Cientistas usam fezes humanas para produzir concreto mais resistente

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de cimento feito a partir de fezes humanas. Como resultado, eles obtiveram um concreto considerado até 42% mais resistente. Além disso, por ser produzido com um material biológico bastante disponível, o produto final garante uma melhora na sustentabilidade. Os resultados do estudo foram publicados na revista Scientific Reports.

O processo de aquecimento e processamento do calcário para a produção de cimento é uma das principais fontes de emissões de dióxido de carbono no mundo. O uso de novos materiais mais sustentáveis, como um cimento feito de excrementos humanos, que tem o nome formal de biochar, pode reduzir significativamente as emissões e limitar o impacto do aquecimento global.

Os pesquisadores, liderados pelos professores Raghuvesh Tiwari e Priyansha Mehra, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Manipal, em Jaipu, concentraram-se no lodo fecal humano coletado em estações de tratamento, que acumulam resíduos de latrinas, fossas, banheiros públicos e outros sistemas não conectados aos sistemas de esgoto tradicionais na Índia.

As fezes foram aquecidas a 350°C–450°C, uma temperatura muito inferior à necessária para o cimento convencional. O material resultante foi usado para criar um concreto personalizado, que normalmente é feito combinando materiais como areia, cascalho e cimento em proporções específicas. Essa mistura de ingredientes é delicada: alterar o equilíbrio ou substituir parte do cimento por outro componente pode produzir um concreto menos resistente e durável que o original, afirma o Science Alert. Não será muito útil como material de construção se rachar sob pressão.

Um substituto do cimento cada vez mais promissor é o biochar, um material rico em carbono produzido pelo aquecimento de matéria orgânica em um ambiente com pouco oxigênio.

Os pesquisadores testaram várias concentrações de biochar à base de excrementos humanos, obtendo resultados bastante promissores.

Cerca de três meses após o início do desenvolvimento, blocos de concreto feitos com a mistura de 5% de biochar apresentaram um aumento de 20% na resistência à compressão e de 36% na resistência à flexão em comparação com o concreto convencional.

Uma mistura com 10% de biochar alcançou um aumento de 21% no primeiro parâmetro e um aumento de 42% no segundo.

A formulação com 15% de biochar mostrou-se ainda mais resistente no início do processo, mas perdeu a eficácia após a “cura”, período em que o concreto tende a melhorar com o tempo em contato com a água.

Segundo os pesquisadores, a maior eficácia do biochar à base de excrementos humanos em comparação com o concreto convencional reside na porosidade do material, que absorve mais água e a libera ao longo do tempo, fazendo com que o concreto endureça. Além disso, o biochar é rico em sílica, que, durante o processo de cura, forma silicatos de cálcio que melhoram ainda mais a resistência.

Mais estudos são necessários para avaliar o desempenho do material em condições reais, como ciclos de congelamento e descongelamento, salinidade e temperaturas extremas, afirmam os cientistas.

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