Uso de dejetos humanos no concreto garante 42% a mais de resistência do que o tradicional

Pesquisa indiana transforma lodo fecal em biochar e aponta alternativa sustentável para reduzir emissões da indústria cimenteira

A produção de cimento, um dos insumos mais consumidos pela construção civil mundial, responde por uma parcela significativa das emissões globais de dióxido de carbono. O processo de aquecimento do calcário em altíssimas temperaturas consome enormes quantidades de energia e libera CO₂ tanto pela queima de combustíveis fósseis quanto pela decomposição química da matéria-prima. Diante desse cenário, pesquisadores indianos encontraram uma solução improvável e ao mesmo tempo promissora: aproveitar o lodo fecal humano para produzir um tipo de concreto que, além de mais sustentável, se mostrou consideravelmente mais resistente que o convencional.

Um estudo liderado pela Universidade Manipal de Jaipur, no noroeste da Índia, testou a substituição parcial do cimento por biochar derivado de lodo fecal — um material carbonoso obtido pelo aquecimento de resíduos orgânicos em ambiente com baixa concentração de oxigênio. Os resultados, publicados na revista Scientific Reports em 5 de setembro de 2026, revelaram que a mistura com 10% de biochar alcançou um aumento de 21% na resistência à compressão e de 42% na resistência à flexão após 91 dias de cura. A pesquisa foi conduzida pelos professores Raghuvesh Tiwari e Priyansha Mehra, do Departamento de Engenharia Civil da instituição.

O ponto de partida dos experimentos foi o lodo coletado em uma estação de tratamento de resíduos fecais na cidade de Warangal, no estado de Telangana. Essas unidades recebem material proveniente de fossas sépticas, latrinas e banheiros públicos que não estão conectados à rede de esgoto convencional. Para transformar o resíduo em biochar, os cientistas adotaram um processo em três etapas: primeiro, o lodo foi seco; em seguida, submetido a temperaturas entre 350 e 450 graus Celsius em atmosfera controlada; por fim, o material carbonizado foi moído e peneirado até se tornar um pó fino e homogêneo.

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Esse pó foi então incorporado à mistura de concreto em proporções variadas, substituindo 5%, 10% e 15% do cimento tradicional. Os corpos de prova passaram por uma bateria de ensaios que avaliou propriedades mecânicas e de durabilidade, incluindo resistência à compressão, resistência à flexão, retração por secagem, absorção de água e porosidade. Os resultados mostraram que a substituição de 5% do cimento por biochar elevou a resistência à compressão em 20% e a resistência à flexão em 36% após 91 dias. Já a mistura com 10% de biochar apresentou os melhores índices globais, com ganhos de 21% e 42% nos mesmos parâmetros.

O desempenho superior não se limitou à resistência mecânica. O concreto com 5% de biochar absorveu menos água e apresentou menor porosidade que o concreto de controle, enquanto a mistura com 10% teve comportamento semelhante ao do cimento Portland comum. Após 120 dias, a retração por secagem do concreto com 10% de biochar foi equivalente à do cimento convencional, indicando que o material mantém estabilidade dimensional ao longo do tempo. No entanto, a proporção de 15% não repetiu os bons resultados: embora tenha apresentado bom desempenho durante a cura, o excesso de biochar aumentou a porosidade e a formação de fissuras, reduzindo a resistência global.

A explicação para o ganho de resistência está na estrutura porosa do biochar. Segundo os pesquisadores, o material funciona como uma espécie de reservatório de água, absorvendo o líquido durante a mistura e liberando-o lentamente à medida que o concreto endurece. Essa liberação gradual favorece as reações químicas responsáveis pela formação dos compostos que dão coesão e firmeza à pasta. Além disso, o biochar é rico em sílica, que participa de reações pozolânicas e contribui para a formação de ligações mais fortes entre os componentes da mistura. As partículas finas também preenchem pequenas lacunas na estrutura, tornando o material mais denso e menos permeável.

Outro achado relevante do estudo envolve a presença de metais pesados. Os pesquisadores observaram que, à medida que o teor de biochar aumentava, a concentração desses elementos nos corpos de prova diminuía. Esse resultado sugere que o material pode contribuir para reduzir a lixiviação de substâncias nocivas ao meio ambiente, embora os próprios cientistas ressaltem a necessidade de investigações mais aprofundadas sobre o comportamento do concreto em condições reais de exposição.

Apesar do entusiasmo com os resultados, os autores do estudo são cautelosos quanto à aplicação imediata da tecnologia em larga escala. Eles destacam que ainda são necessários testes adicionais para avaliar o desempenho do material sob temperaturas extremas, exposição prolongada à água salgada e ciclos de congelamento e descongelamento. A liberação potencial de metais pesados provenientes do lodo fecal também é um ponto que exige monitoramento contínuo.

A relevância da pesquisa se amplifica quando se considera o contexto ambiental. A indústria do cimento é responsável por aproximadamente 7% das emissões globais de dióxido de carbono, e a produção mundial de cimento atingiu cerca de 4,1 bilhões de toneladas em 2025. Encontrar alternativas que reduzam a dependência desse insumo sem comprometer a qualidade das construções é um dos grandes desafios da engenharia moderna.

Se a técnica se mostrar viável em escala industrial, ela poderá oferecer um duplo benefício: dar um destino produtivo a um resíduo urbano de difícil gestão e diminuir a quantidade de cimento necessária para produzir concreto. A pesquisa da Universidade Manipal de Jaipur não apenas aponta para um caminho promissor, mas também reforça a importância de se repensar os materiais de construção a partir de uma perspectiva circular, na qual aquilo que hoje é descartado pode se tornar parte da infraestrutura do amanhã.

Fontes:

TIWARI, Raghuvesh; MEHRA, Priyansha. Mechanical, durability, and microstructural performance of biochar-modified concrete using faecal sludge–derived biochar. Scientific Reports, 5 set. 2026. DOI: 10.1038/s41598-026-66956-6. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41598-026-66956-6. Acesso em: 10 set. 2026.

NDTV. Indian Scientists Use Treated Human Waste To Make Concrete 42% Stronger. NDTV, 9 set. 2026. Disponível em: https://www.ndtv.com/science/indian-scientists-use-treated-human-waste-to-make-concrete-42-stronger-12021030. Acesso em: 10 set. 2026.

INDIA TODAY. Scientists turn human poop into concrete and it’s surprisingly 42% stronger. India Today, 9 set. 2026. Disponível em: https://www.indiatoday.in/science/story/human-poop-concrete-faecal-sludge-biochar-makes-concrete-42-percent-stronger-2990546-2026-09-09. Acesso em: 10 set. 2026.