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USO DOS RESÍDUOS DA CANA-DE-AÇUCAR NA CONSTRUÇÃO CIVIL
USE OF SUGARCANE WASTE IN CIVIL CONSTRUCTION
Ademário Monteiro Maciel: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. ademario_monteiro@hotmail.com.
Anna Paula Castro e Silva: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. annapaulacastros@gmail.com.
Arthur Esteves Costa: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. arthuresteves5@gmail.com.
Jadson Bonometti Thomaz: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. btjadson@gmail.com.
Kathusce Fernandes Balbo: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. katyfernandes12@hotmail.com.
Marcos Antônio de Araújo Souza: Arquitetura e Urbanismo. Centro Universitário Vale do Cricaré. marcosozzy17@gmail.com.
RESUMO
O Brasil é um dos maiores produtores de cana-de-açúcar para fabricação de etanol e açúcar do mundo, no entanto essa produção gera resíduos com o bagaço da cana. A queima do bagaço da cana-de-açúcar resulta em produção de energia, que pode integrar o fornecimento de energia elétrica para as distribuidoras de eletricidade. Entretanto, esse processo de queima gera outro tipo de resíduo que é a cinza, sendo esta gerada em grande quantidade e possui poucos aproveitamentos no meio industrial e agrícola, devendo ter seu uso repensado de forma mais sustentável e funcional. Com o impulso de premissas sustentáveis no contexto da preservação ambiental e na redução da geração deste substrato, é esperado que surjam novas ideias para a utilização deste resíduo com matéria prima produtiva. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o uso de resíduos da cana-de-açúcar nos componentes da construção civil, fomentando a tecnologia e sustentabilidade envolvidas no processo de transformação deste substrato. Atualmente existem pesquisas sendo desenvolvidas com o intuito de aplicar a cinza resultante do processo de queima do bagaço na produção de blocos ecológicos, produzindo assim um material sustentável e com grande potencial construtivo; os estudos também mostraram que características físicas e químicas da cinza da cana-de-açúcar para a substituição parcial do cimento e também como forma de aditivos para melhorar a performance da argamassa, reafirmando a efetividade deste resíduos orgânico em elementos construtivos, promovendo a tecnologia e sustentabilidade na construção civil.
 Palavras-chave: Cana-de-açúcar. Sustentável. Construção civil. Tijolo ecológico.
ABSTRACT
Brazil is one of the largest producers of sugarcane for the production of ethanol and sugar in the world, however this production generates waste with sugarcane bagasse. The burning of sugarcane bagasse results in energy production, which can integrate the supply of electricity to electricity distributors. However, this burning process generates another type of waste, which is the ash, which is generated in large quantities and has few uses in the industrial and agricultural environment, and its use should be rethought in a more sustainable and functional way. With the impetus of sustainable assumptions in the context of environmental preservation and the reduction of the generation of this substrate, it is expected that new ideas will emerge for the use of this residue as productive raw material. The objective of this research was to evaluate the use of sugarcane residues in civil construction components, promoting the technology and sustainability involved in the transformation process of this substrate. Currently, there are researches being carried out with the aim of applying the ash resulting from the bagasse burning process in the production of ecological blocks, thus producing a sustainable material with great constructive potential; the studies also showed that the physical and chemical characteristics of sugarcane ash for the partial replacement of cement and also as a form of additives to improve the performance of the mortar, reaffirming the effectiveness of this organic residue in constructive elements, promoting technology and sustainability in construction.
 
