2. AREIA DE CINZA DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR
2.3 Potencialidades da areia de cinza do bagaço da cana-de-açúcar
Uma alternativa para a reciclagem da areia de cinza do bagaço da cana-de-açúcar, com base nos resultados conhecidos até o momento, seria a de estudar formas de aproveitamento desse subproduto como matéria-prima em produtos de construção civil.
Há uma grande parcela de resíduos, gerados pelos vários processos, que pode ser avaliada e identificada como fonte de matéria-prima para a construção civil. John et al. (1996) apontam que o aproveitamento de resíduos (industriais e agroindustriais) como material de construção é opção de proteção ambiental bastante relevante, pois a construção civil consome grandes volumes de matérias-primas e está distribuída em todas as regiões do país. John (1999) ainda afirma que essa contribuição se resulta importante quando se trata da substituição de recursos naturais abundantes, no caso dos agregados naturais.
A tecnologia do uso das cinzas na construção civil, investigada com êxito por vários autores (HERNÁNDEZ, 1998; KREUZ et al., 2002; ROCHA & CHERIAF, 2003; MARTINS et al., 2007, entre outros) serviu de embasamento para o desenvolvimento da pesquisa com a areia de cinza do bagaço da cana-de-açúcar, na busca da consolidação deste resíduo na viável produção de concretos. Dessa forma, seria possível evitar os problemas consequentes da sua má disposição utilizando-a como matéria-prima no desenvolvimento de tecnologias alternativas para materiais de construção.
Na literatura, as pesquisas que estudam a substituição de agregados naturais por cinzas são relativamente recentes (ANDRADE, 2007; MARTINS et al., 2007; KREUS et al., 2002; CYR & LUDMANN, 2006; RAJAMANE, 2007; BAI et al., 2005; AL-RAWAS, 2005; entre outros), sendo necessários novos estudos que possam contribuir cientificamente nessa área da engenharia.
As cinzas são subprodutos diretos de atividades industriais e/ou agroindustriais e podem também ser originadas da queima de outros resíduos devido à reincorporação dessas no processo. Elas ocupam lugar de destaque dentre os resíduos agroindustriais (celulose, polpa, bagaço etc.) por resultarem de vários processos de geração de energia e de secagem, podendo criar problemas de armazenamento e impacto ambiental (CINCOTTO, 1988). Pode ser citado como exemplo, a casca do arroz, resíduo incinerado para obtenção de energia e que gera a cinza da casca do arroz, um outro subproduto com alta pozolanicidade (PRUDÊNCIO JR., 2003), sendo atualmente investigado como adição mineral por vários pesquisadores (ZHANG et al., 1996; PRUDÊNCIO JR, 2003; NEHDI, 2003; PEKMEZCI, 2004; CORDEIRO, 2006; HORSAKULTHAI, 2011).
A cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC) vem sendo estudada como adição mineral em materiais cimentícios (FREITAS, 1996; HERNÁNDEZ, 1998; CORDEIRO, 2005; SOUZA et al., 2007; GANESAN et al., 2007; CORDEIRO et al., 2008; CORDEIRO et al., 2009; BANDALA et al., 2011; SOARES et al., 2012; entre outros) principalmente pelo aumento da geração desse resíduo em função da alta produção de álcool combustível e de açúcar nos últimos anos.
Esses pesquisadores submeteram a ACBC proveniente das caldeiras a tratamentos térmicos específicos, ou a moagem em tempos prolongados, ou mesmo a processos prévios de lavagem do bagaço, a fim de conferir características e propriedades específicas a esse resíduo, como por exemplo, a pozolanicidade para utilização como adição mineral. Este material, portanto, considera a cinza “pura” e é chamado pelos autores de cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC).
