A indústria da construção civil consome quantidades massivas de concreto globalmente; anualmente, chegam a impressionantes 30 bilhões de toneladas, sendo este material o segundo mais utilizado no planeta, superado apenas pela água, conforme dados da Global Cement and Concrete Association (GCCA).
No entanto, a produção de cimento, um componente essencial do concreto, gera grandes impactos ambientais, pois o aquecimento do calcário envolvido é uma das principais fontes de emissão de dióxido de carbono, intensificando o efeito estufa e o aquecimento global.
Um estudo conduzido pela Manipal University Jaipur, localizada na Índia, aponta um potencial substituto para o cimento: as fezes humanas. Engenheiros desenvolveram um tipo de concreto utilizando uma combinação de biocarvão e dejetos fecais coletados em estações de tratamento locais. Os resultados, divulgados na revista Scientific Reports, indicaram uma 'melhoria significativa às propriedades do concreto'.
O biocarvão é reconhecido como uma alternativa promissora ao cimento, sendo um material rico em carbono gerado pelo aquecimento de matéria orgânica em ambiente com baixo teor de oxigênio. Uma vantagem deste processo é a versatilidade, permitindo a produção a partir de diversos resíduos orgânicos, como serragem, madeira ou casca de arroz.
Os pesquisadores questionaram se as fezes humanas poderiam servir como tal substituto, considerando que, assim como o cimento, este material é abundante mundialmente, com uma pessoa produzindo cerca de 400 gramas diariamente.
Embora o concreto seja um material difícil de superar devido à sua maleabilidade quando úmido e sua extrema resistência e durabilidade após a cura, os cientistas ficaram surpresos ao observar que o concreto formulado com fezes humanas apresentou desempenho superior ao tradicional. Especificamente, houve uma melhoria geral na resistência e força quando 5% do cimento foi trocado por biocarvão fecal.
Para validar essas descobertas, a equipe analisou parâmetros como retração, resistência à compressão, resistência à flexão, absorção de água e porosidade das diferentes misturas. Após um período de 91 dias, a mistura contendo dejetos fecais demonstrou um aumento médio de 20% na resistência à compressão e de 36% na resistência à flexão.
Apesar desses avanços, os pesquisadores alertam que são necessários mais investigações para determinar o comportamento do material em cenários reais, como exposição a baixas temperaturas, salinidade e calor intenso. Além disso, o estudo não abordou o impacto ambiental deste método em termos de emissões de carbono.
Os cientistas propõem que vários mecanismos trabalham em conjunto para otimizar o concreto. Primeiramente, o biocarvão derivado de fezes possui alta porosidade, criando cavidades que funcionam como reservatórios internos, liberando água gradualmente durante a cura e auxiliando nas reações químicas que conferem dureza e força ao cimento. Em segundo lugar, a sílica presente no biocarvão interage com compostos do cimento, promovendo a formação de mais silicatos de cálcio, substâncias cruciais para a resistência do concreto. Por fim, as partículas finas do biocarvão ajudam a preencher vazios no concreto, melhorando a compactação e a união dos componentes.