APPLICATION OF RECYCLED HDPE IN THE PREPARATION OF CONCRETE FORMWORK
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/th102410131526
Kenji Kadowaki¹
José Pereira Guilherme¹
Antônio Guilherme Santos Rodrigues¹
Renan da Silva Gravatá²
RESUMO
O objetivo das fôrmas no concreto armado é garantir que, durante a fase de construção, o concreto adquira a forma prevista no projeto até alcançar a resistência necessária. O escoramento é responsável por sustentar essas fôrmas, assegurando a estabilidade estrutural e segurança durante a execução dos trabalhos com concreto. Tradicionalmente, as fôrmas são feitas de tábuas de madeira ou compensado, e os escoramentos podem ser de madeira ou metal. Este estudo propõe a criação de um protótipo de fôrma utilizando polietileno de alta densidade (PEAD) reciclado, visando demonstrar sua viabilidade econômica e sustentável em comparação com as fôrmas de compensado. A pesquisa, de caráter exploratório-descritivo, analisa a viabilidade técnica do material aplicado na prototipagem. Foram realizados testes de resistência axial e umidade para fornecer dados que sustentassem essa viabilidade. Os resultados mostraram uma resistência à compressão axial de 2.020 Kgf/cm², além de uma absorção de água de 0% em massa. Embora o estudo ainda esteja em desenvolvimento, os dados indicam que o protótipo de PEAD reciclado é confiável, resistente e apresenta viabilidade econômica. Assim, o modelo desenvolvido revela-se promissor para futuras aplicações.
Palavras-chave: Forma, Concreto, PEAD, Plástico.
ABSTRACT
The purpose of reinforced concrete formwork is to ensure that, during the construction phase, the concrete acquires the shape foreseen in the project until it reaches the required strength. Shoring is responsible for supporting these forms, ensuring structural stability and safety during the execution of concrete work. Traditionally, the forms are made of wood or plywood boards, and the shoring can be made of wood or metal. This study proposes the creation of a prototype formwork using recycled high-density polyethylene (HDPE), aiming to demonstrate its economic and sustainable viability compared to plywood forms. The research, of an exploratory-descriptive nature, analyzes the technical feasibility of the material applied in prototyping. Axial resistance and humidity tests were performed to provide data that supported this feasibility. The results showed an axial compression resistance of 2020 kgf/m², in addition to a water absorption of 0% by mass. Although the study is still under development, the data indicate that the recycled HDPE prototype is reliable, resistant and economically viable. Thus, the developed model is promising for future applications.
Keywords: Formwork, Concrete, HDPE, Plastic.
INTRODUÇÃO
O impacto destrutivo provocado ao meio ambiente, devido a ação humana tem sido um problema, de tal forma que tem gerado preocupações crescentes em todo o mundo. A degradação do meio ambiente, a extração de recursos naturais e sua exploração inadequada ameaçam todas as formas de vida, causando prejuízos ao solo, à água, à vegetação e aos animais. A madeira, utilizada pelo ser humano ao longo de toda a sua história, é um exemplo importante, pois sua aplicação foi adaptada às diversas necessidades humanas. Isso evidencia seu grande potencial em áreas como indústrias, fábricas de móveis e na construção civil. No entanto, o uso descontrolado e sem uma gestão eficiente leva à deterioração ambiental (SATIRO et al., 2019).
De acordo com Satiro et al (2019), a construção civil é a principal área de uso de produtos madeireiros, chegando a consumir 66,67% da madeira natural extraída, a madeira é usada de várias maneiras em usos provisórios, como: fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos. Segundo Souza (1997), os sistemas de fôrmas podem ser definidos como conjuntos de componentes que servem para moldar o concreto e sustentá-lo até que este adquira resistência suficiente. Há, aproximadamente, sessenta anos surgia a tecnologia do sistema de fôrmas ainda hoje empregada, de modo predominante, pelas construtoras. Tal sistema fundamentou-se nos conhecimentos da engenharia civil aliados às observações e às experiências do dia a dia dos canteiros de obra. E, desde o período mencionado até os dias atuais, o grande objetivo é a otimização dos custos através do aperfeiçoamento de produtividade e da minimização do consumo de materiais aliados à ampliação do número de reaproveitamento das formas (PORTELA, 2018).
