado em qualquer uma das etapas caso se perceba inviabilidades por tamanho, falta de informações e até mesmo tempo para o estudo, é realizada a análise de inventário. Segundo a NBR ISO 14040 (ABNT, 2014), a análise de inventário envolve a coleta de dados e os procedimentos de cálculo para quantificar entradas e saídas relevantes de um sistema de produto.

Em relação aos estudos de ACVCO2, alguns trabalhos nacionais possuem relevância pelas contribuições geradas. Primeiramente, destaca-se a pesquisa de Tavares e Lamberts (2008), em que foi realizada a mensuração de CO2 incorporado em algumas edificações do Brasil. Bessa (2010) realizou a ACVCO2 em fachadas de construções comerciais a partir de uma metodologia inovadora no cenário brasileiro e que abriu caminho para outras pesquisas.

Costa (2012) obteve, através de uma metodologia fundamentada em equações e fatores de emissão de CO2 previamente ratificados por referências nacionais e internacionais, a relação entre diversos materiais e componentes da construção civil e suas respectivas contribuições na liberação de gás carbônico. O resultado foi um inventário de grande relevância e que possibilitou o aprofundamento de novos estudos.

Em dois trabalhos mais recentes, Gama Junior (2013) analisou a contribuição dos sistemas de revestimento em argamassa nas emissões de CO2 na atmosfera. O autor concluiu que o uso da argamassa industrializada é menos agressivo ao meio ambiente do que a argamassa rodada em obra, por apresentar menores taxas de liberação de gases de efeito estufa.

Neste trabalho pretende-se, a partir de uma ACVCO2, avaliar e comparar as emissões de CO2das técnicas de aplicação de argamassa projetada e convencional.

Metodologia

Os dados primários envolvidos na análise comparativa entre os dois sistemas de revestimento foram:

  1. o consumo real de argamassa;

  2. a quantidade de perdas de material;

  3. o consumo de óleo diesel por parte dos caminhões transportadores;e

  4. o tempo de utilização de bombas de projeção e da prancha mecânica para execução e transporte.

Para validação da análise por dados primários, com a coleta in loco e por observação, foi escolhido um estudo de casoem quefoi observada a etapa de revestimento argamassado por oito semanas. A escolha foi por uma edificação de dezpavimentos situada em Brasília, DF. A edificação foi toda executada pela técnica de reboco projetado. Porém, para a coleta in loco a título de comparação, uma unidade de apartamento com 245 m2 de área de revestimento internofoi executada com a técnica convencional de aplicação. A partir disso, os dados foram obtidos e ampliados, por simulação, para toda a edificação. Ou seja, em uma primeira situação virtual a edificação foi executada pelo reboco projetado e, em uma segunda, pelo reboco convencional.

Todos os valores foram coletados diariamente e originaram-se os resultados médios para cada um dos sistemas de revestimento observados.Dessa forma, foi adotadacomo unidade funcional do estudo (UF)a realização de 29.838 m2 de revestimento de argamassa, representando a área total de reboco interno executada nos pavimentos e no subsolo da edificação.

A fronteira para a ACVCO2 (Figura 3) foi estabelecida do portão ao portão (gate to gate), considerando a argamassa já recebida na obra e mensurando somente as emissões referentes ao transporte verticale a aplicação do revestimento para os dois sistemas em análise (projetado e convencional). O substrato, executado com alvenaria de bloco cerâmico,encontrava-se chapiscado e pronto para receber a argamassa.

Figura 3 Etapas referentes à execução do reboco apontados no estudo 

Na análise do inventário (Figura 4) consideraram-se:

Figura 4 Inventário do ciclo de vida da argamassa de revestimento 

  1. como entradas:

    • - a argamassa de revestimento;

    • - a energia elétrica utilizada usada nas bombas de projeção (apenas para o sistema projetado) e nas pranchas mecânicas de transporte vertical do material; e

    • - o óleo diesel que alimenta os caminhões transportadores de resíduos.

  2. como saídas:

    • - o produto final, no caso a parede de alvenaria revestida; e

    • - as liberações de CO2 e poluentes, bem como a geração de resíduos sólidos.

