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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DO MEIO AMBIENTE

CYBELLE LUIZA BARBOSA MUSSE

AVALIAÇÃO DAS POTENCIALIDADES DA CINZA DE LODO DE ESGOTO DA ETE

GOIÂNIA COMO ADIÇÃO MINERAL NA PRODUÇÃO DE ARGAMASSA DE

CIMENTO PORTLAND.

Goiânia

2007

Livros Grátis

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CIMENTO PORTLAND.

Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação em Engenharia do Meio Ambiente da Universidade Federal de Goiás, para obtenção do título de Mestre em Engenharia do Meio Ambiente.

Área de Concentração: Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer

Goiânia

2007

M989a

Musse, Cybelle Luiza Barbosa Avaliação das potencialidades da cinza de lodo de esgoto da ETE Goiânia como adição mineral na produção de argamassa de cimento portland / Cybelle Luiza Barbosa Musse - Goiânia, 2007. 131 p. Dissertação ( Mestrado ) – Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-Gradução em Engenharia do Meio Ambiente, 2007.

Orientador: André Luiz Bortolacci Geyer

1. Argamassa de concreto 2. Lodo de esgoto 3.Resíduo sanitário 4. Aproveitamento de resíduo sanitário 5. Cinza de lodo de esgoto I.Título.

CDU: 628.336:691.328.44




CIMENTO PORTLAND.

Dissertação defendida no Curso de Mestrado em Meio Ambiente da Universidade

Federal de Goiás, para obtenção do grau de Mestre, aprovada em 27 de julho de 2007, pela Banca

Examinadora constituída pelos seguintes professores:

_______________________________________________________

Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer - UFG

Presidente da Banca

_______________________________________________________

Prof. Dr. Edgar Bacarji - UFG

Examinador Interno

_______________________________________________________

Prof. Dra. Marlova Piva Kulakowski - UNISINOS

Examinador Externo

_______________________________________________________

Prof. Dr. Antônio Pasqualetto - UCG

Examinador Externo

Dedico este trabalho ao meu amado

esposo, Moisés Calil Musse, que

incondicionalmente doou-me seu apoio

e seu amor, compartilhando comigo sua

perseverança e incentivo para a

conclusão deste trabalho.

Aos meus queridos pais, Souza e Ana

Luiza, pelas lágrimas acolhidas e pelos

votos de fortaleza depositados nos

momentos mais difíceis desta jornada

técnico-científica.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por mais esta vitória. Obrigado PAI por ter iluminado meus passos, dando-me a

sabedoria e a inspiração necessária para o desenvolvimento deste trabalho.

A minha amada família. Mamãe e Papi, obrigado pelo colo aconchegante e acolhedor partilhado

comigo; quantas lágrimas e quantos sorrisos para chegarmos até aqui. Meus irmãos: Augusthus,

Vinnícius e Demétrius, jamais esquecerei todo o apoio que vocês me deram, logístico,

operacional e sentimental. Desculpem-me pelos odores do lodo na nossa casa. Às minhas lindas

cunhadas Aline, Patrícia e Adriana, obrigado por partilharem e torcerem verdadeiramente pelo

meu sucesso.

Aos meus sogros, Namir e Gasparina, muito obrigado pelo incentivo e votos de perseverança

para conclusão deste trabalho. A minha cunhadinha Taís, também o meu profundo

agradecimento; obrigado por ter me cedido seu ombro e seus ouvidos durante este estudo, foi

muito bom compartilhar os momentos alegres e tristes desta caminhada. Ao Jales, Calil e Marisa,

também a minha gratidão por participarem dia a dia da minha incansável labuta para a conclusão

deste mestrado.

Às minhas amigas Geovana e Elisângela. Não sei o que seria de mim se não fossem vocês me

apoiando, uma sendo o braço direito e a outra o esquerdo. Vocês também são minha família.

Ao meu orientador Prof. André Geyer. Agradeço toda a confiança, perseverança e paciência

depositada em mim para a realização deste trabalho. Obrigado professor pelas palavras de

incentivo, elas sempre vieram em momentos muito oportunos. Compartilho contigo todos os

louros deste estudo, assim como compartilhei todos os obstáculos encontrados neste. A você todo

o meu respeito e admiração.

A FURNAS Centrais Elétricas, por todo apoio logístico, técnico-científico dado a mim durante

esta pesquisa. Fui honrosamente tratada e o sucesso deste estudo é devido à dedicação dos

profissionais desta instituição. Agradeço a todos os técnicos do Laboratório de Concreto, na

pessoa do Engenheiro Sérgio Botassi. Agradeço também aos colegas e técnicos do Laboratório de

Avaliação de Ambiente Construído na pessoa do amigo Lúcio. Obrigado a vocês por terem me

proporcionado resultados tão decisivos neste meu estudo.

A SANEAGO S.A., pelo apoio no fornecimento do resíduo estudado e ainda pela

disponibilização dos dados laboratoriais para efetuação das análises necessárias. Em especial à

técnica Maura Silva por toda presteza e prontidão me cedida, aliás, tão carinhosamente doada.

Obrigada amiga.

A Universidade Católica de Goiás, na pessoa dos Professores Darcy Cordeiro e Daniel Rodrigues

Barbosa, pela oportunidade e apoio de poder estudar e agregar valores científicos na minha

profissional. Obrigado por acreditarem em mim.

Ao meu amigo do coração, Agnaldo do laboratório de materiais da UFG. Muito obrigado amigo

por ter me ajudado tanto neste trabalho. Deus o abençoe efusivamente.

A minha amiga Deuzélia, secretária do PPGEMA. Linda, obrigado por tudo e principalmente por

acreditar em mim e torcer com tanta veracidade pela minha vitória.

SUMÁRIO

LISTA DE ILUSTRAÇÕES 10

LISTA DE TABELAS 13

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 16

RESUMO 17

ABSTRACT 18

1 INTRODUÇÃO 19

1.1 IMPORTÂNCIA DA PESQUISA 20

1.2 OBJETIVOS DA PESQUISA 22

1.2.1 Objetivo Geral 22

1.2.2 Objetivos Secundários 22

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO 22

2 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO 24

2.1 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS 25

2.2 TRATAMENTO DE ESGOTOS 26

2.2.1 Tratamento da Fase Líquida 27

2.2.1.1 Tratamento Preliminar 27

2.2.1.2 Tratamento Primário 29

2.2.1.3 Tratamento Secundário 30

2.2.1.3.1 Sistema de Lagoas de Estabilização 30

2.2.1.3.2 Sistemas de Lodos Ativados 31

2.2.2 Tratamento da Fase Sólida: Lodos 33

2.2.2.1 Classificação dos Lodos 34

2.2.2.1.1 Classificação quanto à formação 34

2.2.2.1.2 Classificação quanto ao teor de umidade 35

2.2.2.2 Principais Contaminantes dos Lodos 36

2.2.2.3 Tipos de Processamento de Lodos 37

2.2.3 Disposição Final dos Lodos 38

2.2.3.1 Disposição no Solo 39

2.2.3.2 Disposição nos Mananciais de Água 40

2.2.3.3 Disposição no Ar 40

2.3 SISTEMA DE ESGOTAMENTO DE GOIÂNIA 44

3 LODOS DE ESGOTOS COMO INSUMO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 46

3.1 LODO COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE CONCRETOS 46

3.1.1 Utilização do Lodo como Filer 48

3.1.2 Utilização do Lodo como Adição Mineral 49

3.1.2.1 Concreto com Adição de Cinza de Lodo 50

3.1.2.2 Cimento feito de Lodo com Cal 54

3.1.3 Utilização do Lodo como Agregado Leve 55

3.1.3.1 Agregado Graúdo Leve 55

3.1.3.2 Agregado Miúdo Leve 56

3.2 LODO COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE TIJOLOS 57

3.2.1 Tijolos com lodo parcialmente desidratado 57

3.2.2 Tijolos com lodo incinerado 59

3.3 TENDÊNCIAS PARA O USO DE LODO DE ESGOTO NA ENGENHARIA CIVIL

60

4 PROGRAMA EXPERIMENTAL - CARACTERIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO

61

4.1 AMOSTRAGEM DO LODO DE ESGOTO SANITÁRIO 62

4.2 CARACTERIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO “IN NATURA” 63

4.2.1 Teor de Umidade 63

4.2.2 Compostos Orgânicos 64

4.2.3 Nutrientes 65

4.2.4 Organismos Patogênicos 66

4.2.5 Metais 68

4.2.6 Compostos Orgânicos Tóxicos 69

4.2.7 pH 69

4.3 CARACTERIZAÇÃO DA CINZA DE LODO DE ESGOTO 70

4.3.1 Caracterização Mineralógica 75

4.3.2 Caracterização Morfológica 76

4.3.3 Caracterizações Físicas 82

4.3.4 Atividade Pozolânica 83

4.3.5 Caracterizações Físico-Químicas e Microbiológica da CLE 84

4.3.6 Caracterização Ambiental da CLE 85

5 PROGRAMA EXPERIMENTAL - ESTUDO DO APROVEITAMENTO DA CINZA EM ARGAMASSAS

87

5.1 MATERIAIS 87

5.1.1 Material Cimentíceo 87

5.1.2 Agregado Miúdo 89

5.1.3 Água 90

5.1.4 Aditivo Superplastificante 90

5.2 PROGRAMA EXPERIMENTAL 90

5.2.1 Dosagens das Argamassas 90

5.2.2 Preparo das Argamassas 92

5.2.3 Ensaios realizados em Argamssas Frescas: Índice de Consistência 94

5.2.4 Ensaios realizados em Argamssas Endurecidas 95

5.2.4.1 Resistência à Compressão 95

5.2.4.2 Absorção por Imersão e Fervura 96

5.2.4.3 Carbonatação 96

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO 98

6.1 ENSAIOS EM ARGAMASSAS FRESCAS: ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA 98

6.2 ENSAIOS EM ARGAMASSAS ENDURECIDAS 99

6.2.1 Resistência à Compressão 99

6.2.1.1 Análise Estatística 99

6.2.1.1.1 Análise Isolada da Relação a/c – Fator A 100

6.2.1.1.2 Análise Isolada da Idade do Corpo de Provas – FatorC 102

6.2.1.1.3 Análise Conjunta da Resistência à Compressão segundo a Relação a/c e a Idade do Corpo de Provas – Fator A x Fator C

102

6.2.1.1.4 Análise Isolada do Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto – Fator B 103

6.2.2 Absorção por Imersão e Fervura 107

6.2.2.1 Análise Estatística 107

6.2.2.1.1 Análise Isolada da Relação a/c – Fator A 108 6.2.2.1.2 Análise Conjunta da Absorção por Imersão e Fervura

segundo a Relação a/c e Teores de Adição de CLE – Fator A x Fator B

109

6.2.3 Carbonatação 111

6.2.4 Análise dos Resultados 112

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS 114

7.1 QUANTO À CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E FÍSICA DA CINZA DE LODO DE ESGOTO

114

7.2 QUANTO À CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DA CINZA 114

7.3 QUANTO AO USO DA CINZA DE LODO DE ESGOTO COMO ADIÇÃO EM ARGAMASSAS

115

7.4 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS 116

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 118

ANEXOS 124

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Ilustração 2.1 Caixa de Areia Aerada - ETE Goiânia 28

Ilustração 2.2 Calha Parshall – ETE Goiânia 28

Ilustração 2.3 Decantador Primário – ETE Goiânia 29

Ilustração 2.4 Aspecto e coloração do lodo parcialmente desidratado – ETE Goiânia 35

Ilustração 2.5 Aspecto do lodo incinerado 36

Ilustração 2.6 Centrífuga Horizontal – ETE Goiânia 45

Ilustração 3.1 Influência do teor de adição para as diferentes relações

água/aglomerante, na resistência à compressão simples 53

Ilustração 4.1 Estação de Tratamento de Esgoto Dr. Hélio Seixo de Britto 61

Ilustração 4.2 Aplicação e mistura da cal virgem ao lodo centrifugado 62

Ilustração 4.3 Forno para Incineração de Lodo de Esgoto 71

Ilustração 4.4 Comportamento dos Termostatos na Incineração 72

Ilustração 4.5 Lodo de Esgoto após Processo de Incineração 73

Ilustração 4.6 Moinho de Bolas Veeder Root 74

Ilustração 4.7 Aspecto da Cinza de Lodo de Esgoto após destorroamento 74

Ilustração 4.8 Difratometria de Raios X na amostra de Cinza de Lodo de Esgoto 75

Ilustração 4.9 Microscopia Eletrônica de Varredura da CLE na ampliação de 100

vezes

77


vezes 77


vezes 78


vezes 78


vezes 79


vezes 79

Ilustração 4.15 Compostos encontrados na microanálise do ponto C indicado na

Ilustração 4.12 80

Ilustração 4.16 Compostos encontrados na microanálise do ponto A indicado na


Ilustração 4.17 Compostos encontrados na microanálise do ponto B indicado na


Ilustração 4.18 Análise Granulométrica da Cinza de Lodo de Esgoto. 83

Ilustração 5.1 Análise Granulométrica do Cimento Portland 89

Ilustração 5.2 Misturador Mecânico 93

Ilustração 5.3 Acondicionamento dos Corpos de Provas em Câmara Úmida 93

Ilustração 5.4 Identificação dos Corpos de Provas na Câmara Úmida 94

Ilustração 5.5 Ensaio de Índice de Consistência 95

Ilustração 5.6 Ensaio de Carbonatação 97

Ilustração 6.1 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A: Relação a/c 101

Ilustração 6.2 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c)

cruzado com Fator C (Idade do CP) 103

Ilustração 6.3 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator B: Percentual de

Cinza de Lodo de Esgoto 104

Ilustração 6.4 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c)

cruzado com Fator B (% de CLE) 106

Ilustração 6.5 Média da Absorção aos 60 dias, segundo o Fator A: Relação a/c 109

Ilustração 6.6 Variação dos valores médios da Absorção por Imersão e Fervura (%) 110

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Padrões limites de emissão para incineração de resíduos 43

Tabela 2.2 Composição Típica da Cinza 43

Tabela 3.1 Propriedades mecânicas das argamassas 49

Tabela 3.2 Trabalhabilidade e tempo de início e fim de pega 51

Tabela 3.3 Propriedades do concreto endurecido com adição de cinza de lodo 51

Tabela 3.4 Resistência à compressão simples de concretos com a/(c+ad)= 0,30 e

a/(c+ad) a/(c+ad) = 0,50 com parte do cimento substituído por cinza de

Lodo 52

Tabela 3.5 Abatimento de Tronco Cone (Slump Test ) de concretos com a/(c+ad)=

0,30 e a/(c+ad) =0,50, com parte do cimento substituído por cinza de

Lodo 52

Tabela 3.6 Análise química em percentual de massa 54

Tabela 3.7 Massa específica de agregados e resistência à compressão simples de

argamassas 57

Tabela 3.8 Análise do tijolo executado com lodo seco 58

Tabela 3.9 Propriedades dos tijolos executados com cinzas lodo 59

Tabela 4.1 Resultado de Análise de Esgotos – Compostos Orgânicos 64

Tabela 4.2 Nutrientes no Lodo 65

Tabela 4.3 Resultado de Análise de Esgotos – Nutrientes 66

Tabela 4.4 Organismos no Lodo 66

Tabela 4.5 Resultado de Análise de Esgotos – Índice de Coliformes Fecais 67

Tabela 4.6 Teores de metais pesados em lodos de ETE’s 68

Tabela 4.7 Resultado de Análise de Esgotos – pH 70

Tabela 4.8 Incinerações da Amostra de Lodo 72

Tabela 4.9 Análise Granulométrica da Cinza de Lodo de Esgoto 82

Tabela 4.10 Análise Físico-Química e Exame Bacteriológico da Cinza de Lodo de

Esgoto 85

Tabela 5.1 Análise Química do Material Cimentante 88

Tabela 5.2 Análise Granulométrica do Cimento Portland 88

Tabela 5.3 Número de Corpos de Provas por argamassa de cinza, segundo a

relação a/c

91

Tabela 5.4 Consumo de Insumo na argamassa de traço 1:3, a/c=0,4, por m³ 91



Tabela 6.1 Índice de Consistência na argamassa segundo a relação a/c 98

Tabela 6.2 Resistência à Compressão segundo a relação a/c - Idade 7 dias - (MPa) 99

Tabela 6.3 Resistência à Compressão segundo a relação a/c - Idade 28 dias - (MPa) 99

Tabela 6.4 Tabela ANOVA para Projetos Cruzados de 3 Fatores 100

Tabela 6.5 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A: Relação a/c 101

Tabela 6.6 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator C: Idade do

Corpo de Provas (CP) 102

Tabela 6.7 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c)

cruzado com Fator C (Idade do Corpo de Provas) 102

Tabela 6.8 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator B: Percentual de

Cinza de Lodo de Esgoto

104

Tabela 6.9 Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c)

cruzado com o Fator B (Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto) 105

Tabela 6.10 Média da Absorção por imersão e fervura aos 60 dias (%) 107

Tabela 6.11 Tabela ANOVA para Projetos Fatoriais de 2 Fatores 108

Tabela 6.12 Média da Absorção por imersão e fervura aos 60 dias, segundo

o Fator A: Relação a/c 108

Tabela 6.13 Carbonatação segundo a relação a/c 0,8 (mm) 112

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CLE Cinza de Lodo de Esgoto

CP’s Corpos de Provas

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

ETE Estação de Tratamento de Esgoto

ETE’s Estações de Tratamento de Esgotos

IPT Instituto de Pesquisa Tecnológica

USEPA United States Environmental Protection Agency

RESUMO

A destinação atual da maior parte dos subprodutos gerados em tratamento de esgotos,

especificamente o lodo, é incerta e, na maioria das vezes, não sofre o manejo

adequado provocando desequilíbrios ambientais e tornando-se fonte potencial de

morbidades e mortalidades humanas. O lodo de esgoto sanitário apresenta, desde que

beneficiado por algum processo, potencialidade de ser utilizado como subproduto na

Indústria da Construção Civil. Este trabalho aborda o aproveitamento do lodo de esgoto

doméstico gerado na Estação de Tratamento de Esgoto - ETE - Dr. Hélio Seixo de

Britto, do Município de Goiânia, como insumo na produção de argamassa de concreto,

em substituição parcial ao Cimento Portland como adição mineral. O estudo

estabeleceu a coleta de lodo de esgoto “in natura” da ETE Goiânia que foi incinerado a

uma temperatura de 550ºC ± 50ºC. Caracterizou-se o lodo “in natura” e a Cinza de

Lodo de Esgoto – CLE - física, química e microbiologicamente. Ambientalmente, a CLE

foi classificada como resíduo não inerte, Classe II -A. Realizou-se três tipos de

dosagens de argamassas onde se variou a Relação água/cimento quais sejam: 0,40,

0,60 e 0,80 e os percentuais de adição de CLE em substituição ao cimento: 5%, 10%,

15% e 20%. Foram moldados 135 corpos-de-provas, onde se avaliou a resistência à

compressão, a profundidade de carbonatação e absorção por imersão e fervura.

Verificou-se que com o uso da CLE, nos teores de 5% a 10%, em substituição ao

cimento na argamassa de concreto, atingem-se valores próximos às resistências

relativas das argamassas de referência, ou seja, sem adição, o que pode mobilizar seu

aproveitamento na Construção Civil. Três fatores foram apontados como significativos

para o aproveitamento deste resíduo: Relação água/aglomerante, Idade dos Corpos de

Provas e Teores de Adição de CLE. O uso de adições de CLE em até 10% em

substituição ao Cimento Portland na argamassa pode ser viável, trazendo benefícios

ecológicos, técnicos e, em alguns casos, econômicos.

Palavras-Chave: Lodo de Esgoto. Cinza de Lodo. Argamassa de concreto.

ABSTRACT

The present day destination most of by-products generated by wastewater treatment, sludge

specifically, is uncertain and, in the most part of time haven’t correct management causing

environmental disequilibrium and becoming potential source of human morbidities and mortality

ones. The sludge produced by wastewater treatment, since processed by some way, has potential

uses like by-product in civil construction. This study approach the sludge utilization of Dr. Hélio

Seixo de Britto Wastewater Treatment Plant WTP generated in Goiânia city like component in

the concrete mortar production, in partial substitution to Portland cement like mineral addiction.

The study established the ”in natura” sludge wastewater collection of WTP Goiânia which was

incinerated at 550°C ± 50°C temperature. The sludge “in natura” and Sewage Sludge Ash – SSA

- was characterized by physical, chemical and microbiological analyses. In environmental ways,

the SSA was classified like residue non inert, II-A Class. It was verified three types of mortar

dosages when it was changed the water/cement ratio: 0,40; 0,60 and 0,80 and the SSA addiction

percentages in cement substitution by: 5%, 10%, 15% and 20%. They were molded 135

specimens, when it was valuated the compressive strength, the carbonation deep and absorption

by immersion and boiling. It was verified that in the SSA use, with 5% and 10% addiction

contents, in cement substitution into concrete mortars, they are reached values near reference

mortars relative strength, without addiction, that means its potential application in civil

construction. Three factors were pointed like significant to utilization this residue: water/cement

rate, specimens’ age and addiction content of SSA. The use of SSA addictions up to 10% rate in

Portland cement substitution in mortars can be viable, bringing ecological benefits, technical and,

in some cases, economical ones.

Key Words: wastewater sludge, ash sludge of sewage, concrete mortar.

19

1 INTRODUÇÃO

As atividades humanas geram resíduos. Ainda quando a humanidade possuía uma

organização social nômade, já se geravam resíduos; no entanto, a homeostase, fenômeno pelo

qual a natureza busca o equilíbrio por meio de mecanismos de auto-controle e auto-regulação,

conseguia absorver e controlar estes pequenos desequilíbrios ambientais.

Segundo Geyer (2001), com o desenvolvimento social do homem e principalmente

após a revolução industrial, a produção de resíduos passou a ser padrão de medida do

desenvolvimento econômico das comunidades.

A produção ilimitada de resíduos estabeleceu a quebra do Ciclo de Transformação da

Matéria, surgindo o fenômeno da poluição nas suas diversas formas. Os resíduos urbanos

passaram a ser agentes causadores da poluição nas grandes cidades.

A destinação atual da maior parte destes resíduos sólidos e líquidos urbanos (lixos,

resíduos de Estações de Tratamento de Esgoto e de tratamentos industriais) é incerta e, na

maioria das vezes, não sofre o manejo adequado provocando grandes desequilíbrios ambientais,

além de se tornarem fontes potenciais de morbidades e mortalidades humanas.

Vários estudos e experiências têm sido realizados com o objetivo de se descobrir

técnicas para aproveitamento, manejos e disposição final de resíduos (ALLEMAN, BERMAN,

1984; GEYER, 2001; FONTES, 2003; TAY, 1987a; HOPPEN et al., 2005a). Segundo

Fontes (2003), a utilização destes resíduos, para produzir outros materiais, pode reduzir o

consumo de energia, as distâncias de transporte (que variam em função de onde esteja localizado

o resíduo e o mercado consumidor) e contribuir para a redução da poluição gerada.

Este trabalho aborda, dentre os diversos tipos de resíduos urbanos sólidos e

líquidos gerados, a possibilidade de aproveitamento do lodo de esgoto doméstico

gerado nas Estações de Tratamento de Esgotos (ETE’s) na Construção Civil;

especificamente, na utilização dos lodos gerados na ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, do

Município de Goiânia, como adição mineral na produção de argamassa de Cimento

Portland.

20

1.1 IMPORTÂNCIA DA PESQUISA

Segundo Andreoli; Von Sperling; Fernandes (2001), o gerenciamento do lodo de

esgotos é uma atividade complexa e de alto custo e que, se mal executada, pode comprometer os

benefícios ambientais e sanitários esperados.

A disposição final dos resíduos do tratamento dos esgotos domésticos pode ocasionar

um grave problema ambiental, pois ao promover-se o saneamento básico, e com isso, a saúde

pública, geram-se concomitantemente, no processo, compostos indesejáveis com alta carga

poluidora e patogênica.

A disposição do lodo mais utilizada, até a década de 60, dava-se em aterros sanitários,

porém, com o crescimento das cidades e conseqüente aumento da quantidade de resíduo, esta

alternativa passou a ser ineficaz sob o ponto de vista ambiental.

