Fezes humanas transformadas podem substituir o cimento e tornar o betão mais resistente

Uma equipa de investigadores transformou lamas fecais em biocarbono e conseguem melhorar significativamente as propriedades mecânicas do betão, abrindo uma possível via para reduzir os resíduos e o consumo de cimento.

Os cientistas testaram a incorporação de biocarbono obtido a partir de lamas fecais humanas no betão, com resultados que apontam para melhorias significativas nas suas propriedades mecânicas.

No novo estudo , publicado a semana passada na Scientific Reports , a equipa obteve o material numa estação de tratamento de lamas fecais situada em Warangal, na Índia.

Os resíduos foram secos e, posteriormente, submetidos a pirólise, um processo de aquecimento com pouco oxigénio realizado a temperaturas entre 350 e 450 °C. Deste procedimento resultou um biocarvão rico em carbono que, posteriormente, foi triturado e peneirado até se tornar um pó fino capaz de se misturar com os componentes habituais do betão.

Os cientistas substituíram por este biocarbono 5%, 10% e 15% do cimento utilizado em diferentes amostras e analisaram parâmetros como a resistência à compressão e à flexão, a absorção de água, a porosidade e a contração durante a secagem. Após 91 dias de cura, a mistura com 10% de substituição registou um aumento médio de 21% na resistência à compressão e atingiu uma melhoria de até 42% na resistência à flexão.

Segundo o El Confidencial , os ensaios demonstram que adicionar mais material não implica necessariamente obter melhores resultados. A formulação com 5% de biocarbono proveniente de lamas fecais ofereceu, de um modo geral, o equilíbrio mais favorável entre resistência, menor absorção de água, redução da porosidade e menor contração.

Com 15% de substituição, pelo contrário, surgiram mais poros, fissuras e zonas com menor coesão, embora as amostras continuassem a aumentar a sua resistência durante o processo de cura.

A explicação está relacionada com a própria estrutura do biocarbono. Os seus microporos funcionam como reservatórios capazes de absorver água e libertá-la progressivamente à medida que o betão endurece, favorecendo as reações químicas responsáveis pelo seu endurecimento.

Além disso, o material contém sílica, que pode reagir com compostos gerados durante a hidratação do cimento e contribuir para a formação de mais silicatos de cálcio. As suas partículas finas também preenchem espaços microscópicos e permitem obter uma estrutura mais compacta e mais coesa.

Por fim, os investigadores consideram necessário estudar o seu comportamento face a ciclos de congelamento e descongelamento, salinidade e temperaturas extremas, além de analisar o possível problema dos metais pesados presentes em alguns lamas e determinar se estes podem ser libertados ao longo do tempo.

O estudo ainda não quantifica a redução das emissões, mas demonstra que a transformação de resíduos humanos tratados em biocarvão pode permitir substituir uma parte do cimento sem comprometer as características do betão.