Descrição das técnicas de aplicação do reboco

No estudo de caso, cada técnica de aplicação teve características próprias em seus processos de produção de revestimento. O Quadro 1 contém as principais diferenças de cada sistema executivo, indicando tanto as semelhanças em etapas como também parâmetros que se diferenciam entre eles e, consequentemente, que potencialmente acarretam em diferentes agentes emissores de CO2.

Quadro 1 Comparação dos processos envolvidos na aplicação projetada x convencional 

Processos Argamassa projetada Argamassa convencional
Tipo de material empregado Argamassa ensacada Argamassa estabilizada
Transporte da matéria-prima para o andar de aplicação Sacos transportados em pranchas mecânicas por meio de pallets Argamassa úmida transportada em pranchas mecânicas por meio de giricas
Mistura Material misturado nas argamassadeiras acopladas abombas de projeção Etapa não necessária no canteiro, visto que a mistura é feita em fábrica
Aplicação Mecanizada por meio de bombeamento com magote, gerando linhas horizontais de baixo para cima Manual com colher de pedreiro, gerando faixas horizontais de baixo para cima
Uniformização Processo iniciado com a argamassa fresca e com pega não iniciada. A etapa é manual e auxiliada com a régua H Processo iniciado após a pega da argamassa. A etapa é manual e realizada com régua de corte.
Sarrafeamento e desempeno Etapa manual com régua de corte e desempenadeira Etapa manual com régua de corte e desempenadeira
Reaproveitamento de material Sim. Processo realizado com a argamassa em excesso e caída ao chão durante a uniformização com a régua H. O material é recolocado nas bombas de projeção antes de sua pega Não. Como a uniformização ocorre após a pega da argamassa, o material sarrafeado e em excesso é considerado resíduo de construção e demolição "Classe A", sendo alocado em caçambas específicas

Técnica de aplicação com reboco projetado

Na técnica de reboco projetado, o material foi ensacado e transportado por meio de pallets e pranchas mecânicas, e armazenado próximo às bombas de projeção, localizadas em pontos estratégicos nos pavimentos. Assim, a bomba de projeção realizou a mistura e o bombeamento da argamassa até as áreas requeridas pelo mangote. Após a projeção, a equipe realizou a primeira uniformização do revestimento com a régua H, recolhendo todos os resíduos gerados(material em excesso ou o que caía no chão) e o reaproveitando na bomba. Em seguida, com o início da pega da argamassa, iniciavam-se o sarrafeamento e o desempeno do reboco. No fim do expediente,procedeu-se à limpeza das bombas de projeção e do local executado (Figura 5).

Figura 5 Fluxo do sistema projetado de revestimento em argamassa 

Técnica de aplicação de reboco convencional

Na técnica convencional, o transporte vertical até o pavimento ocorreu por meio de giricas através das pranchas mecânicas localizadas nas juntas da construção. Em seguida ao recebimento do produto no apartamento em execução, o profissional realizou o lançamento da argamassa na alvenaria e, após o início da pega, foram executadas as etapas de sarrafeamento e desempeno. Por fim, realizou-se a limpeza das áreas rebocadas (Figura 6).

Figura 6 Fluxo do sistema convencional de revestimento em argamassa 

Traços e consumo de argamassa

Foi feito um acompanhamento diário durante oito semanas, período no qual a fase revestimento argamassado estava sendo executada no canteiro de obras. Durante o expediente era observada a aplicação da argamassa nos apartamentos, com anotação da quantidade de material utilizado na obra por meio do registro de formulários e posterior armazenamento em planilhas eletrônicas.Na técnica de argamassa projetada, com utilização de argamassa ensacada, contava-se a quantidade diária de sacos processados na bomba de projeção.

Já para o sistema convencional, executado a partir de argamassa estabilizada fabricada fora do canteiro, o registro deu-se a partir do número de giricas que chegavam ao apartamento para a execução do revestimento nos determinados locais de aplicação.

Além disso, foi necessário realizar a análise da variação média de espessura de revestimento nas áreas executadas a partir de medição direta. Assim, obteve-se o consumo real do sistema de revestimento projetado e convencional. Por último, comparou-se o valor encontrado com o consumo teórico fornecido pelo fabricante.

