Viabilidade técnica, econômica e ambiental para o aproveitamento de cinzas pesadas de carvão geradas em termelétricas, para a construção de bases e sub-bases de pavimentos rodoviários

Abstract

Atualmente, as cinzas pesadas residuais de carvão queimado em termelétricas brasileiras, são depositadas em bacias de sedimentação e aterros de resíduos sólidos industriais, com raras situações de aproveitamento. Caso a sua disposição final não contemple um tratamento adequado para evitar a percolação de água, as cinzas pesadas podem causar significativo impacto ambiental no solo, nas águas subterrâneas e nas águas superficiais, devido à lixiviação e solubilização de elementos tóxicos, presentes em sua composição química. Por outro lado, é impossível eliminar a geração de cinzas pesadas, tendo em vista a crescente demanda energética brasileira, que somente é atendida devido a matriz de energia térmica instalada no País. Por sua vez, a infraestrutura rodoviária brasileira não atende adequadamente as demandas de logística para o escoamento da produção gerada em seu território. Com o aproveitamento das cinzas pesadas em camadas de pavimentos rodoviários, serão reduzidos os impactos ambientais e os custos operacionais, tanto para a produção de energia térmica, quanto para a ampliação da malha rodoviária brasileira. Mediante os resultados das referências bibliográficas pesquisadas, foram rearranjadas ideias e produzida uma proposta de análise para viabilizar o aproveitamento das cinzas pesadas para a construção de bases e subbases de pavimentos rodoviários, respeitando os aspectos técnicos, econômicos e ambientais. Tendo em vista o déficit de comportamento mecânico da cinza pesada para a sua aplicação direta e a necessidade ambiental de inertização do resíduo, o comportamento da cinza pesada foi avaliado com a adição do Cimento Portland CP II-Z nas proporções de 2%, 4%, 6% e 8%, sendo que todas estas proporções de cimento com a combinação de proporções de 0%, 3%, 5% e 10% de cinza leve. A avaliação das misturas, compostas pelas diversas combinações e proporções dos materiais, permitiu determinar as proporções ótimas que convergem para a mistura considerada ideal. A mistura ideal foi definida com base nos resultados de resistência à compressão simples, aliado ao custo dos estabilizantes químicos empregados, obtendo-se, desta forma, a mistura com melhor relação benefício-custo. Posteriormente, adotando uma postura conservadora e considerando as implicações ambientais do aproveitamento das cinzas pesadas, foi verificada e constatada a viabilidade ambiental através de ensaios de lixiviação e solubilização para a primeira composição de mistura que resultou numa resistência à compressão superior a 2,1 MPa aos 7 dias de cura. Finalmente, verificou-se a viabilidade econômica, cotejando o custo entre as bases e sub-bases tradicionais geralmente empregadas no Brasil, e a solução de base e sub-base formada pela mistura ideal de cinza pesada, cinza leve e cimento. As principais variáveis consideradas no custo das soluções pesquisadas foram a Distância Média de Transporte (DMT) referente à aquisição do insumo principal da sua respectiva fonte de material até o local de usinagem da mistura, e a DMT do local da mistura até o ponto de aplicação na pista. Considerando o estudo de viabilidade técnica, econômica e ambiental desenvolvido, constatou-se que a mistura ideal formada pela proporção de materiais referentes à mistura 15, a qual é composta por 87% de cinza pesada, 5% de cinza leve e 8% de cimento, oferece viabilidade econômica para uma DMT entre 250 e 300 km do local de obtenção da cinza pesada e leve até o local onde será usinada a mistura, quando cotejada por exemplo, com a solução de areia comercial, cinza leve e cimento nas mesmas proporções de materiais, todavia adquirindo a areia comercial a uma DMT máxima de 10 km.