A fôrma tem o objetivo de dar ao concreto armado, em sua etapa construtiva, a geometria estipulada no projeto, até que ele adquira suficiente resistência.
O cimbramento (escoramento) tem a finalidade de sustentar a fôrma, devendo oferecer segurança estrutural e estabilidade na execução dos serviços elaborados para o concreto. De uma maneira tradicional, as fôrmas têm sido elaboradas a partir de tábuas serradas ou madeira compensada, e os escoramentos, de madeira ou metálico. (MORIKAWA, 2003) Segundo Júnior et al (2000), dizem que, quanto ao acabamento, as fôrmas devem ter texturas conforme as exigências de cada projeto, principalmente nas estruturas de concreto aparente, observando-se que a aderência deve ser a menor possível para facilitar a desforma. Os compensados são tratados com produto desmoldante, a fim de permitir a desforma sem danos para o concreto e as fôrmas.
Em adição, os plásticos apresentam propriedades específicas como resistência à corrosão, facilidade de moldagem, e consomem menos energia para sua industrialização do que os metais (KHAN, 2007). Baseado nas informações apresentadas, este trabalho se propõe, a desenvolver uma fôrma plástica com material reciclado, utilizando polietileno de alta densidade (PEAD) onde pode ser derretido e moldado sem perder sua resistência mecânica.
MATERIAIS E MÉTODOS
Este estudo foi desenvolvido seguindo as metodologias de pesquisa científicas definidas como estudo de caso e pesquisa-ação. A escolha é baseada na investigação profunda do caso, para a aplicação de um material sustentável e a sua reutilização na construção civil. Acrescenta-se a metodologia pesquisa-ação devido a possibilidade de aplicação do produto acabado em obras. Para a execução do projeto, foram realizados levantamentos bibliográficos que proporcionaram embasamento para o entendimento dos materiais a serem utilizados e que tornaram possível a escolha do PEAD como material principal do estudo, a compreensão das características que o produto deverá dispor, julgamento relativo à qualidade da forma e a sua viabilidade em possível uso.
Para desenvolvimento deste projeto, foram utilizados os seguintes materiais:
- Plástico PEAD reciclado;
- Chapas de aço;
- Compensado;
- Prensa hidráulica;
- Estufa elétrica com temperatura controlável.
Os processos de modelagem das 4 placas de PEAD (cujas dimensões são: 19×12,5×1,5cm) foram realizados pelos discentes Antônio Guilherme Santos Rodrigues, José Pereira Guilherme e Kenji kadowaki, no laboratório de Engenharia Civil da Faculdade Integradas Aparício Carvalho (FIMCA). Os testes de compressão axial em prensa hidráulica, foram realizados pela empresa BETHONTEC. Os testes de umidade do material foram desenvolvidos pelos próprios acadêmicos e os dados resultantes das investigações analisados pelos discentes envolvidos e pelo docente orientador.
A coleta de plásticos de alta densidade PEAD foi realizada de seletiva nas residências dos discentes. Foram consideradas embalagens de produtos do tipo: amaciante, shampoo, cremes e embalagens de produtos de limpeza. Após a separação do material coletado, os mesmos foram destinados a limpeza e separação do material encontrado, de tal forma que seja possível a utilização do plástico. O PEAD reciclado contribui para a redução de resíduos plásticos, promovendo práticas mais ecológicas. Além disso, sua durabilidade e resistência a impactos, abrasão e produtos químicos garantem uma vida útil prolongada, superando as limitações da madeira, que pode se desgastar rapidamente.
Outra vantagem é sua impermeabilidade, o que evita a absorção de água e mantém a precisão das formas, fator crucial na qualidade final das peças de concreto. As formas de PEAD também podem ser reutilizadas várias vezes sem perda de eficiência, o que gera economia a longo prazo. O material é leve e fácil de manusear, facilitando o trabalho no canteiro de obras e agilizando o processo de montagem e desmontagem. Embora o custo inicial possa ser maior que o das formas tradicionais, a durabilidade, a possibilidade de reutilização e a menor necessidade de manutenção tornam o PEAD reciclado uma solução com ótimo custo-benefício, refletindo o avanço da construção civil em direção a práticas mais sustentáveis e inovadoras.