A aferição in loco da espessura média do revestimento indicou que em ambas as técnicas de produção de revestimento foi obtido o mesmo valor de espessura (16,5mm). Em razão disso, infere-se que ossistemas projetado e convencional não tiveram seus valores de consumo real determinados pelas variações de espessuras de argamassa aderido ao substrato.

Para realizar a simulação de toda aplicação do revestimento em argamassa na edificação, foi adotado que a unidade do consumo real seja em kg/m2.cm, ou seja, de forma quea espessura de revestimento também tenha valor unitário na unidade de área revestida para ambos os métodos de execução. Dessa forma, a variação no consumo de argamassa terá influência apenas das perdas durante o processo executivo.

Em ambos os casos não foi fornecido pelos fabricantes o quantitativo de cada componente necessário para a produção de 1 m3 de argamassa, visto que eles alegaram que esses dados dizem respeito às características da cadeia produtiva da empresa e, consequentemente, sua divulgação é limitada. Considerando a restrição apenas da aplicação da argamassa e as perdas das diferentes técnicas para a ACVCO2, a análise não foi prejudicada por essalimitação.

Perdas do sistema

O índice de perdas foi elaborado considerando uma separação em dois fatores: o índice de perdas globais e o índice de perdas por espessura excessiva. Devido à dificuldade de se estimar outras perdas em um canteiro de obra, Costa (2005) propõe a quantificação de toda perda de material proveniente de outros fatores como transporte e falhas no armazenamento e execução a partir da diferença entre as perdas globais e a perda por espessura excessiva, classificado como outras perdas ao longo do processo. Dessa maneira, o estudo considerou perdas somente de material, medido em quilogramas de argamassa.

Emissões totais de CO2

Com os valores de consumo (em quilograma de argamassa por metro quadrado de revestimento executado), bem como os índices de perda de cada técnica, foram utilizadas as equações desenvolvidas por Costa (2012) para obter os valores de CO2 emitidos nas duas simulações:

  1. todo o edifício é revestido pela técnica do reboco projetado; e

  2. todo o edifício é revestidopela técnica de reboco convencional.

Existem diversos métodos para avaliação de impacto ambiental, fase importante na elaboração de uma ACV, durante o ciclo de vida de um material. Neste trabalho foi utilizada a análise híbrida, que, segundo Chau et al. (2015), é um método que consiste em utilizar dados de processo sempre que disponíveis para preencher as lacunas de um sistema com os dados de entrada-saída, a fim de avaliar inteiramente a cadeia de um produto.

Atmaca e Atmaca (2015) determinam que a utilização da análise híbrida se torna viável noscasos em que dados suficientes e credíveis já existam, tornando-se um método confiável e de relativa facilidade de obtenção dos dados. Assim, para determinar as emissões de gás carbônico do processo construtivo, é realizada a multiplicação dos coeficientes de emissão de CO2 híbridos relevantes pelas quantidades finais dos respectivos materiais contidos no edifício, incluindo o desperdício (CHAU et al., 2015).

Pela análise híbrida, buscaram-se fatores de emissão já existentes na literatura nacional e, na sua ausência, literatura internacional. Com os fatores de emissões de CO2 incorporado encontrados e as quantidades de material estimadas no estudo de caso atual, foi possível calcular as emissões de CO2na atmosfera devido à execução do reboco na edificação determinada.

O presente trabalho considera três variáveis referentes às emissões de CO2 durante a fase de execução do revestimento (Figura 7):

Figura 7 Variáveis utilizadas na ACVCO2 

  1. emissões originadas pelo consumo de argamassa na aplicação de reboco (Earg);

  2. emissões derivadas da energia elétrica consumida no maquinário necessário para a aplicação do reboco (Eele);e

  3. emissões relacionadas à queima de óleo diesel por partes dos caminhões transportadores de resíduos de argamassa desperdiçada ou com trabalhabilidade vencida (Etra).

As três variáveis foram adotadas a fim de permitir a análise comparativa entre as técnicas de execução ou aplicação de revestimento a partir da ACVCO2 como ferramenta, determinando, assim, os originadores de emissão de CO2 mais influentes em cada uma delas. A relação entre as variáveis e a emissão total de CO2 é indicada na Figura 7.

