Desenvolvimento de protótipo para reciclagem de embalagens de cimento

Do resíduo sólido ao aglomerante álcali-ativado

Autores

DOI:

https://doi.org/10.17271/23188472149220266303

Palavras-chave:

Economia circular, Aglomerante, Sacos de cimento

Resumo

Objetivo – Desenvolver e apresentar um protótipo para o processamento de sacos de cimento contaminados, por meio de tratamento alcalino com solução de NaOH, visando ao seu reuso como material de construção.

Metodologia – Adotou-se uma abordagem experimental, envolvendo montagem e observação do protótipo e o tratamento alcalino do resíduo, obtenção de uma fração sólida e o reaproveitamento da solução residual de NaOH na produção de um aglomerante álcali-ativado, combinado com sílica ativa e metacaulim.

Originalidade/relevância – Sacos de cimento contaminados representam um resíduo sólido abundante nas cidades, com alternativas limitadas de reaproveitamento. O estudo aborda essa lacuna ao propor uma estratégia integrada de valorização das frações sólida e líquida.

Resultados – O protótipo processou cerca de 30 sacos de cimento com 4 L de solução de NaOH. O material sólido obtido apresentou baixa granulometria e potencial de aplicação na construção civil. A solução residual de NaOH foi reutilizada na produção de um aglomerante álcali-ativado, formando um sistema semelhante ao gel N-A-S-H, com razão molar (SiO₂/NaOH) de 6,41. O material apresentou tempo de início de pega de 51 minutos, fim de pega de 10 horas e resistência à compressão de até 1,46 MPa aos 60 dias.

Contribuições teóricas/metodológicas – O estudo demonstra a viabilidade técnica do reaproveitamento integrado dos resíduos sólido e líquido por meio de processamento alcalino.

Contribuições sociais e ambientais – Os resultados indicam potencial para mitigar o descarte de sacos de cimento e do consumo de cimento Portland, assim como pode ser uma contribuição para estratégias de economia circular na construção civil, promovendo uma gestão mais sustentável de resíduos.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Biografia do Autor

  • Ricardo Soares, Universidade Federal da Bahia

    Egresso no Doutorado Sanduíche no IST da Universidade Técnica de Lisboa-Portugal, através do programa CAPES/Print 2022; Doutorando em Engenharia Industrial pela Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, onde tem o título de Mestre em Engenharia Industrial (2018). Possui graduação em Engenharia Civil (CESMAC, 2009). É docente do Instituto Federal de Alagoas na Coordenação de Edificações e possui experiência na área da construção civil. Interesse em: Pesquisa, Gestão da Qualidade, Sustentabilidade, Empreendedorismo, Segurança do Trabalho, Protótipos e Inovações para Espaço 4.0 e áreas afins.

  • Rosana Fialho, Universidade Federal da Bahia

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal da Bahia (1992), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1994) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1998). Atualmente é professor Associado da Universidade Federal da Bahia. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Polímeros e Termodinâmica. Atuando principalmente nos seguintes temas: Desenvolvimento de Processos Heterogêneos de Polimerização, Desenvolvimento de Compósitos Poliméricos, Reciclagem Local de Plásticos e Sistemas de Liberação Lenta.

  • Jardel Gonçalves, Universidade Federal da Bahia

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (1998), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000), doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro/COPPE (2005) e pós-doutorado na Missouri University of Science and Technology - USA (2022 - CAPES PRINT). Atualmente é Professor titular da Escola Politécnica - Departamento de Construção e Estruturas - Universidade Federal da Bahia, Coordenador do Centro Interdisciplinar em Energia e Ambiente (CIENAM), Coordenador do Laboratório de Cimentação, Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e do Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente e membro ABNT - CE 018:100.005 - Comissão de Estudo de Cimento para Cimentação de Poços. Foi Chefe do Departamento de Construção e Estruturas da Escola Politécnica e Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente. Tem experiência na área de Engenharia Civil atuando principalmente nos seguintes temas: novos materiais, tecnologia da construção, sistemas construtivos, meio ambiente/risco ambiental, aproveitamento de resíduos sólidos, cimentos especiais, cimentos ecoeficientes, infraestrutura para engenharia de petróleo, pastas de cimentação e armazenamento geológico de hidrogênio/gases.

