Concreto com biocarvão de fezes humanas eleva resistência à flexão em 42%, aponta estudo

Pesquisadores da Índia e dos Estados Unidos desenvolveram um concreto que substitui parte do cimento por biocarvão produzido a partir de fezes humanas tratadas. Segundo o estudo, a mistura pode elevar a resistência à flexão em até 42% e reduzir o impacto ambiental do material.

O setor da construção civil responde por 8% das emissões de gases de efeito estufa do planeta. O cimento, que representa entre 7% e 15% de uma mistura convencional de concreto, é o principal responsável por esse impacto, concentrando cerca de 88% do CO₂ gerado na fabricação do material.

O processo utiliza lodo fecal de estações de tratamento de saneamento, como as de Warangal, na Índia. O lodo é seco e aquecido em ambiente com baixa presença de oxigênio, em temperaturas de 350°C a 450°C, até a carbonização completa. O biocarvão resultante é moído e peneirado até virar um pó fino, que então é misturado ao cimento.

Os testes foram conduzidos pela equipe liderada pelo engenheiro civil Raghuvesh Tiwari, da Universidade Manipal de Jaipur, em colaboração com a Universidade Tecnológica da Luisiana. Foram avaliadas substituições de 5%, 10% e 15% do cimento pelo biocarvão.

Os resultados, publicados na revista Scientific Reports, indicaram a proporção de 10% como a de melhor desempenho: ganho de 21% na resistência à compressão e de 42% na resistência à flexão após 91 dias de cura. Com 5% de substituição, os aumentos foram de 20% na compressão e 36% na flexão.

A melhora no desempenho é atribuída aos minúsculos poros do biocarvão, que retêm água durante a mistura e funcionam como reserva interna que favorece as reações químicas da cura. O material também é rico em sílica, que auxilia no reforço da estrutura, e suas partículas finas preenchem pequenos vazios, tornando a mistura mais compacta e coesa.

Observações microscópicas mostraram que misturas com 5% de biocarvão apresentaram densidade maior do que o concreto convencional. O estudo também registrou redução na concentração de metais pesados conforme aumentava a quantidade de biocarvão, mas o comportamento de longo prazo ainda precisa ser investigado.

Apesar do potencial de sustentabilidade e de reaproveitamento de resíduos, o material está distante do uso comercial. Os pesquisadores destacam a necessidade de avaliar o desempenho em condições reais de canteiro de obras, com testes que simulem ciclos de congelamento e degelo, exposição a ambientes salinos e variações extremas de temperatura. O estudo também não mensurou o impacto efetivo do processo sobre a redução total das emissões de carbono.

Principais informações

• Concreto com biocarvão de fezes humanas tratadas teve ganho de 42% na resistência à flexão e 21% na compressão com 10% de substituição do cimento.
• O biocarvão é obtido aquecendo lodo fecal de estações de tratamento entre 350°C e 450°C, em ambiente com pouco oxigênio.
• A construção civil emite 8% dos gases de efeito estufa do planeta, e o cimento concentra cerca de 88% do CO₂ da fabricação do concreto.
• Os ganhos são atribuídos aos poros do biocarvão, que retêm água e favorecem a cura, e à sua riqueza em sílica.
• O material ainda está longe do uso comercial e precisa ser testado em condições reais de obra.