{"id":118143,"date":"2025-09-18T07:45:00","date_gmt":"2025-09-18T10:45:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ufrgs.br\/jornal\/?p=118143"},"modified":"2025-09-18T10:15:05","modified_gmt":"2025-09-18T13:15:05","slug":"cimento-alternativo-feito-com-materiais-residuais-e-uma-alternativa-sustentavel-para-tratar-os-rejeitos-da-mineracao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ufrgs.br\/jornal\/cimento-alternativo-feito-com-materiais-residuais-e-uma-alternativa-sustentavel-para-tratar-os-rejeitos-da-mineracao\/","title":{"rendered":"Cimento alternativo feito com materiais residuais \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o sustent\u00e1vel para tratar os rejeitos da minera\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"\n

Engenharias | Solu\u00e7\u00e3o proposta em pesquisa do PPG Engenharia Civil envolve a estabiliza\u00e7\u00e3o dos rejeitos com um produto alternativo, cujo m\u00e9todo de preparo diminui o desperd\u00edcio e facilita o transporte da subst\u00e2ncia<\/h4>\n\n\n\n

*Foto: Corpo de prova para realiza\u00e7\u00e3o de ensaios laboratoriais (Cr\u00e9dito: Pietro Scopel\/JU)<\/em><\/p>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n


Propor solu\u00e7\u00f5es adicionais \u00e0 constru\u00e7\u00e3o de barragens n\u00e3o \u00e9 uma atividade recente no campo da engenharia: existem in\u00fameras pesquisas que prop\u00f5em o tratamento dos rejeitos de min\u00e9rios de ferro nesses locais \u2014 que atualmente s\u00e3o monitorados pela Ag\u00eancia Nacional de Minera\u00e7\u00e3o<\/a>. Em geral, esses estudos prop\u00f5em a estabiliza\u00e7\u00e3o com o cimento convencional (tamb\u00e9m chamado de cimento Portland). No entanto, esse material de \u00f3timo desempenho \u00e9 extremamente poluente, uma vez que a produ\u00e7\u00e3o de cada tonelada desse material emite cerca de 940 kg de g\u00e1s carb\u00f4nico.<\/p>\n\n\n\n

O pesquisador Diogo Bevilaqua, do Programa de P\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Civil da UFRGS, desenvolveu um cimento alternativo capaz de estabilizar os rejeitos de uma forma triplamente sustent\u00e1vel: tanto pela escolha dos ingredientes do cimento quanto pela concentra\u00e7\u00e3o de seus componentes e pelo seu modo de preparo. <\/p>\n\n\n\n

Segundo as an\u00e1lises laboratoriais, uma das amostras do cimento alternativo obteve resultados equivalentes ao Portland em rigidez, resist\u00eancia e durabilidade, consolidando o primeiro como uma solu\u00e7\u00e3o promissora para essa finalidade.<\/p>\n\n\n\n

Tr\u00eas vezes sustent\u00e1vel<\/h5>\n\n\n\n

Para produzir um cimento alternativo, \u00e9 preciso escolher os \u201cingredientes\u201d que servir\u00e3o como precursores e ativadores. Fazendo uma analogia com a pr\u00e1tica de assar um bolo, a farinha de trigo seria o precursor; o fermento, o ativador.<\/p>\n\n\n\n

Neste caso, os precursores s\u00e3o a esc\u00f3ria de alto forno, e o metacaulim, res\u00edduos da fabrica\u00e7\u00e3o do ferro gusa que, nesse caso, s\u00e3o reaproveitados gra\u00e7as \u00e0 sua composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica rica em aluminossilicatos. <\/p>\n\n\n\n

\u201cA gente precisa que o precursor seja rico em aluminossilicatos, ou seja, ele precisa ter muito c\u00e1lcio, alum\u00ednio e s\u00edlica. Se ele tiver esses tr\u00eas materiais, ele consegue passar pelo processo de endurecimento e ganhar resist\u00eancia de uma forma mais tranquila\u201d, comenta Diogo. \u201cOs res\u00edduos geralmente t\u00eam esse material, essa composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica que a gente precisa.\u201d<\/p>\n\n\n\n

J\u00e1 os ativadores precisam ter um pH muito alto ou baixo. Para isso, somente o hidr\u00f3xido de s\u00f3dio (NaOH) e o silicato de s\u00f3dio (Na\u2082SiO\u2083) foram utilizados. Diferente do processo mais comum (denominado ‘two-parts’), em que a \u00e1gua \u00e9 inclu\u00edda como ativador, o m\u00e9todo one-part <\/em>cria uma mistura seca e a \u00e1gua s\u00f3 \u00e9 adicionada no local de uso, o que reduz o desperd\u00edcio da rea\u00e7\u00e3o e a corrosividade da mistura, al\u00e9m de facilitar o transporte do material.<\/p>\n\n\n\n

\u201cO two-parts \u00e9 como se eu pegasse todo o meu material, misturasse com \u00e1gua, levasse at\u00e9 a obra e utilizasse para fazer a estabiliza\u00e7\u00e3o. No m\u00e9todo one-part, eu misturo tudo seco. Ent\u00e3o eu pego o cimento que eu desenvolvi, misturo com o rejeito e depois adiciono \u00e1gua\u201d, esclarece o engenheiro.<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo, o cimento alternativo da pesquisa tamb\u00e9m \u00e9 sustent\u00e1vel devido \u00e0 baixa concentra\u00e7\u00e3o desses componentes, \u00edndice que recebe o nome t\u00e9cnico de teor de aglomerante. Na fabrica\u00e7\u00e3o do produto convencional, \u00e9 comum que esse n\u00famero varie entre 15 e 30%. No entanto, o pesquisador desenvolveu o produto com teores de 2%, 4% e 6% de cimento e conseguiu um desempenho equivalente ao do Portland na \u00faltima amostra, de forma geral.<\/p>\n\n\n\n