  • Sheyla Karolina, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas

    Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais (CAPES 7) pela UFRN, com pós-doutorado na mesma instituição, desenvolve pesquisas interdisciplinares voltadas para materiais compósitos de interesse ambiental, gestão de resíduos sólidos, economia circular e sustentabilidade. Graduada em Tecnologia da Produção da Construção Civil pelo IFRN.Em 2015, foi bolsista do CNPq no Programa VET - Teacher for the Future, realizado na Tampere University of Applied Sciences, na Finlândia, onde aprofundou conhecimentos em inovação educacional e tecnologia aplicada ao ensino.Desde 2022, integra a Cooperação Técnica Brasil-Moçambique, contribuindo para a formação de formadores na área da Construção Civil e promovendo o intercâmbio de conhecimentos e práticas pedagógicas internacionais.Atualmente, é professora do Instituto Federal de Alagoas (IFAL), atuando no curso de Bacharelado em Engenharia Civil e no Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais. Sua trajetória acadêmica e profissional alia ensino, pesquisa e extensão, gerando soluções inovadoras e impacto social.

  • Ronny Souza, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas

    Licenciado em Química pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2007), Mestre em Química (2010) e Doutor em Química (2014) pelo Departamento de Química Fundamental da Universidade Federal de Pernambuco. Teve experiência em Síntese Orgânica com aplicação de novas metodologias eletrossintéticas, visando a formação de ligações C-C, em eletrodo de pó de grafita, utilizando célula de cavidade durante sua formação. Atualmente, tem interesse no desenvolvimento de novos materiais, compósitos cimentícios, gestão de resíduos, economia circular e bioinvasão no Rio São Francisco. É professor do Ensino Básico, Técnico, Tecnológico e do Mestrado em Tecnologias Ambientais do Instituto Federal de Alagoas atuando na linha de tecnologias e inovações ambientais em trabalhos multidisciplinares.

Referências

AL-AZZAWI, M. et al. Mechanical and microstructural properties of metakaolin-based geopolymer with low molarity sodium hydroxide solution. Journal of Building Engineering, v. 45, p. 103549, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.02.002

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16541:2016. Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos — preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro: ABNT, 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16607:2018. Cimento Portland — determinação dos tempos de pega. Rio de Janeiro: ABNT, 2018.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 17054:2022. Cimento Portland e outros materiais em pó — determinação da área específica pelo método de Blaine. Rio de Janeiro: ABNT, 2022.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738:2015. Concreto — procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro: ABNT, 2015.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211:2022. Agregados para concreto — especificação. Rio de Janeiro: ABNT, 2022.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248. Agregados — determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT.

BERNAL, Susan A. Durability of alkali-activated materials: progress and perspectives. Journal of the American Ceramic Society, v. 99, n. 3, p. 1–19, 2016.

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. EN 1015-3:1999. Methods of test for mortar for masonry — Part 3: determination of consistence of fresh mortar (by flow table). Brussels: CEN, 1999.

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. EN 1015-11:2019. Methods of test for mortar for masonry — Part 11: determination of flexural and compressive strength of hardened mortar. Brussels: CEN, 2019.

GERALDO, Rodrigo H.; GONÇALVES, Jardel P.; CAMARINI, Gladis. Durability of one-part alkali-activated binder made with alternative sodium silicate. Construction Materials, v. 6, p. 8, 2026.

JI, Y.; PENG, Y.; STRAND, A.; FU, S.; SUNDBERG, A.; RETULAINEN, E. Fiber evolution during alkaline treatment and its impact on handsheet properties. BioResources, v. 13, n. 4, p. 7310–7324, 2018.