A agricultura, após a década de 60, passou a ser a principal rota de disposição final

controlada de lodos orgânicos, devido a sua capacidade de atuar como condicionador do solo.

Entretanto, como este destino não tem se mostrado seguro, devido à presença no lodo de

substâncias nefastas a saúde humana e de animais, tem-se desenvolvido outras linhas de

pesquisas tais como a utilização do lodo de esgoto na produção de energia e na construção civil

(SATO et al., 1996; JAPAN SEWAGE WORKS AGENCY, 1990).

A produção de energia através da utilização do resíduo, como combustível, tem sido

pesquisada para usos junto aos centros de reciclagem de lodo, onde o material seco pode ser

utilizado como combustível de fornos. No entanto, esta alternativa, tem apresentado algumas

limitações devido ao baixo poder calorífico que o lodo apresenta (ACE PLAN, 1990).

A Engenharia Civil tem se apresentado como o ramo de atividade tecnológica que,

pelo volume de recursos naturais consumidos, é um dos mais indicados para absorver resíduos.

No caso do aproveitamento do lodo sanitário, alguns estudos têm sido realizados quanto ao seu

uso na produção de blocos cerâmicos, concretos asfálticos e concretos com cimento Portland

(GEYER, 2001).

Os baixos índices de tratamento de esgotos verificados no Brasil dão perspectivas de

um aumento significativo do número de estações de tratamento de esgotos e, conseqüentemente,

da produção do lodo. Além disso, os órgãos ambientais passaram a exigir a definição técnica da

disposição final do lodo nos processos de licenciamento. Estes aspectos demonstram que a gestão

21

de biossólidos é um problema crescente no país, tendendo a um rápido agravamento nos

próximos anos.

Segundo Barbosa; Ázara; Carmo (1999), em meados de 1999, a cidade de Goiânia,

apesar de efetuar a coleta de 80% do esgoto gerado no município, tratava somente 7% do mesmo.

Era assistida por duas ETE’s, que se encontram em operação há mais de 16 anos. O sistema

coletor de esgotos atende uma população aproximada de um milhão de habitantes (SANEAGO,

2005a).

Em 2000, iniciaram-se as obras de ampliação do sistema de tratamento de esgoto do

município. A 1º etapa da ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, ou ETE Goiânia, foi inaugurada em

outubro de 2003, com operação parcial iniciada em agosto de 2004. Encontra-se em

funcionamento as seguintes etapas: elevatória, tratamento preliminar, fase primária de tratamento

de esgotos e o tratamento completo da fase sólida (lodo).

A ETE Goiânia, com capacidade para tratar 75% do esgoto coletado no município,

tem como bacias de contribuição o ribeirão Anicuns e seus afluentes (Macambira, Cascavel, Vaca

Brava, Capim Puba e Botafogo) e os córregos Caveirinha e Fundo, e o Ribeirão João Leite

(SANEAGO, 2005a). Em conjunto com as ETE’s existentes, o sistema de esgotamento do

município recebe contribuição de cerca de 700.000 habitantes.

Além da disposição em aterros sanitários, o lodo de esgoto gerado na ETE Goiânia é

utilizado como condicionador de solo na agricultura, em reflorestamento e em recuperação de

áreas degradadas. O sistema gera cerca de 70 ton/dia de lodo centrifugado e estabilizado

(SANT’ANA, 2005).

Objetivando atingir o índice de tratamento de esgoto de 100% em Goiânia, outras

estações de tratamento estão sendo planejadas para implantação nas regiões norte e sudeste do

município. Diante da perspectiva do acréscimo de ETE’s e, por conseguinte do aumento da

geração de lodo, somada a escassez de áreas para aterros neste centro urbano e a problemática do

manejo deste resíduo, vê-se a necessidade de se implantar alternativas práticas que permitam uma

disposição final adequada e segura do lodo de esgotos. Como proposta alternativa para a

disposição do lodo de esgoto residuário é que se encerra o presente trabalho.

22

1.2 OBJETIVOS DA PESQUISA

1.2.1 Objetivo Geral

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar as potencialidades técnicas e ambientais da

utilização da cinza de lodo de esgoto gerado na ETE Dr. Hélio Seixo de Britto da cidade de

Goiânia, como insumo na produção de materiais de construção a base de cimento, estudando-se a

cinza como substituto parcial do cimento na produção de argamassas de concreto.

1.2.2 Objetivos Secundários

Como objetivos secundários têm-se:

- Caracterizar a cinza de lodo sanitário na ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, Município de

Goiânia (análise química, física, microbiológica, mineralógica e ambiental);

- Analisar o desempenho das argamassas de concretos com utilização das cinzas

incineradas a temperatura de 550oC ± 50ºC, com diferentes teores de adições de cinza de

lodo e diversas relações água/aglomerante, quanto à resistência à compressão, quanto à

profundidade de carbonatação e absorção por imersão e fervura.

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

Esta dissertação está organizada em sete capítulos sendo:

- Capítulo 1 – introdução sobre o reaproveitamento de resíduos, especificando o lodo de

esgoto; objetivos e importância da pesquisa, limitações do estudo e estrutura da

dissertação;

- Capítulo 2 – é apresentada revisão bibliográfica sobre sistemas de tratamento de esgoto

sanitário: fase líquida e sólida;

- Capítulo 3 – apresentação das possibilidades atuais de aproveitamento do lodo de esgoto

como insumo na Indústria da Construção Civil;

23

- Capítulo 4 – são apresentadas caracterizações químicas, físicas e morfológicas do lodo de

esgoto “in natura” e incinerado, advindo da ETE Goiânia, bem como a classificação

ambiental da cinza de lodo;

- Capítulo 5 – Contém a caracterização dos demais insumos co-partícipes da pesquisa; e

apresenta-se também o programa experimental definido;

- Capítulo 6 – Nesta etapa são apresentados os resultados e as considerações dos

experimentos feitos com a adição de diferentes percentuais de cinzas de lodo a diferentes

tipos de argamassas de concretos, avaliando-se as propriedades mecânicas e de

durabilidade.

- Capítulo 7 – considerações finais e sugestões para pesquisas futuras.

24

2 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

Segundo Nuvolari et al. (2003), já nos tempos mais remotos, desde o início dos

assentamentos humanos em cidades, a coleta de esgoto sanitário era uma preocupação daquelas

civilizações. Em 3750 a.C., construíram-se galerias de esgotos em Nipur e na Babilônia. Além

disso, em 3100 a.C. houve o emprego de manilhas cerâmicas para essa finalidade.

Na Roma Imperial eram feitas ligações diretas das casas até os canais de coleta de

esgoto. Esta cidade destacou-se pela construção das obras mais importantes referentes ao

saneamento: a Cloaca Máxima de Roma, que tinha como função, receber os esgotos provenientes

das construções (FONTES, 2003).

Na Inglaterra, somente a partir de 1815 os esgotos começaram a ser lançados em

galerias de águas pluviais; na Alemanha, a partir de 1842 e na França a partir de 1880, originando

o sistema unitário, que recebia tanto a contribuição das águas pluviais como das águas residuárias

em um único coletor (NUVOLARI et al., 2003).

Nas cidades brasileiras, salvo em alguns casos isolados, somente a partir da década de

70 ocorreu um avanço maior na área do saneamento. O Rio de Janeiro foi uma das primeiras

capitais do mundo a implantar o sistema unitário, tendo acontecido em 1857. Em 1879, foi

proposta a construção de um sistema separador absoluto onde as água pluviais ficavam separadas

das águas residuárias (CETESB, 1984).

No Brasil, o sistema de coleta de esgoto mais utilizado é o separador absoluto, sendo

partes constitutivas deste sistema: a coleta e o transporte de esgotos, o tratamento e a disposição

final (FONTES, 2003).

O Brasil, apesar de ser a oitava economia do mundo, apresenta um quadro crítico

quanto à realidade sanitária, típico de países subdesenvolvidos. De acordo com a Secretaria

Nacional de Saneamento (ANDREOLI, 1999), em 1990, apenas 35% da população brasileira era

servida por rede de coleta de esgotos, o que representava 75,5 milhões de pessoas sem acesso a

estes serviços. Do esgoto coletado, menos de 10% recebia algum tratamento, ou seja, apenas

3,5% da população possuía seus esgotos tratados.

25

O sistema de esgotamento sanitário do Brasil, de acordo com a amostra do Sistema

Nacional de Informações sobre Saneamento (SNlS, 2006), mostrou crescimentos significativos

entre os anos de 2002 a 2004. O número de ligações ativas de esgoto cresceu 17,5%, a extensão

de rede 18,1%. Os prestadores de serviços presentes no SNIS respondem pelos serviços de

esgotamento de 1.154 municípios brasileiros, correspondendo a 20,7% do total de municípios do

país e a 73,50% da população urbana nacional.

Em 2005, a análise dos índices gerais de atendimento urbano mostrou que o sistema

de coleta do esgotamento sanitário urbano apresentou um índice médio nacional ainda precário,

igual a 47,9%. Em relação ao tratamento dos esgotos, os resultados são ainda mais incipientes,

com um índice médio nacional de tratamento dos esgotos gerados na área urbana de apenas

31,7% (SNIS, 2006).

O elevado déficit com os serviços de esgotamento sanitário explica-se, em parte, pela

ausência das companhias de saneamento na grande maioria dos municípios brasileiros no que diz

respeito a esses serviços. De fato, enquanto tais companhias atuam com serviços de água em

3.919 municípios (70,4% do total de municípios brasileiros) em relação aos serviços de esgotos a

quantidade cai para apenas 915 (16,5% do total de municípios do país).

Goiânia é uma cidade privilegiada, considerando seus elevados índices de

atendimento de abastecimento de água (92%) e coleta de esgotos sanitários (80%). O sistema de

esgotos sanitários conta com mais de 2.600.000 metros de rede coletora. Além das três ETE’s que

funcionam a mais de 16 anos, o município conta com a ampliação do sistema de esgotamento por

meio da implantação e execução da ETE Goiânia, o que capacitará o tratamento de 75% do

esgoto coletado. Objetiva-se alcançar os 100% de tratamento após o planejamento e execução de

outras estações que atenderão as regiões norte e sudeste do município.

2.1 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS

Os esgotos são coletados e transportados para as Estações de Tratamento de Esgoto

(ETE’s) por meio da rede coletora. Esta rede é constituída por ligações prediais, coletores de

esgoto e seus órgãos acessórios (NUVOLARI et al., 2003).

A ligação predial é o trecho do coletor predial compreendido entre o limite do terreno

e o coletor de esgoto; a rede coletora recebe estes esgotos por meio de coletores secundários

26

encaminhando-os ao coletor tronco que transporta estas contribuições para um interceptor ou um

emissário. O interceptor possui diâmetro maior do que a rede coletora, pois recebe contribuição

de toda a sub-bacia; já o emissário conduz os esgotos a uma ETE ou a um corpo receptor

(FONTES, 2003).

Os órgãos acessórios são dispositivos fixos desprovidos de equipamentos mecânicos.

Podem ser: poços de visita (PV), tubos de inspeção e limpeza (TIL), terminais de limpeza (TL) e

caixas de passagem (CP).

2.2 TRATAMENTO DE ESGOTOS

As técnicas para o tratamento de esgotos domésticos têm sido desenvolvidas há mais

de 50 anos. Os recursos disponibilizados atualmente permitem o alcance de elevados graus de

tratamento de esgotos gerados em uma cidade. Destaca-se que, em regiões com escassez de água,

já acontece o reuso da água proveniente do tratamento de esgotos sanitários (GEYER, 2001).

O esgoto tratado tem um papel fundamental no planejamento e na gestão sustentável

dos recursos hídricos como um substituto para o uso de águas destinadas a fins agrícolas e de

irrigação. Ao liberar as fontes de água de boa qualidade para abastecimento público e outros usos

prioritários, o uso de esgoto contribui para a conservação dos recursos hídricos e acrescenta uma

dimensão econômica ao planejamento destes.

Os processos de tratamento dos esgotos são formados por uma série de operações

unitárias, empregadas para a remoção de substâncias indesejáveis ou para a transformação destas

substâncias em outras aceitáveis (JORDÃO; PÊSSOA, 2005).

O tratamento de esgoto contempla duas fases: a primeira, o tratamento do efluente

líquido e a segunda, o tratamento dos sólidos restantes do processo, os quais são denominados

lodos. O tratamento presume a separação da parte líquida da parte sólida. Serão abordadas a

seguir as duas fases de tratamento, dando-se ênfase à fase sólida.

27

2.2.1 Tratamento da Fase Líquida

Os níveis de tratamento mais utilizados são: preliminar, primário e secundário. O

nível secundário recebe especial atenção, pois dentre os citados é o único capaz de cumprir a

legislação relativa aos padrões de lançamento (SPERLING, 1999). Os sistemas terciários e

quaternários são utilizados em alguns países desenvolvidos, porém não são aplicados em grande

escala em virtude do alto custo de suas implantações.

2.2.1.1 Tratamento Preliminar

Segundo Jordão e Pêssoa (2005), o tratamento preliminar de uma ETE remove os

sólidos grosseiros, gorduras e areias transportadas pelos esgotos com as seguintes finalidades:

- Proteger os dispositivos de transportes de esgoto;

- Proteger os dispositivos de tratamento de esgoto;

- Proteger os corpos receptores;

- Aumentar a eficiência de operação de desinfecção.

Este tratamento compreende as seguintes etapas:

- Gradeamento: são dispositivos constituídos por barras paralelas igualmente espaçadas.

Destinam-se a reter sólidos grosseiros em suspensão, bem como corpos flutuantes. As grades

variam conforme a qualidade do esgoto afluente e as dimensões dos sólidos que o mesmo

traz, podendo ser grossas, médias e finas;

- Desarenador: neste processo a areia sedimenta no fundo da caixa em função de seu tamanho e

densidade, enquanto a matéria orgânica permanece em suspensão no meio líquido (Ilustração

2.1);

- Peneiras: são utilizadas para remoção de sólidos finos e/ou fibrosos. Os dispositivos de

retenção são telas ou malhas de aço, bronze ou liga, de aberturas adequadas ao líquido que se

deseja tratar;

- Medidor de vazão: cuja função é medir e controlar a vazão; pode ser feita através da calha

Parshall (Ilustração 2.2).

28

Ilustração 2.1 – Caixa de Areia Aerada - ETE Goiânia

Ilustração 2.2 – Calha Parshall – ETE Goiânia

O material removido, depois de lavado e dependendo do grau de limpeza, poderá

servir a aterros próximos ao local ou a incineração, bem como para a reposição do material

drenante comumente utilizado nos leitos de secagem.

29

2.2.1.2 Tratamento Primário

O tratamento primário objetiva remover os sólidos em suspensão e os sólidos

flutuantes. Esta remoção é feita através de decantadores que podem ter o formato retangular ou

circular.

Os decantadores primários são unidades do tratamento primário que recebem os

esgotos provenientes das unidades do tratamento preliminar, isentos de sólidos que foram

removidos naquelas unidades. A finalidade dos decantadores é a remoção de sólidos

sedimentáveis (orgânicos e inorgânicos), de tal forma a permitir que os esgotos estejam em

condições de serem lançados nos corpos receptores ou de serem submetidos a tratamentos

secundários (JORDÃO; PÊSSOA, 2005). A Ilustração 2.3 mostra o decantador primário da ETE

Goiânia.

Ilustração 2.3 – Decantador Primário – ETE Goiânia

Além disso, é comum existir nos decantadores dispositivos com a finalidade de

remover gordura e escuma não removida no tratamento preliminar. A remoção pode ser manual

ou mecanizada.

As partículas que sedimentam, ao se acumularem no fundo do decantador, formam o

lodo primário, que é daí retirado.

30

2.2.1.3 Tratamento Secundário

Depois de efetuado o tratamento preliminar e primário no esgoto, verifica-se que, na

maioria dos casos, o nível de tratamento não atinge o padrão necessário, estabelecido pelo

CONAMA (2005), para que o efluente possa ser lançado no corpo receptor. Assim, quase sempre

é necessário o tratamento secundário, que visa remover os sólidos dissolvidos, bem como os

sólidos finamente particulados, não removidos no tratamento primário. Esta operação é feita por

processos biológicos (aeróbios e anaeróbios) que geralmente são mais rápidos, mais eficientes e

mais fáceis de controlar.

Segundo Sperling (1999), os principais sistemas de tratamento de esgotos domésticos

no nível secundário são:

- Sistemas de Lagoas de Estabilização;

- Sistemas de Lodos Ativados;

- Sistemas de Filtros Biológicos;

- Sistemas Anaeróbios;

- Sistemas de Disposição no solo;

Dentre os sistemas citados para tratamento secundário do esgoto doméstico,

destacam-se os mais utilizados: as Lagoas de Estabilização e o Sistema de Lodos Ativados.

2.2.1.3.1 Sistemas de Lagoas de Estabilização

Segundo Jordão e Pêssoa (2005), as lagoas de estabilização são sistemas de

tratamento biológicos em que a estabilização da matéria orgânica é realizada pela oxidação

bacteriológica, que pode ser aeróbia ou anaeróbia.

Os sistemas de tratamento por lagoas de estabilização podem ser realizados de cinco

formas diferentes, descritos a seguir.

- Lagoa Facultativa

Neste sistema a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) solúvel e finamente

particulada é estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio líquido; já a DBO

31

suspensa que sedimenta no fundo das lagoas estabiliza-se através das bactérias anaeróbias. O

oxigênio requerido pelas bactérias é fornecido pelas algas, através da fotossíntese.

- Lagoa Anaeróbia-Lagoa Facultativa

Sistema constituído por duas lagoas em série, sendo a primeira anaeróbia e segunda

facultativa. Cerca de 50% da DBO é estabilizada na lagoa anaeróbia, que é mais profunda e com

menor volume, enquanto a DBO restante é removida pela lagoa facultativa.

- Lagoa Aerada Facultativa

Os mecanismos de remoção da DBO são similares aos de uma lagoa facultativa. No

entanto, o oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos, ao invés da fotossíntese. Grande parte

dos sólidos e da biomassa sedimenta.

- Lagoa Aerada de Mistura Completa - Lagoa Facultativa

A energia introduzida por unidade de volume da lagoa é elevada na lagoa aerada, o

que faz com que os sólidos, principalmente a biomassa, permaneça dispersa no meio líquido, ou

em mistura completa. Necessitando, portanto de uma lagoa posterior, lagoa facultativa com a

finalidade de decantação e digestão das partículas, bem como melhoria da fase líquida.

A maior concentração de bactérias no meio líquido aumenta a eficiência do sistema

na remoção da DBO, o que permite que a lagoa tenha um volume inferior ao de uma lagoa

facultativa.

- Lagoa Aerada de Mistura Completa - Lagoa de Decantação

Similar ao sistema anterior, com a diferença de que a unidade de decantação é

constituída por uma lagoa de menores dimensões, com finalidade de sedimentação das partículas.

2.2.1.3.2 Sistemas de Lodos Ativados

O processo dos lodos ativados é biológico. Nele o esgoto afluente e o lodo ativado

são misturados, agitados e aerados, com posterior separação dos lodos ativados do esgoto através

da sedimentação que ocorre em decantadores. A maior parte do lodo ativado separado retorna ao

32

processo, enquanto uma parcela menor é retirada para tratamento final (JORDÃO; PÊSSOA,

2005).

Este sistema tem sido bastante utilizado em grandes centros urbanos, pois permite

com pequenas áreas, o tratamento de grandes quantidades de esgotos. Pode ser executado de três

formas descritas a seguir.

- Lodos Ativados Convencional

Segundo Nuvolari et al. (2003), este sistema pode ser definido como um processo no

qual uma massa biológica, que cresce e flocula, é continuamente circulada e colocada em contato

com a matéria orgânica do despejo líquido afluente ao processo, em presença de oxigênio. O

fornecimento de oxigênio é feito por aeradores mecânicos ou por ar difuso. O processo possui um

reator (unidade de aeração) seguido por uma unidade de separação dos sólidos (decantador

secundário), de onde o lodo separado é quase que totalmente retornado ao tanque de aeração para

mistura com as águas residuárias e o restante é descartado do sistema (lodo secundário).

A concentração de biomassa no reator é bastante elevada, devido à recirculação dos

sólidos (bactérias) sedimentados no fundo do decantador secundário. A biomassa permanece no

sistema mais tempo do que o líquido, o que garante uma elevada eficiência na remoção da DBO.

Há necessidade da remoção de uma quantidade de lodo (bactérias) equivalente ao que é

produzido. Este lodo removido necessita de um tratamento posterior.

Este sistema de tratamento de esgoto é o adotado atualmente na ETE Dr. Hélio Seixo

de Britto, no município de Goiânia, ou seja, Lodos Ativados Convencional Quimicamente

Assistido.

- Lodos Ativados por Aeração Prolongada

Similar ao sistema anterior, com a diferença que a biomassa permanece mais tempo

no sistema, sendo necessário para tanto, tanques de aeração maiores. Com isto, há menos DBO

disponível para as bactérias, o que faz com que elas utilizem a matéria orgânica do próprio

material celular para sua manutenção. Em decorrência, o lodo excedente retirado sai estabilizado.

33

- Lodos Ativados de Fluxo Intermitente

A operação do sistema é intermitente. Assim, no mesmo tanque ocorrem, em fases

diferentes, as etapas de reaeração (aeradores ligados) e sedimentação (aeradores desligados).

Quando os aeradores estão desligados, os sólidos sedimentam, ocasião em que se retira o efluente

(sobrenadante). Ao se religar os aeradores, os sólidos sedimentados retornam à massa líquida, o

que dispensa as elevatórias de recirculação. Não há decantadores secundários.

2.2.2 Tratamento da Fase Sólida: Lodos

O termo “lodo” tem sido utilizado para designar os subprodutos sólidos do tratamento

de esgotos. Nos processos biológicos de tratamento, parte da matéria orgânica é absorvida e

convertida, fazendo parte da biomassa microbiana. O lodo é composto principalmente de sólidos

biológicos, e por esta razão também pode ser denominado de biossólido (ANDREOLI; VON

SPERLING; FERNANDES, 2001).

Na sua origem, o lodo é removido nos decantadores primários, e é gerado na fase

biológica do tratamento secundário (JORDÃO; PÊSSOA, 2005). A produção do lodo é função do

sistema de tratamento da fase líquida (SANTOS, 2003).

O tratamento da fase sólida ou dos subprodutos sólidos gerados/separados nas

diversas unidades de uma ETE também é uma etapa essencial do tratamento de esgotos. Ainda

que o lodo possa, na maior parte das etapas do seu manuseio, ser constituído de mais de 95% de

água é, por convenção, designado por fase sólida, visando a distinção deste material do fluxo

líquido que é tratado (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES, 2001).

Todos os processos de tratamento biológico geram lodo, sendo necessário o

tratamento e o descarte deste. Em geral, são gerados os seguintes subprodutos sólidos no

tratamento da fase líquida: material agregado; areia; escuma; lodo primário; lodo secundário e

lodo químico (para etapas físico-químicas).

34

2.2.2.1 Classificação dos Lodos

O planejamento de gerenciamento do lodo leva em conta os seguintes aspectos: a

produção do lodo na fase líquida e o descarte do mesmo nas fases líquida e sólida.

Os resíduos formadores do lodo podem penetrar na ETE carreados pelo próprio

esgoto bruto, podem ser gerados no próprio processo de tratamento ou podem ser adicionados ao

esgoto no tratamento. O lodo é uma mistura de matéria orgânica e inorgânica e classifica-se

quanto à formação e quanto ao teor de umidade.

2.2.2.1.1 Classificação quanto à formação

Conforme Andreoli; Von Sperling; Fernandes (2001), os lodos podem ser

classificados em quatro tipos: lodos primários; lodos biológicos ou secundários; lodos mistos;

lodos químicos.

Os processos que recebem o esgoto bruto em decantadores primários geram o lodo

primário, composto pelos sólidos sedimentáveis do esgoto bruto.

Na etapa biológica de tratamento, tem-se o lodo biológico ou lodo secundário; Ele é

constituído principalmente de microrganismos, produtos extracelulares e resíduos que não foram

removidos no tratamento primário (ANDREOLI, 1999).

