Avaliação da viabilidade ambiental do processo de reciclagem criogénica e da recauchutagem de pneus usados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Gestão e Sistemas Ambientais

Argamassas de cal hidráulica natural com resíduos de borracha da recauchutagem de pneus

Existe uma consciencialização global e crescente do modo como o ser humano afeta diretamente o ambiente. É notável a preocupação exponencial com a sustentabilidade ambiental aos mais diversos níveis, preocupação esta ligada também ao setor da construção. É um dado adquirido que uma das grandes problemáticas ambientais da nossa geração é a reciclagem de pneus, estando o seu número de produção e consumo a atingir níveis elevadíssimos. Para atenuar estes níveis de poluição, e principalmente para diminuir gastos, as fábricas de recauchutagem reaproveitam grande parte de pneus usados, substituindo-lhes a parte de borracha degradada por nova A problemática é também assunto recorrente em Portugal, onde nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação no seu tratamento por forma a evitar um elevado aumento de poluição, embora muitas fábricas de recauchutagens tenham vindo a encerrar nos últimos anos. A presente dissertação insere-se na procura de soluções para os resíduos inerentes à recauchutagem de pneus, estudando argamassas de cal hidráulica natural NHL3,5 com a adição de resíduos de borracha desta indústria. Foram realizadas argamassas com partículas de resíduo de borracha cuja dimensão é inferior a 2,36 mm. Os resíduos foram diferenciados em três tipos: resíduo “fino” (Fr), com partículas de dimensão inferior a 0,212 mm; resíduo “médio” (Mr), com partículas de dimensão entre os 0,212 mm e os 0,6 mm; e resíduo “grosso” (Cr), com partículas entre os 0,6 mm e os 2,36 mm. Com a mistura integral do resíduo, foram feitas formulações de argamassas com adição de 2,5%, 5% e 7,5% relativas à massa de areia, sendo posteriormente feitas argamassas com 5% de adição apenas de cada uma das identificadas. Os resultados obtidos mostram que as argamassas com resíduo de borracha menor resistência à tração e à compressão, mas apresentam menor módulo de elasticidade dinâmico e condutibilidade térmica, características que as podem tornar mais adequadas para alguns tipos de aplicações na construção. Particularmente a argamassa com 5% de mistura de frações granulométricas apresenta características que justificam o aprofundamento da sua caracterização, para otimização como argamassa a ser industrializada.

Estudo do trabalho numa empresa de produção de pneus e implementação de ferramentas Lean

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial

Modelagem da estabilidade de tratores agrícolas de pneus

O conhecimento do limite de estabilidade de tratores é fundamental à segurança das operações agrícolas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo matemático para previsão da perda da estabilidade de tratores agrícolas. No modelo foram utilizadas as características geométricas e ponderais do trator e de sua condição numa pista de ensaio. Análises de balanço de forças e de momentos foram realizadas para determinar as equações que regem o comportamento estático e dinâmico do trator em superfície inclinada. Com base nos resultados da comparação entre os valores dos ângulos-limite de tombamento simulados e experimentais, conclui-se que o modelo matemático desenvolvido é capaz de prever a perda da estabilidade de trator 4x2 satisfatoriamente.

Pressão de insuflagem dos pneus no desempenho do conjunto trator-grade de discos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da pressão de insuflagem dos pneus nos parâmetros de desempenho do conjunto trator-grade de discos. As pressões avaliadas foram: 100 kPa nos pneus da frente e 70 kPa nos pneus atrás; 140 kPa nos quatro pneus; 190 kPa nos quatro pneus. Os testes de um trator com grades de discos foram desenvolvidos em condições de campo, em solos de textura franca, mobilizados e secos. Os parâmetros de avaliação foram: o patinamento, a velocidade, a capacidade de trabalho, a eficiência energética global e o consumo de combustível por hectare. Entre as situações de pressão de insuflagem dos pneus indicadas pelo fabricante do trator e a pressão de insuflagem indicada pelo fabricante dos pneus, não se verificam diferenças significativas, tanto na capacidade de trabalho como no consumo de combustível por hectare. A utilização de elevadas pressões de insuflagem dos pneus conduz a uma redução da ordem de 3 a 5% na capacidade de trabalho e um aumento significativo entre 10 e 25% do consumo de combustível por hectare, mesmo em condições de boa aderência dos pneus, refletidas no intervalo de 7 a 15% de patinamento registrados.

Desempenho físico-químico e mecânico de concreto de cimento Portland com borracha de estireno-butadieno reciclada de pneus

Physicochemical and mechanical techniques were carried out to characterize three concrete tyre-rubber waste dosages such as 5, 10 and 15%, w/w. The elastomeric material was identified as styrene-butadiene rubber (SBR). It was observed that the growing SBR content in the mixture decreased the concrete performance. The best results were presented by 5% w/w tyre-rubber waste concrete sample. This composition was tested at Mourão hydroelectric powerplant spillway as repairing material.