Keywords: Sugarcane. Sustainable. Construction. Ecologic brick.
INTRODUÇÃO
De acordo com dados da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do governo de São Paulo, o Brasil destaca-se no ranking da produção de cana-de-açúcar, sendo o maior produtor no mundo, gerando produtos importantes como o álcool e o açúcar, e produz subprodutos como a cinza do bagaço de cana-de-açúcar.
Após o beneficiamento da cana-de-açúcar em produtos essenciais para a sociedade, é sabido que aproximadamente 5 a 12 milhões de toneladas deste material vire sobra na indústria, correspondendo a aproximadamente 30% da cana moída. Embora já seja reaproveitada, em muitos casos, pelas próprias usinas como fontes energéticas, é possível designar a esse material para muitos outros usos (FAPESP, 1998). 
O presente trabalho discorre sobre uso sustentável dos resíduos da cana-de-açúcar na construção civil. Segundo Santana e Teixeira (1993), o material excedente desse processo é composto basicamente por cinzas, tendo em sua composição: 44,5% de fibras lignocelulósicas, 50% de umidade, 2,5% de sólidos solúveis em água e 3% de teor de cinzas. 
Para o desenvolvimento deste artigo, faz necessário uma pesquisa da viabilidade do substrato da cana-de-açúcar na fabricação de tijolos e cimentos. Sendo assim, foi levantada a hipótese de que a cinza do bagaço de cana-de-açúcar tem potencial para ser utilizada como adição mineral, substituindo parte do cimento em argamassas e concretos e também pode ser eficaz no processo de fabricação de tijolos ecológicos. Portanto, este trabalho justifica-se por trazer alternativas econômicas, eficientes e sustentáveis para o subproduto da cana. 
Sendo assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de resíduos da cana-de-açúcar nos componentes da construção civil, fomentando a tecnologia e sustentabilidade envolvidas no processo de transformação deste substrato.
MÉTODOS
Como metodologia aplicada na realização do trabalho, foi utilizado a pesquisa qualitativa para avaliarmos as variáveis formas de aproveitamento dos resíduos da cana-de-açúcar na construção civil.
Para coleta de dados procedeu-se um criterioso levantamento bibliográfico na literatura científica, a partir da compilação de trabalhos publicados em revistas científicas, livros especializados e em bases de dados de redes governamentais.
Embora na figura 4 apareçam as três fases completas, neste projeto o programa operou com tabelas pré-programadas de 0° a 120°. Verificou-se, depois de muitas observações, na figura 1, que a partir de 120° as fases começam a repetir seus valores; de 120° a 240°, a fase a passa a ter o valor anterior da fase c, a fase b passa a ter o valor anterior da fase a e a fase c passa a ter o valor anterior da fase b; de 240° a 360°, a fase a passa a ter o valor inicial da fase b, a fase b passa a ter o valor inicial da fase c e a fase c passa a ter o valor inicial da fase a, com este raciocínio, na programação manipulou-se os valores das fases de modo a completá-las nos ângulos subsequentes a 120°, sem a necessidade de trabalhar com a tabela completa, i.e., com as 756 amostras. Neste trabalho utilizou-se 252 amostras, o que minimizou a tabela de Marcelino (1998) em dois terços . Além de permitir utilização de um microcontrolador menor, por não necessitar de memória externa, o custo por necessitar de menos memória reduz substancialmente.
3	3333333REFERENCIAL TEÓRICO
HISTÓRICO DA PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL
A cana-de-açúcar, conhecida por seus derivados e importante contribuição econômica em nosso país, teve sua provável origem na Índia onde perpassa os relatos da literatura e, apesar do açúcar da cana ter ampla comercialização e ser considerada “raridade luxuosa” no século VIII, apenas no século XVI a planta é trazida ao Brasil (RODRIGUES, 1963). 
Ainda segundo Rodrigues (1963), vários fatores contribuíram para o sucesso do plantio em terras brasileiras, como: solos férteis, água abundante, temperaturas elevadas,relevos planos e mão de obra indígena abundante, tornando-se assim fatores determinantes para a implantação dos primeiros canaviais. Ao longo dos anos, a economia colonial e imperial brasileira foi fortemente amparada pelo monopólio açucareiro, mas também passou por altos e baixos em sua produção.
Diferente do antigo cenário, atualmente, o Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar no mundo e seu plantio é o início de uma cadeia de produção para diversos produtos, como açúcar, álcoois combustíveis e industriais, aguardente e cera, além de ser consumida in natura (ALBUQUERQUE, 2005). 
Segundo dados da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo, na safra 2020/21, o país foi responsável pela produção de 654,5 milhões de toneladas destinados à produção de 41,2 milhões de toneladas de açúcar e 29,7 bilhões de litros de etanol. Já o complexo sucroenergético, açúcar e etanol, ocupou papel de destaque na pauta de exportação, e em 2020 o setor teve participação nacional de 9,9% (US$9,9 bilhões), quarto setor mais representativo do país (NACHILUK, 2021).
Apesar de toda a importância da planta para a estabilidade de vários setores da economia, é de se esperar algum tipo de resíduo nas etapas de plantio e beneficiamento. Ao que infere a isso, o Brasil apresenta um potencial de produção de 162 milhões de toneladas de bagaço, sendo a região centro-sul responsável por 92% da produção total do país (LNBR, 2021). 
Dados mais recentes da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), mostram que a produção deve chegar a 572,9 milhões de toneladas de cana, uma pequena queda de 1% se comparada com o ciclo anterior (CONAB, 2021). Já no estado do Espírito Santo (ES), de acordo com dados do Observatório da Cana e Bioenergia contidos na Tabela 1, na safra de 2020/2021 o ES foi responsável por 2.655 mil toneladas de um total de aproximadamente 657 mil toneladas. 
 Tabela 1 – Produção de cana-de-açúcar em mil toneladas.
	Cana-de-açúcar - 2020/2021 até 2020/2021 
	Unidade: Mil toneladas
	 