Além disso, dependendo do sistema, o lodo primário pode ser tratado junto com o

lodo secundário. Nesse caso, o lodo resultante da mistura pode ser chamado de lodo misto.

Já para sistemas de tratamento onde se utiliza etapa físico-química, quer para melhora

do desempenho do decantador primário, quer para dar um polimento ao efluente secundário, tem-

se o lodo químico.

35

2.2.2.1.2 Classificação quanto ao teor de umidade

Para melhor entendimento do grau de umidade dos lodos, o meio técnico e as

Companhias de Saneamento Básico (DMAE, 1978; DMAE, 1996) os têm classificados em quatro

grupos: lodo “in natura”, lodo parcialmente desidratado, lodo seco e lodo incinerado.

O lodo “in natura” é aquele retirado logo após o processo de tratamento de esgotos e

apresenta um teor de umidade em torno de 98%, ou seja, constitui-se de uma forma praticamente

líquida, com cerca de 98% a 99% de água.

O lodo parcialmente desidratado é aquele que passa por um processo de desidratação

(mecanizada ou natural). Nesta fase, o lodo tem uma aparência de material seco, porém ainda

apresenta elevado teor de umidade, que pode estar entre 30 a 50% da sua massa (Ilustração 2.4).

Ilustração 2.4 – Aspecto e coloração do lodo parcialmente desidratado – ETE Goiânia

O lodo seco é o material formado por mais de 99% de sólidos, o qual somente pode

ser obtido mediante processo de secagem artificial através de estufas.

O lodo incinerado é a cinza resultante do processo de incineração tanto do lodo seco

como do lodo desidratado, o que normalmente ocorre em temperaturas entre 550ºC e 950°C.

Também é denominado de Cinza de Lodo Sanitário ou Cinza de Lodo (Ilustração 2.5).

36

Ilustração 2.5 – Aspecto do lodo incinerado

2.2.2.2 Principais Contaminantes dos Lodos

Alguns componentes das águas residuárias, ao passarem pelo sistema de tratamento,

concentram-se em proporções variadas no lodo. Parte destes componentes são materiais

orgânicos e minerais e conferem características fertilizantes ao lodo. No entanto, outros

componentes, pelo seu risco sanitário e ambiental, são indesejáveis e são genericamente

agrupados em (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES, 2001):

- metais pesados: são metais que, em determinadas concentrações e tempo de exposição,

oferecem risco à saúde humana e ao ambiente. Os principais elementos são: Ag, As, Cd, Co,

Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sb, Se e Zn;

- microorganismos patogênicos: são microorganismos que podem causar doenças nos homens e

animais. Cinco grupos podem estar presentes no lodo: helmintos, protozoários, fungos, vírus

e bactérias. A origem pode ser de procedência humana e/ou de animais, cujos dejetos são

eliminados através da rede de esgoto.

- poluentes orgânicos variáveis: Há poucos dados sobre o comportamento dos poluentes

perigosos nos sistemas de controle de poluição das águas. Citam-se alguns poluentes

37

orgânicos mais comuns: metano, metil, etil, cetona, hexanona, benzeno, cianeto, cloreto de

metileno, tolueno entre outros.

2.2.2.3 Tipos de Processamentos de Lodos

O lodo, devido às características já mencionadas, necessariamente deve passar por

processos de estabilização antes de ser conduzido ao destino final.

A estabilização refere-se às tecnologias onde se utilizam aditivos ou processos para alterar o estado físico do resíduo, o que facilita o manuseio, o acondicionamento, o transporte e a disposição final do mesmo e, principalmente, o torna menos tóxico por imobilização física e/ou química dos constituintes do resíduo (CLAUDIO, 1987; BARTH et al., 1990).

As formas de estabilização do lodo iniciam-se por digestão aeróbia ou anaeróbica, em

seguida o volume do lodo é também reduzido com a secagem natural ou mecânica para que possa

ocorrer seu manuseio e processamento de uma forma mais higiênica em volumes menores; como

última fase do processo, antes da disposição final, tem-se utilizado a incineração, o que reduz

significativamente o volume de resíduo e elimina a matéria orgânica.

Os fluxogramas de tratamento dos lodos possibilitam diversas combinações de

operações e processos unitários, compondo distintas seqüências. Descreve-se a seguir as

principais etapas do gerenciamento do lodo, com seus respectivos objetivos (ANDREOLI; VON

SPERLING; FERNANDES, 2001):

- Adensamento: remoção de umidade (redução de volume), podendo ser realizada em tanque de

espessamento por gravidade, por centrifugação ou por flotação;

- Estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis); objetiva a

estabilização da matéria orgânica presente no lodo, reduzindo os riscos de contaminação e os

odores do lodo “in natura”. Classifica-se em biológica, química e térmica, sendo a biológica

mais utilizada através dos processos de digestão aeróbia e anaeróbia;

- Condicionamento: preparação para a desidratação (principalmente mecânica); São utilizados

nos processos naturais: lagoas de lodo, leitos de secagem; já nos processos mecanizados

utilizam-se: centrífugas ou prensas.

38

- Higienização: remoção de organismos patogênicos; ela garante um nível de patogenicidade

no lodo que, ao ser disposto no solo, não cause riscos à saúde da população, aos trabalhadores

que irão manuseá-lo e impactos negativos ao meio ambiente. A higienização envolve

processos que combinam mecanismos térmicos, químicos, biológicos e radiológicos, sendo a

via química a mais utilizada;

- Disposição Final: destinação final dos subprodutos; este item será trabalhado a seguir com

mais detalhes;

2.2.3 Disposição Final dos Lodos

A disposição final adequada do lodo de esgoto torna-se cada vez mais necessária. O

lodo é um subproduto com alta carga poluidora e patogênica. Além disso, considerando-se

especificamente o lodo de esgoto, há perspectivas de agravamento quanto à disposição final do

lodo de esgoto, pois o país necessita, em curto prazo, de resgatar a dívida ambiental do setor de

saneamento que lança diariamente 10 bilhões de litros de esgoto bruto nos rios brasileiros

(FERREIRA; NISHIYAMA, 2003).

Segundo Tsutiya et al. (2002), o lodo gerado pela ampliação do tratamento somente

nos esgotos que são coletados no Brasil, ampliaria potencialmente a atual produção em

aproximadamente 8,5 milhões de metros cúbicos de lodo, por ano.

Dentre os possíveis sistemas de disposição final, pode-se relacionar os seguinte:

Disposição no Solo, Disposição nos Mananciais e Disposição no Ar.

Soma-se a estas alternativas, a conversão do lodo de esgoto em óleo combustível

através de um processo termoquímico capaz de converter os componentes orgânicos presentes no

lodo, a óleo combustível médio semelhante ao diesel. A tecnologia tem sido desenvolvida e

demonstrada na Alemanha, Austrália e no Canadá nos últimos 15 anos (BETTIOL; CAMARGO,

2000).

Serão abordadas, a seguir, as formas de disposição final do lodo de esgoto.

39

2.2.3.1 Disposição no Solo

Segundo Andreoli; Von Sperling; Fernandes (2001), de forma geral as diferentes

práticas de disposição de lodo de esgoto no solo agrupam-se em duas categorias:

- Uso benéfico: beneficiam-se com as propriedades do produto como fertilizante e

condicionador do solo, envolvem práticas como a reciclagem agrícola e reflorestamentos, o

uso em recuperação de áreas degradadas e a produção de substratos de mudas e fertilizantes;

- Descarte: utiliza-se o solo como substrato para decomposição do resíduo, ou como local de

estocagem, sem tirar proveito de suas propriedades benéficas.

Segundo o Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB, 1999a), a

reciclagem agrícola é uma prática muito usada, pois transforma o lodo em um insumo agrícola,

contribuindo para o fechamento do ciclo bioquímico dos nutrientes minerais.

Os lodos de esgotos contêm matéria orgânica, macro e micronutrientes que exercem

um papel fundamental na produção agrícola e na manutenção da fertilidade do solo; a matéria

orgânica aumenta o conteúdo de húmus e melhora a capacidade de armazenamento e de

infiltração da água no solo; por conseqüência, aumenta também a resistência dos agregados

reduzindo processos erosivos (BETTIOL; CAMARGO, 2000).

Segundo Geyer (2001), a disposição de lodo na agricultura vem sofrendo queda

devido a vários fatores, principalmente pelos danos ambientais e à saúde humana que esta

solução tem causado. A necessidade de auto controle, os limites impostos por calendários

agrícolas, as políticas governamentais, as regulamentações ambientais e os custos de transporte

têm sido os principais motivos da busca de alternativas para disposição do resíduo.

Os principais efeitos nocivos provocados pelo lodo, quando utilizado na agricultura,

podem ser englobados em duas categorias (LUDUVICE et al., 1992):

- Risco a saúde humana, animal e vegetal a partir de agentes patogênicos presentes no lodo;

- Acúmulo de metais pesados ao longo da cadeia alimentar, através da elevação da

concentração de metais pesados no solo.

40

2.2.3.2 Disposição nos Mananciais de Água

Apesar de ser considerada como a disposição mais econômica, esta alternativa vem

sendo questionada, pois esta prática tem sido extremamente nociva aos recursos hídricos (lagos,

rios e mares), principalmente aos rios e lagos de pequena dimensão ou volume.

Desde a década de 50, o destino dos resíduos das ETE’s (lodo) vinha sendo os cursos

d’água próximo às estações, mas esta prática foi questionada devido aos riscos à saúde humana e

aos impactos ao meio ambiente (HOPPEN et al.; 2005a). Contaminações de importantes baías

marítimas no mundo, devido ao lançamento de grandes quantidades de resíduos, mostram que

esta alternativa tende a causar prejuízos irreparáveis ao oceano e à vida aquática.

A disposição oceânica, como forma de disposição final de lodo, é um processo que já

não mais é utilizado por grande parte dos países; a partir de 2005 a tendência era que se tornasse

uma prática totalmente proibida (PROSAB, 1999b).

2.2.3.3 Disposição no Ar

No processo de incineração grande parte dos constituintes são volatizados e

exterminados, esta é uma forma de disposição parcial, no ar, dos lodos. Por esta razão, a

incineração é listada também como uma disposição final.

No entanto, uma vez que o processo gera resíduos (cinza residual) que necessitam de

uma disposição segura e adequada por ainda conter em sua composição metais pesados, alguns

autores não consideram a incineração como um processo de disposição final e sim somente uma

etapa de tratamento de lodos (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES, 2001), (GEYER,

2001).

Até a década de 80, a incineração não havia sido utilizada em grande escala, mesmo

nas cidades com elevado percentual de esgotos tratados. Nos últimos anos, devido às vantagens

que o processo trouxe, como significativa redução do volume de resíduo e possibilidade do

aproveitamento das cinzas, a incineração tem sido cada vez mais utilizada (OKUNO et al., 1997).

41

A incineração é o processo de estabilização de lodo que proporciona a maior redução

no volume para a disposição final. O volume de cinza residual é normalmente inferior a 4% do

volume do lodo que alimentou o incinerador.

Tem-se como principal vantagem a redução do volume de lodo, no entanto, apesar da

eliminação dos organismos tóxicos, os metais pesados continuam presentes nas cinzas, tornando-

se necessária uma disposição final adequada para as mesmas (FONTES, 2003).

São dois os tipos de incineradores atualmente em uso no tratamento de lodo de

esgotos:

- Incinerador de múltiplas câmaras

É dividido em três zonas de combustão distintas; a superior, onde ocorre a remoção

da umidade; a intermediária onde ocorre a combustão propriamente dita e a terceira onde ocorre o

resfriamento.

Nestes fornos, o lodo seco, com um teor de umidade inferior a 70%, é introduzido no

nível superior e vai sendo empurrado por dispositivos mecânicos para os estágios inferiores. O ar

pré-aquecido é introduzido junto ao estágio inferior, e flui de baixo para cima. Nos estágios

superiores se processa a vaporização da umidade e o esfriamento dos gases. Os compostos

voláteis do lodo entram em combustão nos estágios intermediários, enquanto nos estágios

inferiores se processa a queima lenta dos compostos de difícil combustão, e o arrefecimento das

cinzas. As cinzas são removidas do incinerador por uma abertura na parte inferior do mesmo,

após um período de resfriamento das mesmas (ENVIRONMENT BUREAU OF KITAKYUSYU,

1987).

A incineração por este processo é bastante complexa e necessita de operadores

especializados, sendo utilizado somente em instalações de grande porte (BETTIOL; CAMARGO,

2000).

- Incinerador de leito fluidizado

Este incinerador consiste de vaso cilíndrico de câmara única de paredes refratárias. O

leito fluidizado de areia, em contato com o lodo desaguado, retém as partículas orgânicas até a

completa combustão da mesma.

42

A areia é pré-aquecida até cerca de 800 °C. A combustão do material volátil do lodo,

e se necessário do combustível utilizado, provoca um fluxo ascendente do ar, introduzido na parte

inferior do recipiente, gases oriundos da combustão que mantém o conteúdo homogêneo, sem a

necessidade de equipamento de mistura.

Em função do menor custo operacional e ainda devido à qualidade do ar liberado

através da chaminé, o incinerador de leito fluidizado é o mais utilizado.

Ressalta-se que em virtude da sofisticação do processo e do alto custo de implantação

e operação, o uso de incineradores ainda está restrito a grandes centros urbanos, com elevada

concentração industrial. As restrições ao reuso de lodo na agricultura, bem como a distância

destas áreas metropolitanas ao campo e ainda as limitações de espaço nos aterros sanitários

contribuem com a viabilização da incineração como alternativa de tratamento de lodo.

A emissão de poluentes atmosféricos, neste processo, também deve ser monitorada e

controlada. O controle é obtido através da otimização do processo de combustão e da utilização

de filtros antes da liberação dos poluentes para a atmosfera. Os poluentes podem ser encontrados

na forma gasosa ou sólida.

Os principais poluentes gasosos são (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES,

2001):

- Óxido de Nitrogênio;

- Produtos de combustão incompleta - monóxido de carbono (CO), dioxinas, furans, etc;

- Gases ácidos - dióxido de enxofre, ácido clorídrico e ácido fluorídrico;

- Compostos orgânicos voláteis - tolueno, solventes clorados.

Já os poluentes sólidos em suspensão são compostos de matéria fina particulada

composta de metais que são condensáveis à temperatura ambiente. A concentração de metais nos

sólidos deve-se à qualidade da composição do lodo incinerado.

Os padrões suecos, estabelecidos em 1986, passaram a ser referência mundial para

emissões de gases de processos de incineração. A partir de 1986, em outros países, também

foram estabelecidos padrões de emissão, os quais vieram a confirmar os limites estabelecidos no

padrão sueco e acrescentar alguns outros itens a ser considerados. Estes padrões são apresentados

na Tabela 2.1.

43

A combustão eficiente assegura a completa destruição da matéria orgânica do lodo,

restando na cinza material inerte inorgânico com considerável concentração de metais pesados. A

Tabela 2.2 apresenta valores da composição típica da cinza.

Neste trabalho, a incineração do lodo de esgoto se deu através da utilização de um

forno de câmara única, com paredes e tampa refratária, disponibilizado por FURNAS. Como o

município não dispõe de equipamentos específicos para incineração do lodo de esgoto, realizou-

se os ensaios no forno descrito, utilizado rotineiramente para ensaios de estanqueidade de

materiais de construção civil. A temperatura interna da amostra foi monitorada por meio de

termostatos.

Tabela 2.1 - Padrões limites de emissão para incineração de resíduos. Tipo de Poluente (mg/mm³) Alemanha 1989 CEE 1989 França 1990 Suécia 1986

CO 100 100 100 100 Poeira 30 30 50 20 SO2 100 300 - - NOx 500 - - - HCl 50 50 100 100 HF 2 2 - - C/Cx Hy 20 20 10 - Cd, Hg 0,2 0,2 0,3 0,1 As, Co,Se, Ni 1,0 1,0 1,0 - Pb,Cr,Cu,Zn 5,0 5,0 5,0 - Dioxinas (mg/mm3) 0,1 - - 0,1 Média Amostral diária mensal mensal

Fonte: (NILSSON, 1990).

Tabela 2.2 – Composição Típica da Cinza Componente Composição (em peso seco)

SiO2 55% Al2O3 18,4% P2O5 6,9% Fe2O3 5,8% CaO 5,4% Cu 650 mg/kg Zn 450 mg/kg Ni 100 mg/kg Cd 11 mg/kg

Fonte: (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES, 2001)

Os riscos de disposição inadequada da cinza estão associados à possível lixiviação

dos metais pesados e posterior absorção destes elementos pelas plantas. Aconselha-se a

44

disposição final da cinza em aterros sanitários, evitando-se o contato com o solo. Atualmente,

existem estudos e experimentos no Japão e na Europa sobre a mistura da cinza com o cimento, de

forma a assegurar a retenção definitiva dos metais pesados. No Brasil, também alguns

experimentos já foram feitos (GEYER, 2001; FONTES, 2003).

A busca de soluções economicamente e ambientalmente vantajosas para o tratamento

e disposição final do lodo advindo das Estações de Tratamento de Esgotos continua sendo um

desafio, principalmente para países em desenvolvimento, que vivem em severas restrições

econômicas e onde os problemas sanitários exigem soluções emergenciais (HOPPEN et al.;

2005a).

2.3 SISTEMA DE ESGOTAMENTO DE GOIÂNIA

O sistema de esgotamento do Estado de Goiás está dividido em 25 sistemas de esgoto

em operação. Atende-se a um total de 1.475.456 habitantes, ou seja, 33% da população do Estado

(SANEAGO, 2007).

Os tratamentos de esgotos adotados inicialmente no município de Goiânia eram as

fossas sépticas que rapidamente foram superadas pelo grande crescimento da jovem capital.

Todavia, os indicadores operacionais atuais mostram que a partir de 1984, o município passou a

usufruir dos benefícios da implantação da primeira Estação de Tratamento de Esgoto – ETE

Parque Atheneu; em 1988, a implantação da segunda - ETE Aruanã; e atualmente conta também

com a Estação de Tratamento de Esgoto Dr. Hélio Seixo de Britto, ETE Goiânia, que iniciou sua

operação em agosto de 2004, tratando 70% do esgoto coletado.

A ETE Goiânia efetua o tratamento do esgoto por meio do sistema Lodos Ativados

Convencional Assistido Quimicamente. A execução da ETE Goiânia foi planejada em duas

etapas, sendo que a conclusão da primeira está prevista para 2010, atendendo 840.000 habitantes;

e a segunda para 2025, onde se atenderá 1.200.000 habitantes (SANEAGO, 2005a).

Na primeira etapa da ETE Goiânia foi implantada a fase primária do tratamento com

a adição de produtos químicos no esgoto bruto, objetivando melhoria na remoção da matéria

orgânica. Esta estação de tratamento é composta pelas seguintes unidades em atividades:

elevatória, tratamento preliminar, fase primária de tratamento de esgotos quimicamente assistido

e o tratamento completo da fase sólida (lodo). Ela atinge atualmente, 60% de eficiência no

45

tratamento com uma vazão média de 1.100 L/s. Nas Ilustrações 2.1, 2.2, e 2.3 são apresentadas as

unidades operacionais da ETE Goiânia.

O lodo primário gerado é bombeado até um tanque de armazenamento, de onde é

recalcado para as centrífugas de eixo horizontal para o desaguamento (Ilustração 2.6). O lodo é

acondicionado quimicamente por adição de um polímero, favorecendo a separação entre sólidos e

o líquido. O lodo desaguado recebe cal virgem elevando-se o pH a 12. Feita a estabilização

química, a torta é transportada ao seu destino final (aterro sanitário e condicionamento de solo).

Ilustração 2.6 – Centrífuga Horizontal – ETE Goiânia

No capítulo 4 deste trabalho são apresentadas as características físico-químicas e

microbiológicas do lodo de esgoto gerado na ETE Goiânia.

46

3 LODOS DE ESGOTOS COMO INSUMO NA CONSTRUÇAO CIVIL

A necessidade de se obter destinação adequada e segura do lodo de esgoto, somada a

escassez de espaço físico nos aterros sanitários para a deposição do resíduo e ainda a perspectiva

do crescimento das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE’s) e consequentemente o aumento do

lodo de esgoto, impulsionaram estudos para a viabilização do uso do lodo de esgoto como

insumo na construção civil (FONTES, 2003; GEYER, 2001).

Grande variedade de resíduos urbanos, entre eles os resíduos de esgotos sanitários

apresentam, desde que beneficiados por algum processo, potencialidades de serem utilizados

como subprodutos na Indústria da Construção Civil (GEYER,2001).

O setor da construção civil é o maior consumidor de recursos naturais, absorvendo

cerca de 20% a 50% do total de recursos naturais utilizados pela humanidade (HOPPEN et al.;

2005a). Esta realidade vai de encontro à necessidade da engenharia dispor de técnicas que não só

absorvam os resíduos gerados pelo homem, mas que também busquem a preservação das

matérias-primas utilizadas.

Estudos mostram que na construção civil há um potencial de incorporar resíduos de

ETE’s em argamassas e concretos na forma de Cimento Portland composto, aditivos minerais

como filer, em tijolos e pisos cerâmicos (ALLEMAN, BERMAN, 1984; GEYER, 2001;

FONTES, 2003; TAY, 1987a; HOPPEN et al., 2005a). A seguir serão apresentadas algumas das

aplicações do lodo de esgoto na Construção Civil.

3.1 LODO COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE CONCRETOS

O concreto é um dos produtos mais utilizados na construção civil. Tem como

compostos básicos três materiais: cimento, agregado e água. A experiência tem mostrado que o

uso de adições minerais às misturas de argamassas e concretos tem melhorado suas propriedades

(FONTES, 2003; MALHOTRA e MEHTA,1996; HOPPEN et al., 2005a ).

47

Os benefícios do uso de adições minerais no cimento ou em concretos podem ser

divididos em três categorias: benefícios de engenharia, benefícios econômicos e benefícios

ecológicos (MALHOTRA; MEHTA,1996).

Benefícios de engenharia: primeiro, a incorporação de finas partículas na mistura de

concreto tende a melhorar a trabalhabilidade e a reduzir a quantidade de água para dar

consistência, exceção a materiais muito finos como a sílica ativa. Em segundo lugar há um

incremento da resistência, redução da permeabilidade e aumento da durabilidade ao ataque

químico. Além disso, também há uma redução nas fissuras térmicas que podem ocorrer em

função de se ter um menor calor de hidratação do concreto.

Benefícios econômicos: O Cimento Portland representa o mais caro dos materiais

utilizados no concreto e seu custo tem aumentado nos últimos anos devido ao aumento do custo

da energia. Como a maioria dos materiais utilizados como adições são subprodutos industriais ou

resíduos, obviamente quando se substitui parte do cimento por estes materiais tem-se uma

redução do custo do aglomerante e, por conseqüência, do concreto.

Benefícios Ecológicos: A indústria do cimento e do concreto tem se tornado um

veículo preferencial para disposição de subprodutos, principalmente porque a maioria dos

materiais contaminantes, como metais, podem ser incorporados na hidratação dos produtos do

cimento. Outro ponto importante é quanto à poluição que causam as indústrias de cimento,

principalmente quanto à emanação de CO2 e outros poluentes. No caso do aproveitamento de

subprodutos existe ganho ambiental porque se reduz a quantidade de cimento produzido,

reduzindo-se a poluição e também se preservando os recursos naturais para as próximas gerações.

Segundo Gonçalves (2005), devido ao processo de calcinação do carbonato de cálcio

(CaCO3) e da queima dos combustíveis utilizados no processo de fabricação do cimento, a

indústria é responsável pela emissão de cerca de 7% da emissão mundial de CO2, contribuindo

significativamente para o aquecimento global. Verificou-se que para cada tonelada de clínquer

produzido, a quantidade gerada de CO2 é de 0,651 ton.

Conforme Mehta e Monteiro (1994), fazendo-se uma análise técnica, econômica e

ecológica, não há melhor alternativa do que o concreto para o aproveitamento dos milhões de

toneladas de subprodutos pozolânicos e cimentícios.

A incorporação do lodo de esgoto em matrizes de concreto pode ser uma forma viável

de destinação final, pois além de reduzir significativamente os impactos ambientais pela

48

minimização da quantidade de recursos naturais utilizados, evita a pressão sobre os aterros

sanitários ou o seu lançamento em rios (HOPPEN et al., 2005a).