Avaliação dos níveis de vibração vertical no assento de um trator agrícola de pneus utilizando um sistema de aquisição automática de dados

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no laboratório de vibração e acústica em uma área experimental, com os objetivos de: a) determinar os níveis de vibração vertical no assento e na base do assento de um trator agrícola, executando a operação de gradagem para diferentes velocidades de trabalho; b) caracterizar a faixa de freqüência que apresenta os maiores picos de vibração vertical no assento do operador do trator; e c) analisar o conforto do operador, comparando os níveis de vibração obtidos com as principais normas vigentes. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de vibração, por condicionadores e amplificadores e por um conversor analógico-digital, instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente os dados foram tratados pelo programa ORIGIN 50. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que: os níveis de aceleração encontrados na parte superior do assento foram consideravelmente inferiores aos níveis da base para as três velocidades, sendo a terceira marcha a que apresentou os maiores níveis de vibração; a faixa de freqüência que apresentou os maiores picos de vibração vertical foi entre 2 e 4 Hz; os valores de aceleração ponderada global encontraram-se bem acima dos limites definidos pela norma ISO 2631 para um período de 8 horas de trabalho; e houve crescimento dos níveis de vibração com o aumento da velocidade do sistema trator-implemento.

Utilização de um sistema de aquisição automática de dados para avaliação dos níveis de ruído de um trator agrícola de pneus

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no Laboratório de Vibração e Acústica, e numa área experimental localizada no município de Guaratinguetá, com os objetivos de determinar os níveis de ruído emitidos por um trator agrícola executando a operação de gradagem em diferentes velocidades de trabalho e analisar o conforto do operador, comparando os níveis obtidos com os recomendados pelas principais normas vigentes. Na avaliação dos níveis de ruído, utilizaram-se um trator de pneus de 55,2 kW (75 cv) e uma grade destorroadora-niveladora "off-set" de 28 discos. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de ruído, condicionadores e amplificadores e um conversor analógico-digital instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente, os dados foram tratados pelo Programa ORIGIN 50. Com base nos resultados, concluiu-se que o sistema trator-implemento emitiu níveis de ruído acima dos limites estipulados pelas normas, em todas as velocidades testadas.

Avaliação do contato pneu-solo em três modelos de pneus agrícolas

Este trabalho teve como objetivo avaliar as áreas de contato, as deformações elásticas dos pneus, a resistência do solo à penetração e os perfis do recalque no solo de três modelos de rodados pneumáticos. O ensaio seguiu um delineamento experimental casualizado, constituído por 12 tratamentos e quatro repetições, nos quais se avaliaram os modelos de pneus de carcaça diagonal, radial e o terceiro de configuração mista, denominado BPAF, inflados com as pressões ideais e submetidos a cargas radiais de 5; 10; 15 e 20 kN, simulando o que ocorre no campo. O ensaio dos pneus agrícolas foi realizado no Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agrícolas - NEMPA, da Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, Câmpus de Botucatu - SP, em uma prensa hidráulica sobre um tanque de solo. Os resultados relativos às áreas de contato e deformações elásticas mostraram valores maiores para o pneu BPAF. Os recalques do pneu BPAF no solo foram menores comparados aos outros rodados, e com os pneus radial e BPAF houve menores resistências do solo à penetração.

Desempenho operacional de um trator agrícola equipado alternadamente com pneus radiais e diagonais

A utilização de pneu radial em tratores agrícolas na década de 1950 resultou em redução das perdas de potência oriundas da resistência ao rolamento e patinagem, com conseqüente melhoria no desenvolvimento da tração. Este trabalho teve como objetivo comparar o desempenho operacional de um trator agrícola equipado alternadamente com pneus radiais e diagonais. A avaliação foi realizada a partir de análises de parâmetros indicadores do desempenho dos referidos pneus sob condições específicas de trabalho. O uso de pneus radiais proporcionou incrementos nos valores de capacidade de tração e potência na barra, diminuição nos valores de consumo específico de combustível e não causou variações no consumo horário de combustível.

Metodologia para cálculo rápido das dimensões de pneus de tratores agrícolas

Os primeiros tratores agrícolas utilizavam como elementos de locomoção rodas metálicas com garras. Diante da impossibilidade de circular por estradas, os danos provocados sobre os caminhos e o recalque em solo desagregado tornaram necessária a busca de outros materiais para os rodados dos tratores. Os rodados pneumáticos, ao se deformarem, adaptam-se melhor às irregularidades do terreno, aumentando a capacidade trativa e a comodidade para o operador. A diminuição da lastragem, substituída por cargas dinâmicas induzidas por transferência de peso, melhora ainda mais o desempenho das rodas no solo, convertendo-as em verdadeiros pontos de apoio. Apesar de toda evolução experimentada pelos rodados, os mesmo oferecem diversas opções técnicas que nem sempre são aproveitadas, pois nem todos os rodados disponíveis no mercado são apropriados para qualquer aplicação. O tamanho, as características técnicas, a pressão de inflação, etc. determinam o comportamento e a durabilidade. Assim, um rodado sobrecarregado tem pouca vida útil; por outro lado, o pensamento contrário onera o produto, uma vez que a falta de peso pode chegar a prejudicar sua função precípua, ressaltando-se que, ao não apoiar toda a banda de rodagem, pode-se aumentar a patinagem. Pelo exposto, torna necessário selecionar adequadamente o rodado para determinada aplicação e procurar que seu uso em cada momento, ocorra em condições que proporcionem melhores benefícios e maio durabilidade.