Foi confeccionado uma fôrma de aço, objetivando a fundição rápida e precisa do plástico de alta densidade. Uma placa de compensado, para molde do plástico em prensa hidráulica, foi confeccionada. A seguir, o plástico de alta densidade separado foi cortado em pedaços menores para facilitar o derretimento e a fundição das partículas. Tendo os pedaços dispostos na fôrma de aço, foi levado a estufa pré-aquecida e mantida a temperatura entre 120° a 130 ° C durante todo o derretimento do material. Todo o processo da completa dissolução do plástico durou aproximadamente duas horas, podendo ser mais rápido ou demorado a depender da temperatura e da quantidade de material a ser fundido. A estufa, utilizada, possui sistema eletrônico de controle de temperatura automático. Ainda aquecido, aproximadamente 500g do material fundido foi prensado no molde de compensado para modelagem e retirada de espaços vazios da peça a pressão de 500kgf/cm²Após a prensagem, foi respeitado o tempo de resfriamento do produto moldado (entre 20 e 30 minutos) e seu respectivo endurecimento. Conforme a Figura 1 foi finalizada a etapa de modelagem, a fôrma foi retirada da prensa, seguindo para fase de acabamento (retirada de rebarbas e lixamento).
Autor 1: Próprio autor
Figura 1 Forma de PEAD
Em sequência, foram realizados testes de montagem do material. Com equipamentos específicos e auxílio de profissionais capacitados, testes de resistência, foram realizados para atestar as propriedades do produto acabado, resultando em dados que possibilitam a aplicação da fôrma na construção civil.
Fonte 2: Próprio autor
Figura 2: Teste de resistência axial da forma PEAD
RESULTADOS
Conforme explicitado na imagem 2, a placa de PEAD apresentou uma resistência à compressão axial de 2020 Kgf/cm², sendo comparável a forma de compensado e de aço (Tabela 1).
Tabela
| Material | Densidade (g/cm³) | Resistência para Concretagem (MPa) | Absorção de Umidade (%) | Resistência à Compressão Axial (MPa) | Fonte |
| Forma de Folha Compensada | 0,6 | 5 | 15 | 20 | Caldas & Leite (2004); NBR 7190; Catálogos (PermaForm, Ultraply) |
| Forma de Aço | 7,85 | 250 | 0 | 250 | Callister (2014); NBR 8800; Catálogos (Peri, Doka) |
| Forma de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) | 0,94 | 15 | 0 | 40 | Harper (2006); Rodrigues & Marchi (2011); Catálogos (Duratek, Miller Formless) |
Tabela 1 – Comparação entre diferentes tipos de formas para concretagem
Considerando os resultados dos testes de resistência, aspecto visual da forma e a dureza do material, é possível julgar positivamente a viabilidade econômica e de resistência do projeto e sua possível aplicação como formas de concreto.
DISCUSSÃO – ESSE TEXTO É DO TAMPLATE?
O uso de polietileno de alta densidade (PEAD) reciclado na fabricação de formas para concreto apresentou resultados promissores em termos de sustentabilidade e desempenho técnico. Estudos realizados indicaram que o PEAD reciclado é uma alternativa viável em relação às formas tradicionais, destacando-se por sua durabilidade, resistência mecânica e menor impacto ambiental (SOUZA et al., 2019).
Testes de compressão axial realizados com auxílio de prensa hidráulica demonstraram que o PEAD reciclado possui uma resistência de 2020 kgf/cm², um valor significativamente superior ao necessário para o uso em formas de concreto. Essa capacidade assegura que o material suporte a pressão e o peso do concreto durante sua cura, mantendo a estabilidade da forma no processo construtivo. Comparativamente, esse desempenho é superior ao da madeira compensada, que tende a apresentar menor resistência e desgaste ao longo do tempo (JÚNIOR et al., 2020).
Outro ponto relevante é a impermeabilidade do PEAD reciclado. Os testes de absorção de umidade revelaram uma absorção de 0% em massa, sendo isso um aspecto crucial para garantir a longevidade da forma e a qualidade final das estruturas de concreto. Ao contrário da madeira, que pode absorver umidade e deformar com o tempo, o PEAD conserva suas propriedades físicas, contribuindo para uma maior precisão nas formas e no acabamento das peças concretadas (KHAN, 2007).
