Fezes humanas podem substituir o cimento e deixar o concreto 36% mais resistente: estudo revela que mistura com dejetos e biocarvão reduz poluição e cria estruturas mais fortes para a construção civil nas cidades

Pesquisadores da Manipal University Jaipur, na Índia, descobriram que o uso de biocarvão produzido a partir de fezes humanas tratadas pode aumentar a resistência do concreto e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência do cimento — um dos maiores responsáveis pelas emissões de dióxido de carbono da construção civil.

Os resultados, publicados na revista científica Scientific Reports, indicam que substituir uma pequena parcela do cimento por esse material alternativo pode tornar o concreto mais resistente e abrir caminho para soluções mais sustentáveis em um setor que consome cerca de 30 bilhões de toneladas de concreto por ano em todo o mundo.

Produção de cimento gera grandes emissões de CO₂

O concreto é o segundo material mais consumido do planeta, atrás apenas da água, segundo a Global Cement and Concrete Association (GCCA). A popularidade se explica pela versatilidade: quando fresco, pode ser moldado em diferentes formatos; depois de endurecido, suporta grandes cargas e pode durar décadas ou até séculos.

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O principal desafio ambiental está no cimento, um dos ingredientes fundamentais do concreto. A produção desse material exige o aquecimento de calcário a altas temperaturas, um processo que libera grandes quantidades de dióxido de carbono (CO₂) para a atmosfera.

Pesquisadores substituíram 5% do cimento por biocarvão fecal

No estudo indiano, os cientistas produziram um biocarvão fecal, um material rico em carbono obtido pelo aquecimento de matéria orgânica em ambiente com pouco oxigênio.

O biocarvão já vinha sendo estudado como substituto parcial do cimento quando produzido a partir de resíduos agrícolas, como madeira, serragem ou casca de arroz. A novidade foi utilizar lodo derivado de fezes humanas tratadas em estações de saneamento como matéria-prima. 

Substituição parcial do cimento melhorou propriedades do concreto

Os pesquisadores testaram diferentes formulações e observaram que os melhores resultados ocorreram quando 5% do cimento foi substituído pelo biocarvão fecal.

Após 91 dias de cura, o material apresentou:

• Aumento médio de 20% na resistência à compressão, importante para suportar peso;
• Crescimento de até 36% na resistência à flexão, relacionada à capacidade de suportar esforços sem romper;
• Redução da porosidade;
• Menor absorção de água.

Os pesquisadores acreditam que três fatores principais explicam o desempenho superior.

O primeiro é a alta porosidade do biocarvão. As partículas funcionam como pequenos reservatórios capazes de absorver água e liberá-la gradualmente durante o endurecimento do concreto, favorecendo as reações químicas que aumentam a resistência.

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Outro fator é a presença de sílica no material. Essa substância reage com compostos do cimento e contribui para a formação de silicatos de cálcio, estruturas fundamentais para a resistência do concreto.

Além disso, as partículas muito finas do biocarvão ajudam a preencher espaços vazios na mistura, tornando o material mais compacto.

Material ainda precisa ser testado em condições reais

Apesar dos resultados promissores, o estudo foi realizado em laboratório e ainda não avaliou o comportamento do material em condições reais, como exposição a baixas temperaturas, ambientes salinos ou ciclos intensos de calor e umidade.