TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DE LODO DE ETA PARA A INCORPORAÇÃO EM CONCRETO E FABRICAÇÃO DE TIJOLOS
AUTORES: FERREIRA, B.S.,REGO,V.B., CALIARI, P.C. (IFES)
RESUMO: Os órgãos ambientais têm buscado soluções técnicas e ambientalmente vantajosas para o destino dos resíduos das ETA’s . Uma alternativa promissora é incorporação deste lodo em matriz de concreto para fabricação de tijolos, o que pode minimizar a disposição inadequada destes resíduos. O objetivo deste trabalho foi determinar as características do lodo da ETA de Duas bocas, para posterior incorporação em concreto e fabricação de tijolos. A caracterização do lodo mostrou um alto percentual de umidade, densidade próxima da água e pH levemente ácido. Já os testes de resistência do concreto, após a incorporação do lodo, mostraram resultados satisfatórios quanto ao teor de lodo incorporado, além de indicarem a influência do tempo de cura nas características finais.
PALAVRAS CHAVES: lodo, concreto, características físico-químicas.
INTRODUÇÃO: Conforme Tsutyia (2006), o abastecimento de água em quantidade e qualidade adequada corresponde a uma das prioridades das populações, no que diz respeito ao desenvolvimento industrial e às necessidades relacionadas à saúde. Para transformar a água bruta em água potável, as Estações de Tratamento de Água (ETA`s) utilizam processos como coagulação, floculação, decantação e filtração. Destaca-se que as etapa de coagulação é realizada com a adição de um agente coagulante, usualmente o sulfato de alumínio.
Estas atividades, conforme Oliveira et al. (2004), produzem uma grande quantidade de resíduo (lodo). De um modo geral, as características do resíduo variam com os sólidos suspensos contidos na água bruta e com produtos resultantes dos reagentes químicos aplicados à água durante o processo de tratamento. O descarte desses resíduos nos rios, prática comum na operação de ETA`s, têm contribuído para a deterioração da qualidade das águas dos mananciais.
Segundo Richter (2001), citado por Hoppen et al. (2005-a), o destino final para o lodo de ETA é uma das tarefas mais difíceis no tratamento de água, pois envolve transporte e restrições ambientais. Atualmente, a busca por alternativas econômicas e tecnicamente viáveis, além de ambientalmente vantajosas para a destinação final do lodo de ETA, é um grande desafio.
A utilização benéfica do lodo pode ser considerada uma oportunidade de redução de custos e impactos ambientais associados a este resíduo. Entre as alternativas utilizadas para o aproveitamento do lodo, pode-se destacar o emprego deste material à construção civil, mais especificamente na incorporação da matriz de concreto, a fim de reduzir o impacto ambiental e trazer vantagens como a diminuição do consumo de agregados naturais e do cimento.
MATERIAL E MÉTODOS: Para determinar o teor de umidade, colocou-se o lodo em estufa a 110°C por 24h e, após esse período, pesou-se o material resultante comparando-o a massa inicial. A diferença encontrada indica a quantidade de perda de água por evaporação.
A análise de perda ao fogo foi realizada de forma similar à umidade, porém utilizando-se mufla a temperatuara de 1.200°C.
O terceiro teste de caracterização, o de massa específica, foi realizado utilizando-se um procedimento básico de relação massa x volume com o auxílio de uma proveta e uma balança analítica.
A medição de pH foi feita utilizando-se, simplesmente, um eletrodo de pHmetro em contato com uma amostra de lodo previamente misturada em 100 mL de água destilada.
Na identificação qualitativa e quantitativa de cada constituinte e geração dos corpos de prova, fez-se um estudo da melhor dosagem de lodo a ser incorporado no concreto, variando-se a quantidade deste e de agregado miúdo a cada corpo-de-prova (CPs). Foram adotadas as dosagens de 0 a 10% de lodo, uma vez que um estudo realizado com o lodo de outra região indicou que acima de 10% a qualidade do concreto é comprometida consideravelmente.
