Environmental Impact Assessment of Pavements with the Addition of Recycled Post-consumer Polyethylene Terephthalate (RPET) through the Life Cycle Assessment (LCA) Methodology
Environmental Impact Assessment of Pavements with the Addition of Recycled Post-consumer Polyethylene Terephthalate (RPET) through the Life Cycle Assessment (LCA) Methodology
Autor(a)
Rivera Osorto, Mario René
Orientador(a) Coorientador(a)
Casagrande, Michéle Dal Toé
Contato email
marior.riverao@outlook.com
Data de aceite
2024-07-29
Data de disponibilizacao
2024-07-29
Data de publicacao
2024-07-28
Data de defesa submissao
2023-02-16
Citacao
RIVERA OSORTO, Mario René. Environmental Impact Assessment of Pavements with the Addition of Recycled Post-consumer Polyethylene Terephthalate (RPET) through the Life Cycle Assessment (LCA) Methodology. 2023. 87 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2023.
Resumo Portugues
O presente estudo apresenta uma avaliação do ciclo de vida (ACV), da origem à construção
para uma estrutura de pavimentos rodoviários de Concreto Betuminoso Usinado a Quente
(CBUQ) com adição de polietileno tereftalato reciclado pós-consumo (RPET) através do
processo "seco" utilizando uma análise de comparação de 1 m2
de pavimento construído como
unidade funcional, utilizando o “Método de Dimensionamento Nacional" (MeDiNa) para o
projeto da estrutura de pavimento integrando os parâmetros mecânicos e funcionais das
misturas, em contraste com a variante de mistura convencional. Os dados geotécnicos foram
obtidos dos estudos de Ferreira et al (2022) e Arao et al (2017) para as misturas de CBUQ com
RPET, e Carvalho et al (2016) para a proposta de curso de base alternativa. Uma análise
complementar entre a produção de 1 tonelada de cada mistura CBUQ também foi desenvolvida
como unidade declarada, avaliando a contribuição do processo. A Ferramenta TRACI 2.0 para
redução e avaliação de impactos químicos e outros impactos ambientais foi aplicada para cada
alternativa, avaliando-se os impactos em categorias como acidificação, eutrofização, eco
toxicidade em água doce, potencial de aquecimento global, saúde humana, destruição da
camada de ozônio e geração de poluição. Os resultados da avaliação de impacto do ciclo de
vida foram interpretados por meio de critérios internos de normalização e regra de ponderação,
obtendo-se uma pontuacão ambiental para cada alternativa e permitindo uma fácil interpretação
das partes interessadas. Considerando as melhores propriedades mecânicas e o desempenho
funcional geral das misturas CBUQ + RPET para o revestimento, a comparação das unidades
funcionais resultou em economia em quase todas as categorias de impacto ambiental para cada
metro quadrado de pavimento construído e pronto para uso, com um efeito geral de otimização
das espessuras das camadas, carregando uma cascata de economia de recursos e emissões. Esse
efeito também foi explorado com a análise de sensibilidade da massa de PET adicionada por
unidade funcional, com uma massa de equilíbrio identificada para o potencial de aquecimento
global e pontuação ambiental, estabelecendo o terreno para a definição e delimitação de
pavimento sustentável. Foi possível estabelecer um novo critério de sustentabilidade para
estruturas de pavimentos com a adição de plástico pós-consumo, no qual integra o desempenho
mecânico e ambiental, bem como sugere uma direção em futuras pesquisas na área de
pavimentação com a inserção de plásticos e desenvolvimento de projetos rodoviários com
materiais alternativos no contexto brasileiro.
Resumo Ingles
The present study presents a cradle-to-built life cycle assessment (LCA) for a road pavements
structure of hot mixed asphalt (HMA) with recycled post-consumer polyethylene terephthalate
(RPET) addition as aggregate substitution through the “dry” process using a comparison
analysis of 1 m2
built pavement as a functional unit, using the Brazilian “National Design
Methodology” (MeDiNa) for layer dimensioning integrating the mechanical and functional
parameters of the mixes, in contrast with conventional mix variant. The geotechnical data was
obtained from the studies of Ferreira et al (2022) and Arao et al (2017) for the HMA mixes, and
Carvalho et al (2016) for the alternative base course proposal. A complementary analysis
between the production of 1 ton of each HMA mixes was also developed, as a declared unit
comparison point, assessing the process contribution. The Tool TRACI 2.0 for reducing and
assessing chemical and other environmental impacts was applied for each alternative, assessing
the impacts into categories such as acidification, eutrophication, freshwater ecotoxicity, global
warming potential, human health, ozone depletion, and smog formation. The life-cycle impact
assessment results were interpreted through internal normalization criteria and weighting rule,
obtaining an environmental score for each alternative, and allowing a straightforward
stakeholder interpretation. Considering the better mechanical properties and overall functional
performance of the HMA + RPET mixes for the surface course, the functional unit comparison
resulted in savings in almost all environmental impact categories for each square meter of
pavement constructed and ready to use, with an overall layer thickness optimization effect that
carries a cascade of upstream resource and emissions savings. This effect was explored with
the sensibility analysis of net PET mass added by FU (functional unit), with an equilibrium
mass identified for global warming potential and environmental score, establishing the ground
for sustainable pavement definition and delimitation. It establishes a novel sustainability
criterion for pavement structures with the addition of plastic post-consumer, integrating the
mechanical and environmental performance and allowing for guidance in future plastic pavement research and develop of paving project in the Brazilian context.
Unidade academica
Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil
Idioma
eng
Tipo de documento
Dissertação
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br,www.ibict.br,http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Palavras-chave
Avaliação do ciclo de vida||Pavimentos||PET-PCR (PET pós-consumo reciclado)