	 
	 
	 
	 
	Estado/Safra 
	 2020/2021
	 
	Acre
	0 
	 
	Alagoas
	17.036 
	 
	Amazonas
	282 
	 
	Bahia
	4.460 
	 
	Ceará
	0 
	 
	Espírito Santo
	2.655 
	 
	Goiás
	74.011 
	 
	Maranhão
	2.427 
	 
	Mato Grosso
	16.773 
	 
	Mato Grosso do Sul
	48.804 
	 
	Minas Gerais
	70.838 
	 
	Pará
	1.036 
	 
	Paraíba
	6.242 
	 
	Paraná
	34.790 
	 
	Pernambuco
	11.827 
	 
	Piauí
	1.177 
	 
	Rio de Janeiro
	1.083 
	 
	Rio Grande do Norte
	3.068 
	 
	Rio Grande do Sul
	0 
	 
	Rondônia
	0 
	 
	Santa Catarina
	0 
	 
	São Paulo
	356.508 
	 
	Sergipe
	2.244 
	 
	Tocantins
	2.171 
	 
	Região Centro-Sul
	605.462 
	 
	Região Norte-Nordeste
	51.970 
	 
	Brasil
	657.433 
	 
Fonte: UNICA, ALCOPAR, BIOSUL, SIAMIG, SINDALCOOL, SIFAEG, SINDAAF, SUDES e MAPA.
 Ainda que atualmente a eletricidade produzida a partir do bagaço seja uma das principais fontes de eletricidade no Brasil e represente uma importante parte da renda para o setor sucroenergético nacional, também é possível implantar o uso de novas formas de utilização desses resíduos na construção civil. 
O RESIDUO DA CANA-DE-AÇÚCAR 
A extração dos açúcares contidos na cana pode ser feita por dois processos: moagem e difusão; o processo de moagem é o mais utilizado no Brasil. Durante o processo de moagem que consiste a passagem da cana entre dois rolos, com uma pressão pré-estabelecida aplicada a eles, é extraído o caldo da cana-de-açúcar gerando grande quantidade de bagaço no final, possuindo um grau de umidade que permite sua utilização como combustível nas caldeiras. 
Cerca de 95% de todo o bagaço produzido no Brasil são queimados em caldeiras para geração de vapor gerando, como resíduo, a cinza do bagaço, biomassa de suma importância como fonte energética. A geração de energia por meio do bagaço de cana também permite mais controle e menos perdas. 
Dessa forma, os custos associados à transmissão da energia elétrica também podem ser reduzidos. Para ser usado como fonte de energia, o bagaço é queimado em uma caldeira, passa por turbinas e o vapor produzido nela consegue gerar energia elétrica. 
E A CINZA?
SUSTENTABILIDADE 
Com os grandes impactos do aquecimento global, as queimadas das plantações de cana-de-açúcar acabam contribuindo com o desmatamento e prejudicando o meio ambiente por meio da contaminação de solos e água, chuva ácida e danos à biodiversidade. Com o brasil sendo o maior produtor do plantio da cana-de-açúcar do mundo, isso requer que as indústrias açucareiras busquem meios sustentáveis e eficientes para o aproveitamento da cana-de-açúcar em todas suas etapas. 
Com o passar dos anos, as indústrias estão com um olhar para o futuro e se enquadrando em relação a ideia de industrias sustentáveis e garantindo também um meio ambiente mais limpo. A cana-de-açúcar tem um papel socioeconômico e sustentável muito importante nas usinas enérgicas, que é a geração de energia limpa.
Em meio a procura por meios sustentáveis de aproveitamento da cana que um grupo de estudantes de uma instituição federal no estado do nordeste resolveu (cadê a pesquisa?) desenvolver um tijolo ecológico utilizando-se como base as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar. Observou-se nos resultados desta pesquisa que tijolo ecológico se torna um material de baixo custo na construção civil, além de muito mais íntegro do que o próprio tijolo convencional de argila e mais sustentável por não agredir o meio ambiente como ocorria na queima do tijolo convencional, pois o processo de secagem é natural.
TIPOS DE TIJOLOS
Os tijolos são um dos principais materiais utilizados na construção civil. Existem vários tipos, um para cada situação e, antes de definir o tijolo ideal, é imprescindível levar em consideração alguns aspectos como orçamento, resistência do material, o clima do local e também a viabilidade e necessidade.
Tijolo cerâmico
O tijolo cerâmico é um dos modelos mais utilizados na construção civil, consiste basicamente na queima de argila e pode variar a sua coloração de acordo com o tempo de cozimento. Ele não possui função estrutural, por isso é utilizado como vedação e garante a separação entre os ambientes, porém não garante a sustentação.
Tijolo adobe