3.1.1 Utilização do Lodo como Filer

O fíler é um material finamente moído, aproximadamente a mesma finura do Cimento

Portland, que, devido às suas propriedades físicas, tem um efeito benéfico sobre as propriedades

do concreto, tais como trabalhabilidade, densidade, permeabilidade, capilaridade, exsudação ou

tendência de fissuração. Os fílers podem também ativar a hidratação do Cimento Portland

atuando como ponto de nucleação. Os fílers podem ser inertes ou possuírem características

hidráulicas em pequenas escala, terem forte características cimentantes ou serem materiais

pozolânicos. São formados por materiais naturais ou processados, sendo importante, no entanto,

que possuam propriedades uniformes, principalmente na finura.

Bhatty e Reid (1989) incineraram lodos e utilizaram as cinzas como adição a

argamassas de cimento e areia. Os autores concluíram que as cinzas podem apresentar alguma

atividade pozolânica e com isto beneficiarem as argamassas ou concretos com elas executados.

Todavia, a maior vantagem constatada foi a atuação das cinzas como finos, que adicionado às

argamassas podem aumentar o desempenho mecânico destas. Os pesquisadores também

salientaram o grande potencial de consumo deste tipo de cinza, pois são significativas as

quantidades de argamassas utilizadas na engenharia civil e a adição de cinzas não exige nenhuma

operação especial.

Fontes (2003) trabalhou dosagens para argamassas variando-se os teores de adição de

Cinza de Lodo de Esgoto (CLE) de 10% a 30%. Para a resistência à compressão os resultados

indicaram que a substituição de Cimento Portland por CLE em até 30%, aos 28 dias, promoveu

uma redução de apenas 10% em relação à mistura de referência. É importante ressaltar que o

efeito físico (efeito fíler) foi preponderante em relação ao efeito químico (baixa atividade

pozolânica). Na Tabela 3.1 são encontrados os resultados das resistências médias encontradas aos

7 dias e aos 28 dias das argamassas segundo a variação do teor de adição de CLE.

A CLE de Fontes (2003) apresentou 226 mgCaO/g. Este resultado indicou, segundo o

pesquisador, que a CLE possuía uma capacidade de consumo de hidróxido de cálcio,

49

caracterizando uma atividade pozolânica. Para uma pozolana altamente reativa e comumente

utilizada como a sílica ativa, este valor é de 516 mgCaO/g. Diante disso, pôde-se afirmar que a

CLE possuía baixa atividade pozolânica.

Tabela 3.1 – Propriedades mecânicas das argamassas Resistência à Compressão (MPa)

Teor de CLE (%) 7 dias 28 dias 0 20,66 40,92

10 36,01 39,00 15 35,89 40,55 20 30,93 39,50 30 26,50 37,12

* Adaptada Fonte: (FONTES, 2003)

A ausência de locais adequados para a disposição da CLE e a falta de dados sobre a

utilização deste resíduo em misturas asfálticas e em regiões áridas, impulsionaram AL SAYED et

al. (1994) a pesquisarem a possibilidade de uso da cinza de lodo de esgoto como fíler mineral na

preparação de concreto asfáltico. Segundo os autores todas as especificações foram atendidas e

também a exposição destas misturas a temperaturas entre 70ºC e 80ºC foram consideradas

satisfatórias. Assim concluiu-se que o resíduo poderia ser utilizado como fíler mineral na

produção de misturas de concreto asfáltico.

3.1.2 Utilização do Lodo como Adição Mineral

Segundo Mehta e Monteiro (1994), adições minerais são materiais silicosos

finamente moídos, no estado natural ou como subprodutos, podendo ter reações pozolânicas e/ou

cimentantes.

Dentre os diversos processos para obtenção de materiais com atividade pozolânica

para serem adicionados ao concreto está o de submeter os materiais a processos como a

calcinação ou incineração, como é o caso de algumas argilas, folhelhos e argilas xistosas

(MEHTA, 1984). A incineração a temperaturas na ordem de 600 a 900 °C tem possibilitado a

transformação de materiais argilosos em finos com atividade pozolânica.

50

Entretanto, ao se pensar em materiais semelhantes aos citados e que ainda ofereçam

riscos ambientais, e que por esta razão necessitam de algum tratamento para que se tornem

estáveis, como é o caso do lodo, a hipótese de incineração além de tornar-se parte do processo de

estabilização, permite a utilização do resíduo - Cinza de Lodo de Esgoto (CLE).

3.1.2.1 Concreto com Adição de Cinza de Lodo

Uma das linhas de pesquisas que se iniciou na década de 80 foi referente à

possibilidade do aproveitamento dos lodos como adição na produção de concreto e argamassas

(BHATTY; REID, 1989).

Algumas experiências isoladas foram realizadas objetivando-se o uso do lodo “in

natura” no concreto, mas foram descartadas devido à incompatibilidade química entre os

compostos do concreto, suas reações químicas e a matéria orgânica presente em grande

quantidade no resíduo. Já para as cinzas de lodo, alguns pesquisadores, após terem utilizado o

resíduo na produção de tijolos, realizaram experimentos com a utilização da cinza adicionada ao

concreto (TAY, 1987b).

Tay (1987b) afirma que como a geração de lodos de esgotos sanitários é inevitável e a

incineração destes tem se mostrado um meio bastante viável para o tratamento deste resíduo, o

aproveitamento na produção de concreto pode ser uma das alternativas para uso destas cinzas.

Tay (1987b) utilizou este resíduo, depois de incinerado a 550oC, em substituição

parcial do cimento na produção de concretos. O teor de substituição variou entre 5% e 20%. Os

resultados mostraram que ao aumentar-se o teor de cinza de lodo no concreto, a resistência à

compressão reduziu chegando a 32% em relação à mistura de referência para a amostra com 20%

de cinza.

As Tabelas 3.2 e 3.3 apresentam alguns resultados encontrados por Tay (1987b) com

o concreto executado com estas diferentes quantidades de cinzas. A primeira apresenta os

resultados da avaliação da trabalhabilidade e o tempo de pega e a segunda mostra os resultados

da avaliação da resistência à compressão simples em diferentes idades, a absorção de água e a

densidade.

51

Tabela 3.2 - Trabalhabilidade e tempo de início e fim de pega Percentagem de Cinza Abatimento (mm) Início de Pega (h) Fim de Pega (h)

0 % 150 3,33 4,25 5% 110 3,58 4,00 10% 120 3,50 3,93 15% 150 3,47 3,88 20% 200 3,42 3,82

Fonte: (TAY, 1987b)

Tabela 3.3 - Propriedades do concreto endurecido com adição de cinza de lodo Adição de

Cinza (%)

Resistência à Compressão 3

dias (MPa)


dias (MPa)


dias (MPa)


dias (MPa)

Massa específica

(tf/m3) Absorção (%)

0 24,1 27,5 31,2 34,9 2,39 6,09 5 21,6 25,9 29,7 33,0 2,35 6,16

10 21,8 25,2 28,1 31,0 2,35 6,03 15 17,0 21,5 24,4 27,1 2,36 6,03 20 14,9 16,8 20,0 23,7 2,39 5,59

Fonte: (TAY, 1987b).

A adição de cinza de lodo reduziu a consistência para teores de adição de 5% e 10% e

aumentou para 15% e 20% em relação ao concreto sem adição. Quanto aos tempos de pega, não

foram significativas as diferenças entre o concreto sem adição e os com adições.

Em todas as idades ensaiadas a adição de cinza promoveu quedas na resistência à

compressão. Aos 28 dias, teores de adição de até 10% provocaram quedas próximas a 11% na

resistência, o que pode ser considerado como aceitável para argamassas de concreto produzidas

com adição de CLE. Porém, em teores de adições superiores, as quedas de resistências foram

muito maiores, atingindo 33% .

Geyer et al. (1998), baseando-se nas pesquisas realizadas por TAY (1987b),

realizaram ensaios de resistência à compressão simples e de Abatimento de Tronco Cone (Slump

Test) em concretos com adições de cinzas de Lodos sanitários geradas na cidade de Porto Alegre.

As amostras de Lodo foram incineradas à temperatura de 550°C. Os pesquisadores ensaiaram

dois concretos, dosados em massa, com relações água/aglomerante de 0,50 e 0,30, variando-se o

teor de adição entre 0% e 20%. A Tabela 3.4 apresenta os resultados dos ensaios de compressão

simples realizados aos 28 dias de idade; Na Tabela 3.5 apresentam-se os resultados de

Abatimento de Tronco Cone.

52

Tabela 3.4 - Resistência à compressão simples de concretos com a/(c+ad)= 0,30 e a/(c+ad) a/(c+ad) = 0,50 com parte do cimento substituído por cinza de Lodo.

Resistência à compressão simples aos 28 dias (MPa) Percentagem de Cinza (%) Concreto

a/(c+ad) = 0,50 Concreto

a/(c+ad) = 0,30 0 26,6 49,0 5 23,8 27,6 10 15,2 20,1 15 13,8 17,1 20 14,0 15,1

Fonte: (GEYER et al., 1997 e 1998)

Tabela 3.5 – Abatimento de Tronco Cone (Slump Test ) de concretos com a/(c+ad)= 0,30 e a/(c+ad) =0,50, com parte do cimento substituído por cinza de Lodo.

Abatimento (cm) Percentagem de Cinza (%) Concreto

a/(c+ad) = 0,50 Concreto

a/(c+ad) = 0,30 0 8,0 8,0 5 9,0 10,0 10 9,0 10,0 15 11,0 12,0 20 14,0 16,0

Fonte: (GEYER et al., 1997 e 1998).

As mesmas tendências encontradas nos experimento de TAY (1987b), quanto à

relação entre as consistências e o aumento do teor de adições, foram constatadas nos concretos

ensaiados por Geyer et al. (1998).

Geyer (2001) analisou diversos percentuais de adições de Cinza de Lodo de Esgoto

da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) IAPI, Porto Alegre, substituindo-se, em massa, 5%,

10%, 15% e 20% do cimento em concretos com diferentes relações água/ aglomerante (a/(c+ad)):

0,50; 0,65; 0,80; 0,95 e 1,10. As amostras de Lodo foram incineradas à temperatura de 800°C. A

Ilustração 3.1 apresenta graficamente os resultados dos ensaios de resistência à compressão

simples de acordo com o fracionamento proposto, aos 28 dias de idade.

O pesquisador concluiu que o efeito do teor de adição mostrou-se diferente para cada

relação a/(c+ad). A adição de CLE nos concretos com a/(c+ad) 0,50; 0,65 e 0,80, gerou um efeito

redutor relevante na resistência. No concreto com a/(c+ad) = 0,80 este efeito de redução foi mais

moderado. Nos concretos de a/(c+ad) 0,95 e 1,10, ocorreu um aumento da resistência .

53

Ilustração 3.1 - Influência do teor de adição para as diferentes relações água/aglomerante, na resistência à compressão simples.

Fonte: (GEYER, 2001)

Segundo o autor, acredita-se que esta variação se deveu ao fato de que nos concretos

com menor a/(c+ad), que possuem um maior consumo de cimento, a substituição de um

percentual deste por um material fino, de baixa atividade pozolânica, tenha sido decisiva na

queda das resistências. Cabe ressaltar ainda que em concretos com menor a/(c+ad) a substituição

do cimento por um material que apresenta parte de suas partículas com granulometria muito

superior a do cimento, tem sua atuação no fechamento dos poros do concreto menos eficaz.

Fontes (2003) desenvolveu dosagens de concreto convencional, visando uma

resistência à compressão aos 28 dias de 25MPa. Foram feitas três misturas, sendo a primeira de

referência (0% de CLE) e as demais com 5% e 10% de teor de adição de CLE em substituição ao

cimento. Segundo o autor, a análise de resultados concluiu que praticamente não houve diferença

na resistência à compressão dos concretos com 5% e 10% de CLE em relação à mistura de

referência, sendo que a variação foi inferior a 3%.

Sales et al. (2001 apud Hoppen et al., 2005b) estudaram a reciclagem de lodo seco em

matriz de concreto. Através da avaliação da resistência mecânica à compressão e do teor de

absorção de água, concluíram que os traços com até 5% de lodo podem ser aplicados em

situações que vão desde a fabricação de artefatos e blocos até a construção de pavimento.

Pan et al. (2003) verificaram a influência da finura da cinza através da moagem, na

produção de argamassas de concreto. Percebeu-se que para um teor de cinza de 20% em

substituição parcial ao cimento, à medida que a finura aumentava a trabalhabilidade também

aumentava. Contudo, os seus valores foram inferiores ao da argamassa de controle. Segundo os

a/(c+ad)

05

101520253035

0 5 10 15 20

Teor de adição (%)

fc (M

Pa)

0,50,650,80,951,1

54

autores, o aumento foi ocasionado pela mudança da morfologia das partículas devido à moagem

da cinza, proporcionando um efeito lubrificante. A resistência à compressão aumentou com o

aumento da finura. Concluiu-se que a cinza de lodo possuía atividade pozolânica.

3.1.2.2 Cimento feito de Lodo com Cal

Tay e Show (1991) desenvolveram uma metodologia para produção de um cimento a

partir da mistura de cinza de lodo com cal. As amostras de lodo foram coletadas de ETE’s,

parcialmente desidratadas em centrífugas, e submetidas a uma secagem numa temperatura de

105°C até o material apresentar 95% de sólidos na sua composição. Após secas, as amostras de

lodo foram trituradas manualmente e peneiradas.

O lodo foi então misturado com cal à proporção de 1:1 e submetido a um moinho

centrífugo. Posteriormente a mistura foi incinerada em um forno elétrico, por 4 horas, a uma

temperatura de queima de 1000°C. Depois de incinerado o material gerado foi finamente moído

em um moinho centrífugo e então se obteve o chamado cimento.

As composições químicas do lodo incinerado e do cimento obtido a partir dele são

apresentadas na Tabela 3.6 e permitem uma comparação com a composição química do Cimento

Portland comum. Além disso, Labahn (1983) apresenta valores limites dos componentes

químicos de um Cimento Portland como forma de avaliação química individual do cimento

produzido a partir de lodo-cal; estes também foram adicionados a Tabela 3.6.

Tabela 3.6 - Análise química em percentual de massa

Componentes Cimento Portland

Lodo Incinerado a 550 °C

Cimento de Lodo e Cal queimado 4 horas a 1000 °C

Limites de LABAHN (1983)

SiO2 20,86 20,33 24,55 18 - 24 CaO 63,30 1,75 52,11 60 - 69

Al2O3 5,67 14,64 6,61 4 - 8 Fe2O3 4,11 20,56 6,26 1 - 8 K2O 1,21 1,81 1,05 <2,0 MgO 1,04 2,07 2,07 <5,0 Na2O 0,17 0,51 0,17 <2,0 SO3 2,11 7,80 4,88 <3,0

* Adaptada Fonte: (TAY e SHOW, 1991).

55

Segundo os autores, a análise química do cimento gerado da mistura, mostrou que a

maioria dos componentes do novo cimento atendeu aos limites estabelecidos, sendo considerado

quimicamente apto a ser utilizado como cimento. Além disso, baseados também nos ensaios para

medir a atividade pozolânica e resistência mecânica, os autores chegaram à conclusão de que o

cimento formado não pode ser considerado como cimento pozolânico. Quanto à resistência

mecânica à compressão, os ensaios mostraram que o cimento apresentou elevada resistência,

sendo compatível com as resistências dos cimentos comerciais.

Conclui-se que é possível produzir-se cimento a partir da adição de lodo incinerado

com cal, porém é necessária a realização de outros ensaios, principalmente para verificação das

propriedades do material ao longo do tempo.

3.1.3 Utilização do Lodo como Agregado leve

3.1.3.1 Agregado Graúdo Leve

Embora venha-se estudando a fabricação de agregado graúdo leve para concretos

desde a década de 70, a utilização de concretos com este material (lodo) é muito recente.

O processo de produção de agregado leve, através da sinterização do biossólido

proveniente da digestão anaeróbia, foi concebido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do

Estado de São Paulo (IPT) e utilizado pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São

Paulo (SABESP) em uma instalação industrial que funcionou na ETE Vila Leopoldina de 1979 a

1981 (BETTIOL; CAMARGO, 2000). O agregado leve produzido poderia substituir a brita em

obras de concreto; foi caracterizado como possuidor de propriedades equivalentes ao agregado

leve feito a partir de argila.

A SABESP utilizou o agregado produzido para fabricação de placas pré-moldadas

para construção de armários de vestiários, pisos de concreto para pátios de almoxarifados, blocos

de concreto para pavimentação das oficinas de manutenção de Guarapiranga e execução de uma

laje de teto do prédio administrativo da Superintendência de Produção (SIMONDI et al., 1981

apud BETTIOL; CAMARGO, 2000).

56

A produção de agregados realizou-se conforme as seguintes operações: desidratação

do lodo digerido; pós-secagem do lodo digerido; dosagem e mistura dos componentes;

pelotização; secagem das pedras por leito fluidizado; sinterização; quebramento e britagem do

sinter; estabilização e classificação do sinter; recolhimento de pó e queima de gases (IPT, 1979

apud BETTIOL; CAMARGO, 2000).

Morales & Agopyan (1992) utilizaram o lodo de esgoto produzido na cidade de

Londrina para produzir agregado leve. O produto final apresentou-se compatível com os

requisitos e critérios estabelecidos pelas especificações brasileiras para a produção de elementos

de concreto para alvenaria, produção de concreto estrutural ou para isolamento térmico.

Além disso, Khanbilvard & Afshari (1995) incineraram o lodo produzido na Estação

de Tratamento de Esgotos de Bergen Point e avaliaram o comportamento dos concretos devido a

uma substituição parcial da areia natural por CLE. O teor de substituição foi de até 30% onde

puderam concluir que, apesar da redução da resistência à compressão aos 28 dias à medida que o

teor de Cinza de Lodo de Esgoto (CLE) era aumentado (em torno de 20% em relação ao concreto

de referência), este valor atendia as exigências do ACI.

Segundo Santos (1992), o problema enfrentado com a produção deste tipo de material

são, além dos elevados custos, que o tornam pouco competitivo em relação aos agregados

graúdos leves convencionais, o fato de que o consumo de agregados leves, principalmente pela

engenharia brasileira, ainda é bastante pequeno. A produção de agregado leve tem encontrado

dificuldades em entrar no mercado, devido ao seu custo elevado em comparação com as

alternativas disponíveis.

3.1.3.2 Agregado Miúdo Leve

Estudos realizados têm apontado a possibilidade de produção de agregados miúdos

por meio de processos de incineração do lodo de esgoto à temperatura de 1050ºC, seguido de um

rápido resfriamento com água (KATO; TAKESUE, 1984). A Tabela 3.7 mostra os resultados,

obtidos pelos autores, na utilização de agregado miúdo leve de CLE em argamassas, comparando

com o uso de areia e agregado miúdo artificial, obtidos pela moagem de rochas graníticas.

57

Tabela 3.7 - Massa específica de agregados e resistência à compressão simples de argamassas Tipo de Agregado miúdo Massa específica

(kg/dm3) Res. à compressão

7 dias (MPa) Res. à compressão

28 dias (MPa) Agregado miúdo leve de Cinza de Lodo 1,33 23,9 41,0

Agregado miúdo artificial 1,63 27,7 44,8 Areia 2,61 30,1 46,9

Fonte: (KATO; TAKESUE, 1984).

Conforme Kato & Takesue (1984), o agregado miúdo de lodo tem um densidade

menor que a areia e que o agregado artificial. Nas argamassas confeccionadas quanto a

resistência à compressão aos 7 dias, o desempenho com agregado de lodo foi inferior as outras,

porém aos 28 dias de idade todas as argamassas apresentaram resistências bem próximas. Com

estes resultados os autores afirmaram que o agregado feito de resíduo pode ser uma alternativa

viável tecnicamente.

3.2 LODO COMO INSUMO NA PRODUÇAO DE TIJOLOS

A literatura tem apontado duas alternativas para o uso do lodo como insumo na

fabricação de tijolos e similares: adicionar aos materiais de produção de tijolos o lodo

parcialmente desidratado e a segunda a de adicionar a cinza proveniente da incineração do lodo

(GEYER, 2001).

3.2.1 Tijolos com lodo parcialmente desidratado

Alleman e Berman (1984) produziram tijolos com 15%, 30% e 50% de lodos

avaliados com base nas normas da American Socieity of Testing Materials (ASTM) nos

requisitos de estética, resistência à compressão simples, absorção de água e ciclos de gelo e

degelo. Concluiu-se que a resistência à compressão diminuiu conforme o aumento do teor de lodo

na mistura. Além disso, houve também um acréscimo da absorção de água nas misturas com lodo

de esgoto.

58

Na Tabela 3.8 são apresentados os resultados de um dos experimentos onde são

comparados tijolos executados com diferentes quantidades de lodos adicionados e o tijolo regular

sem adição.

Tabela 3.8 - Análise do tijolo executado com lodo seco Tijolo Estética Resistência à

Compressão (MPa) Absorção de Água a 24 h

Absorção de Água Quente a 5h

Sem adição excelente 6,05 5,1% 5,1%

Com 15% de Lodo excelente 4,57 - -

Com 30% de Lodo boa 4,31 6,1% 11,5%

Com 50% de Lodo regular 4,40 6,5% 9,3%

* Adaptada Fonte: (ALLEMAN e BERMAN, 1984).

Segundo Alleman e Berman (1984), nos primeiros testes realizados os tijolos

apresentavam aparência bastante similar aos tijolos convencionais, sendo distinguidos destes,

antes da queima, pelo cheiro. Concluíram com estes experimentos que a adição de lodo

parcialmente seco para produção de tijolos só é recomendável até limites de 30% em volume.

Segundo os autores, experiências com o uso de lodo parcialmente desidratado na

fabricação de tijolos foram positivas, no entanto sua implantação definitiva somente ocorrerá

após o rompimento de inúmeros fatores, tais como: os problemas sociais, quanto ao preconceito

de utilizar um tijolo fabricado a partir de resíduos de esgotos, ou mesmo, dos fabricantes em

manusear este resíduo. Outro ponto importante é de cunho ambiental e está ligado ao controle de

emissão de gases, advindos da queima dos lodos. Faltam também estudos que verifiquem a

estabilização ou fixação segura do resíduo nos materiais cerâmicos.

No entanto, se por um lado existem paradigmas a serem rompidos, por outro existe

um déficit habitacional, especificamente brasileiro, a ser vencido. A produção de tijolos advindos

do lodo poderia amenizar custos sociais, econômicos e ambientais na implantação de casas

populares, por exemplo, mitigando situações como as dos domicílios rústicos e improvisados, das

coabitações familiares, entre outras.

59

3.2.2 Tijolos com lodo incinerado

Tay (1987a) propôs outra forma de aproveitamento dos resíduos de ETE’s na

fabricação de tijolos, que foi a de utilizar as cinzas do material incinerado ao invés do lodo

parcialmente seco. Estes experimentos consistiram da utilização de cinzas, provenientes da

incineração de lodos, à temperaturas de 600°C, misturadas nas proporções em massa de 10%,

20%, 30%, 40% e 50% na argila.

As propriedades mecânicas e físicas dos produtos foram analisadas, conforme

resultados apresentados na Tabela 3.9.

Tabela 3.9 - Propriedades dos tijolos executados com cinzas de lodo. Tijolo com cinza

de lodo (% de cinza)

Massa Específica (t/m3)

Resistência a compressão (MPa)

Absorção de água (%) Fissuras por secagem na queima dos tijolos (%)

0 2,38 8,72 0,03 9,91 10 2,42 8,57 0,07 9,55 20 2,46 8,00 0,11 9,10 30 2,50 7,07 1,39 9,36 40 2,55 7,05 1,52 9,79 50 2,58 6,69 1,70 10,51

Fonte: (TAY, 1987a).

Segundo Tay (1987a), as resistências à compressão dos tijolos executados tanto com

lodo parcialmente seco como com a cinza atenderam as normas, porém os tijolos com adição de

cinza apresentaram desempenho significativamente melhor. Estas mesmas conclusões valeram

para outros aspectos como massa específica, absorção de água e fissuração. Ressalta-se ainda o

fato de que o processo de incineração dos lodos produz um resíduo muito mais higiênico e seco,

portanto, mais fácil de ser trabalhado e aceito pelas indústrias como insumo.

