Betão ‘mais verde’

Enquadramento

Com a consciencialização crescente dos problemas ambientais, nomeadamente no que concerne à eficiência energética e aos gases com efeito de estufa, a indústria do cimento tem sido alvo de preocupação, uma vez que para cada tonelada de clínquer Portland é gerada quase a mesma quantidade de CO2.

O betão é um material fundamental para que a Humanidade possa desenvolver a Construção. O betão, cujo componente essencial é o cimento, é o material mais usado no Planeta, depois da água.

A produção mundial de cimento contribui com mais de 6% das emissões de CO2, a nível mundial, levando a que a indústria cimenteira tenha vindo a desenvolver estratégias para mitigar as emissões, tais como o uso de adições ou substitutos parciais do cimento.

É reconhecido que o uso de adições ou substitutos parciais do cimento, tais como cinzas volantes ou de casca de arroz, pode reduzir a utilização de clínquer Portland e, simultaneamente, contribuir para um betão mais durável.

A prática de ecologia industrial implica reciclar os resíduos produzidos por uma indústria, para que substituam matérias-primas necessárias a outras indústrias reduzindo, assim, o impacto ambiental de ambas. Correntemente, existem vários processos pelos quais resíduos de uma atividade são utilizados noutro processo de produção. Além disso uma grande parte dos resíduos gerados passa a ter valor comercial se forem tratados de forma adequada e portanto poderão ser considerados matéria-prima potencial noutros processos de produção.

A reutilização de resíduos e sub-produtos industriais em betão é fundamental para produzir betão mais ‘verde’, conduzindo à melhoria da qualidade do ar, à redução do volume de resíduos para aterro e, contribuindo ainda, para a sustentabilidade nas indústrias do cimento e betão.

Assim, a utilização de sub-produtos industriais como adições, em substituição parcial do cluínquer Portland, conduz a poupanças substanciais em energia e custos na indústria cimenteira. Na realidade, o betão tem que evoluir, necessariamente, no sentido de satisfazer as crescentes exigências dos utilizadores.

Não obstante, o emprego de betões convencionais, mesmo em determinadas obras correntes, tem-se revelado, em muitas situações, economicamente inadequado, uma vez que, nas últimas décadas, a experiência tem demonstrado que as estruturas de betão armado se degradam prematuramente, o que pode originar elevados custos de manutenção e reparação bem como, nalguns casos, a diminuição drástica do período de vida útil do património edificado.

A presença de materiais de substituição adequados no cimento (adições) é conhecida por contribuir para a durabilidade. Os cimentos Portland compostos com adições, que contêm um elevado volume de cinzas volantes provenientes de centrais termoelétricas, ou de escória granulada de alto-forno da indústria do aço, correspondem a excelentes exemplos de ecologia industrial porque oferecem uma solução para reduzir o impacto ambiental de várias indústrias.

Objetivo

O objetivo principal do projeto, visou demonstrar que alguns resíduos podem ser valorizados com sucesso, e transformados em substitutos parciais do cimento ou adições ativas para betão e, consequentemente, contribuir para um betão mais ‘verde’ e mais sustentável.

Tarefas desenvolvidas

Foi inicialmente considerado um grupo de, sobretudo, resíduos agro-industriais, incluindo:

• Os resíduos agrícolas como a casca de arroz, casca de amêndoa de noz, castanha, avelã e pinhão assim como bagaço de azeitona e uva.
• Os resíduos industriais como as escórias de biomassa como da Central de Produção de Energia de Mortágua, alimentada por biomassa constituída por resíduos florestais recolhidos na área.

Na primeira fase do projeto foram contactadas empresas, averiguados os resíduos por elas produzidos e o interesse ou não das mesmas em valorizá-los.

No final desta fase foi possível identificar, da listagem inicial, quais os resíduos que, do ponto de vista de sustentabilidade, deveriam ser considerados para investigação nas fases seguintes.

Na segunda fase foram determinadas experimentalmente as condições favoráveis de incineração (e moagem) dos resíduos, de modo a obter materiais benéficos em termos de reatividade com o cimento.

Nas terceiras e quartas fases foi estudado o efeito de cada adição obtida em argamassa e betão, sobretudo no que respeita à durabilidade. Alguns ensaios foram realizados em argamassa e betão auto-compactável. Embora o betão auto-compactável inclua os mesmos materiais que o betão comum, as adições são utilizadas em proporções muito mais elevadas e daí a sua importância neste material de construção inovador.

Apoio

O projeto promovido pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) foi apoiado pelo FEDER (Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional), no âmbito do COMPETE - Programa Operacional Factores de Competitividade e por fundos nacionais, através da FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia com um investimento elegível de 172 mil euros, correspondendo a um incentivo FEDER de aproximadamente 146 mil euros.

Testemunho

Este projeto teve imenso interesse do ponto de vista técnico-científico tendo-se conseguido ultrapassar os objectivos pretendidos com o estudo de resíduos não previstos como o resíduo de vidro e as lamas graníticas. O resíduo de vidro foi considerado como substituto parcial do cimento/adição tendo-se realizado vários estudos em argamassa e betão assim como em betão auto-compactável, inclusivamente numa empresa de pre-fabricação. Este resíduo excedeu todas as expectativas sendo que apenas será necessário investigar a forma de estabilizar este material em meio aquoso de modo a garantir a homogeneização do betão onde será incorporado. Outro resíduo também com algumas vantagens do ponto de vista de durabilidade do betão, por exemplo em termos de resistência aos cloretos, foram as lamas graníticas que resultam de exploração de pedreiras para produção de agregados graníticos. Ao longo do projecto também se foi verificando que muitos resíduos sobretudo agro-industriais não tem aplicabilidade em betão em geral devido a uma constituição química inadequada.