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Pesquisadora estuda como transformar resíduos de olarias em insumos para concreto

31 de Março de 2021

O que fazer com os resíduos gerados pela indústria da construção civil — que, segundo dados do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea), corresponderam em 2010 a mais de 30 mil toneladas no Brasil, considerando-se apenas os dados dos serviços públicos de coleta? Para a Coordenadora do curso de Graduação em Engenharia Civil da Uniso, a professora mestra Cibeli Nieri, uma das respostas possíveis é: cimento.

“Normalmente esses rejeitos são encaminhados para os aterros ou descartados inadequadamente no meio ambiente. Entretanto, eles podem ser transformados em matéria-prima de qualidade para a construção civil. Com isso, a indústria, a sociedade, o poder público e principalmente a natureza acabam se beneficiando”, ela defende. Foi isso que ela estudou durante a sua pesquisa de mestrado, no programa de pós-graduação em Processos Tecnológicos e Ambientais da Uniso, objetivando a utilização de um tipo específico de resíduo, a cerâmica vermelha, como um substituto parcial do cimento na produção de concreto.

Resíduos de argila vermelha divididos por tamanho de partículas. Foto: Paulo Ribeiro/ Uniso-Arquivo

Segundo dados do Conselho Nacional do Meio Ambiente, os resíduos cerâmicos correspondem somente na cidade de São Paulo a nada menos do que 30% dos rejeitos da construção civil. A pesquisadora aponta que, em olarias e indústrias, o volume de resíduos gerados pelo processo de produção da cerâmica vermelha, que é transformada em tijolos, blocos, tubos cerâmicos e telhas, costuma variar entre 5% e 20% do volume correspondente à fabricação total. Isso engloba tanto as peças quebradas na produção ou no transporte, quanto as peças inteiras de tijolos, telhas ou tubos que não passam nos testes de qualidade por não apresentar características técnicas para comercialização. É um número bastante expressivo por si só, que corresponde, em média, a 200 kg de resíduos a cada mil peças produzidas.

“Ainda que seja um resíduo sólido de baixa periculosidade, a cerâmica causa impacto ao meio ambiente devido ao seu volume elevado”, diz a pesquisadora. É daí que advém a importância de se usá-la na produção do concreto, como um substituto do cimento, que é um derivado do calcário, um recurso finito cuja extração gera muitos impactos negativos ao meio ambiente. Ou seja, quanto mais cerâmica puder ser aproveitada para substituir o cimento na hora de fazer concreto, menos cerâmica será descartada no meio ambiente e menos calcário precisará ser extraído das reservas naturais.

“Por resíduo cerâmico vermelho entendemos a argila calcinada, também classificada como pozolana artificial”, explica Nieri. “Material pozolânico é todo material natural ou artificial, silicoso ou sílicoaluminoso, que sozinho não possui nenhuma atividade aglomerante, mas que, quando finamente moído, à temperatura ambiente e na presença de água, possui a capacidade de se combinar com o hidróxido de cálcio existente no cimento. Assim, torna-se um material ligante com propriedades de cimento, o qual, depois de endurecido, se torna insolúvel em água. A utilização de pozolanas nos concretos pode apresentar benefícios às suas propriedades.”

Mas, para que isso seja possível, é preciso chegar numa proporção que não comprometa a qualidade do concreto resultante, o que poderia acarretar em perdas de durabilidade e segurança, por exemplo. Nem mais nem menos. As formulações com as quais Nieri trabalhou foram 10%, 20%, 30% e 40% de resíduos (em relação ao volume de cimento na mistura), adicionados em diferentes etapas do processo de produção do concreto.

Os resíduos passaram por testes de difração e fluorescência de raios-x, além do teste de reatividade pozolânica, para avaliar a composição molecular e a reatividade ao hidróxido de cálcio — vale ressaltar que foi constatado que a argila utilizada era do tipo montmorilonítica, que é menos reativa, e os valores dependem diretamente do tipo de insumo.

Em relação à resistência à compressão, os testes mostraram que quanto mais cimento é substituído por resíduos, menos resistente é o concreto final. Já em relação à porosidade, ocorre uma redução conforme os resíduos são acrescentados na fórmula, resultando num concreto menos permeável, mas mais durável. Os testes de curva granulométrica, voltados a identificar o tamanho das partículas, indicaram uma oportunidade de melhoria para o processo: a utilização de peneiras específicas poderia excluir partículas inferiores a 45 micrômetros, resultando num concreto de melhor qualidade. Os resultados apontaram que é possível substituir até 10% — e, eventualmente, até 20% — do cimento por material pozolânico, sem comprometer a resistência mecânica do produto final, que continuaria superior ao limite de 40 MPa (equivalentes a 400 quilogramas-força por cm²).

“O brasileiro está acostumado com o concreto cinzento, e não com um concreto avermelhado”, diz a professora Cibeli Nieri. Foto: Paulo Ribeiro/ Uniso-Arquivo

“De março de 2018 a fevereiro de 2019, as vendas de cimento atingiram 53,1 milhões de toneladas no Brasil. Se adotássemos a substituição parcial do cimento pelo material pozolânico, economizaríamos 5,3 milhões de toneladas de cimento ao ano”, destaca a pesquisadora, explicando que hoje o material pozolânico já é utilizado como aditivo, mas não como um substituto do cimento. “No meu ponto de vista, faltam tanto a criação de uma norma para essa substituição quanto uma mudança cultural. O brasileiro está acostumado com o concreto cinzento, e não com um concreto avermelhado. A mudança de mentalidade e a conscientização são essenciais para motivar a utilização de materiais como esses. Para vivermos num mundo mais limpo, a responsabilidade é de toda a sociedade.”

Com base na dissertação “Valorização de resíduo cerâmico vermelho em traços de concreto”, do programa de pós-graduação em Processos Tecnológicos e Ambientais da Universidade de Sorocaba (Uniso), com orientação do professor doutor Thomaz Augusto Guisard Restivo, e aprovada em 8 de dezembro de 2017.

Acesse aqui a pesquisa completa:

http://pta.uniso.br/documentos/discentes/2017/cibeli-nieri.pdf

Texto: Guilherme Profeta