O tijolo adobe (ou adobo) é um tipo de tijolo produzido a base de barro, areia, esterco, palha e fibra vegetal. Ele é moldado em fôrmas de madeira, utilizando uma técnica construtiva sustentável, sem a necessidade da queima.
Tijolo ecológico
O tijolo ecológico é uma ótima solução para construções que têm apelo sustentável, principalmente porque não emite poluentes durante o processo de fabricação que é feito com água, cimento e terra (solo). Ele é assim chamado por provocar menos impactos ao meio ambiente do que o tradicional. Em sua composição pode conter alguns resíduos de demolição, construção ou da agroindústria, como fibras de coco ou bagaço de cana.
Tijolo de concreto
Uma das principais vantagens do tijolo de concreto é a alta resistência e o maior isolamento acústico. Geralmente, esses tijolos são utilizados em prédios e obras de grande porte. São produzidos com a mistura de cimento, água, areia e agregados.
Tijolo decorativo
Esse modelo é muito utilizado em ambientes internos para dar um ar de elegância à decoração de bloco pode ser transparente ou colorido e é ideal para locais sem janelas que necessitem de iluminação. Os blocos de vidro são mais caros do que os comuns e pedem uma instalação mais cuidadosa, pois quando mal encaixado ou alinhado de forma errada pode prejudicar todo o projeto.
Tijolo solo-cimento
O tijolo de solo-cimento, além da necessidade de um menor consumo de energia para a extração da matéria-prima e transporte da mesma, por conta do tijolo ter a possibilidade de ser confeccionado no local da obra, evita o processo de queima em sua produção, simbolizando a relação entre as diretrizes de um desenvolvimento sustentável.
Tijolos ecológicos de bagaço de cana-de-açúcar
Os tijolos de bagaço de cana-de-açúcar são considerados tijolos ecológicos, pois não precisa da queimae retirada de argila que se encontra nos cursos d’água, provocando erosão e assoreamento de rios. Portanto esses tijolos de bagaço de cana reduzem os custos em relação a outros tijolos, sendo sua confecção uma alternativa vantajosa econômica e ambientalmente para a construção civil.
SUBSTITUIÇÃO DA AREIA
A areia é um agregado miúdo derivado de diversos tipos de rochas. É uma importante matéria-prima para a sociedade. Na construção civil é usado junto com o cimento na fabricação de concretos e argamassas. Ela protege da perda de umidade e do surgimento de trincas e rachaduras. 
Devido ao seu uso generalizado, é extraído em grandes quantidades. De acordo com o DNPM (2001), a produção de areia ocorre em várzeas e leitos de rios, lagos, seixos em decomposição, arenitos em decomposição e pegmatitos. Sua mineração geralmente ocorre em matas ciliares, que são consideradas Áreas de Proteção Permanente (APP), causando uma série de impactos ambientais. Em decorrência desse risco, várias pesquisas buscam uma alternativa para a substituição desse agregado. 
Durante o processo de cultivo e produção da cana-de-açúcar é gerado uma grande quantidade de resíduos que podem ser reutilizados. O bagaço é gerado a partir da moagem da cana. Grande quantidade desse bagaço passa pelas caldeiras de queima, consequentemente, tornando-se cinzas residuais.
As cinzas da queima da cana-de-açúcar tornaram-se muito importantes nesse cenário. O bagaço de cana é calcinado a aproximadamente 1000°C e resulta em cinzas pesadas e cinzas volantes, que, embora não sejam lançadas diretamente no ar como cinzas agrícolas, podem poluir o meio ambiente se descartadas de forma inadequada após tratamento em caldeiras. 
Observou-se que, quando há uma substituição de aproximadamente 15% de areia natural por cinza, o maior aumento na resistência à compressão simples da amostra de concreto é alcançado. Em conseguinte, é possível reduzir o consumo de cimento ou agregado miúdo natural como substituto na produção de concreto, para que a mesma resistência à compressão seja obtida em amostras feitas apenas com areia como agregado miúdo. 
Bem como de outras propriedades físicas verificaram que a cinza apresenta semelhança com a areia natural. Além de reduzir os custos de produção do concreto, essa substituição traz benefícios ambientais.
