Felipe Espinosa Wang
O concreto é um dos grandes vilões do aquecimento global: o setor da construção é responsável pela emissão de 8% dos gases de efeito estufa do planeta. Por isso, pesquisadores buscam alternativas para reduzir esse impacto.
Todos os anos, o mundo produz cerca de 4 bilhões de toneladas de concreto: uma mistura de areia, brita, água e cimento. E, entre todos esses componentes, há um particularmente problemático: o cimento.
Embora represente uma parcela relativamente pequena da composição, ele responde por grande parte do impacto climático. Segundo a revista Popular Mechanics, o cimento corresponde entre 7% e 15% de uma mistura convencional e, ainda assim, é responsável por cerca de 88% do CO₂ associado à fabricação do concreto.
Diante de um impacto tão significativo, cientistas de várias partes do mundo buscam há anos substitutos parciais para o cimento. Entre as alternativas exploradas estão materiais inspirados na formação de conchas e corais, além de resíduos como borra de café, casca de arroz e serragem transformados em biocarvão.
Agora, uma equipe liderada pelo engenheiro civil Raghuvesh Tiwari, da Universidade Manipal de Jaipur, na Índia, em colaboração com a Universidade Tecnológica da Luisiana, nos Estados Unidos, testou algo que ninguém imaginava encontrar em uma obra: fezes humanas.
Para isso, os pesquisadores recorreram a estações de tratamento de lodo fecal, instalações que processam de forma segura resíduos provenientes de fossas sépticas e sistemas de saneamento. Neste caso, o material utilizado veio de Warangal, na Índia.
O processo de conversão desse lodo em biocarvão consiste em secá-lo e, em seguida, aquecê-lo em um ambiente com pouca presença de oxigênio, a temperaturas entre 350°C e 450°C, até a completa carbonização. O produto resultante é moído e peneirado até se transformar em um pó fino, pronto para ser misturado ao cimento convencional.
Cimento e biocarvão de lodo fecal
Para descobrir quanto biocarvão poderia ser incorporado à fórmula sem comprometer o desempenho, a equipe preparou uma mistura convencional e outras três nas quais substituiu 5%, 10% e 15% do cimento.
Em seguida, vieram os testes de resistência e durabilidade: os pesquisadores avaliaram o comportamento das amostras sob compressão e flexão, além de analisar absorção de água, porosidade e retração. A evolução da resistência foi acompanhada durante um período de cura de até 91 dias.
Os resultados, publicados no início do mês na revista Scientific Reports, mostraram que proporções moderadas de biocarvão podem melhorar algumas propriedades do concreto. Após 91 dias de cura, a mistura com 10% de substituição registrou aumentos de 21% na resistência à compressão e de 42% na resistência à flexão. Com 5% de substituição, os ganhos foram de 20% e 36%, respectivamente. Já no caso de 15% de biocarvão, a resistência ficou abaixo da observada nas misturas com 5% e 10%.
Qual é a explicação?
Uma das explicações propostas está nos minúsculos poros do biocarvão. Durante a mistura, eles podem reter água e, à medida que o concreto endurece, essa umidade permanece disponível dentro do material. O resultado seria uma espécie de reserva interna de água que favorece as reações associadas ao processo de cura.
Além disso, o material é rico em sílica, que participa de reações químicas capazes de reforçar o concreto, um princípio já utilizado pelos romanos em suas construções, embora com cinzas vulcânicas em vez de fezes.
Por fim, as partículas finas do biocarvão podem preencher pequenos vazios na mistura e favorecer uma estrutura mais compacta. Em observações microscópicas, o concreto contendo 5% de biocarvão apresentou uma estrutura mais densa e mais coesa do que a mistura convencional.
O estudo também observou que, à medida que a quantidade de biocarvão aumentava, diminuía a concentração de metais pesados detectada nas amostras. Os resultados sugerem uma possível redução da liberação dessas substâncias, embora ainda haja dúvidas sobre seu comportamento a longo prazo.
Os limites de um material ainda distante dos canteiros de obras
Esse material ainda está longe de ser utilizado em obras reais. Os próprios pesquisadores alertam que ainda é necessário verificar seu desempenho em condições reais, como ciclos de congelamento e degelo, ambientes salinos ou temperaturas extremas. O estudo também não mediu o impacto efetivo do processo sobre as emissões de carbono.
Mesmo com essas incertezas, a proposta abre uma possibilidade pouco convencional: aproveitar um resíduo abundante para substituir uma pequena parcela do cimento e, na proporção adequada, melhorar algumas propriedades do concreto. Para um material tão comum quanto problemático do ponto de vista ambiental, isso não seria pouca coisa.