A reutilização do PEAD reciclado também se mostrou vantajosa. As formas produzidas com esse material podem ser reutilizadas diversas vezes sem perda de suas características originais, o que resulta em uma economia significativa a longo prazo. Isso diminui a necessidade de substituição constante das formas, contribuindo para a redução dos custos operacionais e promovendo uma gestão mais eficiente dos materiais utilizados na construção (PORTELA, 2018).
Embora o custo inicial de produção das formas de PEAD reciclado seja levemente superior ao das formas de madeira, a análise econômica a longo prazo é favorável. A durabilidade e capacidade de reutilização do PEAD, associadas à sua menor necessidade de manutenção, contribuem para a diminuição dos custos ao longo do tempo, fazendo do PEAD uma opção com excelente custo-benefício para a construção civil (SOUZA et al., 2019).
Do ponto de vista ambiental, o uso de PEAD reciclado está alinhado com as diretrizes de sustentabilidade, promovendo a reutilização de plásticos descartáveis, como embalagens de produtos de limpeza e higiene. A aplicação desse material reduz a quantidade de resíduos plásticos no meio ambiente, promovendo práticas mais ecológicas no setor da construção civil, um dos mais impactantes no consumo de recursos naturais (SILVA, 2020).
Portanto, os resultados obtidos confirmam que o PEAD reciclado possui as características necessárias para substituir de forma eficiente e sustentável as formas de concreto feitas de madeira ou metal, oferecendo vantagens tanto em desempenho quanto em sustentabilidade.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A aplicação de PEAD reciclado na elaboração de formas para concreto se mostrou uma alternativa promissora, tanto do ponto de vista técnico quanto ambiental. Os testes de resistência e umidade realizados indicaram que o material possui características adequadas para atender às demandas da construção civil, especialmente em termos de durabilidade, resistência à compressão e impermeabilidade. Essas qualidades superam os materiais tradicionalmente utilizados, como madeira compensada, que apresenta maior desgaste com o uso contínuo e exposição à umidade.
Além disso, a possibilidade de reutilização do PEAD reciclado inúmeras vezes sem perda significativa de desempenho oferece um excelente custo-benefício, contribuindo para a otimização dos recursos na construção. Embora o custo inicial possa ser mais elevado, o retorno a longo prazo, aliado à menor necessidade de substituição das formas, torna o PEAD uma opção viável e econômica.
Do ponto de vista ambiental, o uso de PEAD reciclado representa uma contribuição significativa para a sustentabilidade na construção civil, ao reduzir o descarte de plásticos e promover a reutilização de materiais. Este aspecto ecológico, somado à eficiência técnica, destaca a relevância de materiais reciclados no setor, promovendo práticas mais responsáveis e ambientalmente corretas.
Assim, conclui-se que o PEAD reciclado tem potencial para substituir, de forma eficiente e sustentável, as formas tradicionais utilizadas na construção civil. No entanto, é recomendável a continuidade de estudos para aperfeiçoar a tecnologia e expandir ainda mais suas aplicações, consolidando o material como uma solução amplamente utilizada na indústria.
REFERÊNCIAS
JÚNIOR, A. B.; SOUZA, M. L.; SILVA, R. M. Avaliação da resistência de materiais para formas de concreto. Revista de Engenharia Civil, v. 35, n. 2, p. 45-56, 2020.
KHAN, M. A. Polymers in concrete construction. New York: Wiley, 2007.
PORTELA, J. C. Fôrmas para concreto: técnicas e inovações na construção civil. São Paulo: Blucher, 2018.
SILVA, F. R. Sustentabilidade na construção civil: a reutilização de materiais plásticos. Revista Brasileira de Engenharia Sustentável, v. 8, n. 3, p. 32-41, 2020.
SOUZA, L. G.; SANTOS, P. V.; PEREIRA, A. F. Uso de plásticos reciclados na construção civil: uma análise de viabilidade. Revista de Construção Sustentável, v. 11, n. 1, p. 12-25, 2019.
¹Discente do curso de Engenharia Civil na FIMCA, kenji.stk8@gmail.com.
¹Discente do curso de Engenharia Civil na FIMCA, guilhermejpg@hotmail.com.
¹Discente do curso de Engenharia Mecatrônica na FIMCA, Licenciado e bacharel em química, rodrigues.ags@outlook.com.
²Docente Mestre profissional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos do núcleo de engenharia da FIMCA, renangravata@gmail.com .