Publicado em 08 de junho de 2023 por Mecânica de Comunicação

Reaproveitamento de cinzas da termelétrica é viável em camadas granulares de pavimentação

Em centrais termelétricas, a geração de energia elétrica utilizando como combustível fóssil o carvão mineral gera importantes resíduos sólidos, como cinzas leves (fly ash), cinzas pesadas (bottom ash) e resíduos provenientes da dessulfurização do gás da chaminé (FGD). As propriedades e as características físicas, químicas e mineralógicas desses resíduos dependem de vários fatores, como a qualidade do carvão e do tipo e da eficiência do sistema de controle de emissões.

A cinza volante é um resíduo finamente dividido que resulta da combustão do carvão pulverizado, apresentando em geral propriedades pozolânicas. Algumas pesquisas têm sido desenvolvidas visando um uso mais nobre para esse tipo de cinza, como a proposição de sua utilização em substituição parcial do cimento Portland na forma de fíler, como aditivo mineral na fabricação de cimento pozolânico, como material geopolimérico ou na pavimentação, como base e sub-base de pavimentos flexíveis.

Ao sofrer a combustão, o carvão mineral gera também cinzas pesadas, produzidas a partir da aglomeração de partículas semifundidas que se depositam no fundo das caldeiras. Após processadas em tamanho de partículas adequado, essas cinzas podem se transformar em material pozolânico, podendo ser utilizadas em diversas aplicações. A cinza pesada é frequentemente usada na produção de blocos de concreto e como camada de base na construção de estradas.

No âmbito da engenharia rodoviária, tem-se um estímulo para aplicação de resíduos industriais em camadas de pavimentos. O mercado rodoviário, com seus recursos naturais cada vez mais escassos e sua capacidade de assimilação de grandes volumes de materiais, está em uma posição importante para fornecer soluções seguras e econômicas para emprego de resíduos industriais.

Em âmbito internacional, vários estudos laboratoriais mostraram que cinzas volantes podem ser utilizadas para melhoria das propriedades geotécnicas de solos, possibilitando o emprego no setor rodoviário, principalmente como camadas de base ou sub-bases de pavimentos.

Um deles foi relacionado à compactação e CBR em cinzas pesadas, provenientes de usinas termelétricas britânicas. A granulometria dessas cinzas era mais grossa quando comparadas as cinzas obtidas de usinas termelétricas brasileiras. Nos seus estudos foram obtidas umidades ótimas em torno de 18% e massa específica aparente seca variando de 0,99 g/cm3 a 1,37 g/cm³. O valor de CBR variou de 27 a 30%. São esperadas variações no comportamento geotécnico entre as cinzas pesadas brasileira e britânica, principalmente devido à diferença na granulometria dos dois materiais. Como o carvão brasileiro possui menor poder calorífico, ele necessita de uma moagem mais intensa no processo de queima para resultar em resíduos de menor granulometria.

Outro estudo avaliou o uso de cinzas como um componente para estabilização de agregados em camadas de bases de pavimentos. As investigações laboratoriais determinaram a melhor combinação como sendo uma mistura com 84% de agregados, 11% de cinzas volantes e 5% de cal. As cinzas de fundo tinham uma graduação mais grossa que as cinzas volantes. Conforme as pesquisas, as cinzas volantes tinham propriedades que permitiam sua utilização como sub-base de pavimentos.

A dissertação de mestrado Avaliação das cinzas de carvão mineral produzidas em usina termelétrica para construção de camadas de pavimentos, defendida por Sarah Denise Vasconcelos, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes da Universidade Federal do Ceará, sob orientação da professora Suelly Helena de Araújo Barroso, reforçou os estudos mencionados acima, mostrando que o reaproveitamento de cinzas da termelétrica em camadas granulares é viável do ponto de vista técnico-financeiro e ambiental, representando uma excelente alternativa para a proposição de um projeto estrutural de pavimento mais econômico e sustentável.