dissertação

Estudo das propriedades mecânicas e da durabilidade de biocompósito de adobe com inserção de micélio para aplicações sustentáveis

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Universidade Federal de Lavras

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

Departamento

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós Graduação em Engenharia de Biomateriais

Agência de fomento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tipo de impacto

Sociais
Tecnológico
Econômicos
Culturais

Áreas Temáticas da Extensão

Cultura
Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 17: Parcerias e meios de implementação

Dados abertos

Resumo

A crescente necessidade de reduzir os impactos ambientais da construção civil tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis alinhados aos princípios da economia circular e às metas da Agenda 2030 da ONU, especialmente as ODS 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura), ODS 11 (Cidades e Comunidades Sustentáveis) e ODS 12 (Consumo e Produção Responsáveis). Nesse contexto, os sistemas construtivos em terra crua reaparecem como alternativa promissora, por utilizarem recursos locais, demandarem baixo consumo energético e possibilitarem reciclagem ao fim da vida útil. Entretanto, a limitada resistência mecânica e a elevada susceptibilidade à umidade ainda constituem barreiras importantes à ampliação de seu uso. Diante desse problema, a pesquisa investigou a viabilidade técnica da incorporação de microrganismos na forma de micélio em compósitos de adobe, configurando uma proposta inovadora de bioconsolidação do material. A justificativa reside na busca por biotecnologias capazes de melhorar o desempenho mecânico e de durabilidade da terra crua sem comprometer seus atributos ambientais, contribuindo para a transição para materiais regenerativos. Inicialmente, caracterizou-se o solo quanto à granulometria, plasticidade e mineralogia, obtendo-se composição média de 62% de areia, 13% de silte e 25% de argila. Os limites de liquidez (29,45%), plasticidade (20,92%) e contração (17,32%) classificaram o solo como de baixa plasticidade, adequado à moldagem de adobes. A mineralogia revelou predominância de caulinita (71,4%), acompanhada de gipsita, quartzo, goethita e hematita. Na fase experimental, produziram-se compósitos submetidos a quatro tratamentos, cada um com cinco repetições: TC (controle), TCB (caldo de batata), TM2 (2% de micélio) e TM5 (5% de micélio). Em todos os tratamentos modificados adicionou-se 2% de cal hidratada CH-I. Os corpos de prova mantiveram dimensões médias próximas de 76,11 mm, com retração linear variando entre 4,21% (TM2) e 7,76% (TM5). A resistência à compressão apresentou valores médios de 0,97 MPa (TC), 0,29 MPa (TCB), 0,43 MPa (TM2) e 1,23 MPa para o (TM5), este último superando em 27% o valor do tratamento controle. Os resultados de durabilidade também foram mais favoráveis ao TM5, cuja absorção por capilaridade (180 min) foi de 7,58% e por imersão (24h) de 8,84%, além da menor perda de massa (3,80%). De forma geral, constatou-se que o solo é tecnicamente adequado para a produção de adobes e que os tratamentos não comprometeram a estabilidade dimensional. Os resultados evidenciam o potencial do uso de micélio como agente modificador, especialmente no compósito com 5% de incorporação, que apresentou o maior valor de resistência à compressão (1,23 MPa) e melhor desempenho global, sendo indicado, portanto, para uso não estrutural. Assim, a pesquisa contribui para o avanço do conhecimento sobre biocompósitos à base de terra, reforçando a possibilidade de desenvolver materiais construtivos mais sustentáveis, alinhados à economia circular e aos objetivos ambientais contemporâneos.

Abstract

The growing need to reduce the environmental impacts of construction has driven the development of sustainable materials aligned with the principles of the circular economy and the goals of the UN 2030 Agenda, especially SDG 9 (Industry, Innovation and Infrastructure), SDG 11 (Sustainable Cities and Communities) and SDG 12 (Responsible Consumption and Production). In this context, raw earth construction systems reappear as a promising alternative, as they use local resources, require low energy consumption and enable recycling at the end of their useful life. However, the limited mechanical resistance and high susceptibility to humidity still constitute important barriers to expanding its use. Faced with this problem, the research investigated the technical feasibility of incorporating microorganisms in the form of mycelium into adobe composites, configuring an innovative proposal for bioconsolidation of the material. The justification lies in the search for biotechnologies capable of improving the mechanical performance and durability of raw earth without compromising its environmental attributes, contributing to the transition to regenerative materials. Initially, the soil was characterized in terms of grain size, plasticity and mineralogy, obtaining an average composition of 62% sand, 13% silt and 25% clay. The limits of liquidity (29.45%), plasticity (20.92%) and contraction (17.32%) classified the soil as having low plasticity, suitable for molding adobes. Mineralogy revealed a predominance of kaolinite (71.4%), accompanied by gypsum, quartz, goethite and hematite. In the experimental phase, composites were produced subjected to four treatments, each with five replications: TC (control), TCB (potato broth), TM2 (2% mycelium) and TM5 (5% mycelium). In all modified treatments, 2% CH-I hydrated lime was added. The specimens maintained average dimensions close to 76.11 mm, with linear shrinkage varying between 4.21% (TM2) and 7.76% (TM5). Compressive strength presented average values of 0.97 MPa (TC), 0.29 MPa (TCB), 0.43 MPa (TM2) and 1.23 MPa for (TM5), the latter exceeding the value of the control treatment by 27%. The durability results were also more favorable to TM5, whose absorption by capillarity (180 min) was 7.58% and by immersion (24h) was 8.84%, in addition to the lower mass loss (3.80%). In general, it was found that the soil is technically suitable for the production of adobes and that the treatments did not compromise dimensional stability. The results highlight the potential of using mycelium as a modifying agent, especially in the composite with 5% incorporation, which presented the highest compressive strength value (1.23 MPa) and best overall performance, therefore being indicated for non-structural use. Thus, the research contributes to the advancement of knowledge about earth-based biocomposites, reinforcing the possibility of developing more sustainable construction materials, aligned with the circular economy and contemporary environmental objectives.

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Linha de pesquisa

Bioprodutos e Bioprocessos

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LIMA, Camila Furtado. Estudo das propriedades mecânicas e da durabilidade de biocompósito de adobe com inserção de micélio para aplicações sustentáveis. 2026. 133 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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