REAPROVEITAMENTO DE BIOMASSA SECA DE Thypa domingensis Pers NA ELABORAÇÃO DE BLOCOS CERÂMICOS

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1 ISSN: REAPROVEITAMENTO DE BIOMASSA SECA DE Thypa domingensis Pers NA ELABORAÇÃO DE BLOCOS CERÂMICOS João Karlos Locastro Graduado em Engenharia Ambiental Sônia Barbosa de Lima* Departamento de Engenharia Ambiental Débora Cristina de Souza Departamento de Engenharia Ambiental Maiko Cristian Sedoski Departamento de Engenharia Civil Resumo Em virtude do desenvolvimento de estudos com a aplicação da técnica de fitorremediação torna-se imprescidível a elaboração de trabalhos que viabilizem meios de reaproveitamento da biomassa produzida. Neste contexto, o presente estudo tem por objetivo avaliar a incorporação de biomassa seca de Thypa domingensis Pers em blocos cerâmicos, a fim de verificar a viabilidade de reaproveitamento do resíduo resultante do processo de fitorremediação. Para tanto, foram elaboradores corpos de prova (CPs) sintetizados com, 5 e % de biomassa (testados com sistema aéreo e radicular separadamente) em sua composição. Após confecção dos CPs foram realizados testes qualitativos analisando: retração linear após a queima, absorção de água, limite de liquidez, limite de plasticidade e resistência à compressão. Com a aplicação do método veirificou-se que os valores obtidos em índice de plasticidade, absorção de água e resistência à compressão foram satisfatórios com a adição de 5% de biomassa, porém obtiveram queda de qualidade com a síntese de % do material. Quanto à classificação de resistência os protótipos se enquadraram na categoria A para tijolo maciço de alvenaria, apresentando valores superiores a,5 MPA (NBR 77/98). Em relação a incoporação dos sistemas aéreo e radicular observou-se, geralmente, melhores resultados em CPs sintetizados com folhagem. Por todo exposto, o método desenvolvido apresentou

2 aplicabilidade, sendo uma alternativa para a destinação adequada de biomassa utilizada em processos de fitorremediação. Palavras-chave: Fitorremediação. Destinação final. Blocos cerâmicos. Introdução A aplicação do processo de fitorremediação tem sido reconhecida por meio da elaboração de estudos como uma técnica eficaz e com potencialidade de uso para remoção de carga orgânica poluente e/ou metais pesados dissolvidos a água (LIMA, 8; TAVARES, 9; HORN, ). Contudo, apesar dos benefícios obtidos com a aplicação do método proposto observa-se, após estabilidade e climatação da planta, a geração de grande quantidade de biomassa, resultando como produto um resíduo sólido com necessidade de reaproveitamento. Logo, uma das questões de fundamental importância para a sociedade é a busca do reaproveitamento dos rejeitos e resíduos gerados, como meio de recuperar matéria e energia, preservando recursos naturais, ofertando uma menor degradação do meio ambiente e melhorando condições de vida das comunidades (BONET, ). Conforme abordado por Oliveira e Holanda (4) os tecidos vegetais resultantes de estações de fitotratamento podem ser empregados na elaboração de blocos cerâmicos atuando, desta forma, como solução para problemas ambientais vinculados ao descarte de resíduos poluentes. As massas sintetizadas na indústria cerâmica são fabricadas de formas heterogêneas, o que permite a presença de materiais residuais de várias classes, mesmo em porcentagens distintas (OLIVEIRA; HOLANDA, 4). Logo, em conformidadade com a presente atribuição as massas cerâmicas suportam a incorporação de resíduos industriais sem grandes variações de suas propriedades, quando adicionadas em quantidades adequadas. Consoante aos estudos desenvolvidos na área é possível se avaliar a incorporação de diferentes resíduos na confecção de blocos cerâmicos, entre os quais se destacam: resíduos de beneficiamento de madeira (MENEZES et al., 7), lodo proveniente de estações de tratamento de água (MARGEM, 8) e biomassas provenientes de processos de fitorremediação (ALBUQUERQUE, ), todos apresentando resultados satisfatórios em acordo com as normas vigentes. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a incorporação de biomassa seca de Thypa domingensis Pers em blocos cerâmicos, a fim de verificar a viabilidade de reaproveitamento do resíduo resultante do processo de fitorremediação.