LICHTENBERGER, A.; BRAGA, J. P.; SEMMLER, W. Green bonds for the transition to a low-carbon economy. Econometrics, v. 10, n. 1, p. 11, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/econometrics10010011

MARQUES, M.; BENINI, S. M. Resíduos da construção civil e as contradições da sustentabilidade. Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, [S. l.], v. 14, n. 91, p. e2534, 2026. DOI: 10.17271/23188472149120266236. DOI: https://doi.org/10.17271/23188472149120266236

PROVIS, John L. Geopolymers and other alkali activated materials: why, how, and what? Materials and Structures, v. 47, p. 11–25, 2014.

PROVIS, John L.; VAN DEVENTER, Jannie S. J. (ed.). Alkali Activated Materials: State-of-the-Art Report. Dordrecht: Springer, 2014.

SCRIVENER, Karen L.; JOHN, Vanderley M.; GARTNER, Ellis M. Eco-efficient cements: potential economically viable solutions for a low-CO₂ cement-based materials industry. Cement and Concrete Research, v. 114, p. 2–26, 2018.

SOARES, R. C. et.al. Método de tratamento para sacos de cimento e provável reuso: estudo com argamassa. Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, [S. l.], v. 12, n. 87, 2024. DOI: 10.17271/23188472128720245134. DOI: https://doi.org/10.17271/23188472128720245134

SOARES, R. C.; SOUSA, A. N. E. Reuso de sacos de cimento Portland como isolante termoacústico. In: CERIS. (Org.). Livro de atas do 5º Congresso Luso-Brasileiro de Materiais de Construção Sustentáveis. Lisboa: CERIS, 2024. p. 2619–2630.

SOARES, R. C.; VIEIRA, L.; BELLEI, P. Low carbon in the reuse of Portland cement bags: a ten-year review. Environmental Engineering and Management Journal, v. 23, n. 4, p. 891–901, 2024. DOI: https://doi.org/10.30638/eemj.2024.069

UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME (UNEP); GLOBAL ALLIANCE FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTION. Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025. Nairobi: UNEP, 2024. Disponível em: https://globalabc.org/. Acesso em: 25 fev. 2026.

VILLAR, J. C. et al. The effect of alkaline pre-treatment on cellulose pulp fiber dissolution. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, v. 11, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carpta.2025.100978

ZHANG, S. et al. Properties of metakaolin-based geopolymers activated by sodium carbonate and sodium silicate. Ceramics International, [s. l.], v. 49, n. 4, p. 6241-6255, 2023.

ZHANG, X. et al. How could we benefit from a low-carbon economy? Evidence from Chinese regional labor markets. Structural Change and Economic Dynamics, v. 71, p. 523–537, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.strueco.2024.09.001

Downloads

Publicado

13-06-2026

Edição

v. 14 n. 92 (2026): Edição em Português e Inglês

Seção

Artigos Completos

Licença

Direitos autorais (c) 2026 Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades

Creative Commons License

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Os autores mantêm os direitos autorais de seus trabalhos e concedem à Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades (RNGC), internacionalmente publicada sob o título National Journal of City Management (RNGC), o direito de primeira publicação.

Os artigos são publicados sob a licença Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), que permite o compartilhamento, distribuição, reprodução, adaptação e reutilização do conteúdo em qualquer meio ou formato, inclusive para fins comerciais, desde que seja concedido o devido crédito aos autores, à revista e à publicação original.

A reutilização do conteúdo deverá indicar claramente a autoria, a fonte de publicação e a licença aplicável.

Como Citar

SOARES, Ricardo; FIALHO, Rosana; GONÇALVES, Jardel; KAROLINA, Sheyla; SOUZA, Ronny. Desenvolvimento de protótipo para reciclagem de embalagens de cimento: Do resíduo sólido ao aglomerante álcali-ativado. Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, [S. l.], v. 14, n. 92, p. e2549, 2026. DOI: 10.17271/23188472149220266303. Disponível em: https://publicacoes.amigosdanatureza.org.br/index.php/gerenciamento_de_cidades/article/view/6303. Acesso em: 19 jun. 2026.