A quantidade total de CO2 emitido devido pelo consumo de argamassa é obtida a partir da Equação 1:

Earg=QTARxFEPj/1000 Eq. 1

Onde:

Earg = emissões de CO2 em razão da utilização do produto (argamassa) em edificações(tCO2);

QTAR = quantidade real de argamassa necessária na obra(kg); e

FEPj = fator de emissão de CO2 devido à utilização de argamassa em edificações (kgCO2/kg de argamassa).

O índice QTAR foi baseado no consumo real medido in loco (kg de argamassa/m2 de reboco realizado). Assim, multiplicando o consumo pelo valor total de revestimento produzido, obtém-se a quantidade real de argamassa necessária na obra. O fator de emissão CO2(FEP) proveniente do uso da argamassa foi obtido a partir da análise híbrida (Tabela 1).

Tabela 1 Valores FEP para o uso da argamassa em edificações 

Material Fator emissões de carbono (kgCO2/Kg) Fonte
Argamassa de revestimento 0,2410 Zabalza (2010) - Espanha
0,3900 Monaham e Powell (2010) - Reino Unido
0,1500 Radhi e Sharples (2013) - Bahreim
0,1000 Atmaca e Atmaca (2015) -Turquia
0,3900 Hammond e Jones (2008) - Reino Unido
0,1600 Nabut Neto (2011) - Brasil
0,1637 Costa (2012) - Brasil
0,1600 Caldas et al. (2016) - Brasil

Baseado nos fatores de emissão (FEP) utilizados em outros estudos e apresentados na Tabela 2, determinou-se um valor característico de 0,16 kgCO2 emitidos para a cada quilograma de argamassa consumida, uma vez que esse valor foiutilizado nas três últimas referências nacionais citadas. Assim, o FEP adotado para o estudo de caso é 0,16 kgCO2/kg.

Tabela 2 F15atores FCO2 para o consumo de energia elétrica 

Material Fator de emissão (kgCO2/kWh) Fonte
Eletricidade 0,1256 Nabut Neto (2011) - Brasil
0,1993 Costa (2012) - Brasil
0,1396 Empresa de Pesquisa Energético (2016) - Brasil

Para o Eele, foram consideradas as emissões de CO2 ocasionadas pelo consumo de energia elétrica dos equipamentos necessários para a execução do serviço no canteiro de obras.

Para o cálculo desse fator, utilizou-se a Equação 2 considerando-se dois contribuintes: o primeiro se tratou da prancha mecânica, responsável pelo transporte vertical de argamassa, sendo consumidor de eletricidade em ambas as técnicas de reboco.Além disso, o sistema projetado também gera emissões de CO2 pela utilização de bombas de projeção.

Eele=PxTxFelCO2/1000 Eq. 2

Onde:

Eele = emissões de CO2 provenientes do consumo de eletricidade na execução (tCO2);

P= potência dos equipamentos (kWh);

T= tempo de uso do equipamento para a execução do reboco (h); e

FelCO2 = fator de emissões (kgCO2/kWh).

Para a relação entre o uso de energia elétrica e a quantidade de CO2 emitido, segue na Tabela 2 os fatores de emissão, em kgCO2/kWh, encontrados na literatura nacional e que foram usados como referência nesteartigo.

Adotou-se neste estudo o fator de emissão de 0,1396 kgCO2/kWh obtido pelo Balanço Energético Nacional (BEM) (EMPRESA..., 2016), devido ao fato de ser a fonte mais recente.

Por último, também foi avaliada a intensidade de CO2 emitido devido ao consumo de combustível diesel utilizado pelos caminhões para o transporte da argamassa não utilizada, durante o expediente, aos locais de despejo de resíduos sólidos. Assim, conforme a Equação 3, foi calculada a relação entre a quantidade de óleo diesel consumido por esses veículos e o CO2 lançado na atmosfera.

Etra=Dx1covxFeci/1000 Eq. 3

Onde:

Etra = emissões de CO2 em razão do transporte (tCO2);

D = distância percorrida pelo veículo no transporte para o descarte da argamassa desperdiçada e vencida em aterros(Km);

COV = fator de consumo médio de energia de determinado tipo de veículo(km/L); e

FECi = fator de emissão corrigido da energia i(kgCO2/L).

