Avaliação do ciclo de vida de argamassas de revestimento com parâmetros de carbonatação e eflorescência

Orientadora: Prof. Dr. Marienne do Rocio de Mello Maron da CostaCoorientador: Prof. Dr. Marcell Mariano Corrêa MacenoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Defesa : Curitiba, 02/05/2022Inclui referências: p. 144-159Resumo: A indústria da construção civil, sobretudo na produção dos materiais de construção, gera impactos ambientais expressivos. Essa realidade tem condicionado a busca por materiais com melhor desempenho, em especial à durabilidade e à sustentabilidade. Os revestimentos de argamassa estão sujeitos à fenômenos físico-químicos decorrentes das variações de temperatura, umidade, e de deformações, que podem ser deletérios ou não. Quando da ocorrência de manifestações patológicas nas argamassas de revestimento, em geral, estas incorrem no desconforto visual podendo acarretar problemas de saúde aos usuários de uma edificação. Nesse sentido, justifica-se a importância de avaliar a durabilidade desses materiais. Para mais, quanto ao desempenho ambiental das argamassas este é resultado dos consumos de matéria e energia para produção das mesmas que compreende as etapas desde a extração da matéria-prima, passando pelo processo de produção, até o descarte do material ao fim de sua vida útil. Portanto, a quantificação dos impactos gerados pelos materiais pode ser realizada por meio da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), que tem sua prática usual no meio industrial para emissão de declarações ambientais de produto. Até o presente momento, a aplicação de ACV em materiais de construção ainda ocorre de forma esporádica, normalmente em trabalhos acadêmicos. Com isso, ainda não há um consenso sobre a modelagem de ACV para esses tipos de produtos, tampouco uma quantidade ideal de dados de emissões reais para seus sistemas de produção, uso, descarte e reciclagem. Ademais, para que seja praticada a sustentabilidade é imprescindível promover a durabilidade dos materiais, pois a ocorrência de fenômenos deletérios nas argamassas resultará na geração de resíduos e/ou consumo de matéria e energia para o seu reparo. Sendo assim, a presente pesquisa teve como objetivo propor a avaliação do ciclo de vida de argamassas de revestimento com a inserção de dados de durabilidade obtidos a partir da ocorrência de eflorescências e carbonatação em escala laboratorial. Para tanto, foram propostas etapas de estudos onde foram analisados, primeiramente cenários de emprego de insumos, métodos de mistura e aplicação da argamassa. Depois, realizou-se um estudo de caso experimental para avaliação da durabilidade de argamassas de revestimento quanto ao fenômeno das eflorescências e o processo de carbonatação, a partir do desenvolvimento de metodologias de ensaio. Por fim, realizou-se a ACV do berço ao túmulo das argamassas considerando os dados de durabilidade e suas consequências. Os resultados mostraram que a escolha dos tipos de insumos, e a previsão do emprego de processos mecanizados na mistura e aplicação das argamassas, podem gerar o aumento substancial dos impactos ambientais. Por fim, constatou-se que contemplar dados de durabilidade em um estudo de ACV, pode representar até 14% no aumento das emissões totais das argamassas, e a redução de aproximadamente 70% das emissões de CO2, o que pôde gerar coeficientes de influência da durabilidade na ACV.Abstract: The civil construction industry, especially in the production of construction materials, generates significant environmental impacts. This reality has conditioned the search for materials with better performance, especially durability and sustainability. Mortar coatings are subject to physical-chemical phenomena resulting from variations in temperature, humidity, and deformations, which may or may not be deleterious. When pathological manifestations occur in the coating mortars, in general, they incur in visual discomfort and can cause health problems for the users of a building. In this sense, the importance of assessing the durability of these materials is justified. Moreover, the environmental performance of mortars is the result of the consumption of materials and energy for their production, which includes the stages from the extraction of raw materials, through the production process, to the disposal of the material at the end of its useful life. Therefore, the quantification of the impacts generated by the materials can be performed through the methodology of Life Cycle Assessment (LCA), which has its usual practice in the industrial environment for issuing product environmental declarations. The application of LCA in construction materials is still sporadic, usually in academic works. Thus, there is still no consensus on LCA modeling for these types of products, nor is there an ideal amount of real emissions data for their production, use, disposal and recycling systems. Moreover, it was identified that in order to practice sustainability it is essential to promote the durability of materials, because the occurrence of deleterious phenomena in mortars will result in the generation of waste and/or consumption of materials and energy to repair the material. Thus, the present research aimed to propose the evaluation of the life cycle of coating mortars with the insertion of durability data obtained from the occurrence of efflorescence and carbonation on a laboratory scale. To this end, study stages were proposed where scenarios of raw material use, mixing methods and mortar application were first analyzed. Then, an experimental case study was carried out to evaluate the durability of coating mortars regarding the efflorescence phenomenon and the carbonation process, from the development of test methodologies. Finally, a cradle-to-grave LCA of the mortars was performed considering the durability data and its consequences. The results showed that the choice of the types of inputs, and the prediction of the use of mechanized processes in the mixture and application of mortars, can generate a substantial increase in environmental impacts. Finally, it was found that contemplating durability data in an LCA study can represent up to 14% in the increase of total mortar emissions, and the reduction of approximately 70% of CO2 emissions, which could generate coefficients of influence of durability on LCA