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\u201cA gente queria trabalhar com poucas quantidades para n\u00e3o ter tanto impacto ambiental. Quanto mais material eu utilizo, mais impacto eu tenho no meu cimento pela situa\u00e7\u00e3o do ativador, que \u00e9 corrosivo\u201d<\/p>\nDiogo Bevilaqua<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n
Nas imagens acima, os equipamentos Triaxial Convencional e True Triaxial C\u00fabico, que medem a resist\u00eancia ao cisalhamento dos solos (Fotos: Pietro Scopel\/JU)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Desempenho do cimento alternativo<\/h5>\n\n\n\n

A qualidade do produto para a estabiliza\u00e7\u00e3o de rejeitos foi avaliada a partir do seu comportamento mec\u00e2nico, qu\u00edmico e mineral\u00f3gico. Entre as vers\u00f5es que foram criadas para compara\u00e7\u00e3o, o que variava era o teor de aglomerante (mencionado acima), o peso espec\u00edfico aparente seco (grau de compacta\u00e7\u00e3o do material) e o tempo de cura (per\u00edodo que o material precisa para endurecer).<\/p>\n\n\n\n

O cimento com melhor resist\u00eancia e durabilidade nos testes tinha tr\u00eas caracter\u00edsticas: era a vers\u00e3o com o maior peso espec\u00edfico aparente seco dentre as amostras (22,2 kN\/m\u00b3), o maior teor de aglomerante (6%) e o maior tempo de cura (182 dias \u00e0 temperatura ambiente). <\/p>\n\n\n\n

Enquanto a vers\u00e3o Portland chegou em um pico de resist\u00eancia e estagnou ap\u00f3s 28 dias, o produto alternativo teve melhora no comportamento mec\u00e2nico com o passar do tempo.<\/p>\n\n\n\n

Por outro lado, no quesito elasticidade, foi preciso fazer uma cura t\u00e9rmica no produto alternativo (ou seja, manter a mistura a 60\u00baC por 7 dias) para chegar a um resultado equivalente ao do Portland. O processo acelerou a hidrata\u00e7\u00e3o e o ganho de resist\u00eancia do material, fazendo com que ele atingisse melhores resultados em menos tempo e, nesse caso, superasse o \u00edndice de elasticidade do produto convencional.<\/p>\n\n\n\n

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Propriedades mec\u00e2nicas dos cimentos<\/strong><\/p>\n\n\n

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Gr\u00e1fico 1 – Desempenho do cimento tradicional (Portland) e do cimento alternativo (\u00e1lcali-ativado), segundo Bevilaqua (2025)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
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Amostra do cimento \u00e1lcali-ativado<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"\"
Gr\u00e1fico 2 – Os resultados do Gr\u00e1fico 1 referem-se a apenas uma das amostras desenvolvidas na pesquisa, que possuem as caracter\u00edsticas mencionadas acima.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Pr\u00f3ximos passos <\/h5>\n\n\n\n

Mesmo ap\u00f3s os bons resultados obtidos em an\u00e1lises, a pesquisa ainda deve continuar. O engenheiro comenta que a an\u00e1lise do ciclo de vida ser\u00e1 essencial para entender a diminui\u00e7\u00e3o do impacto ambiental com a solu\u00e7\u00e3o proposta, e as avalia\u00e7\u00f5es com um teor maior de aglomerante (acima de 6%) e um maior tempo de cura (acima de 182 dias) devem indicar o potencial m\u00e1ximo do cimento alternativo.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m disso, h\u00e1 um obst\u00e1culo que ainda precisa ser superado: a pouca disponibilidade da esc\u00f3ria de alto forno no mercado brasileiro. Segundo Diogo, hoje em dia esse material \u00e9 praticamente monopolizado pelas ind\u00fastrias cimenteiras, que a consomem em grande quantidade para adicionar no cimento convencional.<\/p>\n\n\n\n

\u201cO que eu espero \u00e9 que isso seja realmente resolvido, que os materiais possam ser estabilizados, que n\u00e3o tenham mais esses tipos de impactos sociais, ambientais, econ\u00f4micos, etc. Mas ao mesmo tempo, eu n\u00e3o sei se vai ser com a minha ou se vai ser com outra t\u00e9cnica\u201d, afirma. \u201cA gente est\u00e1 varrendo as possibilidades para conseguir encontrar o melhor material para ser utilizado.\u201d<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Processo de secagem do rejeito (Foto: Pietro Scopel\/JU)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Tese:<\/strong> Estabiliza\u00e7\u00e3o de rejeito de min\u00e9rio de ferro tratado com ativa\u00e7\u00e3o alcalina pelo m\u00e9todo one-part<\/a>
Autor:<\/strong> Diogo Bevilaqua<\/a>
Orientador:<\/strong> Nilo Cesar Consoli<\/a>
Coorientador:<\/strong> Andr\u00e9s Mauricio Lotero Caicedo<\/a>
<\/a>Programa\/Unidade:<\/strong> Programa de P\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Civil – Escola de Engenharia<\/p>\n\n\n\n

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