Desempenho de um trator agrícola equipado com pneus radiais e diagonais com três níveis de lastros líquidos

A utilização correta de pneus em tratores, tanto em relação ao seu tipo quanto à calibração de sua pressão interna, e a lastragem ideal para cada condição de carga são fatores que influem significativamente no desempenho do trator. Esta pesquisa teve como objetivo comparar o desempenho de um trator equipado com pneus radiais e com pneus diagonais, para três condições de lastragem líquida (0%, 40% e 75% de água), em três condições superficiais de um Nitossolo Vermelho distrófico (superfície firme, preparada e com cobertura vegetal de resto de milho) e em três velocidades teóricas de deslocamento (4 km h-1, 5 km h-1 e 7 km h-1), informadas no painel do trator, correspondendo às marchas B1, B2 e C1. O melhor desempenho do trator, equipado com pneu diagonal, ocorreu na condição de 75% de água nos pneus, apresentando maior velocidade de deslocamento, menor patinhagem do trator, menor consumo horário de combustível e gerando maior potência na barra de tração. Com pneus radiais, o melhor desempenho do trator ocorreu na condição de 40% de água nos pneus, proporcionando maiores velocidades de deslocamento do trator, menores patinhagens, menores consumos, horário e específico de combustível, e maiores potência e rendimento na barra de tração.

Influência da pressão interna dos pneus e da velocidade de deslocamento nos parâmetros operacionais de um trator agrícola e nas propriedades físicas do solo

O tráfego intenso de tratores ocasiona alterações na qualidade física do solo, desencadeando processos de compactação e erosão. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da alteração da pressão interna dos pneus e da velocidade de deslocamento de um trator agrícola 4 x 2 com tração dianteira auxiliar (TDA), em propriedades físicas de um solo usadas como parâmetros para a avaliação da compactação e em parâmetros operacionais do trator relacionados ao seu desempenho. Para tanto, foram determinadas a densidade do solo, a porosidade total e o índice de cone de amostras de solo coletadas antes e após a passagem do trator. Determinou-se, ainda, o avanço cinemático do trator, a patinagem dos rodados, a área de contato entre o pneu e o solo, e a pressão de contato aplicada à superfície do solo. O uso de diferentes combinações de pressões internas e de velocidades de deslocamento não alteraram a patinagem dos rodados do trator, nem o índice de cone do solo. A densidade foi afetada apenas pelas velocidades de deslocamento. A aplicação das pressões de 110 e 124 kPa, respectivamente, nos pneus dianteiros e traseiros do trator, combinada com a velocidade de deslocamento de 1,51 m s-1 ocasionou a maior redução na porosidade total.

Muro de contenção utilizando pneus : análise e alguns comparativos de custos

Neste trabalho é apresentada uma forma de avaliar a estabilidade de muros de pneus e são comparadas algumas soluções em termos de custos. Foram analisadas seções transversais com alturas entre 1 e 5 metros e escolhida a conformação que melhor se adequaa ao cálculo de estabilidade. Escolhida a melhor conformação foram feitos os cálculos de estabilidade, segundo parâmetros do trabalho de Sieira (1998) no Rio de Janeiro. Dentro des sesparâmetros: altura do muro, sobrecarga do muro, inclinação do talude, inclinação do muro, ângulo de atrito interno do solo, peso específico do solo, ângulo de atrito solo-muro, peso específico solo-pneu e coesão. Foram realizados cálculos aceitando certas variações nos parâmetros, para o cálculo de estabilidade As principais conclusões que podemos ressaltar para o muro de pneus são: (a) a altura deve ficar entre 2 e 4m, onde o custo e a es tabilidade jus tificam o seu uso; (b) a sobrecarga de aterro não deve ultrapassar 1,00 m; (c) a inclinação do muro deve ser de 6 e 8º; (d) o ângulo do talude deve ser horizontal de preferência; (e) a coesão deve ser calculada na situação crítica (0 kPa ). Foram feitos estudos também para uso de pneus como muro de apoio de ponte. Sua utilização se deve não só ao custo da obra em si, mas por razões ambientais , visto que o descarte dos pneus, é um grande problema atual. O enfoque deste trabalho é bastante prático e pode ser aplicado na maioria das situações , devendo ser adaptado a cada caso particular .