Impact allocation in the steelmaking industry and its influence o cement's life cycle assessment results

Abstract

Orientador: Vanessa Gomes da SilvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: O setor siderúrgico brasileiro, já há algum tempo, focaliza esforços na minimização das cargas ambientais do processo produtivo do aço. Devido à grande quantidade de co-produtos gerados no processo, o setor prioriza a disseminação de ações relacionadas com a reciclagem das escórias siderúrgicas, e encontra na indústria da construção civil um importante mercado consumidor. A reciclagem das escórias em componentes e materiais de construção é promovida como ambientalmente benéfica para ambos os setores, uma vez que a escória siderúrgica substituiria um material natural não renovável ao mesmo tempo em que reduziria a demanda energética da indústria siderúrgica. Tais fatos têm sido sustentados pelo entendimento de que as escórias são uma consequência, e não o propósito final do processo de produção do aço; este último recebe, portanto, toda a carga ambiental correspondente. A busca pela justa distribuição de impactos entre um produto e seus co-produtos ganhou impulso nos últimos anos. Nessa ótica, a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) possibilita a atribuição de impactos ambientais entre produtos e co-produtos, com base em diferentes critérios. Visando à compreensão da influência do critério de alocação de impactos sobre os resultados da ACV para o processo siderúrgico e sobre o emprego de escória de alto-forno como matéria prima no setor de construção, a presente dissertação de mestrado objetiva a realização de ACVs (aço; escória de alto-forno; e três tipos de cimento Portland, com diferentes porcentagens de adição de escória de alto-forno) para análise comparativa dos resultados decorrentes do uso de diferentes critérios de alocação de impactos (com base na massa e no valor econômico do aço e da escória de alto-forno) e da expansão das fronteiras do sistema. Para o tratamento e a interpretação dos resultados foi utilizada a plataforma de apoio SimaPro 7.3 e a avaliação dos impactos foi realizada por meio do CML 2001 (baseline). Os resultados demonstraram a relevância da discussão quanto ao critério diretor de distribuição de impactos, que, nas condições estudadas, tiveram um reflexo importante na carga ambiental transferida para os cimentos que utilizam a escória de alto-forno como matéria-prima alternativa. Dando continuidade à pesquisa, pretende-se expandir o escopo para englobar outros aspectos metodológicos de interesse na Avaliação do Ciclo de Vida, considerando as etapas que enfrentam os maiores desafios de realização no Brasil, limitando o seu potencial de aplicaçãoAbstract: Brazilian steelmaking sector has, for a while now, struggled to minimize the environmental loads of the steelmaking process. Because of the great amount of co-products generated in the process, the sector prioritizes dissemination of actions related to steel slag recycling, and relies on the construction industry as an important consumer market. Slag's recycling in construction materials and components is promoted as environmentally beneficial for both sectors, considering that the steel slag would replace a non-renewable natural material, while reducing the steel industry's energy demand. Those facts have been sustained by the understanding that steel slags are a consequence, and not the final purpose of the steelmaking process; steel, therefore, receives the entire corresponding environmental load. The search for fair impact distribution between a product and its co-products has gained a boost in the last few years. In that perspective, Life Cycle Assessment (LCA) allows for an impact assigning between products and co-products, based on different criteria. Aiming at a better understanding of impact allocation criteria's influence on steelmaking LCA results and on blast furnace slag use as a raw material in the construction sector, this thesis aims at performing LCAs (steel; blast furnace slag; and three types of Portland cement, with different percentages of blast furnace slag addition) to comparatively evaluate results deriving from the use of different impact allocation criteria (based on the mass and economic value of steel and blast furnace slag) and from system boundaries expansion. For results treatment and interpretation, SimaPro 7.3 was used, and impact evaluation was performed through CML 2001 (baseline). Results confirmed the relevance of the discussion regarding impact distributions' defining criteria, which, in the studied scenery, had a very important reflex in the environmental load transferred to cements that utilize blast furnace slag as an alternative raw material. Further researches are expected to expand the scope to encompass other methodological aspects within LCA, considering the stages that face the greater challenges in Brazil, limiting its application potentialMestradoArquitetura e ConstruçãoMestre em Engenharia Civi