Estudo da valorização de cinzas de biomassa na produção de materiais para a construção de recifes artificiais

Abstract

A utilização de betão, com cinzas de biomassa incorporadas, em estruturas de protecção costeira, é algo que tem vindo a ser estudado (Lukens e Selberg, 2004). Os recifes artificiais multifuncionais são uma solução recente de protecção costeira que também promove a biodiversidade de espécies e cria condições favoráveis à prática de desportos de ondas (Ranasingue, 2006; Almeida, 2007; Voorde et al., 2008; Mendonça et al., 2010; ASR Limited, 2011). O objectivo deste trabalho centrou-se em desenvolver diversas formulações de betão, com cinzas de biomassa incorporadas, cuja finalidade é ser utilizado em recifes artificiais. Foram recolhidas cinzas de fundo e cinzas volantes de uma central de valorização térmica de resíduos de biomassa florestal, com combustão em LFB. As cinzas foram fraccionadas granulometricamente e as suas fracções granulométricas foram submetidas a uma lixiviação com razão L/S = 10 L/kg (EN 12457-2) e a uma digestão ácida (USEPA 3051A) e alcalina (USEPA 3060A). Os lixiviados e os digeridos de cada fracção foram caracterizados do ponto de vista químico. Os lixiviados foram ainda caracterizados do ponto de vista ecotoxicológico. O teor de metais foi mais elevado nas fracções de menor dimensão granulométrica das cinzas de fundo e volantes, sendo, maioritariamente, compostos por metais alcalinos ou alcalino-terrosos. De um modo geral, os metais apresentaram maior solubilidade nas fracções de maior dimensão granulométrica. Segundo o CEMWE (ADEME, 1998), todas as fracções foram classificadas como ecotóxicas, à excepção da fracção >10000 μm das cinzas de fundo. Verificou-se uma tendência para a ecotoxicidade diminuir com o aumento da dimensão da granulometria das fracções. Foram também preparadas treze formulações de betão, uma de referência e doze com diferentes percentagens de cinzas volantes e cinzas de fundo, que substituíram o cimento e os agregados, respectivamente. As formulações foram submetidas a ensaios de compressão mecânica após 28, 60 e 90 dias de maturação. Verificou-se um aumento da resistência mecânica dos betões ao longo do tempo. Para além da formulação de referência (F1), foram seleccionadas duas formulações para serem analisadas posteriormente, segundo o seguinte critério de selecção: i) a formulação de betão que apresentasse a maior resistência mecânica e ii) a formulação de betão que permitisse maximizar a relação percentagens de substituição/resistência mecânica. A primeira formulação seleccionada tinha 10% de substituição de cimento por cinzas volantes e 40% de substituição de agregados por cinzas de fundo (F4). A segunda formulação seleccionada tinha 30% de substituição de cimento por cinzas volantes e 40% de substituição de agregados por cinzas de fundo (F12). As formulações seleccionadas foram submetidas a dois ensaios de lixiviação L/S = 10 L/kg (EN 12457-2). Num dos ensaios utilizou-se uma água marinha sintética (meio ASPM) como agente lixiviante e no outro utilizou-se, como agente lixiviante, uma água dulciaquícola sintética (ISO 6341). Os lixiviados produzidos foram submetidos a uma caracterização química e ecotoxicológica. Em ambos os lixiviados, e para todas as formulações caracterizadas, não foi evidenciada qualquer ecotoxicidade, segundo o CEMWE (ADEME, 1998). O objectivo proposto inicialmente foi atingido, pois obtiveram-se betões com resistências mecânicas adequadas à aplicação a que se destinam, reduzidas emissões químicas e níveis de ecotoxicidade inexistentes ou muito reduzidos.