A produção de tijolos tem sido praticada em escala industrial com o lodo da ETE de

Fishwater Flats, Port Elizabeth, África do Sul, desde 1979. Mais de 120 milhões de tijolos foram

produzidos utilizando-se uma mistura de 30% de lodo com argila (BETTIOL; CAMARGO,

2000). Dentre as vantagens relatadas neste processo citam-se: economia de água, a produção de

tijolos mais leves com menores custos de transporte, o melhor rendimento operacional da

fornalha devido ao poder calorífico do lodo e a reutilização da energia térmica.

60

3.3 TENDÊNCIAS PARA O USO DE LODO DE ESGOTO NA ENGENHARIA CIVIL

A revisão bibliográfica apresentada sobre o aproveitamento do lodo de esgoto

sanitário na Engenharia Civil aponta, basicamente, dois campos de aplicação: na produção de

blocos cerâmicos (tijolos) e na produção de argamassas e concretos.

Na produção de tijolos, os desempenhos mecânicos foram satisfatórios, porém, a sua

utilização comercial tem encontrado problemas de adaptação e mesmo aceitação do insumo pela

Indústria. Os custos elevados e também as incertezas quanto ao desempenho, ao longo do tempo,

deste novo material tem sido constante preocupação. A questão da fixação dos poluentes e

compostos nocivos, em caráter definitivo nesta matriz ainda não foi estudada, o que também tem

sido alertado como ponto fundamental para a utilização deste produto.

Já na produção de concretos estudam-se três alternativas: a produção de argamassas e

concretos, produção de cimento e a produção de agregados leves graúdos ou miúdos. O uso do

lodo de esgoto como adições a concretos e argamassas, na forma de substituição parcial do

cimento, tem sido apontada como a melhor alternativa de aproveitamento do lodo, como Cinza de

Lodo de Esgoto (CLE), na Construção Civil. Os estudos apresentados neste capítulo demonstram

desempenhos satisfatórios para determinados teores de adição de CLE.

Uma das principais questões no que se refere ao aproveitamento deste resíduo é a

ambiental, ou seja, a verificação da fixação e da estabilização de forma definitiva e segura dos

compostos nocivos contidos nas Cinzas de Lodo de Esgoto.

Além disso, deve-se considerar que para cada tipo de região as composições físico-

químicas e mineralógicas dos lodos de esgotos são variáveis. Os lodos podem se apresentar com

características diferentes dependendo do tipo da contribuição de esgoto da região, seja ela

somente doméstica, industrial ou mista. Assim sendo, não se podem definir utilizações da CLE,

como adições em argamassas ou em concretos, baseado em experiências de outras pesquisas.

Necessita-se de estudos de casos específicos para regiões com potenciais de utilização da CLE

como adição nos concretos e nas argamassas.

Estudos mais profundos, no que se refere aos tipos de concretos e teores de adições

de CLE possíveis e avaliações ambientais, darão mais segurança à utilização da Cinza de Lodo de

Esgoto.

61

4 PROGRAMA EXPERIMENTAL - CARACTERIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO

Com o objetivo de se conhecer melhor a composição dos Lodos de Estação de

Tratamento de Esgoto (ETE) e seu potencial de disposição final ou mesmo de aproveitamento,

apresenta-se, neste capítulo, caracterizações químicas, físicas, morfológicas e ambientais dos

lodos de esgoto em geral, com ênfase no lodo estudado nesta pesquisa e que é gerado na Estação

de Tratamento de Esgoto Dr. Hélio Seixo de Britto (ETE Goiânia), no município de Goiânia.

A ETE Goiânia efetua seu tratamento através do Sistema Lodos Ativados

Convencional Ativados Assistido Quimicamente, com operação parcial e composto pelas

seguintes unidades de tratamento: elevatória, tratamento preliminar, fase primária de tratamento

de esgotos quimicamente assistido e o tratamento completo do lodo (Ilustração 4.1) .

Ilustração 4.1 – Estação de Tratamento de Esgoto Dr. Hélio Seixo de Britto

Fonte: (SANEAGO, 2005a)

62

O lodo é centrifugado e acondicionado quimicamente por adição de polímeros

catiônicos. Após a estabilização química, dada por meio de aplicação de cal virgem (Ilustração

4.2), a torta é transportada ao seu destino final (aterro sanitário e condicionamento de solo).

Ilustração 4.2 – Aplicação e mistura da cal virgem ao lodo centrifugado

4.1 AMOSTRAGEM DO LODO DE ESGOTO SANITÁRIO

Foram coletados 40,0 kg de lodo seco na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE)

Goiânia, com aproximadamente 92% de teor de sólidos, sem cal, advindos de um tratamento de

secagem feito por meio do sistema secador de lodo Albrecht feito nos anos de 2005 e 2006. A

esta matéria foram acrescidos 7,36 kg de cal virgem para simular a situação real da torta de lodo

que sai da ETE para disposição final em área degradada, ou seja, tratado com cal a 20%, em

relação ao volume de massa advinda do percentual de teor de sólidos (92%) versus a massa

coletada inicialmente (40,0 kg).

Utilizou-se o lodo centrifugado e seco visando otimizar a logística de incineração,

que se encontrava limitada em função da disponibilidade do equipamento (forno) para execução

dos ensaios, somada à segurança de manuseio deste material, que após a secagem estava ausente

de contaminações microbiológicas.

63

4.2 CARACTERIZAÇÃO DO LODO “IN NATURA”

O lodo de esgoto “in natura” apresenta algumas características importantes a serem

consideradas num planejamento de destino final, quais sejam: compostos orgânicos, nutrientes,

organismos patogênicos, metais, compostos orgânicos tóxicos e pH (JORDÃO; PÊSSOA, 2005).

Os dados laboratoriais apresentados a seguir basearam-se nos laudos técnicos

emitidos pela concessionária local, SANEAGO (Anexo 1). São apresentados dois resultados em

paralelo, sendo o primeiro referente à torta de lodo centrifugada denominada “Afluente do

Secador” e o segundo, à torta de lodo após a secagem (Efluente do Secador), ambos desprovidos

da aplicação da cal.

4.2.1 Teor de Umidade

Segundo os dados apresentados pela concessionária local (SANEAGO, 2005b),

constatou-se que a torta de lodo centrifugada, após secagem, atingiu uma média de redução de

umidade de 88,71%, ou seja, o lodo de esgoto da ETE Estação de Tratamento de Esgoto Dr.

Hélio Seixo de Britto, ou ETE Goiânia, coletado para incineração, possuía um teor médio de

umidade de 11,29%. A secagem térmica consegue obter valores mais baixos de umidade.

Através da análise da bibliografia sobre o assunto, constatou-se que os lodos úmidos

de ETE’s tratados por lodos ativados apresentam teor de umidade entre 98% e 99,5%

(SARDINHA ; MORINGO, 1992; WALDEMAR, 1992). Segundo Geyer (2001), os lodos de

algumas ETE’s brasileiras apresentaram as seguintes características: na ETE Pinheiros (SP) o

teor de umidade após a centrifugação foi de 70%; nas amostras de lodo da ETE IAPI (RS),

coletadas nos leitos de secagem ao sol, os teores de umidade variaram entre 25 e 35% e na ETE

de Brasília (DF) o teor médio de umidade do material desidratado, principalmente em filtros

prensa, ficou entre 80 e 86%. Para Fontes (2003), o teor de umidade encontrado na ETE Alegria

(RJ) foi de 66,2% para o lodo digerido anaerobicamente e centrifugado.

Os diferentes teores de umidade encontrados nos lodos estão relacionados com os

diferentes processos de desidratação, que podem ser mais ou menos eficientes.

64

4.2.2 Compostos Orgânicos

Esta característica é medida através da concentração ou percentual de sólidos voláteis

em relação aos sólidos totais. Na fase sólida do tratamento, processos de digestão anaeróbia e

aeróbia, há uma redução do conteúdo de sólidos voláteis.

A elevada concentração de matéria orgânica no lodo caracteriza não só sua

desestabilização, como também a possibilidade de decomposição anaeróbia, putrefação, geração

de odores e atração de vetores. Apresenta-se na Tabela 4.1 os valores encontrados na torta de

lodo de esgoto centrifugada anterior e posterior à secagem feita através do sistema secador de

lodo Albrecht (SANEAGO, 2005c).

Tabela 4.1 – Resultado de Análise de Esgotos – Compostos Orgânicos

Dados da Amostra Aflutente do Secador Efluente do secador Unidade V.M.P. Ensaio 1 Sólidos Totais 23,78 77,55 % V.N.D. Sólidos Totais Voláteis em Relação ao ST 54,24 54,94 % V.N.D. Sólidos Totais Fixos em Relação ao ST 45,76 45,06 % V.N.D. Ensaio 2 Sólidos Totais 24,28 90,35 % V.N.D. Sólidos Totais Voláteis em Relação ao ST 57,09 53,76 % V.N.D. Sólidos Totais Fixos em Relação ao ST 42,91 46,24 % V.N.D. Ensaio 3 Sólidos Totais 27,59 92,91 % V.N.D. Sólidos Totais Voláteis em Relação ao ST 48,62 45,29 % V.N.D. Sólidos Totais Fixos em Relação ao ST 51,38 54,71 % V.N.D. Ensaio 4 Sólidos Totais 27,65 94,03 % V.N.D. Sólidos Totais Voláteis em Relação ao ST 42,91 46,68 % V.N.D. Sólidos Totais Fixos em Relação ao ST 57,08 53,32 % V.N.D. Média dos Ensaios Sólidos Totais 20,66 88,71 % V.N.D.

V.M.P. – Valor Máximo Permitido, V.N.D. – Valor Não Definido. Fonte: (SANEAGO, 2005c).

65

A concentração de sólidos voláteis em relação aos sólidos totais do lodo, conforme

apresentado na Tabela 4.1, depende do processo de tratamento de esgoto da estação e também do

tipo de digestão adotada para o lodo. Em virtude do lodo da ETE Goiânia não ser digerido, tem-

se um teor de sólidos voláteis maior do que o normalmente encontrado em outros processos de

tratamento de esgoto, como por exemplo no processo de lodos ativados.

Como o tratamento é a decantação primária, quimicamente assistida, o lodo gerado

nesta estação apresenta teores de sólidos voláteis, em média, de 50,17% em relação aos sólidos

totais.

A ETE Alegria (RJ), estudada por FONTES (2003), apresentou um teor de sólidos

totais de 37%, o que segundo a legislação municipal do Rio de Janeiro, encontrava-se dentro dos

valores permissíveis para a disposição do resíduo em aterro sanitário.

4.2.3 Nutrientes

Os valores típicos de nitrogênio, fósforo e potássio, no lodo de esgotos são sempre

menores do que se deseja nos fertilizantes agrícolas. No entanto, o lodo pode ter um papel

importante como condicionador do solo, podendo ser melhorado pela produção de composto

agrícola. Na Tabela 4.2 são apresentados alguns resultados típicos de nutrientes no lodo.

Tabela 4.2 – Nutrientes no Lodo

Origem N (%) P (%) K (%) Fertilizantes 5,00 10,00 10,00 Lodo doméstico, típico 3,30 2,30 0,30 Fonte: (JORDÃO; PÊSSOA, 2005).

A Tabela 4.3 apresenta os valores de Nitrogênio e Fósforo Total encontrados na

amostra de lodo de esgoto anterior e posterior à secagem (SANEAGO, 2005c). Detecta-se a

presença do Nitrogênio Total nas duas fases analisadas; O elemento Fósforo e Potássio não foram

encontrados nas amostras analisadas.

66

Tabela 4.3 - Resultado de Análise de Esgotos – Nutrientes

Dados da Amostra Aflutente do Secador Efluente do secador Unidade V.M.P. Ensaio 1 Nitrogênio Total 8,60 6,70 g/Kg bs V.N.D. Fósforo Total 0,00 0,00 g/Kg bs V.N.D. Ensaio 2 Nitrogênio Total 5,20 4,80 g/Kg bs V.N.D. Fósforo Total 0,00 0,00 g/Kg bs V.N.D. Ensaio 3 Nitrogênio Total 11,60 4,20 g/Kg bs V.N.D. Fósforo Total 0,00 0,00 g/Kg bs V.N.D. Ensaio 4 Nitrogênio Total 0,00 16,10 g/Kg bs V.N.D. Fósforo Total 0,00 0,00 g/Kg bs V.N.D. Média dos Ensaios Nitrogênio Total 6,35 7,95 g/Kg bs V.N.D. Fósforo Total 0,00 0,00 g/Kg bs V.N.D.

V.M.P. – Valor Máximo Permitido, V.N.D. – Valor Não Definido, g/Kg bs – grama por quilo sobre a base seca Fonte: (SANEAGO, 2005c).

4.2.4 Organismos Patogênicos

O perfil da saúde da população contribuinte do sistema de esgotamento sanitário é

refletido na presença de patogênicos no conjunto de microrganismos existentes no lodo. Os

diagnósticos destes patogênicos são exercidos sobre os seguintes grupos: Coliformes

Termotolerantes, Salmonellas e Ovos Helmintos. Na tabela 4.4, segundo Jordão e Pessoa (2005),

são apresentadas faixas típicas destes indicadores.

Tabela 4.4 – Organismos no Lodo

Tipo Lodo Cru / 100 ml Lodo Digerido / 100 ml Vírus 2,5x103 – 70x103 0,1x103 - 103

Coliformes Fecais 109 30x103 – 6x106

Salmonella 8x103 3 - 62 Ascaris Lumbricoides 0,2 - 103 0 - 103

Fonte: (JORDÃO; PÊSSOA, 2005).

67

Segundo os laudos apresentados pela concessionária local ,(SANEAGO, 2005c),

mediu-se, para o controle de patogênicos, o Índice de Coliformes Termotolerantes, os quais são

descritos na Tabela 4.5.

4.5 - Resultado de Análise de Esgotos – Índice de Coliformes Fecais

Dados da Amostra Aflutente do Secador Efluente do secador Unidade V.M.P. Ensaio 1 Índice de Coliformes Termotolerantes ≥ 6,9x108 6,67x108 N.M.P./g V.N.D. Ensaio 2 Índice de Coliformes Termotolerantes 1,18x103 2,2 N.M.P./g V.N.D. Ensaio 3 Índice de Coliformes Termotolerantes 5,93x105 1,83x102 N.M.P./g V.N.D. Ensaio 4 Índice de Coliformes Termotolerantes 3,33x105 1,49x102 N.M.P./g V.N.D.

V.M.P. – Valor Máximo Permitido, V.N.D. – Valor Não Definido. Fonte: (SANEAGO, 2005c).

Os resultados do lodo centrifugado (Afluente do secador) apresentados na Tabela 4.5

estão em conformidade com a faixa típica de Índice de Coliforme Fecal, presente na Tabela 4.4,

que determina o valor de 109 N.M.P./g para este indicador. O mesmo ocorre para o lodo após sua

saída do secador (Efluente do Secador). Ressalta-se que, após a secagem, houve queda dos

valores deste indicador em relação aos que antecederam o tratamento, à exceção dos dados

apontados nos ensaio 1.

Outros organismos foram analisados no laudo de exame parasitológico, dos quais se

citam: Asacaris sp, Ancilostomídeo, Hymenolepis diminuta, Trichuris trichiura. Destaca-se,

todavia, que não houve registros de presença de ovos viáveis à contaminação humana.

68

4.2.5 Metais

O lodo de esgoto pode conter metais diferentes em diversas concentrações, o que

depende do tipo de contribuição de esgotos, se apenas domésticos, se industriais ou se mistos. A

concentração de metais decorre das características da contribuição de efluentes industriais no

sistema de esgotamento sanitário.

Análises feitas no lodo de esgoto, pela concessionária local (SANEAGO, 2005b),

indicaram a presença de metais pesados nas tortas de lodo geradas na ETE. Não se registrou a

presença de óleos e graxas. Na Tabela 4.6, apresentam-se os teores de metais pesados

encontrados por outros pesquisadores em lodos de ETE’s, e os dados encontrados na ETE

Goiânia.

Tabela 4.6 - Teores de metais pesados em lodos de ETE’s

Metal Pesado Lodo de Esgoto dos EUA

(%)

Lodos de Esgoto do Estado do Paraná

(%)

Lodos de Esgoto da ETE Goiânia

(%)

Cd 0,0002 – 0,1100 0,0002 0,0016

Co - 0,0014 -

Cr - 0,0125 0,0344

Cu 0,0084 – 1,0400 0,0401 0,0418

Ni 0,0012 – 0,2800 0,0081 0,014

Pb 0,0800 – 2,6000 0,0268 0,0104

Zn 0,0072 – 1,6400 0,1340 0,315

* Adaptada Fonte: (ANDREOLI,1999; GEYER, 2001; SANEAGO, 2005b).

Detecta-se que no lodo de esgotos gerados da ETE Goiânia existe a presença de

metais que são considerados nocivos ao ser humano. São eles: Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. A presença de

metais pesados neste resíduo pode estar associada à contribuição pluvial que transporta os

poluentes depositados nas ruas. A presença de metais pesados no lodo de esgoto da ETE Goiânia

indica a necessidade de controle de manuseio associada com uma disposição final adequada deste

69

resíduo. Em outras ETE’s brasileiras também foram encontrados metais pesados nos lodos

(FONTES, 2003; GEYER, 2001).

4.2.6 Compostos Orgânicos Tóxicos

Segundo Jordão e Pessoa (2005), os compostos orgânicos estão presentes em

concentrações perigosas apenas para o caso de contribuição de esgotos industriais perigosos; a

presença nos esgotos domésticos não ocorre em concentrações danosas ao meio ambiente.

A amostra de lodo “in natura” estudada não indicou presença de compostos orgânicos

tóxicos.

4.2.7 pH

O pH é fator determinante para aplicação do lodo de esgoto em áreas agrícolas, em

função da capacidade de alteração do pH do solo e da influência sobre a absorção de metais pelo

solo e pelas plantas.

O lodo com pH menor que 6,5 promove a perda e a percolação de metais pesados

eventualmente presentes na massa de lodo. O pH elevado (12 ou mais) permite a eliminação de

bactérias, e conjuntamente aos solos neutros, impede a movimentação de metais pesados através

do solo.

A tabela 4.7 apresenta o valor de pH encontrado na amostra de lodo de esgoto “in

natura” ensaiada pela concessionária local.

Nota-se, nos valores dispostos na Tabela 4.17, que a torta de lodo, anterior e após a

secagem tende a um pH ácido, o que pode ser mitigado com a aplicação da cal. Ressalta-se, no

entanto, que o lodo centrifugado da ETE Goiânia, rotineiramente, é tratado com cal, objetivando-

se a elevação do pH, antes de sua deposição no solo. A aplicação da cal não ocorreu para o caso

estudado e apresentado na tabela citada.

70

Tabela 4.7 - Resultado de Análise de Esgotos – pH

Dados da Amostra Aflutente do Secador Efluente do secador Unidade V.M.P. Ensaio 1 Ph 6,59 6,54 - 5,0 a 9,0 Ensaio 2 pH 6,46 6,09 - 5,0 a 9,0 Ensaio 3 pH 6,11 0,00 - 5,0 a 9,0 Ensaio 4 pH 7,85 6,27 - 5,0 a 9,0 Média dos ensaios pH 6,75 4,73 - 5,0 a 9,0

V.M.P. – Valor Máximo Permitido. Fonte: (SANEAGO, 2005c).

4.3 CARACTERIZAÇÃO DA CINZA DE LODO DE ESGOTO

Segundo Tsutiya et al. (2002), durante o processo de incineração, os sólidos voláteis

são convertidos em gás carbônico e água na presença de oxigênio, e os sólidos fixos

transformados em cinza. A incineração tem, como principal vantagem, a redução do volume de

lodo que chega a ser de aproximadamente 10% a 20%.

A temperatura média de incineração para esta pesquisa foi de 550ºC ± 50ºC. Esta

variação foi adotada tendo em vista que, Fontes (2003), em seu estudo, detectou a existência de

matéria orgânica na Cinza de Lodo de Esgoto, dos lodos incinerados a temperatura de 450ºC. Já a

cinza resultante da incineração de 650ºC tinha praticamente a mesma composição final da massa

de lodo incinerada a 550ºC.

Desta forma, optou-se pela temperatura de 550ºC ± 50ºC objetivando-se a ausência

de matéria orgânica na CLE. Além disso, temperaturas acima de 650ºC não seriam tecnicamente

alcançadas no equipamento adaptado para incineração da amostra.

A temperatura de incineração de 800ºC também já foi adotada para ensaios e estudos

do aproveitamento da cinza de lodo como insumo do concreto de pesquisa feita por Geyer

(2001).

71

A amostra coletada para esta pesquisa foi incinerada em cinco etapas, em um forno

disponibilizado pelo Laboratório de FURNAS, apresentado na Ilustração 4.3.

Ilustração 4.3 – Forno para Incineração de Lodo de Esgoto

Utilizou-se, no forno, quatro termostatos que controlaram a temperatura interna do

forno em diversas localizações. Três destes, denominados Zonas 26, 28 e 29, foram dispostos

externamente ao recipiente da amostra e o quarto (Zona 27) inserido no meio desta. Estes

dispositivos indicaram o momento em que a amostra, internamente, atingiu a temperatura

desejada, ou seja, 550ºC ± 50ºC.

Alcançado o pico desejado, o forno era desligado e a temperatura deste diminuía

gradativamente, até a possibilidade da retirada da amostra para que ocorresse o resfriamento total

por meio de exposição natural. A Ilustração 4.4 demonstra os registros feitos em uma das

incinerações.

72

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

13:4

0:42

14:1

6:42

14:5

2:42

15:2

8:42

16:0

4:42

16:4

0:42

17:1

6:42

17:5

2:42

18:2

8:42

19:0

4:42

19:4

0:42

20:1

6:42

20:5

2:42

21:2

8:42

22:0

4:42

22:4

0:42

23:1

6:42

23:5

2:42

00:2

8:42

01:0

4:42

01:4

0:42

02:1

6:42

02:5

2:42

03:2

8:42

04:0

4:42

04:4

0:42

05:1

6:42

05:5

2:42

06:2

8:42

07:0

4:42

07:4

0:42

Tempo (h)

Tem

pera

tura

(ºC

)

ZONA26ZONA27ZONA28ZONA29

Ilustração 4.4 – Comportamento dos Termostatos na Incineração

Percebe-se, através do gráfico plotado, que os termostatos externos (zona 26,28 e29)

atingiram a temperatura desejada pouco tempo após o acionamento do forno; já o termostato

interno à amostra (zona 27) a atingiu com aproximadamente quatro horas de incineração.

Conforme os dados apresentados na Tabela 4.8, verifica-se o tempo utilizado para o

alcance da temperatura definida especificamente no interior da amostra (zona 27). Além disso,

detecta-se uma redução média da amostra coletada de 41,57%. O aspecto do lodo incinerado é

apresentado na Ilustração 4.5.

Tabela 4.8 – Incinerações da Amostra de Lodo

Incinerações Dados 1 2 3 4 5

Total

Data do ensaio 08/ago 09/ago 10/ago 31/ago 13/set Tempo ensaio (h:min:seg) 03:52:37 04:51:45 04:23:22 04:23:22 03:05:00 Peso Inicial (kg) 9,15 10,80 10,00 10,00 6,60 46,55 Peso Final (kg) 5,00 6,00 6,15 5,85 4,20 27,20 Redução (%) 45,36 44,44 38,50 41,50 36,36 41,57

73

Ilustração 4.5 – Lodo de Esgoto após Processo de Incineração

Quanto ao controle de emissão de gases poluentes, o forno disponibilizado não

possuía nenhum tipo de sistema de filtragem ou de lavagem de gases. O uso específico deste

forno não é incinerar resíduos sólidos (lodo), e sim de realizar ensaios rotineiros de resistências e

de estanqueidades dos materiais de construção civil.

Concluída a incineração, executou-se o destorroamento da amostra de Cinza de Lodo

de Esgoto (CLE) por meio de um moinho de bolas da marca Veeder Root. Não houve o controle

da granulometria da CLE.