Na Tabela 3 estão informados os valores de FEC utilizados em referências anteriores para auxiliar a determinação do FEC característico da metodologia atual. Além disso, foi considerado um caminhão poliguindaste com capacidade de 12 t para o transporte de caçambas com entulho de argamassa.

Tabela 3 Fatores FEC para o consumo de óleo diesel 

Material Consumo (L/T.km) Consumo (km/L) Emissão de Co2 Pelo diesel (KgCO2/L) Fonte
Diesel 0,0136 2,5 2,60 TRUK (2004) - USA
0,0136 2,5 2,63 IPCC (INTERGOVERNMENTAL..., 2006) - Brasil
0,0196 3,4 3,20 Costa (2012) - Brasil
0,0400 2,0 2,60 Freitas Junior et al. (2012) - Brasil
0,0136 3,4 2,63 Caldas et al. (2016) - Brasil

Optou-se por utilizar os valores obtidos por Caldas et al. (2016), uma vez que o autor empregou médias de Truk (2004), Brasil (2011) e GHG Protocol (2012), três referências conceituadas a respeito de ACVCO2 relacionados ao transporte. Dessa forma, será considerado o consumo médio do caminhão poliguindaste com capacidade de 12t igual a 0,0196 l/km/t ou 3,4 km/L. O fator de emissão por queima de diesel foi considerado em 2,63 kgCO2/L, de acordo com Caldas et al. (2017).

Uma vez quantificada as emissões de CO2 devido ao consumo de argamassa, ao transporte e ao consumo de eletricidade, tem-se que a quantidade total de CO2 (ECO2T) em tonelada de CO2, conforme a Equação 4.

ECO2TtCO2=Earg+Eele+Etra Eq. 4

O valor de ECO2T se refere ao total de CO2emitido pela execução de argamassa projetada e, por meio de uma simulação, de argamassa convencional. Para mensurar o consumo e as perdas reais, foi escolhida uma edificação em Brasília, DF. No caso da argamassa convencional, a produção em um apartamento foi suficiente para coletar os dados in loco. Assim, a simulação foi feita para toda a edificação. Isso para que a unidade funcional fosse toda a edificação mencionada.

Resultados e discussões

Para melhor entendimento dos resultados obtidos, as emissões de CO2 ocasionadas por cada uma das variáveis de entrada em estudo (Earg, Eele e Etra) foram divididas por itens.

Emissões de CO2 pelo consumo de argamassa (Earg)

Sabendo que o FEP adotado foi de 0,16 kgCO2 e, considerando a simulação de 29.838 m2 de reboco realizado em ambas as técnicas, segue na Tabela 4 as emissões provenientes do consumo de argamassa no canteiro.

Tabela 4 Emissões de CO2 provenientes do consumo de argamassa pelos sistemas de revestimento projetado e convencional 

Emissões Consumo real (kg/m2.cm) Qt. de reboco executado (m2) Total de argamassa utilizada (kg) Fator de emissão (kgCO2/Kg) ECO2T (tCO2)
Earg Técnica
reboco projetado
21,7 29.838,0 647.484,60 0,16 103,5975
Técnica
reboco convencional
32,2 960.783,60 0,16 153,7254

O valor de consumo real foi obtido por meio de observação direta no canteiro de obras e registro dos dados.

Em razão disso, infere-se que a emissão de CO2 proveniente do uso desse material no canteiro de obra não tem como principal influenciador a variação de espessurasentre as técnicas de reboco, mas sim suas perdas potenciais ao longo da execução. Portanto, são essas perdas originadas durante aprodução do revestimento (armazenamento, transporte e aplicação) que são determinantes no consumo real da argamassa para uma mesma área revestida e que, consequentemente, tendem a ocasionar maiores taxas de emissão de CO2 na atmosfera.

O uso da argamassa pela técnica de reboco projetado emitiu 103,60 tCO2, enquanto a técnica convencional emitiu 153,73 tCO2. A técnica do reboco convencional emitiu 32,6% mais CO2 do que a do reboco projetado. O resultado pode ser explicado pelo maior consumo real alcançado com a técnica convencional, aproximadamente 32 kg/m2.cm. A técnica de reboco projetado consumiu 10,5 kg a menos de argamassa por metro quadrado de parede rebocada.

