Introdução
Atividades agroindustriais geram grande quantidade de resíduos que nem sempre são aproveitados de forma racional. Na maior parte dos casos, queima-se ou deposita-se tais resíduos em locais inadequados, contribuindo para a degradação ambiental.
Os volumes gerados são impressionantes: cerca de 2,2 milhões de toneladas de casca de arroz; 70 mil toneladas de casca de ovo, além de quantidades incalculáveis originadas do processamento mecânico da madeira. Fibras de sisal e de coco, partículas de bambu, dentre outros, também apresentam grande potencial de emprego na obtenção de compósitos.
Compósitos (do latim compositus), trata-se de um material originado de dois ou mais materiais, sendo que suas propriedades são distintas daquelas inerentes aos materiais que os originaram.
Grande parte dos materiais utilizados modernamente podem ser enquadrados nessa denominação. Em termos de engenharia, por compósito entende-se, geralmente, o emprego de fibras (naturais ou artificiais) no reforço de matrizes frágeis (resinas e cimento, por exemplo). O campo para aplicação dos compósitos é muito vasto, podendo, para o caso de utilização de resíduos agroindustriais, afirmar-se que é apenas “limitado pela imaginação do usuário”.
Como fazer
Misturas
Podem ser efetuadas de forma similar àquela utilizada na fabricação de materias à base de cimento. Em algumas aplicações, quando se conhece preliminarmente a dosagem em água, os resíduos vegetais são colocados após se misturar a água ao cimento.
Fator água/cimento (a/c)
É muito mais elevado do que aquele usualmente utilizado na fabricação do concreto (da ordem de 0,5), pois os resíduos agroindustriais absorvem quantidades significativas da água de amassamento da mistura. Essa água excedente - porém necessária para fornecer trabalhabilidade à mistura, pode ser eliminada através da sucção (método Hatschek), quando se busca produzir placas prensadas ou telhas onduladas, por exemplo.
Tratamentos
Para reduzir a dosagem em água pode-se lançar mão de tratamentos impermeabilizantes aplicados ao resíduo agroindustrial, visando reduzir sua absorção de água. Outra alternativa refere-se à colocação de aditivos químicos e polímeros, que, sem perder a trabalhabilidade da mistura, melhoram sua compacidade (ou seja, diminuem sua porosidade). Essa alternativa é de grande importância, por exemplo, para a fabricação de blocos vazados em equipamentos convencionais.
Moldagem
Não apresenta maiores particularidades. Tendo sido obtida uma trabalhabilidade adequada, a mistura pode ser colocada em fôrmas de diferentes geometrias e submetida à prensagem ou à vibração.
Cura
Devido à sua maior porosidade, o compósito apresenta perda mais rápida da água de amassamento, razão pela qual deve-se proceder à cura úmida durante uma semana. Quando exposto, posteriormente, ao ar livre, o compósito se mostra mais sensível à carbonatação, observando-se uma "cicatrização"da matriz, sendo os poros preenchidos pelo carbonato de cálcio.
Vantagens
Disponibilidade
Matéria-prima disponível e renovável, dependendo da região geográfica considerada. Pode-se utilizar a casca de arroz, fibras de sisal, de coco, bambu, resíduos de serraria, bagaço e folha de cana, taboa e outras.
Leveza
Pode-se obter compósito com massa específica aparente de 600 kg/m3 a 1200 kg/m3 (25% a 50% do concreto). Em testes laboratoriais, utiliza-se o traço, em massa 1:0,38:0,75 (cimento, resíduos e água). Para confecção de blocos e pisos, adota-se o traço 1:3:2:1, em volume (cimento, areia, resíduo e água).
Resistência ao impacto
O material lignocelulósico é disposto de forma aleatória na matriz, contribuindo para aumentar sua resistência ao impacto. Deste modo, pode ser utilizado na proteção de pilares.
