dissertação

Uso de lodo de estação de tratamento de água para produção de tijolos ecológicos

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Mendes, Rafael Farinassi
Nalon, Gustavo Henrique
Vilela, Alan Pereira

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Universidade Federal de Lavras

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ODS 6: Água potável e saneamento
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Dados abertos

Resumo

A reutilização do lodo proveniente de estações de tratamento de água como insumo na construção civil representa uma estratégia viável para reduzir impactos ambientais, agregar valor ao resíduo, o qual é de difícil destinação e fomenta práticas sustentáveis no setor. Neste contexto, o presente estudo investigou a viabilidade da incorporação do lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA), tratado termicamente a 650ºC (LETA650) como substituto parcial do cimento Portland na fabricação de tijolos ecológicos. A pesquisa realizou as caracterizações físicas, químicas e mineralógicas do lodo e do solo utilizados, bem como, a avaliação experimental de composições com diferentes teores de substituição do cimento por LETA (0, 5, 10, 20 e 40%). Os tijolos produzidos foram submetidos a ensaios de resistência à compressão, perda de massa e absorção de água. Um planejamento experimental com abordagem estatística fatorial foi aplicado para otimização das proporções, culminando na definição da formulação com melhor desempenho. A composição ideal foi analisada quanto a parâmetros de durabilidade, condutividade térmica e comportamento morfológico, além das propriedades mecânicas, físicas, químicas e mineralógicas. Os resultados indicaram que o LETA apresenta características de solo silto-arenoso de baixa plasticidade e perda de massa térmica total de 34,51% até 1000 ºC. A análise termogravimétrica e difração de raios X demonstraram a presença de atividade pozolânica a partir de 100ºC, com pico de reatividade aos 650 ºC, evidenciado pelo índice de atividade pozolânica (IAP) de 88,5%. O LETA apresentou um teor de 81,39% de óxidos (SiO2, Al2O3 e Fe2O3), atendendo aos requisitos de composição química normativos para pozolanas. Entre os ensaios realizados, a substituição de 5% do cimento por LETA650 apresentou melhor desempenho mecânico, com melhoria na redução de absorção de água e perda de massa. Substituições de até 10% não impactou significantemente as características dos tijolos. A análise estatística confirmou a capacidade preditiva do modelo matemático proposto. Os achados evidenciam que a adição de LETA calcinado em tijolos solo-cimento constitui uma solução tecnicamente viável e ambientalmente vantajosa, favorecendo a valorização de resíduos e a redução da demanda por cimento convencional na indústria da construção civil.

Abstract

The reuse of sludge from water treatment plants as an input in civil construction represents a promising strategy to reduce environmental impacts, add value to waste that is difficult to dispose of, and promote sustainable practices in the sector. In this context, this study investigated the feasibility of incorporating sludge from a Water Treatment Plant (LETA), heat-treated at 650ºC (LETA650), as a partial substitute for Portland cement in the manufacture of ecological bricks. The research involved the physical, chemical, and mineralogical characterization of the sludge and soil used, as well as the experimental evaluation of compositions with different levels of cement replacement by LETA (0, 5, 10, 20, and 40%). The bricks produced were subjected to compressive strength, mass loss, and water absorption tests. An experimental design with a factorial statistical approach was applied to optimize the proportions, culminating in the definition of the formulation with the best performance. The ideal composition was analyzed for durability, thermal conductivity, and morphological behavior, in addition to mechanical, physical, chemical, and mineralogical properties. The results indicated that LETA presents characteristics of a silty-sandy soil with low plasticity and total thermal mass loss of 34.51% up to 1000 °C. Thermogravimetric analysis and X-ray diffraction demonstrated the presence of pozzolanic activity from 100 °C, with a peak of reactivity at 650 °C, evidenced by the pozzolanic activity index (PAI) of 88.5%. LETA presented a content of 81.39% of oxides (SiO2, Al2O3, and Fe2O3), meeting the normative chemical composition requirements for pozzolans. Among the tests performed, the replacement of 5% of the cement by LETA650 presented better mechanical performance, with improved reduction in water absorption and mass loss. Substitutions of up to 10% did not significantly impact the brick characteristics. Statistical analysis confirmed the predictive capacity of the proposed mathematical model. The findings show that the addition of calcined LETA to soil-cement bricks constitutes a technically viable and environmentally advantageous solution, favoring the valorization of waste and reducing the demand for conventional cement in the construction industry.

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Arquivo retido, a pedido da autora, até junho de 2026.

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BARROS, Priscila Carolaine. Uso de lodo de estação de tratamento de água para produção de tijolos ecológicos. 2025. 110 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) — Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.

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