O menor consumo de argamassa pela técnica de reboco projetado é justificado por Paravisi (2008) e Albuquerque, Oliveira e Feitosa (2017) como consequência da diminuição ou eliminação de possíveis perdas de argamassa no armazenamento, transporte e execução do sistema. Além disso, desde que o tempo de pega da argamassa não seja iniciado, esse excesso do material gerado durante a uniformização do reboco pode retroalimentar o sistema, sendo reaproveitado na bomba de projeção e lançando no substrato novamente.

O resultado indicaa influência direta em menores quantidades de CO2 lançado ao ambiente devido à quantidade reduzida de material para realizar a mesma quantidade de serviço, uma vez que o processo da reutilização de argamassa se mostrou bem mais eficiente nas equipes que operaram com bombas de projeção, o que também acarretou uma considerável diminuição de resíduos sólidos provenientes de argamassa não utilizada que foram geradas no canteiro de obras e alocadas em caçambas de resíduos para posterior lançamento em aterro.

Emissões de CO2 pelo consumo de eletricidade

Tem-se na Tabela 5 a potência de cada equipamento, as horas totais de sua utilização e o valor total de emissão de CO2 referente ao reboco de 29.838 m2 (UF) para cada técnica analisada. Para a técnica convencional, considerou-se apenas a energia de mão de obra gasta pelo operário, sendo as emissões de CO2 consideradas desprezíveis.

Tabela 5 Emissões de CO2 provenientes do consumo de eletricidade pelos equipamentos utilizados nas técnicas de reboco projetado e convencional 

Sistema de revestimento Equipamento Potência (W) Horas de utilização (h) Total de KWh Fator de emissão (kgCO2/KWh) ECO2T (tCO2)
Projetado Prancha mecânica (transporte) 11.000 12,46 137,06 0,1396 0,3720
Bomba de projeção (aplicação) 6.750 374,5 2527,88
Convencional Prancha mecânica(transporte) 11.000 18,85 207,35 0,1396 0,0289
Bomba de projeção (aplicação) - - -

Pela análise da Tabela 5, na técnica de reboco projetado foram emitidas 0,3720 t de CO2, enquanto na técnica convencional apenas 0,0289 t de CO2, originados do uso de eletricidade. As emissões provocadas pelo consumo de eletricidade na técnica de reboco projetado foram 1.182% superiores à técnica convencional.

Essa diferença entre as duas técnicas pode ser justificada pela utilização da bomba de projeção, visto que essa máquina apenas foi utilizada na técnica mecanizada de mistura e de aplicação de argamassa, enquanto na técnica convencional foi necessária apenas a prancha mecânica para o transporte vertical.

Entretanto, a prancha mecânica para o transporte vertical foi responsável por emissões de CO2 com valores próximos nas duas técnicas, com a de reboco projetado apresentando 0,0210tCO2, valor aproximadamente 27% inferior comparado pelo resultante da técnica convencional. Essefato pode ser justificado pelo menor consumo de argamassa por metro quadrado para a realização dessa técnica e, consequentemente, menor quantidade de material a ser movimentado verticalmente pelo elevador de carga, considerando o maior aproveitamento de massa pela redução de perdas.

O equipamento mais influente na emissão de CO2 foi a bomba de projeção, que sozinha foi responsável pela emissão de 0,3520tCO2, devido ao período de 374,5 horas totais de operação para que a argamassa fosse devidamente misturada e projetada no substrato por unidade funcional.

Emissões de CO2 pelo consumo de óleo diesel no transporte de resíduos sólidos de construção

Com a quantidade de argamassa descartada ao final de todo o processo de aplicação de reboco e sabendo que a capacidade do caminhão para o transporte de resíduos da construçãoe demolição (RCD) é de 12 t de carga, foi obtido o número de viagens necessárias que o caminhão deve percorrer para finalizar o serviço de descarte.

Outro dado necessário é que a distância entre a edificação avaliada no estudo de caso e do local de despejo do material não utilizado foi estimada em aproximadamente 30 km, totalizando o percurso de ida e volta em 60 km.