3 Material e métodos Para a realização do experimento utilizou-se argila pré-processada de fornos de uma empresa de cerâmica e biomassa seca de T. domingensis proveniente de ensaios de fitotratatemto. Inicialmente secou-se a biomassa em estufa a 6ºC. Logo após, o material foi processado em moinho de facas e o produto desta etapa peneirado em uma peneira granulométrica com abertura de 4 mesh. O mesmo procedimento foi realizado com a argila de forma a obter material fino e com estrutura homogênea. Para elaboração dos corpos de prova foram preparadas massas argilosas com adição de, 5 e % de biomassa. Para cada tipo de massa argilosa foram confeccionados seis corpos de prova, utilizando biomassas dos sistemas aéreos e radiculares da espécie estudada separadamente. Os corpos de prova (CPs) foram produzidos por meio da adição de aproximadamente 6 gramas de amostra em um molde metálico com dimensões de 6xmm. Em seguida, com apoio da prensa hidráulica foram aplicadas forças distintas de forma a obter CPs com comprimento médio de 6 mm e diâmetro de 8 mm. Após a prensagem os corpos de prova foram secos ao ar livre por um período de 4 horas e, posteriormente, em estufa de circulação de ar a uma temperatura de º C pelo mesmo período de tempo. Finalmente foram queimados em forno elétrico de laboratório a uma temperatura de 55º C com taxa de aquecimento de 4ºC/min, tempo de patamar de horas e resfriamento realizado por convecção natural. Durante o procedimento de secagem do material aferiu-se o comprimento e a massa dos CPs produzidos, de forma a determinar propriedades de interesse como: retração linear após a queima e absorção de água. As presentes propriedades foram executadas de acordo com as equações I e II: RLpq = [(Cv Cpq) / Cpq] x () AA = [(Mu Ms) / Ms] x () Em que: RLpq refere-se a retração linear pós queima; Cv é o comprimento do corpo de prova verde; Cpq representa o comprimento do corpo de prova pós queima. AA refere-se a absorção de água; Mu é a massa úmida após imersão em água por um período de 4 horas e Ms é a massa do corpo de prova seco. Para realização dos ensaios de limite de liquidez, limite de plasticidade e índice de plasticidade seguiu-se respectivamente recomendações das normas técnicas ABNT NBR 6459/984 e ABNT NBR 78/984. O teste de resistência à compressão foi realizado consoante à norma ABNT NBR 77/98 e foi executado com apoio do equipamento de ensaios universal (EMIC) munido de uma célula de

4 carga. Por meio do software Tesc foram mensurados os valores de força máxima, força de ruptura, tensão a força máxima e tensão de ruptura. Resultados e discussão Com a prática do estudo constatou-se que os CPs analisados apresentaram retração linear após a queima inferior a % do comprimento total do material, sendo notada menor retração em corpos de prova incorporados com raízes de T. domingensis (Figua ). Por outro lado, verifica-se que a maior retração linear observada em protótipos sintetizados com material do sistema aéreo vegetal está associada a maior granulometria do material folhear o que, por vezes, dificulta sua homogeneização junto à argila. Figura - Retração linear após queima. (A) testes realizados em CPs incorporados com folhagem de T. domingensis; (B) testes realizados em CPs incorporados com raízes de T. domingensis; ( ) Valores médios de retração linear e seus respectivos desvios padrões (n=6). A B Retração linear (%) Retração Linear (%) 5 5 Fonte: Autoria própria, 4 De forma geral, observou-se que com o incremento de biomassa aos CPs a retração linear se mantém dentro dos parâmetros estabelecidos, sendo considerada satisfatória pelo Instituto de Pesquisas Técnicas (985), com retração inferior a 6% do comprimento total do material analisado. Em relação ao ensaio de liquidez constatou-se que com o incremento de uma maior quantidade de biomassa seca à massa argilosa, os CPs tendem a suportar maiores limites de liquidez sem perder sua capacidade de moldabilidade (Tabela ). Deste modo, notou-se que em termos de liquidez os CPs melhoram sua propriedade física com a adição de biomassa, além de satisfazerem os valores mínimos de 5% de liquidez recomendados por Campos (999).

5 Tabela Limite de liquidez, limite de plasticidade e índice de plasticidade em corpos de prova com adição de, 5 e % de biomassa seca de T. domingensis. Onde: LL: limite de liquidez; LP: limite de plasticidade; IP: Índice de plasticidade Biomassa seca (%) Sistema radicular Sistema aéreo LL (%) LP (%) IP (%) LL (%) LP (%) IP (%) O limite de plasticidade verificado também se elevou com adição de 5% de biomassa (Tabela ). Entretanto, cumpre-se ressaltar que ao adicionar ao composto concentrações de % de massa seca o limite de plasticidade observado tende a diminuir. No caso específico de massas agilosas sintetizadas com folhagem verificou-se que os limites plasticidade reduziram de tal forma que impossibilitaram sua identificação pela realização do ensaio proposto, sendo classificados, portanto, como materiais não plásticos. Quanto aos índices de plasticidade foi verificado que os mesmos tendem a aumentar até que atinjam uma taxa em que comecem a decair. Pela análise dos resultados, percebe-se que nos casos avaliados os índices encontrados foram inferiores a % (Tabela ). Os valores obtidos comprovam bons resultados, com limites de plasticidade com pouca variação se comparados a outros trabalhos da área (KAMINATA, 8; ALBUQUERQUE ). Com a realização do ensaio de absorção de água pode-se perceber que a taxa de absorção dos CPs se elevou com o incremento de biomassa. Os resultados obtidos foram satisfatórios para corpos de prova com 5% de biomassa seca de T. domingenis adicionada à argila. Contudo, CPs com a adição de % de biomassa não contemplaram os valores estipulados pela norma ABNT NBR 77/9, sendo registrados nestes casos valores superiores a 5% de absorção. Os ensaios de resistência à compressão resultaram no aumento da resistência dos corpos de prova com o uso de biomassa de T. domingensis incorporada à argila. Os melhores resultados obtidos quanto a este parâmetro foram encontrados em corpos de prova sintetizados com 5% de folhas de T. domingensis (Figura ). Com a incorporação de % do mesmo material os valores de resistência tenderam a cair, o que indica a existência de um percentual ótimo de incorporação de biomassa entre os dois valores testados.

