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Type: Dissertação
Title: Investigação ambiental e financeira do uso de agregado siderúrgico como lastro em pavimentos ferroviários
Author: Couto, Katrine Stefânia
First Advisor: Mendes, Júlia Castro
Co-Advisor: Marques, Geraldo Luciano de Oliveira
Referee Member: Gomes, Guilherme José Cunha
Referee Member: Hilário, Ronderson Queiroz
Referee Member: Fernandes, Gilberto
Resumo: O agregado siderúrgico, subproduto gerado em larga escala na produção do aço, é frequentemente armazenado em pátios à céu aberto, causando impactos ambientais e riscos à saúde humana. Paralelamente, o setor ferroviário consome milhares de toneladas de rochas naturais britadas para uso como lastro, cuja extração também acarreta impactos socioambientais. Diante da preocupação global com as mudanças climáticas e a escassez de recursos, o reaproveitamento da escória siderúrgica beneficiada como lastro ferroviário é uma alternativa promissora para a economia circular. Esta pesquisa propõe avaliar a viabilidade ambiental e financeira dessa substituição em comparação ao lastro de rocha natural britada. Para isso, utilizou-se a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), aplicada a um estudo de caso, envolvendo uma concessionária ferroviária e uma siderúrgica localizadas na região Sudeste do Brasil. A ACV adotou delimitação do sistema do “berço ao túmulo”, ou seja, a avaliação é feita desde a extração de recursos até o fim da vida útil. A categoria de impacto analisada é o potencial de aquecimento global, medido em emissões de kgCO2 equivalente, considerando como unidade funcional 1 km de ferrovia. Também são analisados os custos do ciclo de vida, a fim de ampliar o escopo da análise. Os resultados indicam que o lastro siderúrgico apresenta um potencial de aquecimento global de −2,45E+05 kgCO2eq (ou seja, ele captura carbono), frente a 1,30E+04 kgCO2eq do lastro tradicional, mostrando-se ambientalmente mais vantajoso. No levantamento financeiro preliminar, o custo do ciclo de vida para 1 km de ferrovia com lastro siderúrgico é 31,9% inferior ao do lastro tradicional, evidenciando também sua viabilidade econômica. Portanto, os resultados desta pesquisa demonstram que a abordagem comparativa adotada cumpriu o propósito do estudo, confirmando o potencial do agregado siderúrgico como solução sustentável, tanto do ponto de vista ambiental quanto financeiro, para a infraestrutura ferroviária.
Abstract: Steel slag aggregate, a byproduct generated on a large-scale during steel production, is often stored in open yards, leading to environmental impacts and posing risks to human health. At the same time, the railway sector consumes thousands of tons of crushed natural rock as track ballast, the extraction of which also results in socioenvironmental impacts. Given global concerns about climate change and resource scarcity, the reuse of processed steel slag as railway ballast emerges as a promising alternative within the circular economy framework. This research aims to assess the environmental and financial feasibility of replacing traditional crushed rock ballast with steel slag. To achieve this, a Life Cycle Assessment (LCA) methodology was applied to a case study involving a railway operator and a steel plant located in the Southeast region of Brazil. The LCA followed a “cradle-to-grave” system boundary, meaning that the analysis includes all stages from resource extraction to end of life. The impact category considered was global warming potential (GWP), measured in emissions of kgCO2 equivalent, considering 1 km of railway as the functional unit. Additionally, were analyzed life cycle costs and the perceptions of railway sector professionals, collected through interviews. The results indicate that steel slag ballast has a global warming potential of −2.45E+05 kgCO2eq (i.e., it captures carbon), compared to 1.30E+04 kgCO₂eq for traditional ballast, highlighting its superior environmental performance. In the preliminary financial assessment, the life cycle cost for 1 km of railway using steel slag ballast was found to be 31.9% lower than that of traditional ballast, also demonstrating its economic viability. Therefore, the results of this study demonstrate that the comparative approach fulfilled its purpose, confirming the potential of steel slag aggregate as a sustainable solution for railway infrastructure, both environmentally and financially.
Keywords: Avaliação do ciclo de vida
Agregado siderúrgico
Lastro ferroviário
Escória de aciaria
Economia circular
Sustentabilidade
Life cycle assessment
Steel aggregate
Railway ballast
Steel slag
Circular economy
Sustainability
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19339
Issue Date: 11-Aug-2025
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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