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Substituição parcial do cimento CPV-ARI por lodo de estação de tratamento de água (ETA)

Resumo

O lodo gerado durante o processo de tratamento da água para abastecer a população é descartado na maioria das vezes, de forma inadequada, nos corpos hídricos, causando negativos impactos ambientais. Neste contexto, o presente estudo visou à valorização do lodo de estação de tratamento de água (ETA) através da sua incorporação em cimento Portland. A metodologia consistiu em produzir pastas de cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) contendo lodo de ETA em teores de substituição de 0, 10 e 20%. A resistência mecânica e os compostos hidratados foram avaliados por meio de testes de DRX, TG/DTG e MEV, além de calorimetria por condução. A substituição do cimento CPV-ARI por lodo de ETA reduziu a resistência à compressão, principalmente aos 7 dias. Foi possível observar uma maior formação de etringita nas amostras contento lodo de ETA, o que provavelmente influenciou negativamente o comportamento mecânico. No entanto, a incorporação dos compostos presentes no lodo de ETA na matriz cimentícia foi observada, mostrando que o emprego do lodo de ETA no cimento Portland pode indicar uma alternativa segura para a sua destinação fina.

Introdução

O lodo gerado nas estações de tratamento de água (ETA) é um resíduo não biodegradável, rico em minerais de silicatos e matéria orgânica, incorporado pelos produtos resultantes das substâncias químicas adicionadas na água bruta durante o processo de tratamento.
Muitas das restrições do lançamento do lodo de ETA nos corpos hídricos está associada às transformações do coagulante utilizado e de como suas reações químicas subsequentes podem vir a influenciar a biota aquática, onde se deve ter um controle quanto às alterações nos parâmetros de qualidade da água, tais como: turbidez, DQO, série de sólidos e metais.
A ABNT NBR 10.004 classifica o lodo de ETA como resíduo sólido, sendo que o mesmo apresenta particularidades que inviabilizam o seu lançamento na rede pública de esgoto ou corpos de água, exigindo assim, tecnologias específicas para o seu tratamento.
O aproveitamento de resíduos tem sido visto como uma atividade tecnicamente promissora no emprego de novos materiais no setor da construção civil. A reciclagem na construção civil pode também resultar na oferta de produtos alternativos, além de apresentar soluções técnicas mais viáveis para situações pontuais com ganho de eficiência no processo, economia de recursos, transporte e disposição dos resíduos.
Como a composição mineralógica deste lodo se assemelha com a do cimento Portland, dando destaque a sílica, alumina e óxido de ferro, a sua incorporação ao cimento pode ser uma alternativa tecnicamente viável.
Diferentes estudos já foram desenvolvidos objetivando apresentar um destino ambientalmente correto para o lodo de ETA. Andrade et al. utilizaram o lodo de ETA como agregado reciclado fino na produção de argamassas, avaliando o desempenho do produto obtido. Os autores observaram que a absorção de água pelas argamassas aumentou com a adição de lodo de ETA. Em relação à resistência mecânica, as amostras com o resíduo apresentaram valores inferiores às de referência.
Sales et al. avaliaram as propriedades mecânicas do concreto produzido com um composto de lodo de tratamento de água e serragem, o qual apresentou resistência à compressão de 11 MPa, caracterizando-o como um concreto leve não estrutural.
Ramirez avaliou o emprego do lodo de ETA no concreto. Foram produzidas amostras com lodo úmido (coletado na unidade de filtração do lodo) e com lodo calcinado à 900°C. O autor observou que o lodo úmido possui influência negativa na resistência à compressão do concreto, sendo que quanto maior o teor de substituição menor o valor atingido. Já, nos concretos produzidos com lodo calcinado, o autor percebeu que até 20% houve um aumento nas propriedades mecânicas do concreto.
Num artigo recente, Godoy et al investigaram o potencial do uso do lodo de ETA calcinado (de 600 a 800 °C) como adição em cimento Portland. Eles observaram que a o aumento da temperatura potencializou a característica pozolânica do resíduo e que à 700 °C uma alta atividade foi observada. A atividade pozolânica do lodo de ETA também foi observada no trabalho recente de Ruviaro.
Diferente dos trabalhos supramencionados, o presente estudo objetivou a substituição parcial do cimento Portland por lodo de ETA, não calcinado, avaliando se a adição interfere na resistência mecânica e no processo de hidratação.
 
Autores: Elisandro Alexandre e Caroline Angulski da Luz.
 
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