6 Figura - Resistência à compressão (MPA). (A) testes realizados em CPs incorporados com folhagem de T. domingensis; (B) testes realizados em CPs incorporados com raízes de T. domingensis; ( ) Valores médios de retração linear e seus respectivos desvios padrões (n=6). Resistência à compressão (MPA) A 5 Resistência à compressão (MPA) B 5 Fonte: Autoria própria, 4. Pela aplicação do ensaio proposto verificou-se que os CPs com incorporação de T. domingensis se enquadraram na categoria A para tijolo maciço de alvenaria, apresentando valores de resistência superiores a,5 MPA (NBR 77/98). Neste cotexto, pela classificação atribuída, observa-se sua aplicabilidade em determinados métodos construtivos, como paredes internas não estrtuturais. 4 Considerações Por todo exposto, observou-se que com a incorporação de biomassa seca de T. domingensis aos CPs alguns ensaios realizados, como: retração linear e limite de liquidez atenderam aos parâmetros estabelecidos em norma e a recomendações sugeridas por diferentes autores. O índice de plasticidade, absorção de água e resistência à compressão foram satisfatórios com a adição de 5% de biomassa, porém obtiveram queda de qualidade com a síntese de % do material. Em relação à incoporação dos sistemas aéreo e radicular observou-se melhor resistência à compressão, limite de liquidez e índice de platicidade em CPs sintetizados com folhagem e melhor retração linear em CPs com incorporação de raízes. De maneira geral, a realização da pesquisa foi de relevante importância, pois possibilitou uma alternativa de reduzir impactos ambientais provenientes da extração de matéria-prima para a produção de blocos cerâmicos, além de sugerir uma destinação adequada à biomassa utilizada em processos de fitotratamento.

7 Referências ALBUQUERQUE, F. P. de. Confecção de blocos cerâmicos com incorporação de biomassa contaminada por cobre.. 45 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Ambiental) Departamento de Engenharia Ambiental, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Determinação do Limite de Liquidez Método de ensaio. Rio de Janeiro, 984a.. NBR 77: tijolo maciço para alvenaria. Rio de Janeiro, 98. NBR 77: Bloco cerâmico para alvenaria. Rio de Janeiro, 99. NBR 78: Determinação do Limite de Plasticidade Método de ensaio. Rio de Janeiro, 984 b. BONET, I. I. Valorização do resíduo areia de fundição (RAF): incorporação nas massas asfálticas do tipo C.B.U.Q.. 4 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Cataria, Florianópolis,. CAMPOS, L. F. A.; MACEDO, R. S.; KIYOHARA, P. K.; FERREIRA, H. C. Características de plasticidade de argilas para uso em cerâmica vermelha ou estrutural. Revista Cerâmica, São Paulo, v. 45, n. 95, p. 6-4, mai HORN, T. B. Integração de sistemas wetlands construídos + fotoozonização catalítica no tratamento de efluente de campus universitário. 57 f. Dissertação (Mestrado em Área de Concentração em Gestão e Tecnologia Ambiental) Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental, Universidade de Santa Cruz do Sul, Santa Cruz do Sul,. INSTITUTO DE PESQUISAS TÉCNICAS IPT. Ensaios de argila visando à utiização em cerâmica vermelha. São Paulo: IPT, 985. KAMINATA, O. T. Aproveitamento do lodo gerado no tratamento de efluente da indústria de lavanderia têxtil na produção de bloco de cerâmica vermelha. 8 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana) Programa de Pós-graduação em Engenharia Urbana, Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 8. LIMA, S. B. De. Pós-tratamento de chorume com wetlands construídos utilizando macrófitas aquáticas emergentes da região de Campo Mourão-PR. f. Tese (Doutorado em Química) Centro de Ciências Exatas, Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 8. MARGEM, J. I. Caracterização e Incorporação de lodo de decantação de estação de tratamento de água (E.T.A.) em cerâmica vermelha. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciências dos Materiais) Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campo dos Goytacazes, 8. MENEZES, R. R.; de ALMEIDA, R. R., SANTANA, L. N. L., FERREIRA, Heber S., NEVES, Gelmires A. Utilização do resíduo do beneficiamento do caulim na produção de blocos e telhas cerâmicos. Revista Matéria. CIDADE, v., n., p. 6-6, out./ dez. 7. OLIVEIRA G. E.; HOLANDA, J. N. F. Análise do Impacto Ambiental Causado Pela Utilização de Resíduo Sólido do Setor Siderúrgico em Cerâmica vermelha. Revista Cerâmica. São Paulo, v. 5, n. 5, p jul./set. 4. TAVARES, S. R. de L. Fitorremediação em solo e água em áreas contaminadas por metais pesados provenientes da disposição de resíduos perigosos. 45 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 9.