Pesquisadores indianos desenvolvem concreto com biocarvão derivado de efluentes humanos para reduzir uso de cimento

Pesquisadores da Universidade de Manipal, em Jaipur, na Índia, desenvolveram um método para integrar biocarvão derivado de efluentes humanos na composição do concreto. O estudo, liderado pelo engenheiro civil Raghuvesh Tiwari e aceito pela revista Nature Scientific Reports, indica que a incorporação desse resíduo pode aprimorar as propriedades mecânicas do material e reduzir a dependência de cimento na construção civil.

Processo de produção e composição

O material foi extraído de uma estação de tratamento de efluentes em Warangal, na Índia. Para a transformação do resíduo em insumo construtivo, a equipe utilizou a pirólise — aquecimento entre 350 e 450 °C com baixa disponibilidade de oxigênio. O resultado foi um biocarvão rico em carbono, que, após ser triturado e peneirado, tornou-se um pó fino apto para a mistura com os componentes tradicionais do concreto.

Impacto na resistência do material

A análise testou a substituição de 5%, 10% e 15% do cimento pelo biocarvão, monitorando a porosidade, a contração na secagem, a absorção de água e a resistência à flexão e compressão. Os resultados após 91 dias de cura revelaram que:

• A substituição de 10% do cimento elevou a resistência à compressão em média 21% e a resistência à flexão em até 42%.
• A proporção de 5% de biocarvão apresentou o melhor equilíbrio geral, com menor porosidade, menor contração e menor absorção de água.
• A mistura com 15% de substituição resultou em maior presença de rachaduras, poros e áreas menos coesas, apesar de a resistência ter continuado a subir durante a cura.

Mecanismos químicos e estruturais

A melhoria no desempenho do concreto deve-se à estrutura de microporos do biocarvão, que retém água e a libera gradualmente durante o endurecimento, otimizando as reações químicas. A presença de sílica no material também favorece a formação de silicatos de cálcio ao reagir com compostos da hidratação do cimento. Adicionalmente, a granulometria fina das partículas preenche espaços microscópicos, gerando uma estrutura mais compacta.

Etapas para aplicação real

Embora a técnica permita substituir parte do cimento sem perda de qualidade, a aplicação em obras reais depende de testes complementares. A equipe de pesquisa precisa agora avaliar a resistência do material a temperaturas extremas, salinidade e ciclos de congelamento e descongelamento. Outro ponto crítico é a análise de metais pesados presentes nos efluentes para garantir que não sejam liberados com o passar do tempo.