Devido às suas propriedades, este resíduo oferece uma oportunidade real de ser utilizado como substituto da areia na liga com o cimento na produção de materiais de construção. 
Na Figura 2 apresenta os resultados da granulometria da areia fina que foi utilizada na argamassa seca em estufa, bem como da cinza.
ADITIVO DE CONCRETO
O uso dos agregados exerce uma grande importância no contexto da construção civil, sendo importantes em diversas fases do desenvolvimento da edificação. Dessa maneira, esses materiais granulados tendem-se a serem elaborados sob diversas variações do que se emprega (areia, pedra britada, cascalho, argila) e com o objetivo de utilizar o mais adequado para as diversas situações. 
Tendo isso em vista, foram realizadas inúmeras pesquisas sobre o contexto de construção civil e, com isso, foi identificado um grande potencial no bagaço de cana e nas cinzas provenientes de sua queima, que comumente são descartadas pelas indústrias de etanol, sendo esses resíduos os de maior volume oriundos da agroindústria brasileira. Tais resíduos têm diversas aplicações, desde a fabricação de papelão até a utilização na construção civil, sendo esse um ponto no qual seu desempenho é pouco explorado, como é visto nas pesquisas iniciadas pelo professor Almir Sales da Universidade Federal de São Carlos, que resultaram na diminuição de cerca de 50% de agregado convencional (areia) reduzido de sua maça cimentícia. Outro ponto de interesse relatado pelo professor foi o efeito na diminuição da necessidade de aterros sanitários para descarte das cinzas. Também, foi possível notar um ganho de 15% a 17% na resistência desse concreto, trazendo consigo um ganho tecnológico muito significativo.
Assim, devido à baixa relevância na empregabilidade dos resíduos, como, por exemplo, a do adubo nas lavouras de cana, a sua reutilização nas edificações, trazem uma inovação nas características do agregado, visto que é possível aumentar dureza do concreto para que, consequentemente, haja uma maior resistência na composição.
Portanto, o emprego do agregado, proveniente da cana de açúcar, vem como uma alternativa tecnológica e biologicamente correta para a construção civil.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Com base nos estudos feitos a partir de artigos e discussões no decorrer desta pesquisa, observou-se que as cinzas do bagaço da cana de açúcar podem substituir até 20% do cimento Portland conforme estudos de Valentino e Freire (2004) que depois de elaboraram diversões ensaios em laboratórios chegaram a essa porcentagem. E com esses estudos é provado que os tijolos produto final em momento algum perdeu resistência na substituição em partes do cimento Portland pelas cinzas. É importante enfatizar que o descarte antes feito nas lavouras como adubo era ineficaz já que ao ser processado o mesmo retornava a lavoura pobre em nutrientes.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base nos estudos feitos a partir de artigos e discussões no decorrer desta pesquisa, observou-se que as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar podem substituir até 20% do cimento Portland conforme estudos que depois de elaborarem diversões ensaios em laboratórios chegaram a essa porcentagem. E com esses estudos é provado que os tijolos produto final em momento algum perdeu resistência na substituição em partes do cimento Portland pelas cinzas. Quando comparado a outros tijolos e seus meios de fabricações o mesmo é ecológico já que não é necessária sua queima e nem a retirada de argila que são retiradas de cursos d’água, já que as mesmas além de provocarem erosão e assoreamento dos rios na sua extração. É importante enfatizar que o descarte antes feito nas lavouras como adubo era ineficaz já que ao ser processado o mesmo retornava a lavoura pobre em nutrientes. Por conseguinte, é notório que o uso de tal tijolo além de econômico é ambientalmente correto para seu uso na construção civil.
REFERÊNCIAS
ALBUQUERQUE, Ademir Gonçalves. Avaliação exergética dos efluentes do processo industrial do álcool. 2005. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2005. doi:10.11606/D.18.2005.tde-17052006-105609. Acesso em: 28 de outubro de 2022.
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