Assim, a partir da Tabela 6 foi possível encontrar a distância total necessária para o descarte da argamassa vencida e desperdiçada durante a técnica de aplicação do reboco projetado e convencional.

Tabela 6 Relação entre a quantidade de material descartado e a distância percorrida por caminhões para o transporte de RCD 

Sistema de Revestimento Índice de perdas (%) Quantidade total de material descartado (kg) Número de viagens (n) Distância do canteiro até o aterro - ida e volta (km) Distância total (km)
Projetado 23,5 133.226,70 11 60 660
Convencional 50,3 322.683,10 27 60 1620

A distância percorrida para o transporte de RCD originados da perda de argamassa é consideravelmente superior na técnica de reboco convencional, necessitando de 16 viagens a mais para a sua disposição no aterro.

Sabendo que foi adotado como fator de emissão por queima de diesel o valor de 2,63 kgCO2/L, na Tabela 7 é apresentada a emissão de CO2 originada do transporte de argamassa perdida (Etra).

Tabela 7 Emissões de CO2 provenientes do consumo de diesel no transporte de RSC 

Emissões Consumo de óleo diesel (km/L) Fator de emissão (kgCO2/l) Distância total (km) ECO2T (tCO2)
Etra Reboco projetado 3,4 2,63 660 0,6212
Reboco convencional 3,4 2,63 1620 1,5247

Da Tabela 7 infere-se que a técnica de reboco projetado emite praticamente 0,90 t a menos de CO2 do que a convencional em relação ao transporte de material descartado, correspondendo à redução de aproximadamente 145% na emissão de CO2 como consequência da menor quantidade de viagens necessárias para a realização do descarte de argamassa vencida em locais apropriados de armazenamento de RCD.

A menor distância percorrida é justificada pela menor quantidade de argamassa desperdiçada na técnica de reboco projetado, que apresentou um índice de perdas médio de 23,5%. Já na técnica convencional ocorreu um índice de 50,3% de perdas, valor 116% maior que a projetada.

Dessa forma, comprovou-se que, para o sistema projetado, há maior eficiência do aproveitamento da argamassa antes do vencimento do tempo de uso. Esse fator impactou diretamente na quantidade de viagens necessárias para transporte de resíduos e, consequentemente, em menores taxas de emissão de CO2 pelo consumo de óleo diesel.

Emissões totais de CO2

O valor total (ECO2T) de CO2 emitido em cada uma das técnicas foi obtido por meio da soma simples das emissões provenientes dos consumos de material, eletricidade e diesel. Dessa forma, seguem os resultados ECO2T válidos para o estudo de caso, que simulama execução completa do reboco para cada técnica de aplicação (Figura 8).

Figura 8 Emissões totais de CO2 em cada técnica de reboco 

A emissão total de CO2 na execução da unidade funcional foi superior na técnica de reboco convencional, apresentando 155,2790 tde CO2. Enquanto isso, a execução pela técnica de reboco projetado resultou em uma emissão de 104,5907 tCO2, indicando um resultado32,6% inferior quando comparado ao convencional. Issoevitou a emissão de 50,6883 tde CO2 na atmosfera durante o processo construtivo.

Com a técnica de aplicação do reboco projetado, os resultados exibem maiores emissões consideráveis apenas pela variável Eele, fato justificado pela demanda de energia elétrica na utilização da bomba de mistura e projeção durante toda a execução do processo. Apesar disso, na perspectiva da ACVCO2 completa, essa variável pode ser considerada desprezível, ou seja, mesmo com maior demanda de energia elétrica, as emissões do reboco projetado são minimizadas nas outras etapas analisadas.

Sabendo que a metodologia considerou a simulação em que toda a área disponível (29.838 m2) fosse revestida pelas duas técnicas de aplicação, é possível determinar a emissão de CO2 por cada metro quadrado de reboco executado, a partir da divisão pelo valor total de emissões (ECO2t) de cada sistema de revestimento.

Assim, a Tabela 8 indica os valores de emissão de CO2 por cada um dos sistemas, considerando a espessura média final e também suas emissões totais.