O presente trabalho, no entanto, busca a utilização da ACBC sem tratamento específico que possa levar à mudança de seu comportamento. Na bibliografia consultada, foram observadas poucas pesquisas sobre o uso da ACBC como material inerte (carga) em produtos para a construção civil. Vale salientar que, mesmo com uma utilização diferente da de adição mineral, os autores, até o momento, consideravam a mesma nomenclatura para a CBC, tanto para uso como material inerte como para material com reatividade pozolânica. Desta forma, este trabalho propôs uma diferenciação na nomenclatura do material quanto à sua utilização: CBC (cinza do bagaço da cana-de-açúcar) como material pozolânico; e ACBC (areia de cinza do bagaço da cana-de-açúcar) como material inerte.
Martins et al. (2007) utilizaram a ACBC (ou como chamado pelos autores de CBC) como substituto para o agregado miúdo natural. Como resultado, os corpos de prova com 100% de substituição da areia natural pela ACBC alcançaram valores de resistência mecânica duas vezes maiores que os exemplares de referência. Sabe-se que o elevado
custo da areia natural abre espaço para a entrada de outros materiais, como os resíduos, sendo esses de custo bem inferior (ZORDAN, 1999; LIMA, 1999; MIRANDA, 2005).
Nas amostras de ACBC utilizadas por Bessa (2011), não foi verificada reatividade pozolânica, a qual foi analisada por meio do ensaio de Chapelle modificado. As amostras foram coletadas e padronizadas quanto à sua granulometria (moagem por três minutos). Os resultados do consumo de CaO por grama de areia de cinza indicaram a que a ACBC consumiu 48 mg de CaO durante o tempo de ensaio, sendo que esse valor ficou muito abaixo de 330 mg de CaO, que é o valor mínimo esperado para que uma adição mineral seja considerada pozolânica.
Também são poucos os estudos que utilizam resíduos agroindustriais em substituição ao agregado miúdo, apesar da viabilidade e potencialidade indicada por vários autores (ROCHA & CHERIAF, 2003; ANDRADE, 2007; MARTINS et al., 2007; SALES & LIMA, 2010; SARMENTO & VANDERLEI, 2011). A ACBC tem se mostrado um subproduto viável para aplicação em materiais de construção (FREITAS, 1996; HERNÁNDEZ, 1998; CORDEIRO, 2004; CORDEIRO, 2005; MARTINS et al., 2007; PAULA, 2007), desde que sejam observadas suas características intrínsecas, como alto teor de sílica em forma de quartzo, um dos principais elementos presentes na areia natural.
Coelho e Batalione (2010) levantaram alguns fatores que vem fazendo muitas instituições de pesquisa e setores da indústria da Construção Civil (mineradoras, indústrias e comércio) a buscarem medidas e técnicas alternativas para o uso de agregados como material de construção. Esses fatores estão ligados ao aumento no custo dos agregados, ao agravamento da crise ambiental decorrente da degradação dos recursos naturais e de sua escassez, além de uma legislação e fiscalização cada vez mais rígida sobre o uso e exploração de jazidas destes materiais. Os agregados alternativos vêm sendo estudados de forma a substituir parcial ou totalmente, buscando um melhor desempenho e qualidade para a sua aplicação nas composições cimentícias.
John et al. (1996) afirmam que na caracterização dos resíduos devem ser selecionadas formas de reciclagem que maximizem o seu potencial intrínseco e que apresentem vantagens competitivas potenciais, em termos tanto de desempenho como de preço e custo. Por suas características, esse resíduo apresenta possibilidade real de utilização como material de carga (inerte), substituindo a areia em produtos de natureza cimentícia, com fins de produzir materiais de construção, tomando-se como exemplo outros estudos correlatos (JOHN, 1999; ROCHA & CHERIAF, 2003; ZARDO et al., 2004; ANDRADE, 2007; MARTINS et al., 2007).
Além disso, o reaproveitamento dos materiais pela reciclagem ou recuperação energética prolonga o ciclo de vida dos materiais componentes dos produtos representando, assim, uma forma de poupar recursos naturais não renováveis. O reaproveitamento de resíduos agroindustriais como matéria-prima de produtos de construção civil, pode contribuir tanto na diminuição dos custos dos componentes, assim como reduzir o descarte final dos resíduos sólidos nos aterros sanitários urbanos controlados e minimizar os riscos de sua má disposição.