Cimento de palhada de milho

Por Décio Luiz Gazzoni

 A produção de cimento é um processo altamente intensivo em energia, contribuindo para aproximadamente 7% do consumo total de energia industrial e geração de 6 a 8% das emissões de gases de efeito estufa em todo o mundo.

A indústria de cimento utiliza partículas e materiais finamente moídos, como cinzas volantes, um subproduto da mineração de carvão, escória e sílica ativa. No entanto, o mundo está banindo o uso de carvão, o que leva à demanda de substitutos.

Materiais cimentícios suplementares são frequentemente usados para substituir parcialmente o cimento Portland em misturas de concreto. Para tanto, os materiais necessitam atender a requisitos como resistência do concreto ou defeitos visuais, para serem incorporados em linhas de produção.

Diversos grupos de pesquisa, tanto no Brasil, como no exterior – especialmente na China Link – estão se dedicando à pesquisa e desenvolvimento, para identificar materiais sustentáveis, que possam ser usados como materiais cementícios suplementares (SCMs) na indústria de concreto. A incorporação de SCMs mais abundantes pode ser uma solução potencial para atender às demandas globais de desenvolvimento de sustentabilidade e infraestrutura mais verde de fontes renováveis.

Métodos para utilizar biomassa de milho, conhecida como palha, e processá-la para produzir um material cimentício suplementar estão em desenvolvimento. Os primeiros resultados mostraram que não só é possível usar fibra de milho e palha como um SCM eficaz, mas os blocos produzidos têm propriedades mecânicas e de durabilidade aprimoradas. Blocos de alvenaria que incluem biomassa de milho também apresentam maior resistência a rachaduras e estresse de tração.

Inovação

Uma das equipes que vem se dedicando a estudos nesta área é a do prof. Mahmoud Shakouri (Universidade do Colorado), que desenvolveu um método para transformar resíduos da cultura de milho em material cimentício Link. Além de agregar valor aos resíduos agrícolas, os blocos apresentam maior resistência intrínseca, propriedades térmicas adequadas e resistência à fissuração, comparado ao cimento tradicional.

Os estudos demonstraram que a palha de milho é um isolante térmico natural e renovável. No entanto, possui grande quantidade de açúcar celulósico solúvel, o que dificulta a reação de hidratação do cimento. Isso exigiu do grupo de pesquisa o desenvolvimento de um método para fazer compósitos de cimento a partir de palha de milho, analisando a resistência, a condutividade térmica e as características de hidratação dos compósitos Link.

Durante o estudo, foram comparados insumos produzidos com a) palha de milho lavada com água; b) lavada com ácido; e c) palha de milho não tratada. O pré-tratamento da palha de milho aumenta o teor de óxido de sílica das cinzas e reduz o teor de cloro e potássio, a perda por ignição e o tamanho das partículas, gerando materiais mais reativos e acelerando o processo de hidratação do cimento. Também aumentam a resistência e a resistividade elétrica do concreto ao longo do tempo.

Uma solução siliciosa a 3% foi utilizada no tratamento da palha de milho para evitar que o açúcar celulósico afetasse a hidratação do cimento. Compósitos à base de cimento adicionados com palha de milho tratada, na dose de 10–20%, apresentaram a condutividade térmica ideal e resistência padrão à compressão. Em conclusão, os resultados mostraram a viabilidade de utilizar palhada de milho na indústria cimentícia.

Benefícios e alerta

As tecnologias abrem novos mercados de agregação de valor ao milho, fornecem uma fonte alternativa sustentável de material cimentício para atender às políticas de mitigação de mudanças climáticas, reduzindo as emissões de carbono. O material apresenta maior resistência à tração de blocos de concreto, propriedades térmicas mais eficientes, reduz a demanda de energia, com maior durabilidade e reduzindo a ocorrência de rachaduras.

Entrementes, a retirada de palhada do milho do campo viola princípios básicos da Agronomia, em especial de tecnologias como o plantio direto, reduzindo a taxa de acúmulo de matéria orgânica no solo, prejudicando o controle térmico, a conservação de umidade e a ação de microrganismos benéficos do solo.

Do nosso ponto de visto, a solução parece ser estender os estudos com milho a outras plantas com alta capacidade de produção de biomassa, cuja palhada tenha características semelhantes às do milho, avaliando-se a viabilidade agronômica e comercial de colheita parcial da biomassa para produção de cimento.

 Décio Luiz Gazzoni, engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa, membro do Conselho Científico Agro Sustentável (CCAS) e da Academia Brasileira de Ciência Agronômica