Tabela 8 Emissões de CO2 por unidade de área de revestimento executada 

Emissões ECO2T (tCO2) Área total revestida (m2) Espessura média de revestimento (cm) Emissão de CO2por metro quadrado de revestimento (kgCO2/m2.cm)
Sistema projetado 104,5907 29838,00 1,65 2,124
Sistema convencional 155,2790 1,65 3,154

Pela tabela percebe-se que o sistema convencional emitiu 3,154 kg de CO2 para cada metro quadrado de reboco realizado no canteiro, valor 48,5% superior ao emitido no sistema projetado de argamassa, que foi de 2,124 kgCO2/m2.cm.

O maior consumo médio de argamassa por metro quadrado de área revestida no reboco convencional, em grande parte explicado pela maior taxa de perdas de material, foi o fator mais influente na emissão de CO2. Assim, as emissões de CO2 estão mais associadas às perdas de material, que foram consideravelmente maiores na aplicação manual, do que ao processo de execução em si. Mesmo com espessuras médias praticamente iguais, os dois sistemas tiveram emissões unitárias nitidamente distintas, uma vez que apresentaram consumos reais diferentes, sendo essas justificadas pelas maiores perdas de argamassa durante o processo. Dessa forma, considerando apenas a variável Earg, a técnica convencional emitiu quase 50 ta mais de CO2 que a técnica de reboco projetado. Além disso, as emissões originadas pelo transporte de material residual também foram maiores em 145% na técnica convencional, o que também pode ser justificado pelo maior percentual de perda característico desse método.

Conclusão

A ACVCO2 se mostrou eficaz como uma ferramenta de comparação entre duas técnicas de aplicação de reboco, visto que foi possível quantificar as emissões de CO2 e identificar as variáveis responsáveis por essas liberações na atmosfera. Além disso, conclui-se que a ACVCO2 auxiliou na identificação dos pontos de maiores impactos ambientais, encontrando altos índices de emissão de CO2 por parte da técnica convencional devido aos maiores índices de perdas, fator que foi o mais impactante na comparação entre as emissões de cada sistema.

A utilização de energia elétrica pelos equipamentos auxiliares pode ser considerada desprezível em termos de emissões. Mas considerando uma análise apenas dessa variável, observou-se o menor uso de eletricidade pelo método convencional. Mesmo assim, não foi suficiente para trazer menores emissões de CO2 alusivas ao sistema como um todo.

A técnica de reboco projetado de revestimento propiciou menores quantidades de emissões originadas pelo menor consumo de argamassa (variável Earg). A fim de reduzir as taxas de emissão de GEE devido à execução do reboco em canteiro de obras, torna-se essencial aprimorar, de maneira não pontual, os sistemas de produção tanto por meio de motores mais eficientes como no desenvolvimento de equipamentos que demandem menor quantidade de eletricidade, como argamassadeiras e bombas de projeção.

A combustão do diesel por parte dos caminhões transportadores além de representar menos de 1% do total de emissões foi definida por Caldas et al. (2017) como uma etapa de baixa prioridade. O que se pode perceber é a diferença significativa no número de viagens nas duas técnicas analisadas, diretamente proporcional ao montante de perdas.

Nota-se que o maior volume de descarte de argamassa pelo método convencional gerou consequências tanto nas emissões de CO2 referentes ao transporte de resíduos pelos caminhões de entulho como na execução da área revestida, que consequentemente necessitou de maior quantidade de argamassa para finalizar o revestimento da edificação. Esse maior consumo de material, por sua vez, resultou em maiores emissões de CO2 no canteiro de obras.

A redução de perdas originadas do processo construtivo representa um ponto crucial para a minimização de emissões de GEE, mesmo que para isso seja necessário um maquinário e um aumento da demanda energética. É válido ressaltar que esses resultados estão limitados à realidade brasileira, em quea matriz energética é considerada renovável.

Os objetivos propostos do estudo foram devidamente atingidos, uma vez que as emissões de CO2 em cada sistema construtivo de reboco foram quantificadas e comparadas, indicando que para o cenário analisado o método projetado com argamassa industrializada resultou em menores emissões de CO2 e, consequentemente, originou impactos ambientais alusivosà presença de gases do efeito estufa em menor intensidade do que o método convencional.

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Recebido: 10 de Julho de 2017; Aceito: 26 de Fevereiro de 2018

Hiago Ribeiro Albuquerque

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