Isolante térmico
A presença de ar, além do material lignocelulósico, faz com que o compósito seja um mau condutor de calor. Blocos fabricados com casca de arroz permitiram diminuir acentuadamente a temperatura em baia para cavalos. Placas pré-fabricadas com resistência elétrica embutida são adequadas para aquecimento.
Absorção acústica
A irregularidade do material provoca dissipação na energia sonora. Em auto-estradas européias, placas pré-fabricadas desempenham importante papel na absorção de ruídos.
Trabalhabilidade
O compósito pode ser processado com equipamentos convencionais e os resíduos obtidos também são reaproveitados no ciclo de produção. Devido à presença do resíduo, a mistura é mais fácil de ser executada com ferramentas simples.
Versatilidade
Praticamente se pode produzir com o compósito os mesmos materiais igualmente obtidos com o concreto convencional (embora as propriedades obtidas sejam diferentes.
Desvantagens
Resíduos agroindustriais contêm substâncias inibitórias à pega do cimento (extrativos), provocando um retardo considerável no tempo de pega. Os teores dependem da natureza dos resíduos, da idade da árvore, da época do ano e do tipo de armazenamento das partículas, dentre outras.
Transporte
Como os resíduos apresentam uma reduzida massa específica aparente na condição não compactada geram volumes consideráveis a serem transportados, é imprescindível que seja desenvolvida uma aplicação para os resíduos em locais onde os mesmos sejam gerados.
Durabilidade
A ação do meio alcalino é altamente prejudicial aos resíduos agroindustriais. Além dessa possível degradação, o processo é acentuado devido à porosidade do material.
Resistência mecânica
A substituição de um agregado mineral (areia e brita) por resíduos agroindustriais propicia um desempenho mecânico muito inferior. No entanto, cabe ressaltar que não se busca um substituto ao concreto convencional, mas sim, de propor o uso de um "concreto" alternativo.
Tratamentos químicos
Métodos para avaliar a compatibilidade química entre os resíduos vegetais e o cimento. Tratamentos para melhorar a compatibilidade entre os resíduos agroindustriais e o cimento.
De uma forma geral, os tratamentos aplicados aos resíduos agroindustriais visam:- eliminar parcial ou totalmente as substâncias inibitórias contidas nos resíduos;
- bloquear a movimentação dessas substâncias em direção à matriz que circunda os resíduos.
Tipos de tratamentos
Banho em solução aquosa
As vezes a lavagem (ou armazenamento) em água fria (20 ºC) mostra-se suficiente; outras vezes, deve-se processar a lavagem em água quente (60 ºC - 80 ºC) durante intervalos de tempo variados (de 0,5 h a 2,0 h). Também pode-se utilizar soluções alcalinas (cal ou soda cáustica) em baixas concentrações (até 5%). A cal é menos impactante ao meio ambiente.
Aceleradores de pega
A ação de aceleradores de pega (cloretos, sulfatos e carbonatos) pode se mostrar benéfica ao compósito, dependendo da natureza das substâncias inibitórias existentes nos resíduos agroindustriais, além da concentração das mesmas. O cloreto de cálcio se mostra o mais adequado, utilizando-se a dosagem de 3% a 5% em relação à massa de cimento.
Substituição do cimento
Na maioria das vezes se estabelece uma competição entre a movimentação das substâncias contidas nos resíduos agroindustriais, em direção à periferia das mesmas, com a formação dos produtos da hidratação do cimento. O uso de cimentos de alta resistência inicial (CP - V - ARI), é uma boa estratégia para melhorar as ligações entre os resíduos vegetais e o cimento.
Mineralização
Utiliza-se a imersão dos resíduos agroindustriais em solução de silicato de sódio (2% a 5%), seguido da imersão (após a secagem ou não) em solução de sulfato de alumínio (10% a 30%). Obtêm-se a mineralização dos resíduos agroindustriais, ao se formar uma capa na sua superfície, que se torna um local de ancoragem dos produtos de hidratação do cimento.