Fez-se um destorroamento de referência de meia hora para 2 kg de CLE, na qual se

utilizou 43 bolas, das quais 29 possuíam diâmetro de 33 mm, oito, diâmetro de 40 mm e seis,

diâmetro de 44 mm. Depois de constatada a textura visualmente, adotou-se o mesmo

procedimento para o destorroamento de toda a amostra incinerada. Nas Ilustrações 4.6 e 4.7,

apresenta-se o moinho, bem como o aspecto da textura da CLE após a execução da moagem.

Decorrida a incineração, executaram-se algumas caracterizações na amostra que são

apresentadas a seguir.

74

Ilustração 4.6 – Moinho de Bolas Veeder Root

Ilustração 4.7 – Aspecto da Cinza de Lodo de Esgoto após destorroamento

75

4.3.1 Caracterização Mineralógica

Esta caracterização foi realizada por meio do ensaio de Difratometria de Raios X,

executado pelo Laboratório de FURNAS, objetivando-se identificar a composição das cinzas,

principalmente quanto à forma com que se apresentam, seja ela amorfa ou cristalina. Esta análise auxilia na avaliação da atividade pozolânica do material, indicando, caso

o material esteja cristalino, baixa atividade e caso apresente-se amorfo, maior potencial

pozolânico (Ilustração 4.8). Reg. 1.1673.2006 - cinza de lôdo moída

07-0051 (D) - Montmorillonite - (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si2O10(OH)2·nH2O - Y: 22.73 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - I/Ic PDF 1. - S-Q 16.7 %

07-0042 (I) - Muscovite-3T - (K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si3.1Al0.9)O10(OH)2 - Y: 20.45 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal - I/Ic PDF 1. - S-Q 15.1 %

84-0709 (C) - Microcline - from Pike's Peak batholith, Colorado, USA - - KAlSi3O8 - Y: 20.45 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Triclinic - I/Ic PDF 0.6 - S-Q 26.0 %

47-1743 (C) - Calcite - CaCO3 - Y: 46.02 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Rhombohedral - I/Ic PDF 1. - S-Q 33.9 %

46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 - Y: 38.35 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal - I/Ic PDF 3.4 - S-Q 8.3 %

Operations: Import

C:\DIFFDAT2006\reg 1,1673,06.RAW - File: reg 1,1673,06.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 3.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room

Lin

(Cou

nts)

0

100

200

300

400

500

600

2-Theta - Scale3 10 20 30 40 50 60 7

14,7

254

9,98

43

5,86

63 4,93

26

4,23

73

3,83

27

3,59

113,

5014

3,33

32

3,03

32

2,48

63

2,27

90

2,09

01

1,98

74

1,91

451,

8752

1,43

46

3,3017

Quartz (Quartzo), Calcite (Calcita), Microcline (Microclínio), Muscovite (Muscovita), Montmorillonite (Montomorolinita)

Ilustração 4.8 – Difratometria de Raios X na amostra de Cinza de Lodo de Esgoto

Fonte: (FURNAS, 2006).

76

O difratograma apresentado indica que a Cinza de Lodo de Esgoto é composta

predominantemente por fases cristalinas em função dos picos agudos representados. Para

materiais amorfos as curvas se apresentariam com formas doméricas e abauladas. Não se

descarta, todavia, a presença de compostos amorfos na amostra. A interpretação qualitativa do

espectro foi efetuada por meio do software Bruker Diffrac Plus.

Verifica-se, por meio dos compostos indicados na Ilustração 4.8, que a CLE é um

resíduo heterogêneo. Os maiores picos representam respectivamente as substâncias: Cálcio

(CaCO3) (33,9%), Microclínio (feldespato) (26%), Montomorolinita, uma espécie de argila

(16,7%), Muscovita (15,1%), Quartzo (SiO2) (8,3%).

Fontes (2003) e Geyer (2001) também detectaram a presença do quartzo, muscovita,

microclinio nos ensaios de difratometria executados na análise de amostras de cinza de lodo de

esgoto. Em ambos os ensaios houve a predominância das formas agudas, identificando-se a fase

cristalina nas amostras.

4.3.2 Caracterização Morfológica

Esta caracterização foi realizada por meio do ensaio de Microscopia Eletrônica de

Varredura, realizada pelo Laboratório de FURNAS, objetivando-se identificar as partículas que

compõem o resíduo da Cinza de Lodo de Esgoto, na qual são conhecidas as morfologias das

partículas que compõem o resíduo e a microestrutura do material.

O formato dos grãos tem muita importância no comportamento mecânico, pois ele é

quem determina como eles de encaixam e se entrosam. Ele indica também como os grãos se

deslizam entre si quando solicitados por forças externas. As Ilustrações de 4.9 a 4.14 representam

respectivamente, ampliações de 100x, 500x, 1000x, 2000x, 4000x e 6000x da amostra.

Nas microscopias apresentadas observa-se que as partículas que compõem as cinzas

possuem baixas esfericidades e médio arredondamento, isto é, são diferentes nos três eixos e

possuem cantos suaves. Observação também encontrada por Geyer (2001).

77

Ilustração 4.9 – Microscopia Eletrônica de Varredura da CLE na ampliação de 100 vezes


Ilustração 4.10 – Microscopia Eletrônica de Varredura da CLE na ampliação de 500 vezes


78

Ilustração 4.11 – Microscopia Eletrônica de Varredura da CLE na ampliação de 1.000 vezes Fonte: (FURNAS, 2006).

Ilustração 4.12 – Microscopia Eletrônica de Varredura da CLE na ampliação de 2.000 vezes


C

79





80

As escalas usadas nas microscopias apresentam variações granulométricas das

partículas que vão de 200 µm a 10 µm. Segundo a Ilustração 4.14, detecta-se sobre os grãos

maiores, que são semelhantes à grãos de areia, grãos com dimensões menores.

Analisaram-se várias regiões da amostra em pó, porém para registro da imagem,

escolheu-se duas regiões, contidas no porta amostras, que melhor caracterizassem o conjunto

analisado. Observou-se a presença de partículas de areia (Si) no pó.

Na Ilustração 4.15 apresenta-se a microanálise no ponto C, indicado na Ilustração

4.12; já as Ilustrações 4.16 e 4.17 representam à análise dos pontos A e B, indicados na Ilustração

4.14.

Segundo o ponto C, indicado na Ilustração 4.12, verifica-se que além de existência do

material fino sobre o grão maior, o grão também é composto de vários elementos químicos, tais

como: Oxigênio, Alumínio, Sílica, Cálcio, Ferro e ainda de um pico de ouro, o qual é proveniente

da metalização realizada na amostra, como procedimento inicial do ensaio.

Detecta-se que a microanálise das Ilustrações 4.16 e 4.17 aponta que os pontos A e B,

são constituídos pelos mesmos elementos químicos: Oxigênio, Alumínio, Sílica, Cálcio, Potássio,

com quantidades não equivalentes, a exceção do elemento Ferro.

Ilustração 4.15 – Compostos encontrados na microanálise do ponto C indicado na Ilustração 4.12


81

Ilustração 4.16 – Compostos encontrados na microanálise do ponto A indicado na Ilustração 4.14


Ilustração 4.17 – Compostos encontrados na microanálise do ponto B indicado na Ilustração 4.14


82

Os elementos químicos apontados por este ensaio confirmam a difratometria de raios

X que conforme Ilustração 4.8, acusou também a presença da sílica (SiO2), na forma de quartzo,

de cálcio (CaCO3), potássio e ferro (muscovita).

Geyer (2001) também visualizou grãos bem definidos de 10µm a 20µm na análise de

resultados deste ensaio. Encontraram-se grãos maiores de formas bem definidas, semelhantes aos

grãos de areia e que tinham sobre si grãos menores, aglomerados em forma de pó, com

dimensões muito menores, estimados em 3µm. O aglomerado de partículas muito finas

constituía-se de diversos compostos químicos: sódio, magnésio, alumínio, sílica, enxofre,

potássio, cálcio, titânio, ferro e zinco; também se detectou picos de ouro na amostra ensaiada.

4.3.3 Caracterizações Físicas

A caracterização física da Cinza de Lodo de Esgoto (CLE) se deu por meio do ensaio

de granulometria a laser feito no Laboratório de FURNAS. Os resultados são apresentados na

Tabela 4.9 e Ilustração 4.18.

Tabela 4.9 - Análise Granulométrica da Cinza de Lodo de Esgoto

Registro: 1.1673.2006 Ultrasom: 60s Amostra: Cinza de lodo moída Concentração: 139

Programa: 2337 Diâmetro abaixo do qual encontram-se 10% das partículas (µm): 1,57

Líquido: Álcool Dimensão Média (µm): 12,96

Agente dispersante: Nenhum Diâmetro abaixo do qual encontram-se 90% das partículas (µm): 56,49

Data do ensaio: 29/08/2006 Index Granulômetro: 896 Fonte: (FURNAS, 2006).

Conforme pode ser observado nos resultados apresentados, a dimensão média das

partículas da cinza de lodo foi de 12,96µm. A massa específica da CLE encontrada foi de 2,74

g/cm3.

83

Ilustração 4.18 – Análise Granulométrica da Cinza de Lodo de Esgoto


Na Tabela 4.9 e a Ilustração 4.18, apresentam-se os valores dos diâmetros das

partículas que correspondem a 10% de material passante e a 90%, quais sejam respectivamente

1,57µm e 56,49µm. A dimensão média das partículas foi de 12,96µm.

Fontes (2003) encontrou para a Cinza de Lodo de Esgoto massa específica de 2,68

g/cm3 e diâmetros das partículas de material passante de 10% e 100% de 0,4µm e 60µm. Para

outros estudos a massa específica encontrada foi de 2,65 g/cm3, com diâmetro médio das

partículas da cinza de lodo de 33,54µm (GEYER, 2001).

4.3.4 Atividade Pozolânica

A NBR 12653 (ABNT,1992) estabelece limites químicos para o uso de aditivos

minerais em misturas com Cimento Portland, um destes é o limite mínimo de 70% para a soma

de SiO2 + Al2O3 + Fe2O3. A composição química da CLE atingiu 72,53%. Geyer (2001)

encontrou o valor de 77,7% e Fontes (2003) de 70,59%.

Além disso, a NBR 12653 (ABNT, 1992) também define um limite mínimo de finura

para as pozolanas artificiais (CLE), como características físicas para classificação como

pozolanas. Nela está estabelecido que o percentual máximo retido na peneira 45µm deve ser de

84

34%. A CLE obtida possui mais de 90% dos seus grãos inferiores a 56,49µm; conclui-se que a

mesma possui finura adequada para ser usada como aditivo mineral no concreto.

A atividade pozolânica de um aditivo mineral da CLE foi determinada através de

métodos químicos, determinação da pozolanicidade de cimento pozolânico, conforme a NBR

5753 (ABNT, 1991) – Método Fratini e ou método de Chapelle. Este ensaio consiste em manter

em ebulição, durante 16 horas, uma mistura de 1g de óxido de cálcio e 1g de material

pozolânico/água. O resultado é expresso pela quantidade de óxido de cálcio consumido por

grama de material pozolânico (mgCaO/g da amostra). Este processo também foi utilizado por

Fontes (2003).

A CLE apresentou 245 mgCaO/g. Este resultado indica que a CLE possui uma

capacidade de consumo de hidróxido de cálcio, caracterizando uma atividade pozolânica. Para

uma pozolana altamente reativa e comumente utilizada como a sílica ativa, este valor é de 516

mgCaO/g. Diante disso, pode-se afirmar que a CLE possui uma baixa atividade pozolânica. No

estudo de Fontes (2003), encontrou-se o valor de 226 mgCaO/g.

4.3.5 Caracterizações Físico-Químicas e Microbiológica da CLE

Esta caracterização foi realizada por meio de ensaios de laboratoriais (Tabela 4.10), a

fim de se detectar as características relevantes da CLE, comparando-se os valores de metais

encontrados aos determinados em NBR 10004 (ABNT, 2004a), conforme limites estabelecidos

no Anexo G.

Os dados apresentados na Tabela 4.10 demonstram a ausência de Coliformes Fecais,

ou seja, a CLE não oferece risco de contaminações patogênicas ao ser humano. O pH encontrado

foi de 9,79. Este aumento em relação à média do pH encontrada na Tabela 4.7 (4,73) pode ser

caracterizado pela inserção da cal na amostra antes do processo de incineração.

Além disso, na composição química da CLE, detecta-se que parte dos compostos

apontados neste ensaio se encontram identificados também no ensaio de difratometria de raios x

apresentado na Ilustração 4.8.

Verifica-se a presença de alguns metais pesados na amostra de CLE ensaiada (Tabela

4.10): Cd, Cu, Pb, Zn. Ressalta-se, no entanto, que dos metais contidos na amostra, somente o

elemento Chumbo encontra-se acima do limite permitido pela NBR 10004 (ABNT, 2004a).

85

Tabela 4.10 – Análise Físico-Química e Exame Bacteriológico da Cinza de Lodo de Esgoto Parâmetros Resultados Limites máximos NBR

10004 (Anexo G) Unidades

Aspecto Escuro - Odor Não Objetável - Cor Cinza - pH 9,79 UpH Alcalinidade Total 109,00 mg/L CaCO3 Ferro Total 0,03 mg/L Fe Dureza Total 105,00 mg/L CaCO3 Cloretos 7,50 250,000 mg/L Cl Matéria Orgânica - mg/L Gás Carbônico 0,32 mg/L CO2 Nitrogênio Amoniacal 0,01 mg/L N Condutividade Elétrica 388,00 us/cm Sólidos Totais Dissolvidos 540,00 mg/L Peróxido de Fósforo 1,39 mg/L P2O5

Óxido de Potássio 0,4939 mg/L K2O Óxido de Magnésio 0,7959 mg/L MgO Óxido Férrico 0,043 mg/L Fe2O3

Óxido de Alumínio 0,28 mg/L Al2O3

Óxido de Sódio 0,5558 mg/L Na2O Manganês - 0,100 mg/L Mn Cálcio 80,00 mg/L Ca Enxofre 0,195 mg/L S Cádmio <0,005 0,005 mg/L Cd Cobalto - mg/L Co Cobre - 2,000 mg/L Cu Níquel <0,010 mg/L Ni Chumbo 0,015 0,010 mg/L Pb Zinco 0,020 5,000 mg/L Zn Coliformes Totais Ausente - Coliformes Fecais Ausente - * Adaptada Fonte: (HIDROSERV, 2006).

4.3.6 Caracterização Ambiental da CLE

Segundo a NBR 10004 (ABNT, 2004a), os resíduos podem ser classificados em:

- Resíduos classe I - perigosos;

- Resíduos classe II – não perigosos;

86

- Resíduos classe II A – não inertes;

- Resíduos classe II B – inertes;

Os resíduos perigosos são aqueles que apresentam periculosidade, em função de suas

propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas podem apresentar risco à saúde pública,

provocando mortalidade, incidência de doenças ou acentuando seus índices; e ainda riscos ao

meio ambiente, quando o resíduo for gerenciado de forma inadequada. Além disso, os resíduos

podem ser classificados como perigosos caso apresentem as seguintes caracterísitcas:

inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxidade e patogenicidade.

Os resíduos de classe II A – não inertes – são aqueles que não se enquadram nas

classificações de resíduos classe I ou de resíduos de classe II B. Os resíduos inertes podem ter

propriedades, tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água.

Os resíduos de classe II B – inertes -são quaisquer resíduos que, quando amostrados de

uma forma representativa, segundo a NBR 10007 (ABNT, 2004d), e submetidos a um contato

dinâmico e estático com água destilada ou desionizada, à temperatura ambiente, conforme NBR

10006 (ABNT, 2004c), não tiverem nenhum dos seus constituintes solubilizados à concentrações

superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e

sabor, conforme Anexo G.

Segundo a Tabela 4.10, os resultados indicam conforme concentrações máximas

permitidas no Anexo G, da NBR 10004 (ABNT, 2004a), que o elemento Chumbo encontra-se

acima do permitido. Analisado isoladamente, este parâmetro pode ser utilizado como indicativo

para classificar este resíduo como perigoso. No entanto, os demais requisitos para classificação

deste resíduo como Classe I não são atendidos; o índice de patogenicidade, conforme tabela 4.10

encontra-se totalmente ausente na Cinza de Lodo de Esgoto.

Desta forma, neste estudo, classifica-se a CLE como resíduo de Classe II A – não inerte,

formado por alguns compostos perigosos, que reforçam a necessidade de se implantar alternativas

práticas que permitam uma disposição final adequada e segura do lodo de esgotos; no entanto,

para uma constatação mais segura desta classificação são necessárias a execução dos ensaios de

lixiviação, conforme NBR 10005 (ABNT, 2004b) e de solubilização segundo a NBR 10006

(ABNT, 2004c), não contemplados no programa experimental deste trabalho. Fontes (2003) e

Geyer (2001) obtiveram a mesma classificação para a Cinza de Lodo de Esgoto.

87

5 PROGRAMA EXPERIMENTAL - ESTUDO DO APROVEITAMENTO DA

CINZA EM ARGAMASSAS

Este capítulo objetiva avaliar as potencialidades da utilização da cinza de lodo de

esgoto gerado na Estação de Tratamento de Esgoto Dr. Hélio Seixo de Britto da cidade de

Goiânia, como insumo na produção de argamassa de Cimento Portland.

Apresenta-se a seguir a caracterização dos insumos utilizados na pesquisa, bem como

o programa experimental realizado.

5.1 MATERIAIS

5.1.1 Material Cimentíceo

O cimento utilizado na produção das argamassas foi o CP II F 32, da marca Goiás.

Realizaram-se as análises: físico-química e granulométrica através do Laboratório de Concreto de

FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S/A (FURNAS).

O CPII F 32 foi escolhido por ser o cimento mais utilizado no Estado de Goiás e por

ser, dentre os disponíveis, o material cimentante com menor teor de adição (5% de filler

calcário).

A massa específica do cimento encontrada foi de 2,98 g/cm3. O resultado da análise

química é apresentado na Tabela 5.1.

Os resultados da Análise Granulométrica a Laser são apresentados na Tabela 5.2 e

também representados graficamente na Ilustração 5.1. A dimensão média das partículas do

Cimento Portland foi de 8,85 µm.

A Superfície Específica Blaine do cimento foi de 4.290 cm²/g (CIMPOR, 2005).

88

Tabela 5.1 – Análise Química do Material Cimentante

Material: CIMENTO Tipo: CP II F-32

PROPRIEDADES DETERMINADAS Valores Limites Análise Química encontrados NBR 11578/91

Perda ao fogo 11,11 <= 6,5 Resíduo insolúvel 3,97 <= 2,5 Trióxido de enxofre (SO3) 3,82 <= 4,0 Óxido de magnésio (MgO) 1,31 <= 6,5 Dióxido de silício (SiO2) 18,23 - Óxido de ferro (Fe2O3) 2,26 - Óxido de alumínio (Al2O3) 3,63 - Óxido de cálcio (CaO) 58,62 - Óxido de cálcio livre (CaO) 2,1 - Óxido de sódio (Na2O) 0,19 - Álcalis Totais Óxido de potássio (K2O) 0,68 - Equiv. Alcalino 0,64 - Sulfato de cálcio (CaSO4) 6,49 -


Tabela 5.2 – Análise Granulométrica do Cimento Portland

Registro: 1.1714.2006 Ultrasom: 60s Amostra: Cimento CP II-F 32 Concentração: 159

Programa: 2337 Diâmetro abaixo do qual encontram-se 10% das partículas (µm): 1,30

Líquido: Álcool Dimensão Média (µm): 8,85

Agente dispersante: Nenhum Diâmetro abaixo do qual encontram-se 90% das partículas (µm): 28,60

Data do ensaio: 07/11/2006 Index Granulômetro: 904 Fonte: (FURNAS, 2006).

89

Ilustração 5.1 – Análise Granulométrica do Cimento Portland. Fonte: (FURNAS, 2006).

Os valores dos diâmetros das partículas encontrados que correspondem a 10% de

material passante e a 90%, foram de 1,30µm e 28,60µm. Estes valores permitem concluir que a

granulometria encontrada para o cimento é menor do que a da Cinza de Lodo de Esgoto,

equivalentes a 1,57µm e 56,49µm respectivamente.

5.1.2 Agregado Miúdo

Utilizou-se na pesquisa a areia normal conforme NBR 7214 (ABNT, 1982). A Areia

Normal Brasileira é fornecida em quatro frações individuais, quais sejam: 1,2 mm (peneiras 16),

0,6 mm (peneira 30), 0,3 mm (peneira 50) e 0,15 mm (peneira 100). São embaladas em sacos de

25 kg. Este material foi fornecido pelo Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT). A massa

específica encontrada para a areia normatizada foi de 2,64 g/cm3.

90

5.1.3 Água

A água utilizada durante a produção da argamassa para a moldagem dos Corpos de

Provas (CP’s) foi proveniente da concessionária local de abastecimento da cidade de Goiânia –

GO.

5.1.4 Aditivo Superplastificante

O superplastificante adotado foi o Glenium 51, Marca Degussa Chemicals Brasil,

feito à base de uma cadeia de éter policarboxílico. O superplastificante foi utilizado para garantir

nas relações água / (cimento+cinza de lodo de esgoto), a/c, mais baixas (0,4 e 0,6), a mesma

consistência da argamassa de referência da relação a/c 0,8.

5.2 PROGRAMA EXPERIMENTAL

Apresenta-se a seguir o programa experimental onde se descrevem as dosagens de

argamassas definidas bem como os ensaios propostos para esta etapa.

5.2.1 Dosagens das Argamassas

Foram realizados três tipos de dosagens de argamassas onde se variou a relação

água/cimento, quais sejam: 0,4, 0,60 e 0,80 e os percentuais de cinza em substituição ao cimento:

5%, 10%, 15% e 20%. O traço definido em massa foi de 1:3, ou seja, 1 de Cimento: 3 de Areia,

conforme disposto na NBR 7215 (ABNT, 1996). As relações a/c adotadas objetivaram avaliar o

desempenho das argamassas de concretos comumente utilizados nas obras brasileiras, de média e

baixa resistência.

Pesquisas anteriores apresentaram teores de adição de cinzas de lodo no concreto que

variaram de 5% a 20%. Estudos realizados por Tay (1987b) e por Geyer (2001) mostraram que

91

adições superiores a 20% reduzem muito a resistência à compressão do concreto, inviabilizando

sua aplicação;

Foram moldados 45 Corpos de Provas (CP’s) para cada relação a/c, totalizando 135

amostras. Avaliaram-se as propriedades da argamassa quanto à resistência à compressão e

efetuaram-se ensaios de carbonatação e absorção por imersão e fervura. Na Tabela 5.3 apresenta-

se o dimensionamento de CP’s necessários para a realização da pesquisa.

O processo de cura seguiu as orientações contidas na NBR 7215 (ABNT, 1996).

Tabela 5.3 – Número de Corpos de Provas por argamassa de cinza, segundo a relação a/c

Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto Ensaios 0% 5% 10% 15% 20%

Compressão à Resistência 7 dias 2 2 2 2 2 Compressão à Resistência 28 dias 2 2 2 2 2 Carbonatação 2 2 2 2 2 Absorção por Imersão e Fervura 3 3 3 3 3 Sub-total de CP’s 9 9 9 9 9 Nº de CP’s/relação a/c 45 Nº de relações a/c 03 variáveis Total do Nº de Corpo de Provas 135

Apresenta-se nas Tabelas 5.4, 5.5 e 5.6, os consumos de insumos, por metro cúbico,

de cada variável estudada. A primeira relação água/cimento trabalhada nesta pesquisa foi a 0,8.

Nesta moldagem, determinou-se índice de consistência de 300mm para a argamassa de 0% de

CLE, e o mesmo foi utilizado como referência para o alcance da mesma trabalhabilidade nas

demais argamassas. Nas relações a/c 0,6 e 0,4, esta consistência foi alcançada com o uso de

Aditivo Superplastificante.