A mistura e homogeneização dos materiais ocorreu de forma mecânica usando uma betoneira e a moldagem de todos os corpos de prova para todos os traços analisados deu-se em acordo com a norma NBR-5738.
A cura foi feita no laboratório do CEFET-ES nas condições ambientes de temperatura, fazendo a manutenção da umidade por meio de aspersão de água, até a véspera do seu rompimento.
A determinação da resistência à compressão foi executada segundo a NBR 5739/94, após decorridos 7, 14 e 28 dias da moldagem dos corpos-de-prova, submetendo os CPs à pressão aumentada progressivamente até ruptura, na máquina universal de ensaios.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados mostraram um elevado teor de umidade (94,25%) e, na análise de perda ao fogo, realizada com o lodo previamente seco, grande perda de massa (70,6% em relação à massa submetida ao teste). Para Santos (1997) a perda de massa é decorrente da eliminação de água adsorvida, hidroxilas, decomposição de alguns materiais constituintes e matéria orgânica.
A massa específica encontrada, 0,958g.cm-3, é muito parecida com a da água, 1,0 g.cm-3, o que se explica pela grande quantidade de água presente no lodo analisado.
Os resultados mostraram um valor de pH de 6,24, estando dentro da faixa característica de pH para lodo de ETA que clarifica a água com sulfato de alumínio.
Os corpos de prova (CPs) foram testados aos 7, 14 e 28 dias após sua confecção. As porcentagens de lodo foram incorporadas em substituição ao agregado
miúdo em peso. O fator considerado para a definição das dosagens foi a resistência mecânica (compressibilidade) do material obtido, em relação à quantidade de lodo adicionada no concreto referência (sem adição de lodo), que tem a relação água/cimento 0,55.
Adotamos as dosagens de 0,3,5,7 e 10% de lodo. Os resultados de compressão serão apresentados no gráfico 1 a seguir de acordo com a % de lodo incorporado (Figura 2).
Os traços de 7 e 10% de lodo, não deram resistência, rompiam no capeamento. A resistência aumentava de acordo com o tempo de cura. Comparando as resistências pré e pós a adição do lodo, observamos um aumento na resistência no traço de 3% e posterior decréscimo no traço de 5%, conforme apresentado no gráfico acima. Este fato de aumento de resistência pode estar associado à capacidade aglomerante máxima que o lodo possuiu nesse traço, auxiliando no endurecimento dos corpos-de-prova e conseqüentemente aumento da resistência.
CONCLUSÕES: Os resultados proporcionaram as conclusões:
Traços que apresentam lodo incorporado em níveis superiores a 5% não oferecem condições de manufatura de artefatos.
O lodo de ETA exerce grande interferência na capacidade aglomerante do concreto.
O tempo de apresenta relação direta com a resistência à compressão, de forma que quanto maior o tempo, maior será a resistência, quando avaliado até o vigésimo oitavo dia. A adição de 3% de lodo no traço tende a proporcionar o incremento da resistência à compressão quando comparado com traços isentos desse material.
AGRADECIMENTOS: À Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN) à Coordenadoria de Construção Civil e a Coordenadoria de Ciências e Tecnologias Químicas do CEFETES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: HOPPEN, C., PORTELLA, K.F. Joukoski, A., BARON, O., FRANCK, R., SALES, A. Andreoli, C.V., PAULON, V.A. Co-disposição de lodo centrifugado de Estação de Tratamento de Água (ETA) em matriz de concreto: método alternativo de preservação ambiental. Cerâmica 51 (2005) 85-95. [a]
OLIVEIRA, E.M.S., MACHADO, S.Q. e HOLANDA, J.N.F. Caracterização de resíduo (lodo) proveniente de estação de tratamento de águas visando sua utilização em cerâmica vermelha. Cerâmica 50 (2004) 324-330.
RICHTER, C.A. Tratamento de lodo de estação de tratamento de água. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 2001.
SANTOS, P. S. Ciência e Tecnologias de Argilas, 2a ed., PINI Ltda.: São Paulo, 1997, vol 1.
TSUTIYA, M.T. Abastecimento de água. São Paulo: ABES, 2006. 3 ed.
