Unicamp: Engenheiro desenvolve estaca de concreto feito com borracha de pneu

Quando de sua dissertação de mestrado na Unesp de Ilha Solteira, em que apresentou estudo da aderência entre o aço e o concreto preparado a partir da substituição parcial da areia por resíduo de borracha proveniente da recauchutagem de pneus - com vistas a viabilizar essa nova mistura na produção de concreto, o engenheiro civil Valério Henrique França, que atua em empresa da construção civil, conheceu o professor Newton de Oliveira Pinto Junior, da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC) da Unicamp, que aceitou orientá-lo para continuação do desenvolvimento do tema no Departamento de Estruturas de sua unidade.

Ele passou então a desenvolver trabalho em que analisou o comportamento do concreto com borracha em fundações, do que resultou a tese sobre o “Comportamento de estaca moldada “in loco” instrumentada e confeccionada com concreto incorporando resíduo de borracha“.  Na produção destas estacas o solo é inicialmente furado para introdução da ferragem e do concreto.

A opção por estacas escavadas decorreu de pesquisa que o autor realizou junto a empresas de estaqueamento da região noroeste do Estado de São Paulo, em que trabalha como engenheiro, que teve como objetivo verificar que tipos de estacas são mais utilizados por elas.

Pesquisas sobre a incorporação de resíduos de borracha de pneus em concreto vêm sendo realizadas há mais de 30 anos, mas seu uso efetivo em estacas, particularmente em estacas moldadas in loco, não possui registro na literatura técnica e cientifica. Mas, a motivação maior do pesquisador na validação da utilização deste concreto em estacas moldadas in loco, mais indicadas e utilizadas em obras de pequeno a médio porte na região noroeste do Estado, decorreu de preocupações ecológicas relacionadas à sustentabilidade.

O engenheiro civil Valério Henrique França, autor da tese: “O aproveitamento de resíduos de borracha em estacas escavadas in loco é totalmente viável do ponto de vista técnico”

Com efeito, o resíduo de borracha é um passivo ambiental produzido em larga escala mundial e seu aproveitamento em substituição a materiais naturais não renováveis ou de lenta reposição natural, como a areia, é de grande relevância. O impacto desse aproveitamento ressalta quando se sabe que no Brasil são fabricados anualmente cerca de 68 milhões de pneus e 85% ficam no país. 

O Brasil ocupa o segundo lugar no mundo em recauchutagem de pneus, processo que libera grande volume de resíduos de borracha, na forma de fibras. O descarte desse material é complicadíssimo, pois nos aterros sanitários o seu tempo de degradação é de 240 anos. Além do que não pode ser queimado porque os gases liberados, devido ao processo de vulcanização da borracha, são extremamente tóxicos e o óleo liberado contamina o solo. Uma das possibilidades do seu emprego seria em substituição de parte do agregado miúdo do concreto, a areia, preservando um precioso recurso natural, quando se sabe que no Brasil cerca de 220 mil toneladas desse material são extraídas por ano.

Resíduos de borracha em estado natural

Processo

No processo de recauchutagem, ao ser removida a banda de rodagem gasta do pneu para colagem de nova camada, a borracha sai na forma de pequenas lascas, denominadas comumente de fibras, que podem substituir a areia, sem necessidade de tratamento, exigindo no máximo uma peneiração para separação de fragmentos maiores que podem chegar a 19 mm, enquanto os menores apresentam diâmetros de até 1,9 mm.

Como a substituição de parte da areia pelos resíduos de borracha leva a uma perda de resistência do concreto, que pode ser compensada com a adição de mais cimento à mistura, o pesquisador procurou estabelecer proporções economicamente viáveis e geotecnicamente dentro das normas que devem ser obedecidas na produção de estacas moldadas in loco.

Para tanto foram comparadas estacas moldadas in loco obtidas a partir dos dois tipos de concreto em relação aos níveis de aderência aço-concreto; às propriedades mecânicas; às capacidades de carga; aos recalques verificados (afundamentos); e aos graus de atrito lateral com o solo, intimamente relacionados ao recalque.

Posicionamento do caminhão para perfuração

Resultados

Nas pesquisas de campo foram moldadas três estacas em concreto convencional e outras três em concreto com resíduos de borracha, com seis metros de profundidade e 30 centímetros de diâmetro. Elas foram então submetidas a ensaios de carga de prova normatizados para as medidas de deformação e de recalque quando submetidas a pressões correspondentes a 25 toneladas.

Em relação à aderência aço-concreto as duas formulações se mostraram altamente compatíveis. Os testes de resistência a que foram submetidos esses novos concretos se mostraram mais promissores quando 10% da areia foi substituído por igual volume de resíduos de borracha em relação ao utilizado na produção de estacas convencionais.

Os dois tipos de estacas revelaram comportamento muito similar quanto à deformação e ao recalque, observando-se diferenças, respectivamente, de 8% e de 10% maiores, o que o pesquisador considera irrelevantes, segundo as normas estabelecidas. “De acordo com a geotécnica pode-se considerar esse comportamento muito próximo, o que comprova que o aproveitamento de resíduos de borracha em estacas escavadas in loco é totalmente viável do ponto de vista técnico”, diz o pesquisador.

Embora o processo ainda dependa de um estudo de viabilidade econômica, Valério considera que o maior lucro advém do ganho ambiental e que, diante dos desafios ecológicos que o mundo enfrenta não se pode pensar apenas em termos econômicos.