Tabela 5.4 – Consumo de Insumo na argamassa de traço 1:3, a/c=0,4, por m³ Teor de Adição de Cinza de

Lodo de Esgoto (CLE) Relação

a/c Traço em massa Cimento:Areia

Consumo Cimento

Consumo CLE

Consumo Areia

Consumo Água

(%) kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ 0% 0,4 1:3 523,52 0,00 1.570,57 209,41 5% 0,4 1:3 497,35 24,07 1.570,57 209,41 10% 0,4 1:3 471,17 48,14 1.570,57 209,41 15% 0,4 1:3 444,99 72,20 1.570,57 209,41 20% 0,4 1:3 418,82 96,27 1.570,57 209,41

92




Consumo Cimento

Consumo CLE

Consumo Areia

Consumo Água

(%) kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ 0% 0,6 1:3 472,99 0,00 1.418,96 283,79 5% 0,6 1:3 449,34 21,74 1.418,96 283,79 10% 0,6 1:3 425,69 43,49 1.418,96 283,79 15% 0,6 1:3 402,04 65,23 1.418,96 283,79 20% 0,6 1:3 378,39 86,98 1.418,96 283,79




Consumo Cimento

Consumo CLE

Consumo Areia

Consumo Água

(%) kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ 0% 0,8 1:3 431,35 0,00 1.294,05 345,08 5% 0,8 1:3 409,78 19,83 1.294,05 345,08 10% 0,8 1:3 388,22 39,66 1.294,05 345,08 15% 0,8 1:3 366,65 59,49 1.294,05 345,08 20% 0,8 1:3 345,08 79,32 1.294,05 345,08

Determinou-se a ordem da produção das argamassas em função da maior quantidade

de água contida nas relações a/c, ou seja, 0,8, 0,6, e 0,4. Para a relação a/c 0,6 utilizou-se 0,5% de

superplastificante sobre a massa cimentícea; já para a 0,4 um total de 2%.

A quantidade de Cinza de Lodo de Esgoto que equivaleria ao percentual de

substituição do Cimento Portland desejada (0%, 5%, 10% e 15%), foi encontrada em volume,

levando-se em consideração a massa específica de cada insumo, exemplificado no Anexo 2.

5.2.2 Preparo das Argamassas

As argamassas foram preparadas segundo a NBR 7215 (ABNT, 1996) (Ilustração

5.2). Para as argamassas de relação a/c 0,6 e 0,4, onde utilizou-se o aditivo superplastificante,

foram feitas tentativas gradativas do uso do aditivo, em uma amostra menor de insumos, até que

alcançasse o ponto ótimo, ou seja, o Índice de Consistência mais próximo ao encontrado na

argamassa de 0% CLE, relação a/c 0,8. Os valores eram acrescidos gradativamente, partindo-se

da medida de 0,1% de aditivo sobre a massa cimentante. A argamassa de teste era elaborada

manualmente com o auxílio de uma espátula.

93

Ilustração 5.2 – Misturador Mecânico

Realizou-se para cada tipo de argamassa o ensaio de Índice de Consistência segundo

a NBR 13276 (ABNT, 2002). Transcorridas as 24 horas após a moldagem, os CP’s foram

retirados dos moldes, identificados e colocados em tanque de água saturada onde permaneceram

até o instante dos ensaios de compressão (Ilustrações 5.3 e 5.4). Após 30 dias, os CP’s eram

retirados da água saturada, permanecendo na câmara úmida até a data programada para os ensaios

de carbonatação e absorção por imersão e fervura, ou seja, 60 dias.

Ilustração 5.3 – Acondicionamento dos Corpos de Provas em Câmara Úmida

94

Ilustração 5.4 – Identificação dos Corpos de Provas na Câmara Úmida

5.2.3 Ensaios Realizados em Argamassas Frescas: Índice de Consistência

A consistência da argamassa de concreto depende de vários fatores tais como a

relação água/cimento (a/c), a relação pasta/inertes, o tipo de inertes (dimensão, granulometria,

forma, teor de finos, porosidade, entre outros), a natureza do ligante e a presença de aditivos na

mistura.

O objetivo deste ensaio foi estabelecer um padrão de consistência (trabalhabilidade)

semelhante a 300 mm para todas as argamassas. Este valor foi alcançado nas argamassas de

relações a/c menores, 0,4 e 0,6, por meio do uso de aditivo superplastificante.

Este ensaio foi realizado segundo a norma de Determinação do Índice de Consistência

– NBR 13276 (ABNT, 2002), Ilustração 5.5.

95

Ilustração 5.5 – Ensaio de Índice de Consistência

5.2.4 Ensaios Realizados em Argamassas Endurecidas

5.2.4.1 Resistência à Compressão

A resistência à compressão da argamassa de concreto é ditada por uma série de

fatores. Os principais, segundo Mehta e Monteiro (1994), são: natureza e dosagem do ligante,

granulometria, máxima dimensão, forma, textura superficial, resistência e rigidez dos agregados,

relação água/cimento, porosidade, relação cimento/inertes, idade, grau de compactação,

condições de cura e condições do ensaio.

Neste experimento trabalhou-se com as variáveis: relação a/c e teor de adição de cinza

de lodo de esgoto (CLE) e idades da argamassa de concreto de 7 e 28 dias. Os ensaios foram

realizados segundo a norma NBR 5739 (ABNT, 1980) no Laboratório de Concreto de FURNAS

e utilizaram-se, para cada ensaio, dois CP’s de cada argamassa produzida.

O objetivo deste ensaio foi avaliar o comportamento das resistências das argamassas

segundo a relação a/c 0,4, 0,6 e 0,8 e segundo o teor de adição de Cinza de Lodo de Esgoto

(CLE) utilizados na moldagem dos Corpos de Provas, quais sejam: 0%, 5%, 10%, 15% e 20%.

96

5.2.4.2 Absorção por Imersão e Fervura

O ensaio de absorção de água é citado como apropriado para avaliação comparativa

entre diferentes concretos submetidos a diferentes dosagens (TANABE, 1994). O objetivo deste

ensaio foi avaliar, indiretamente, a porosidade total entre argamassas de concreto com diferentes

teores de adições de CLE e relações a/c.

O ensaio de absorção foi escolhido, não para verificar diretamente a qualidade das

argamassas de concretos, mas sim para detectar a existência de diferenças entre argamassas com

diferentes teores de adições e relações a/c, e com isto analisar-se, indiretamente, a durabilidade

do material.

Neste trabalho utilizou-se o método de ensaio de absorção de água descrito na NBR

9778 (ABNT, 1987b): Ensaio de absorção com imersão e fervura. Nos ensaios de absorção, os

corpos-de-prova foram curados em câmara úmida até os 60 dias e após, colocados em uma sala

com umidade relativa do ar de 50 ± 10 % e temperatura de 25 ± 5°C, controladas, até o final do

ensaio. Estes foram realizados no Laboratório de Concreto de FURNAS.

5.2.4.3 Carbonatação

O fenômeno da carbonatação está ligado diretamente com a durabilidade do concreto,

especialmente quando se trata de concreto armado, pois a redução do pH deste material, advinda

da carbonatação, despassiva as armaduras fazendo com que o aço passe a estar vulnerável e que

se instale o processo de corrosão.

O objetivo deste ensaio foi de verificar, de forma indireta, a capacidade das

argamassas de concreto, com diferentes teores de adições de CLE e relações a/c, em deixar

penetrar gases no seu interior, os quais podem ser agentes agressivos ao material.

A medida de profundidade de carbonatação dos Corpos de Provas foi realizada nas

idades de 60, 75 e 90 dias. O procedimento de execução deste ensaio seguiu as recomendações do

RILEM CPC-18 (RILEM, 1988) e consistiu em borrifar solução de fenolftaleína a 1,0 grama,

dissolvida em 50ml de álcool etílico e 50ml de água destilada, na superfície do concreto

previamente quebrado para este fim.

97

Após aplicação da solução de fenolftaleína, fez-se a medição da profundidade de

carbonatação a partir da superfície do concreto, em três pontos diferentes, tomando-se como valor

desta, a média dos valores medidos. Adotou-se a indicação incolor como sendo a superfície

carbonatada e a violeta como não carbonatada (Ilustração 5.6)

Ressalta-se, no entanto, que se efetuou o ensaio em corpos de provas cilíndricos, em

função da indisponibilidade de formas prismáticas.

Ilustração 5.6 – Ensaio de Carbonatação

Os CP’s foram expostos ao CO2 (Dióxido de Carbono) por meio da exposição natural

em garagem de subsolo, iniciada na idade de 60 dias, data em que os Corpos de Provas foram

retirados da câmara úmida. Os CP’s foram conduzidos ao local de exposição. Efetuaram-se três

leituras da carbonatação distantes entre si 15 dias.

A escolha do local se deu em função do alto teor de Dióxido de Carbono emitido

diariamente pelos veículos. Os CP’s foram expostos a uma situação real de agressividade dentro

dos aspectos da construção civil.

98

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo são apresentados os resultados e análises dos ensaios experimentais de

resistência à compressão, de carbonatação e de absorção por imersão e fervura das argamassas

submetidas à substituições parciais do Cimento Portland pela Cinza de Lodo de Esgoto (CLE).

Os resultados do ensaio realizado em argamassas frescas, especificamente o Índice de

Consistência, também são apresentados neste capítulo, porém, como já explicado no capítulo 5, o

objetivo deste ensaio foi apenas de estabelecer um padrão de consistência de 300 mm para todas

as argamassas de concreto.

6.1 ENSAIOS EM ARGAMASSAS FRESCAS: ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA

Na tabela 6.1 apresentam-se os valores das médias do Índice de Consistência

encontrado para cada tipo de argamassa produzida segundo a relação a/c utilizada.

Verifica-se uma aproximação satisfatória do índice de consistência encontrado nas

argamassas ao valor de 300mm, para todas as relações a/c (0,4, 0,6 e 0,8), como foi proposto. Nas

relações a/c, 0,4 e 0,6, a consistência foi obtida por meio do uso de aditivo superplastificante. O

desvio padrão encontrado foi de 4,4 mm.

Tabela 6.1 – Índice de Consistência na argamassa segundo a relação a/c Consistência (mm)

Relação a/c Teor de Adição de CLE (%) 0,4 0,6 0,8

Média

0% CLE 301,33 300,00 320,33 307,22 5% CLE 292,00 321,67 333,00 315,56

10% CLE 283,33 331,67 337,67 317,56 15% CLE 300,00 330,00 335,00 321,67 20% CLE 300,00 333,33 335,00 322,78

99

6.2 ENSAIOS EM ARGAMASSAS ENDURECIDAS

6.2.1 Resistência à Compressão

O ensaio de Resistência à Compressão foi realizado em duas idades da argamassa de

concreto: 7 e 28 dias. Apresenta-se a seguir, nas Tabelas 6.2 e 6.3, os valores médios encontrados

para cada idade, seguidos da análise estatística feita para o conjunto das datas estudadas.

Tabela 6.2 – Resistência à Compressão segundo a relação a/c - Idade 7 dias - (MPa) Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto Relação a/c

0% 5% 10% 15% 20% 0,4 20,35 21,80 20,30 18,50 17,10 0,6 11,60 11,55 12,15 10,95 10,80 0,8 9,15 9,10 7,55 8,85 7,30

Tabela 6.3 - Resistência à Compressão segundo a relação a/c - Idade 28 dias - (MPa) Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto Relação a/c

0% 5% 10% 15% 20% 0,4 28,70 27,90 27,15 26,00 24,35 0,6 17,70 16,65 15,50 14,32 13,85 0,8 13,30 12,20 11,50 11,10 10,70

6.2.1.1 Análise Estatística

A análise estatística para a resistência à compressão se deu através da utilização do

método para Projetos Cruzados de 3 Fatores. A ANOVA elaborada, e apresentada conforme

Tabela 6.4, possui as seguintes distinções de nomenclatura: A (relação a/c), B (Percentual de

CLE), C (dias). Os cálculos desta análise encontram-se no Anexo 3.

A determinação da significância dos fatores estudados é obtida ao comparar-se os

valores de Fcalculado (Fcal) e de Ftabelado (Ftab). Quando Fcal é maior que o Ftab, detecta-se

que o fator analisado apresenta diferenças significativas em relação aos grupos estudados, ou

seja, este fator é tido como significativo (S), em caso contrário, este é não significativo (NS).

Dentro dos fatores significativos, determina-se que o mais fortemente significativo seja o grupo

com o maior Fcal encontrado e assim sucessivamente.

100

Tabela 6.4 – Tabela ANOVA para Projetos Cruzados de 3 Fatores Fonte de Variação SQ GDL MQ Fcal Ftab Signif.

A (Relação a/c) 1.857,85 2 928,92 438,40 3,32 S B (% de CLE) 62,92 4 15,73 7,42 2,69 S

C (Dias) 363,83 1 363,83 171,71 4,17 S AB 12,33 8 1,54 0,73 2,27 NS AC 40,86 2 20,43 9,64 3,32 S BC 6,38 4 1,59 0,75 2,69 NS

ABC 5,79 8 0,72 0,34 2,27 NS ERRO 63,57 30 2,12 Total 2.413,53 59

Onde,

SQ= Soma dos Quadrados

GDL = Grau de Liberdade

MQ= Média dos Quadrados

Fcal= F calculado

Ftab= F Tabelado

Signif = Nível de Significância

Conforme demonstrado na Tabela 6.4, os Fatores Relação a/c (A), Percentual de CLE

(B) e ainda a Idade do Corpo de Provas (C) foram significativos. Além disso, a interface entre os

fatores: Relação a/c e Idade do Corpo de Provas (AC) também se mostrou significativa. Deve-se

ressaltar, no entanto, que entre os valores relevantes apresentados, o fator A (relação a/c) é o mais

significativo dado o valor de Fcal encontrado, seguido dos fatores C, AC e B respectivamente.

Os sub-itens seguintes valoram e demonstram graficamente as significâncias de cada

fator estudado, que serão analisados isoladamente e em relações cruzadas de fatores.

6.2.1.1.1 Análise Isolada da Relação a/c – Fator A

A Tabela 6.5 e a Ilustração 6.1 trabalham, isoladamente, a influência do fator A –

relação água/(cimento + cinza de lodo de esgoto), (a/c),sobre a resistência à compressão.

101

y = -12,181Ln(x) + 22,874R2 = 0,9859

0

5

10

15

20

25

30

0,4 0,6 0,8

Relação a/c

Méd

ia d

as R

esist

ênci

as à

Com

pres

são

(MPa

)

Tabela 6.5 – Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A: Relação a/c Relação a/c Resistência a Compressão

(MPa) 0,4 23,22 0,6 13,51 0,8 10,08

Ilustração 6.1 – Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A: Relação a/c

A Ilustração 6.1 desenvolve uma linha de tendência logarítmica que confirma a

variação da resistência em função da relação a/c. Segundo os valores apresentados, existe uma

relação inversamente proporcional, onde para uma argamassa moldada em iguais condições de

mistura, adensamento, cura e condições de ensaio, quanto maior a relação água/aglomerante,

menor a sua resistência relativa (ABRAMS, 1918; MEHTA; MONTEIRO, 1994; FONTES,

2003; GEYER, 2001; GONÇALVES, 2000).

O coeficiente de determinação (R2) obtido foi de 0,9859, indicando que o modelo

apresentado explica 98,59% dos resultados na resistência à compressão.

102

6.2.1.1.2 Análise Isolada da Idade do Corpo de Provas – Fator C

Para se verificar a influência isolada da Idade do Corpo de Provas (Fator C da Anova)

sobre a resistência à compressão, analisa-se os valores médios apresentados na Tabela 6.6.

Tabela 6.6 - Média das Resistências à Compressão segundo o Fator C: Idade do Corpo de Provas (CP)

Idade do Corpo de Provas (dias)

Resistência a Compressão (MPa)

7 dias 13,14 28 dias 18,06

Na Tabela 6.6, confirma-se o aumento significativo da resistência da argamassa em

função da Idade do Corpo de Provas; verifica-se um acréscimo médio de 37,44% em relação à

resistência encontrada entre os 7 dias e 28 dias. Fontes (2003) encontrou uma acréscimo de

31,44% nas resistências das argamassas moldadas.

6.2.1.1.3 Análise Conjunta da Resistência à Compressão segundo a Relação a/c e da Idade

do Corpo de Provas – Fator A x Fator C

A análise da influência cruzada dos fatores A e C sobre a resistência à compressão

baseia-se nos valores médios apresentados na Tabela 6.7 e na Ilustração 6.2.

Tabela 6.7 - Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c) cruzado com o Fator C (Idade do Corpo de Provas)

Resistência a Compressão (MPa) Relação a/c

7 dias 28 dias Variação (%)0,4 19,61 26,82 36,77 0,6 11,41 15,61 36,77 0,8 8,39 11,76 40,17

Média 13,14 18,06 37,90

103

Ilustração 6.2 – Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c) cruzado com Fator C (Idade do CP)

Na Ilustração 6.2, desenvolvem-se linhas de tendências logarítmicas que confirmam

mais uma vez a variação da resistência relativa em função da relação a/c, associado também com

a idade do corpo de provas. Quanto menor a relação a/c e quanto maior as idades, maiores os

valores médios das resistências relativas.

Verifica-se que houve uma variação média de 37,90% entre os valores encontrados

para a resistência relativa de 7 e de 28 dias (Tabela 6.7).

Na representação gráfica apresentada, os coeficientes de determinação (R2) obtidos

foram iguais a 0,9844 e 0,9879, ou seja, o modelo estudado explica os resultados na resistência à

compressão em 98,44% aos 28 dias e 98,79% aos 7.

6.2.1.1.4 Análise Isolada do Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto – Fator B

A Tabela 6.8 e a Ilustração 6.3 trabalham, isoladamente, a influência do fator B –

Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto (CLE), sobre a resistência à compressão.

y = -13,974Ln(x) + 26,408R2 = 0,9844

y = -10,387Ln(x) + 19,34R2 = 0,9879

0

5

10

15

20

25

30

0,4 0,6 0,8

Relação a/c

7 dias

28 dias

Log. (28 dias)

Log. (7 dias)

Méd

ia d

as R

esist

ênci

as à

Com

pres

são

(MPa

)

104

Tabela 6.8 – Média das Resistências à Compressão segundo o Fator B: Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto

Resistência à Compressão (MPa) Percentual de CLE 7 dias 28 dias Variação (%)0% 13,7 19,9 45,26 5% 14,2 18,9 33,69 10% 13,3 18,1 35,38 15% 12,8 17,1 34,27 20% 11,7 16,3 38,92

Média 13,14 18,06 37,50

Ilustração 6.3 - Média das Resistências à Compressão segundo o Fator B: Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto

Segundo a Ilustração 6.3, detecta-se a variação da resistência em função da utilização

da Cinza de Lodo de Esgoto; encontra-se uma relação inversamente proporcional, onde quanto

maior o percentual de adição de CLE utilizado na argamassa, menor é a resistência relativa

encontrada.

Na representação gráfica apresentada, os R2 obtidos foram iguais a 0,9933 e 0,8101,

ou seja, o modelo estudado explica os resultados na resistência à compressão, em relação ao uso

de adição de CLE, em 99,33% aos 28 dias e em 81,01% aos 7.

Nas argamassas com teores de adição de 5% e 10%, são encontrados resultados

próximos aos valores das argamassas de referência (0% de CLE), quais sejam, em ordem

crescente dos teores citados, para 7 dias: 13,7MPa, 14,2MPa e 13,3MPa e para 28 dias: 19,9MPa,

y = -0,5317x + 14,732R2 = 0,8101

y = -0,8975x + 20,754R2 = 0,9993

0

5

10

15

20

25

30

0% 5% 10% 15% 20%

Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto

7 dias

28 dias

Linear (7 dias)

Linear (28 dias)

Méd

ia d

as R

esist

ênci

as à

Com

pres

são

(MPa

)

105

18,9MPa e 18,1MPa, podendo-se considerar que o uso da CLE não impactou de forma

significativa na redução dos valores encontrados nas médias das resistências à compressão, o que

pode viabilizar o aproveitamento de CLE em até 10%, sem perdas significativas na resistência.

Verifica-se que aos 28 dias houve uma redução gradativa das resistências

encontradas, em função do teor de adição de CLE utilizado na moldagem das argamassas, para

todas as relações a/c. Segundo Tay (1987b), podem ser consideradas como aceitáveis quedas

próximas a 11% para resistência à compressão de 28 dias. Neste estudo encontrou-se uma

redução de 9,30% para a argamassa produzida com até 10% de CLE.

Segundo Geyer (2001), percentuais de adição de até 10% de CLE, mesmo com baixa

atividade pozolânica, não proporcionam grandes reduções na resistência à compressão. Isto se dá,

provavelmente, porque a adição das cinzas em pequenos percentuais, em substituição ao cimento,

pode ajudar no fechamento de poros do concreto. Os finos podem auxiliar para que não haja uma

redução relevante, como ocorreu com as adições de 5% e 10%.

Estes resultados vão ao encontro a estudos desenvolvidos por Fontes (2003),

Gonçalves (2000), onde adições que não possuem grande atividade pozolânica, não apresentam

crescimento de resistências superiores às referências.

Objetivando-se visualizar melhor as tendências do uso da Cinza de Lodo de Esgoto

sobre a resistência à compressão na argamassa, traçou-se linhas de tendências com as médias dos

valores das resistências segundo o percentual de CLE e ainda segundo as relações a/c estudadas,

0,4, 0,6 e 0,8 (Tabela 6.9, Ilustração 6.4).

Tabela 6.9 - Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c) cruzado com o Fator B (Percentual de Cinzas de Lodo de Esgoto)

Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto (%) 0% 5% 10% 15% 20%

Relação a/c Resistência

Referência (MPa)

Resist. (MPa)

variação (%)

Resist. (MPa)

variação (%)

Resist. (MPa)

variação (%)

Resist. (MPa)

variação (%)

0,4 24,53 24,85 1,33 23,73 -3,26 22,25 -9,28 20,73 -15,49 0,6 18,78 18,60 -0,93 19,28 2,66 19,85 5,73 16,60 -11,58 0,8 14,65 14,10 -3,75 13,83 -5,63 14,65 0,00 12,33 -15,87

106

y = -1,02x + 26,275R2 = 0,8831

y = -0,31x + 19,55R2 = 0,1589

y = -0,41x + 15,14R2 = 0,4605

0

5

10

15

20

25

30

0% 5% 10% 15% 20%

Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto

0,40,60,8Linear (0,4)Linear (0,6)Linear (0,8)

Méd

ia d

as R

esist

ênci

as à

Com

pres

são

(MPa

)

Relação a/c

Ilustração 6.4 - Média das Resistências à Compressão segundo o Fator A (Relação a/c) cruzado com Fator B (% de CLE)

Os coeficientes de determinação apresentados na Ilustração 6.4 foram baixos. Este

fato pode ser explicado em função da quantidade limitada de corpos de prova moldados para

avaliação das propriedades da argamassa de concreto endurecido (Tabela 5.3), ou seja, duas

unidades de cada argamassa para análise da resistência à compressão aos 7 dias e outras duas

para os 28. A quantidade foi definida conforme a disposição de CLE.

Conforme a Ilustração 6.4, pode-se estimar que para a produção de uma argamassa

próxima à resistência de compressão de 15 MPa, poderia se utilizar uma argamassa de relação a/c

0,8 sem adição de CLE ou optar por uma argamassa de relação a/c 0,6 com teor de adição de 20%

de CLE. Para a primeira opção, conforme Tabela 5.6, o consumo de cimento seria de 431,35

kg/m³, ao passo que para a segunda opção, conforme Tabela 5.5, o consumo de cimento seria de

378,39 kg/m³ e de CLE de 86,98 kg /m³.

Um outro exemplo pode ser aplicado na produção de uma argamassa próxima à

resistência de compressão de 20 MPa. Poderia-se utilizar uma argamassa de relação a/c 0,6 sem

adição de CLE ou optar por uma argamassa de relação a/c 0,4 com teor de adição de 20% de

CLE. Para a primeira opção, conforme Tabela 5.5, o consumo de cimento seria de 472,99 kg/m³,

ao passo que para a segunda opção, conforme Tabela 5.4, o consumo de cimento seria de 418,82

kg/m³ e de CLE de 96,27 /m³.

107

Dos exemplos apresentados, a segunda opção, analisada para cada um destes, traz não

só o benefício ecológico, por viabilizar a disposição final e segura da Cinza de Lodo de Esgoto e

diminuir a emissão de CO2 advinda da produção de cimento, como também econômico, pois se

reduz a aquisição de matéria prima – cimento – para a produção da argamassa.

