Avaliação do ciclo de vida de argamassa com cinzas de lodo de esgoto em substituição parcial ao cimento Portland

Abstract

A produção de cimento Portland, material utilizado na argamassa e no concreto, é responsável por cerca de 5-7% do total de CO2 emitido globalmente, contribuindo para a emissão de outros poluentes como SO2, NOx e no consumo de grandes quantidades de recursos naturais. Em paralelo, uma grande quantidade de resíduos de lodo é produzida anualmente em estações de tratamento de efluentes (ETE) devido ao progresso da urbanização e da industrialização. O uso de aterros sanitários para disposição do lodo tem sido cada vez mais restrito devido à falta de terra disponível e ao elevado custo. Com isso, torna-se importante avaliar criticamente os fluxos de entrada e saída de todos os processos pertinentes a um produto ou serviço para potencializar a sustentabilidade. O objetivo deste trabalho é investigar, quantificar e comparar o impacto ambiental da argamassa convencional com a argamassa composta por 25% em peso de cinzas de lodo de esgoto, utilizadas como substituto parcial do cimento Portland, a partir da avaliação do ciclo de vida de acordo com as normas ISO 14040 e 14044. Os resultados mostram que na maioria das categorias de impacto, com exceção do aquecimento global, a argamassa constituída parcialmente de cinzas de lodo de esgoto apresentou maior viabilidade ambiental, com relação à argamassa convencional. As maiores amplitudes de redução de potenciais impactos da produção de argamassa alternativa em relação à convencional foram observadas nas categorias de: escassez de recurso mineral; acidificação terrestre; formação de material particulado fino; eutrofização marinha; formação de ozônio - saúde humana; formação de ozônio - ecossistema terrestre e escassez de recurso fóssil. A incerteza da variabilidade dos dados foi realizada a partir do cálculo do desvio padrão geométrico da emissão de CO2 do processo de autocombustão, utilizado para análise de Monte Carlo. Com os resultados obtidos, o maior impacto no aquecimento global continua sendo da argamassa alternativa, porém com uma redução de 34,3% de CO2eq não fóssil.

The production of Portland cement, a material used in mortar and concrete, is responsible for about 5-7% of the total CO2 emitted globally, contributing to the emission of other pollutants such as SO2, NOx and consumption of large amounts of natural resources. In parallel, a large amount of sludge waste is produced annually in effluent treatment plants due to the progress of urbanization and industrialization. The use of sanitary landfills for sludge disposal has been increasingly restricted due to the lack of available land and the high cost. Considering this, it becomes important to critically evaluate the input and output flows of all processes relevant to a product or service to enhance sustainability. The objective of this work is to investigate, quantify and compare the environmental impact of conventional mortar with the mortar composed of 25% by weight of sewage sludge ash, used as a partial substitute for Portland cement, based on the assessment of the life cycle, according to ISO 14040 and 14044. The results show that in most impact categories, with the exception of global warming, the mortar partially made up of sewage sludge ashes presented greater environmental viability, in relation to the conventional mortar. The greatest amplitudes of impact reduction of alternative mortar in relation to the conventional one were observed in the categories of: scarcity of mineral resource; terrestrial acidification; fine particulate matter formation; marine eutrophication; ozone formation - human health; ozone formation - terrestrial ecosystem and fossil resource scarcity. The uncertainty of data variability was performed by calculating the geometric standard deviation of CO2 emission from the self-combustion process, used for Monte Carlo analysis. With the results obtained, the greatest impact on global warming continues to be the alternative mortar, but with a 34.3% reduction in non-fossil CO2eq.