O professor associado Viet pesquisa materiais de concreto a partir de lodo de esgoto e cinzas volantes

O professor associado Dr. Huynh Trong Phuoc (Universidade Can Tho ) participou da pesquisa de materiais semelhantes ao concreto a partir de lodo de esgoto e cinzas volantes aplicados ao nivelamento.

O professor associado Huynh Trong Phuoc (35 anos) acaba de receber o Globo de Ouro de 2023 por suas realizações excepcionais no campo de pesquisa científica e treinamento, no qual a criação de materiais a partir de lodo residual é um dos projetos de destaque.

O professor associado Phuoc disse que a pesquisa foi conduzida quando ele fazia seu doutorado na Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Taiwan, há 7 anos. Naquela época, uma empresa de tratamento de águas residuais em Taipei encomendou um estudo para usar o lodo disponível na fábrica como material para aterro interno no campus.

O Dr. Phuoc e sua equipe de pesquisa desenvolveram uma fórmula para misturar sedimentos com cinzas volantes e uma pequena quantidade de cimento e outros aditivos para criar um material de baixa resistência controlado (CLSM). O cimento e os aditivos adicionados criarão um ambiente favorável para que as cinzas volantes e os sedimentos participem de reações químicas, formando um material CLSM com capacidade de suporte de carga.

Professor Associado Dr. Huynh Trong Phuoc (segundo da esquerda) durante seus estudos e pesquisas em Taiwan. Foto: NVCC

Ele afirmou que o lodo em estações de tratamento de águas residuais contém um teor bastante elevado de dióxido de silício (SiO2) e óxido de alumínio (Al2O3), semelhante à composição das cinzas volantes em usinas termelétricas a carvão. A densidade e a composição das partículas desses dois materiais não são muito diferentes, tornando-os muito adequados para mistura na fabricação de materiais CLSM. "Dependendo das necessidades específicas da unidade solicitante, o teor de cada componente do material pode ser ajustado para obter um produto que atenda aos requisitos de uso", afirmou.

A equipe de pesquisa desenvolveu um processo para criar materiais CLSM usando lodo e cinzas retirados diretamente de fontes de emissão para o laboratório e usados ​​diretamente sem processamento adicional.

O Professor Associado Phuoc afirmou que, dependendo das condições específicas, é possível misturar diretamente com umidade ou misturar a seco (os materiais devem ser secos antes do uso). Para materiais CLSM para aterros sanitários, o grupo escolheu o método de mistura úmida para economizar nos custos de processamento.

Processo de coleta de lodo na fábrica para fins de pesquisa. Foto: NVCC

Após muitos testes em laboratório, avaliando e ajustando as etapas, a equipe otimizou a fórmula para que o produto atendesse aos requisitos de uso. Esta também é a etapa mais difícil e demorada, exigindo cálculos de projeto e mistura. A equipe teve que tentar muitas vezes, pois cada vez que uma pequena quantidade de ingredientes era ajustada, as propriedades do produto mudavam significativamente. Além disso, o método e o processo de mistura, e o tipo de equipamento utilizado, também afetaram significativamente os resultados da pesquisa.

Em comparação com os materiais tradicionais de preenchimento com areia, o Professor Associado Phuoc afirmou que esses são dois métodos completamente diferentes. Ao preencher com areia convencional, a compactação do material depende da força do rolo compressor até atingir a densidade projetada para aceitação. O CLSM é um material controlado de baixa resistência, semelhante a um tipo de concreto projetado com propriedades para diferentes finalidades, o que significa que pode ser completamente ajustado de acordo com os requisitos de uso. Quanto maiores os requisitos de qualidade, maiores os custos de produção.

O material tem grande potencial em aplicações práticas para aterros sanitários. No entanto, o Professor Associado Phuoc afirmou que, para poder ser utilizado em massa como material comum em aterros sanitários, é necessário analisar os custos reais de produção e avaliar o impacto ambiental a longo prazo. "É necessário haver normas e regulamentos específicos sobre os requisitos técnicos para construção e aceitação separada", afirmou. Além disso, a fonte de lodo e cinzas volantes precisa ter uma fonte de coleta estável em termos de qualidade, suficiente para fornecer grandes reservas para produção em escala industrial, a fim de ter uma base para aplicação prática.

Imagem microscópica do material CLSM da equipe de pesquisa. Foto: NVCC

A pesquisa da equipe foi altamente elogiada e um aterro sanitário experimental foi implantado nas dependências de uma estação de tratamento de água em Taipei. Avaliações preliminares realizadas imediatamente após a implantação demonstraram a alta aplicabilidade do material projetado. A equipe monitora e coleta amostras periodicamente para acompanhar o desempenho deste material a longo prazo, visando à otimização dos métodos de projeto e construção do material CLSM.

Existem alguns estudos no país sobre a aplicação de cinzas volantes e lodo como material de nivelamento, mas poucos foram publicados em artigos científicos. Para aplicá-los no Vietnã, é necessário desenvolver um conjunto de normas técnicas como base para o cálculo de normas de materiais, a serem utilizadas em projetos de pontes e estradas que utilizem recursos do orçamento estadual.

Além disso, a fonte de matéria-prima deve garantir estabilidade e continuidade para a execução de projetos de grande porte. Cinzas volantes podem atender à demanda, mas, de acordo com o Professor Associado Phuoc, é difícil atender à demanda por lodo, pois os sistemas de tratamento de água dragam apenas uma vez a cada 1 ou 2 anos. Ele afirmou que esse problema pode ser resolvido pesquisando o uso de outros recursos para substituir o lodo ou alterando a fórmula para aumentar ou diminuir a proporção de matéria-prima, mas ainda atendendo aos requisitos. "Atualmente, existem empresas de construção de tráfego que levantaram a questão de projetos-piloto de pequena escala e, em seguida, propuseram o estabelecimento de padrões técnicos, avaliações de impacto ambiental e outros procedimentos para implementação em massa", disse o Professor Associado Phuoc.

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