Para tornar blocos de concreto mais resistentes de forma ecológica, uma pesquisa da Universidade Federal de Lavras (UFLA) utilizou fibras de coco e resíduos de mineração da rocha quartzito, popularmente conhecida como “Pedra São Tomé”. Os resultados indicam que a substituição parcial de areia por “pó” de quartzito e a adição de fibras de coco podem melhorar algumas propriedades dos blocos de concreto, como a resistência à compressão, o que pode ser benéfico para uma produção mais eficiente e sustentável.

Os resíduos de mineração utilizados, além de contribuírem para a reciclagem de materiais descartados, melhoram, assim como as fibras de coco, a resistência dos blocos de concreto. Esse processo combina a gestão responsável de resíduos com a produção de materiais de construção mais sustentáveis, promovendo ecoeficiência na construção civil, ao diminuir a dependência de recursos e a quantidade de resíduos sólidos.

A principal responsável pelo estudo e doutora egressa do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais, Isabelle Cristine de Carvalho Terra, ressalta que o objetivo foi auxiliar na redução do impacto ambiental. “Também alcançamos outros benefícios. Os blocos produzidos têm melhor desempenho em termos de isolamento térmico, ajudando a reduzir a transferência de calor. Portanto, edifícios construídos com esses blocos podem oferecer melhor conforto térmico, economizando a energia que seria gasta em aquecimento ou resfriamento. Aliás, isso ocorre devido à substituição de parte da areia por quartzito, que reduziu a condutividade térmica dos blocos, tornando-os mais isolantes termicamente. A adição de fibras de coco também contribuiu”.

E os impactos da pesquisa podem ir além. “É possível alcançar também benefícios econômicos e sociais significativos para comunidades que dependem da extração de quartzito. Ao utilizar resíduos dessa rocha na produção de blocos de concreto, podemos promover a criação de empregos locais, a redução de desperdício de recursos naturais e a sustentabilidade ambiental. Isso oferece a perspectiva de impulsionar a economia e a qualidade de vida nas regiões de extração de quartzito”, revela Isabelle.

Mais resultados

A substituição da areia por pó de quartzito também reduziu significativamente a densidade dos blocos, tornando-os mais leves. “Enquanto a proporção de quartzito aumentava, a densidade dos blocos diminuía, o que pode estar relacionado com o aumento dos espaços vazios nos blocos, que resultam em uma maior porosidade”, comenta Isabelle.

Essa substituição causou também ganhos na resistência à compressão dos blocos. Essa resistência variou de acordo com a proporção de quartzo. Os blocos produzidos com 25% de quartzo apresentaram um aumento na resistência à compressão. No entanto, à medida que a quantidade de quartzo aumentou mais que isso, a resistência à compressão diminuiu. A adição de fibras de coco não afetou significativamente a resistência à compressão.

Além disso, as fibras de coco utilizadas têm uma alta quantidade de lignina (31%), o que as torna duráveis e resistentes quando expostas ao cimento. Elas também contêm uma quantidade significativa de celulose (37%) e hemicelulose (28%), componentes que as tornam adequadas como reforço na produção de blocos, já que os tornam mais resistentes quando incorporadas com concreto ou cimento.

Passo a passo

Na produção, foram utilizados diferentes materiais. As fibras de coco foram compradas de uma empresa do ramo em Cascavel, no Paraná, e, em seguida, moídas. Os resíduos de quartzito branco foram adquiridos em pó de uma empresa de Luminárias, Minas Gerais. A matriz de cimento utilizada consistia em cimento Portland de alta resistência inicial (CP V - ARI), areia e brita. Todos os materiais foram analisados conforme metodologias, normas e técnicas pré-existentes.

Os blocos foram produzidos com diferentes formulações, incluindo a substituição de areia por quartzito branco em várias proporções e a adição de fibras de coco. O estudo avaliou, então, o desempenho dos blocos de concreto com a incorporação de fibras de coco e quartzito branco em relação a propriedades físicas de densidade, condutividade térmica, absorção de água, porosidade aparente e propriedades mecânicas de resistência à compressão, em comparação com os padrões estabelecidos pelas normas técnicas brasileiras.

A publicação e a equipe

O artigo “Resíduos de mineração e fibras de coco como reforço ecológico para a produção de blocos de concreto” (“Mining waste and coconut fibers as an eco-friendly reinforcement for the production of concrete blocks”) foi publicado em março de 2023 na Springer Link.

Além de Isabelle, a autoria conta com o doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira (PPGCTM/UFLA) Felipe Gomes Batista e com o professor da Escola de Ciências Agrárias de Lavras (Esal/UFLA) Lourival Marin Mendes.

Participaram também pesquisadores de outras instituições: da Universidade do Estado do Amapá (Ueap), Danillo Wisky Silva e Francisco Tarcísio Alves Júnior; da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (Ufersa), Mário Vanoli Scatolino; e da Embrapa Instrumentação, Maria Alice Martins.

A pesquisa também foi o foco do mestrado de Isabelle, defendido em 2018, sob orientação do professor Lourival. A dissertação está disponível no Repositório Institucional da UFLA.

Foram instituições de fomento da pesquisa o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig).

Os pesquisadores informam que pessoas interessadas pelo projeto podem entrar em contato pelo e-mail: belle.eng@outlook.com

Esse conteúdo de popularização da ciência foi produzido com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais - Fapemig.