6.2.2 Absorção por Imersão e Fervura

O ensaio de Absorção por imersão e fervura foi realizado na data de 60 dias, segundo

procedimentos estabelecidos pela NBR 9778 (ABNT, 1987b). Os valores médios relativos à

absorção em função das relações a/c e teor de adição de CLE são apresentados na Tabela 6.10.

Tabela 6.10 – Média da Absorção por imersão e fervura aos 60 dias (%) Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto Relação a/c

0% 5% 10% 15% 20% 0,4 7,82 7,73 8,02 8,02 7,85 0,6 9,26 9,73 9,95 10,45 10,69 0,8 13,06 13,17 13,20 12,99 12,79

Segundo os dados apresentados, verifica-se que a absorção aumenta em função da

relação a/c e em função da Cinza de Lodo de Esgoto, como era esperado.

6.2.2.1 Análise Estatística

A análise estatística proposta baseou-se na aplicação do método para Projetos

Fatoriais de 2 fatores. A ANOVA apresentada na Tabela 6.11 possui as seguintes distinções de

nomenclatura: A (Relação a/c), B (Percentual de CLE). Os cálculos desta análise estão no Anexo

4.

108

Tabela 6.11 – Tabela ANOVA para Projetos Fatoriais de 2 Fatores Fonte de Variação SQ GDL MQ Fcal Ftab Signif.

A (Relação a/c) 201,32 2 100,66 574,74 3,32 S B (% de CLE) 1,22 4 0,30 1,74 2,69 NS

AB 3,24 8 0,40 2,31 2,27 S ERRO 5,25 30 0,18 Total 211,02 44

Onde,

SQ= Soma dos Quadrados

GDL = Grau de Liberdade

MQ= Média dos Quadrados

Fcal= F calculado

Ftab= F Tabelado

Signif = Nível de Significância

Conforme demonstrado na Tabela 6.11, os Fatores A (Relação a/c) e AB (interface

das relações a/c com o teor de adição de CLE), foram os mais significantes. Ressalta-se, no

entanto, que o fator A é o mais significativo da análise tendo em vista que o valor do Fcal é o

mais relevante.

6.2.2.1.1 Análise Isolada da Relação a/c – Fator A

A Tabela 6.12 e a Ilustração 6.5 valoram e demonstram graficamente a significância

do fator A: Relação a/c.

Tabela 6.12 – Média da Absorção por imersão e fervura aos 60 dias, segundo o Fator A: Relação a/c

Relação a/c Absorção (%) 0,4 7,89 0,6 10,01 0,8 13,04

109

y = 2,5773x + 5,1602R2 = 0,9899

0

5

10

15

20

25

30

0,4 0,6 0,8

Relação a/c

Abs

orçã

o po

r Im

ersã

o e

Ferv

ura

(%)

Ilustração 6.5 - Média da Absorção aos 60 dias, segundo o Fator A: Relação a/c

Observa-se que a absorção cresce com o aumento da relação a/c, como era de se

esperar, pois estas proporcionam argamassas mais porosas. O coeficiente de determinação (R2)

obtido foi de 0,9899, indicando que o modelo proposto explica 98,99% dos resultados da

absorção por imersão e fervura.

Geyer (2001) observou que, de um modo geral, a absorção por imersão cresce com o

aumento da relação a/c.

6.2.2.1.2 Análise Conjunta da Absorção por Imersão e Fervura segundo a Relação a/c e

Teores de Adição de CLE – Fator A x Fator B

Os resultados do fator AB não permitem uma avaliação gráfica sobre as médias

encontradas na análise estatística, devido à grande variação destes, no entanto, objetivando-se

visualizar melhor as tendências dos ensaios de absorção por imersão e fervura em função do teor

de adições de CLE, traçou-se curvas com a média dos valores reais de absorção medidos nos

ensaios, segundo as relações a/c 0,4, 0,6 e 0,8 versus os teores de adições de CLE, quais sejam

0%, 5%, 10%, 15% e 20%, Tabela 6.10 e Ilustração 6.6.

110

Ilustração 6.6 – Variação dos valores médios da Absorção por Imersão e Fervura (%)

Na Ilustração 6.6, observa-se que, a absorção aumenta com o acréscimo da relação

a/c, o que era esperado, uma vez que as argamassas se tornam mais porosas em função do

aumento das relações a/c. Esta mesma relação também é encontrada, quando a análise se dá em

função do fator teor de adição de Cinza de Lodo de Esgoto.

Os coeficientes de determinação, segundo o teor de adição de CLE (0%, 5%, 10%,

15% e 20%) foram respectivamente de 0,9359, 0,9769, 0,9789, 0,9998, 0,9926, o que quer dizer

que o modelo apresentado explica os resultados da Absorção por Imersão e Fervura em 93,59%

para a argamassa de 0% de CLE, 97,69% para 5%, 97,89% para 10%, 99,98 para 15% e 99,26%

para 20%. Estes valores não estão representados graficamente em função de que os mesmo

causariam uma má disposição e interpretação dos dados da Ilustração 6.6.

Na Tabela 6.10 e Ilustração 6.6, observa-se, para a relação a/c 0,4, que não houve

influências relevantes do teor de adição sobre os resultados da absorção; acréscimo total de

2,55% sobre a argamassa de referência. Este mesmo diagnóstico é encontrado na relação a/c 0,8,

que apresentou um acréscimo máximo de 1,07%.

0

5

10

15

20

25

30

0,4 0,6 0,8

Relação a/c

Abs

orçã

o po

r Im

ersã

o e

Ferv

ura

(%)

0%

5%

10%

15%

20%

% de Cinza de Lodo de Esgoto

111

Verifica-se, no entanto, que para as argamassas de relação a/c 0,6 e teores de adição

5% e 10%, encontrou-se um novo percentual de acréscimo, 7,45%, em relação à argamassa de

referência; para os teores de 15% e 20%, este valor passou para 15,44%, o que expressa uma

tendência quanto à influência das adições na absorção por imersão: quanto maior o teor de adição

de CLE, maior a absortividade da argamassa.

Conforme a Ilustração 6.6, verifica-se que os teores de adição de CLE de 5% e 10%,

para as relações a/c 0,4, e 0,8, a exceção da 0,6, não influenciaram nos resultados encontrados na

absorção por imersão, se comparados com os valores das argamassas de referências, o que

viabiliza o aproveitamento de maiores quantidades de CLE, ou seja, em até 10% sem perdas

significativas.

Fontes (2003) verificou um aumento na porosidade total do concreto à medida que a

porcentagem de CLE também aumentava. Estes incrementos foram da ordem de 5%, 10%, 18% e

22% para as misturas com 10%, 15%, 20% e 30% de adição de CLE.

6.2.3 Carbonatação

Os Corpos de Provas foram ensaiados em três datas de medição distintas: 60, 75 e 90

dias. Após a aplicação da solução de fenolftaleína efetuaram-se leituras de medição da

carbonatação, conforme procedimento experimental descrito no Capítulo 5.

Os ensaios de carbonatação para as relações a/c 0,4 e 0,6 não indicaram nenhuma

leitura de avanço entre as três datas de medição. Acredita-se que em função da baixa porosidade

para os tipos de argamassas descritas seriam necessárias outras leituras em um período maior.

Desta forma, não foi possível modelar estatisticamente os resultados dos valores

encontrados para o ensaio de carbonatação, tendo em vista que se obteve leituras somente para a

relação a/c 0,8.

Para a idade dos 60 dias, em todas as variáveis de a/c, as leituras foram 0,00mm. Este

fato pode ser explicado em função de esta ser a data de retirada do CP’s da câmara úmida para

exposição natural, ou seja, os corpos de provas encontravam-se saturados.

Na Tabela 6.13, são apresentados os resultados isolados das medidas de profundidade

de carbonatação da relação a/c 0,8.

112

Tabela 6.13 – Carbonatação segundo a relação a/c 0,8 (mm) Percentual de Cinza de Lodo de Esgoto Dias

0% 5% 10% 15% 20% 60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 75 0,00 1,00 1,00 4,00 3,00 90 3,33 3,33 3,17 4,33 4,17

Observando-se a Tabela 6.13, verifica-se que as profundidades de carbonatação aos

90 dias (relação a/c 0,8), para os teores de adição de 0%, 5% e 10% apresentaram valores muito

próximos. Inclusive com o mesmo valor para os teores de 0% e 5% e com uma pequena redução

para a argamassa moldada com 10% de CLE. Estes resultados, associados às análises de outros

experimentos (resistência à compressão, absorção por imersão e fervura), podem indicar a

possibilidade do uso da adição de CLE em até 10%, sem que haja o comprometimento da

carbonatação. No entanto, como não foi possível modelar estatisticamente os resultados da

carbonatação, esta afirmação só poderá ser confirmada com a realização de outros experimentos.

Comparando-se os resultados da carbonatação para a relação a/c 0,8, com os obtidos

no ensaio de absorção por imersão e fervura, verifica-se a mesma tendência: pouca variação entre

os resultados para as adições de 0%, 5% e 10%.

Estudos desenvolvidos nesta área registram que, à medida que se aumenta a relação

a/c, têm-se concretos mais permeáveis e, portanto mais susceptíveis ao ataque de Dióxido de

Carbono (CO2). Concretos com relações a/c de 0,5 e 0,65, associados ao aumento do teor das

adições de CLE, geram um pequeno crescimento na profundidade carbonatada (GEYER, 2001).

6.2.4 Análise dos Resultados

Ao avaliarem-se os resultados dos ensaios de Resistência à Compressão, Absorção

por Imersão e Fervura e ainda de Carbonatação, verifica-se que uma mesma tendência para as

relações a/c 0,4, 0,6 e 0,8: pequenas variações percentuais entre os resultados das argamassas

produzidas com teores de adições de 0%, 5% e 10% de CLE. Além disso, estabelece-se, de uma

forma geral, a seguinte relação conjunta: quanto maior o teor de adição de CLE, menor a

resistência, maior a absorção e maior a profundidade de carbonatação.

Para a relação a/c 0,4, verifica-se que a adição de CLE em até 10% na argamassa

moldada, propiciou uma variação percentual de -9,28% para a resistência à compressão

113

comparada a argamassa de referência (0% de CLE); Na absorção, um incremento percentual de

2,55%; e na carbonatação não houve leituras.

Para a relação 0,6, verifica-se que a adição de CLE em até 10% na argamassa de

concreto variou -11,58% em relação à argamassa de referência; na absorção houve um

incremento percentual de 7,45%, para a carbonatação não houve leituras.

Para a relação 0,8, detecta-se que a adição em até 10% de CLE na argamassa moldada

provocou uma variação de -5,63% em relação à argamassa de referência (0% de CLE); na

absorção encontrou-se um incremento percentual de 1,07%; para a carbonatação, em relação à

argamassa feita com 10% de CLE, verificou-se uma variação percentual de -4,80%.

114

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

7.1 – QUANTO À CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E FÍSICA DA CINZA DE LODO DE

ESGOTO

A caracterização química e física da Cinza de Lodo de Esgoto (CLE) indicou

potencial de aproveitamento como adição ao cimento.

Os ensaios de Difratometria de Raios X e de Microscopia Eletrônica de Varredura

indicaram uma predominância da atividade cristalina na CLE; com presença relevante de Cálcio

(CaCO3). Os elementos químicos apontados no ensaio de Microscopia de Varredura se

confirmaram na Difratometria de Raios X, na qual se acusou a presença da sílica (SiO2), na forma

de quartzo, de cálcio (CaCO3), potássio e ferro (muscovita).

A granulometria encontrada para Cinza de Lodo de Esgoto atingiu valores muito

próximos ao estabelecido pela NBR 12653 (ABNT, 1992), que define um limite mínimo de

finura para as pozolanas artificiais (CLE) em que o percentual máximo retido na peneira 45µm

deve ser de 34%. A CLE obtida possui mais de 90% dos seus grãos inferiores a 56,49µm.

Um dos limites químicos estabelecidos pela NBR 12653 (ABNT,1992) para o uso de

aditivos minerais em misturas com Cimento Portland, mínimo de 70% para a soma de SiO2 +

Al2O3 + Fe2O3, foi atendido, uma vez que a composição química da CLE totalizou 72,53%.

A CLE apresentou 245 mgCaO/g, o que conforme ensaio realizado por meio da NBR

5753 (ABNT, 1991), indica que a CLE possui uma baixa atividade pozolânica.

7.2 QUANTO À CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DA CINZA

De acordo com a NBR 10004 (ABNT, 2004a), a CLE foi classificada como resíduo

não inerte, ou seja, resíduo Classe II – A, formado por alguns compostos perigosos, que reforçam

115

a necessidade de se implantar alternativas práticas que permitam uma disposição final adequada,

segura e definitiva.

Experiências anteriores (ALLEMAN, BERMAN, 1984; GEYER, 2001; FONTES,

2003; TAY, 1987a; HOPPEN et al., 2005a) mostram que matrizes de cimento podem estabilizar e

solidificar os compostos nocivos dos resíduos, através do encapsulamento principalmente destes

compostos.

7.3 QUANTO AO USO DA CINZA DE LODO DE ESGOTO COMO ADIÇÃO EM

ARGAMASSAS

A análise estatística dos resultados da resistência à compressão mostra que as

variações encontradas estão ligadas a três fatores significativos, quais sejam; Relação a/c, Idade

do Corpo de Provas e Teor de adição de CLE.

No fator relação a/c, verifica-se a existência de uma relação inversamente

proporcional, qual seja: quanto maior a relação água/aglomerante, menor a sua resistência

relativa.

Para a idade dos CP’s, a análise confirma o aumento significativo da resistência da

argamassa em função da Idade do Corpo de Provas; verificou-se um acréscimo médio de 37,44%

em relação às idades de 7 e 28 dias.

Em relação ao teor de adição de CLE, encontrou-se uma relação inversamente

proporcional, onde quanto maior o consumo de CLE na argamassa, menor a resistência relativa

encontrada.

Verificou-se nos resultados dos ensaios de resistência à compressão das argamassas

de relações a/c 0,4, 0,6 e 0,8, que as adições de teores de CLE de 5% e de 10%, comparada às

argamassas de referências (0%de CLE), não impactaram de forma relevante na redução dos

valores médios encontrados. O incremento percentual encontrado foi de -3,75% para argamassas

com teor de adição de 5% e de -5,63% para 10%.

Comparando-se as resistências das argamassas de 0% de adição com as de 20%,

verificou-se as seguintes variações, para as relações a/c 0,4, 0,6 e 0,8: -15,49%, -11,58% e -

15,87%.

116

Os resultados dos ensaios de absorção por imersão e fervura estão ligados a dois

fatores: relação a/c e teor de adição de CLE. Verificou-se que a absorção aumenta com o

acréscimo da relação a/c, uma vez que as argamassas se tornam mais porosas em função do

aumento das relações a/c.

Verificou-se também que os teores de adição de CLE de 5% e 10%, para as relações

a/c 0,4 e 0,8, a exceção da 0,6, não influenciaram de forma significativa nos resultados

encontrados na absorção por imersão e fervura, se comparados com os valores das argamassas de

referências. Os percentuais encontrados nos ensaios de Absorção por Imersão e Fervura, segundo

as argamassas de referência, para as relações 0,4, 0,6 e 0,8, para a adição de 5% e de 10% de

CLE foram de: 2,55%, 7,45% e 1,07% respectivamente;

A análise da carbonatação, restrita somente a relação a/c 0,8, indicou que com os

percentuais de adição de 0%, 5% e 10% de Cinza de Lodo de Esgoto, aos 90 dias, atingiu-se

valores próximos que variaram de 3,17 a 3,33mm. Os valores não se distanciaram do valor

encontrado na argamassa de referência (0% de CLE), que equivaleu a 3,33mm. Pequenos teores

de adição na profundidade de carbonatação da argamassa de concreto não alteraram muito a

profundidade carbonatada. Esta afirmação, contudo, não pode ser aplicada enfaticamente por se

tratar de uma análise isolada.

7.4 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS

Sugere-se para aprofundamento e conhecimentos sobre o assunto estudado, os

seguintes temas para trabalhos futuros:

- Estudo da carbonatação da argamassa de concreto, variando-se a relação a/c e o teor de

adição de Cinza de Lodo de Esgoto;

- Estudo da solubilização e lixiviação da argamassa de concreto, variando-se as

temperaturas de incineração da Cinza de Lodo de Esgoto, bem como os teores de CLE;

- Avaliação da argamassa de concreto com e sem o resfriamento brusco da CLE após a

incineração, visando a melhoria da atividade pozolânica do resíduo;

- Estudo da utilização da CLE conjugada com outras adições no concreto ou na argamassa

de concreto;

117

- Avaliação do concreto ou da argamassa, no estado endurecido, produzidos com adições de

CLE, após serem submetidos às altas temperaturas;

- Avaliações de durabilidade e de desempenho mecânico para concretos estruturais

produzidos com diversos teores de adição de cinza de lodo de esgoto;

- Avaliação da viabilidade financeira da utilização da cinza de lodo de esgotos em

concretos e argamassas;

118

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124

ANEXOS

ANEXO 1 – RESULTADOS DE ANÁLISES DE ESGOTOS

129

ANEXO 2 – CÁLCULO DE SUBSTITUIÇÃO DE CIMENTO PORTLANDO POR CINZA DE LODO DE ESGOTO 2 - CP Argamassa 5% CLE, Traço 1:3, a/c: 0,60 2.1 - DadosTraço 1 3Fator a/c 0,6

Nº CP 10 unidadesVolume: 0,0020 m³

Cp argam medida ml medida l medida m³1 200 0,2 0,000210 2000 2 0,002

2.2 - Cálculo do Cimento e Areia Massa Específica - YC= 1000-ar/ (1/Ycim + a/c/Yágua + a/Yareia + p/Ypedra) cim 2,98 ar=2%; p/pedra=0 água 1,00

areia 2,64 C= 472,99 kg ar incorporado 2%

Areia= 1.418,96 kg

2.3 - Traço com inclusão da CLE - 5% Massa Específica - Ycim 2,98

Y=P/V CLE 2,74 Vol cimento= 472,99 158,72 m³

2,98 a) Encontrando volume do cimento e CLE (m³) Vol Cinza (%) 5%

Vol cimento= Vol cimento + Vol cinza (%)158,72 150,78 7,94

b) Encontrando peso do cimento e CLE (kg)

Pcimento= Pcimento + Pcinza 449,34 21,74

c) Encontrando novo traçoCimento= 449,34 Areia= 1.418,96 Cinza= 21,74

1m³ Cimento (kg) Areia (kg) CLE (kg)1,00 449,34 1.418,96 21,74

130

ANEXO 3 – ANÁLISE ESTATÍSTICA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO – PROJETO FATORIAL CRUZADO DE TRÊS FATORES

DIAS (C) 7 28%CLE (B) 0% 5% 10% 15% 20% 0% 5% 10% 15% 20% Ti

22,00 24,40 19,50 16,70 15,60 29,40 27,20 25,90 25,10 24,60 18,70 19,20 21,10 20,30 18,60 28,00 28,60 28,40 26,90 24,10 11,60 11,40 12,10 12,10 10,40 16,80 15,20 15,50 20,10 13,30 11,60 11,70 12,20 9,80 11,20 18,60 18,10 15,50 16,60 14,40 10,00 8,40 7,60 7,40 7,30 14,50 12,10 13,30 11,00 10,80 8,30 9,80 7,50 10,30 7,30 12,10 12,30 14,26 11,20 10,60

Tj 554,46 948,56T...

Varíavel de resposta: Resistência compressãoFatores controláveis e níveis:

dias 2 C a 3%CLE 5 B b 5

a/c 3 A c 2n 2 n 2

Totais (Tijk) 40,70 43,60 40,60 37,00 34,20 57,40 55,80 54,30 52,00 48,70 23,20 23,10 24,30 21,90 21,60 35,40 33,30 31,00 36,70 27,70 18,30 18,20 15,10 17,70 14,60 26,60 24,40 27,56 22,20 21,40

Médias 13,70 14,15 13,33 12,77 11,73 19,90 18,92 18,81 18,48 16,30

Tij...%CLE B1 B2 B3 B4 B5 Ti...

A1 98,10 99,40 94,90 89,00 82,90 464,30 A2 58,60 56,40 55,30 58,60 49,30 278,20 A3 44,90 42,60 42,66 39,90 36,00 206,06

T.j.. 201,60 198,40 192,86 187,50 168,20 948,56 948,56T...

TC= 14.996,10

Tik...DIAS C1 C2 Ti...

Fator a/c A1 196,10 268,20 464,30 A2 114,10 164,10 278,20 A3 83,90 122,16 206,06

T..k. 394,10 554,46 948,56 948,56T...

Tjk...%CLE B1 B2 B3 B4 B5 T.j..DIAS C1 82,20 84,90 80,00 76,60 70,40 394,10

C2 119,40 113,50 112,86 110,90 97,80 554,46 T..k. 201,60 198,40 192,86 187,50 168,20 948,56 948,56

T...

Cruzado ANOVA

GDLFonte de Variação SQ GDL MQ Fcal Ftab Signif.?

SQA 1.775,42 2 A (Fator a/c) 1.775,42 2 887,71 418,33 3,32 SSQB 57,86 4 B (% de CLE) 57,86 4 14,47 6,82 2,69 SSQAB 15,49 8 C (Dias) 428,59 1 428,59 201,97 4,17 SSQC 428,59 1 AB 15,49 8 1,94 0,91 2,27 NSSQBC 5,48 4 AC 29,52 2 14,76 6,96 3,32 SSQAC 29,52 2 BC 5,48 4 1,37 0,65 2,69 NSSQABC 19,85 8 ABC 19,85 8 2,48 1,17 2,27 NSSQR 63,66 30 ERRO 63,66 30 2,12 SQT 2.395,88 59 Total 2.395,88 59Verificação 2.395,88

Fator a/c (A)

SQ

Fator a/c

394,10

464,30

278,20

206,06

0,4

0,6

0,8

131

ANEXO 4 – ANÁLISE ESTATÍSTICA DA ABSORÇÃO POR IMERSÃO E FERVURA AOS 60 DIAS – PROJETO FATORIAL DE DOIS FATORES

Análise Absorção - 60 dias

%CLE (B) 0% 5% 10% 15% 20%A1 7,77 A2 7,80 A3 7,99 A4 8,17 A5 8,44 A1 7,92 A2 7,73 A3 8,34 A4 7,67 A5 7,78 A1 7,78 A2 7,66 A3 7,72 A4 8,22 A5 7,33 B1 9,34 B2 9,76 B3 10,46 B4 10,45 B5 10,83 B1 9,17 B2 9,69 B3 9,44 B4 10,45 B5 10,55 B1 9,26 B2 9,73 B3 9,95 B4 10,45 B5 10,69 C1 12,90 C2 13,26 C3 12,77 C4 13,74 C5 13,28 C1 12,73 C2 12,55 C3 12,71 C4 12,82 C5 12,66 C1 13,55 C2 13,70 C3 14,13 C4 12,41 C5 12,43

23,47 23,19 24,05 24,06 23,55 118,3227,765 29,175 29,85 31,35 32,07 150,2139,18 39,51 39,61 38,97 38,37 195,64

90,415 91,875 93,51 94,38 93,99 464,17 464,17

0% 5% 10% 15% 20%0,4 7,82 7,73 8,02 8,02 7,85 39,440,6 9,26 9,73 9,95 10,45 10,69 50,070,8 13,06 13,17 13,20 12,99 12,79 65,21N 9 9 9 9 9 45

Variável de Resposta: Absorção Fatores controláveis e níveis

A (fator a/c)= 3B (%cle)= 5

n= 3

TC= 4.787,86

CruzadoGDL

SQA 201,32 2SQB 1,22 4SQAB 3,24 8SQR 5,25 30SQT 211,02 44Verificação 211,02

ANOVA Fonte de Variação SQ GDL MQ Fcal Ftab Signif.?

A (Fator a/c) 201,32 2 100,66 574,74 3,32 SB (% de CLE) 1,22 4 0,30 1,74 2,69 NSAB 3,24 8 0,40 2,31 2,27 SERRO 5,25 30 0,18 Total 211,02 44

Médias

Totais

SQ

0,8

0,4

0,6

Percentual de Cinza de Lodo de EsgotoFator a/c

Fator a/c (A)

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