SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL A utilização da cinza do bagaço de cana de açúcar na composição do concreto

Resistência dos Materiais II

•

NEWTON PAIVA

Renato Antonio da Costa

24/08/2023

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Resistência dos Materiais II

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

RENATO ANTÔNIO DA COSTA

SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL: A utilização da cinza do bagaço
de cana de açúcar na composição do concreto, substituindo parcialmente o
cimento no Brasil.

BELO HORIZONTE
2023
RENATO ANTÔNIO DA COSTA

SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL: A utilização da cinza do bagaço
de cana de açúcar na composição do concreto, substituindo parcialmente o
cimento no Brasil.

Trabalho de Conclusão de Curso de apresentado ao
Curso de Graduação em Engenharia Civil da
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas, do
Centro Universitário Newton Paiva, como requisito
parcial à obtenção de título de Bacharel em
Engenharia Civil.

Área de Concentração: Materiais de Construção Civil
Orientador Metodológico: Vanderléa Martins da
Rocha
Orientador de Conteúdo: Thiago Ferreira Querino

BELO HORIZONTE
2023
RENATO ANTÔNIO DA COSTA

SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL: A utilização da cinza do bagaço
de cana de açúcar na composição do concreto, substituindo parcialmente o
cimento no Brasil.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Graduação em
Engenharia Civil da Faculdade Ciências Exatas e Tecnológicas, do Centro
Universitário Newton Paiva, como requisito parcial à obtenção de título de Bacharel
em Engenharia Civil. Área de Concentração: Materiais de Construção Civil.

___________________________________________________

Prof. Thiago Ferreira Querino (Orientador de Conteúdo)

_____________________________________________________
Profª. Vanderléa M Rocha– (Orientadora Metodológica)

Belo Horizonte, 09 de junho de 2023.

Aos meus familiares pela ajuda de sempre,
atenção e confiança depositada. Foi de
grande importância poder contar com vocês
e ter a certeza que estão comigo em todos
os objetivos.

AGRADECIMENTOS

Agradeço à Deus por ter me proporcionado a possibilidade de conquistar mais um
objetivo e de sempre me fazer sentir a sua presença em cada decisão tomada.

Aos amigos de classe que permitiram a troca de aprendizado e por estarem
presentes em todos os momentos e tornarem a minha trajetória acadêmica o
momento mais importante da minha vida.

Aos professores que através da sua sabedoria, enriqueceram o meu conhecimento e
me proporcionaram momentos de grande absorção de conteúdo.

Aos funcionários do Centro Universitário Newton Paiva que com todo carinho e
atenção se tornaram a minha segunda família.

“Nosso cérebro é o melhor brinquedo já
criado: nele se encontram todos os
segredos, inclusive o da felicidade. A vida é
maravilhosa se você não tem medo dela.”
Charles Chaplin
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland
A/C Água/Cimento
AGROPEU Agroindustrial de Pompéu
ART Artigo
Cc Consumo de Cimento
CBCA Cinza do bagaço de Cana de açúcar
COAGRO Cooperativa Agroindustrial
CONAB Companhia Nacional de Abastecimento
Cb Consumo de Agregado Graúdo
cm Centímetro
CP Corpo de Prova
CP Cimento Portland
CP II Z Cimento Portland com Cinza Volante
FC Resistência à compressão simples
g Gramas
GEE Gases de Efeito Estufa
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IBRACON Instituto Brasileiro de Concreto
Kg Kilo Gramas
MG Minas Gerais
mm Milímetro
Mpa Mega Pascal, Unidade de Tensão
M³ Metro cúbico
NBR Norma Brasileira
PPM Parte por milhão
Vm Volume de agregado miúdo

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - Mapa da Mesopotâmia ....................................................................... 20
FIGURA 2 - Processo de Clinquerização ............................................................... 24
FIGURA 3 - Produção de Cana-de-açúcar, com destaque para os dez principais
municípios do Brasil em 2015 ................................................................................. 33
FIGURA 4 - Fluxo esquemático para fabricação de produtos derivados da cana de
açúcar ...................................................................................................................... 36

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1 – Principais compostos do Cimento Portland ..................................... 32
GRÁFICO 2 - Curva de Abrams dos cimentos – ABCP - Consumo de água
aproximado .............................................................................................................. 43
GRÁFICO 3 -Teste 1 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do corpo
de prova com 90% cimento e 10% CBCA aos 28 dias de cura .............................. 49
GRÁFICO 4 - Teste 2 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 90% cimento e 10% CBCA aos 28 dias de cura
.............................. 49
GRÁFICO 5 - Teste 1 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 80% cimento e 20% CBCA aos 28 dias de cura
.............................. 50
GRÁFICO 6 - Teste 2 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 80% cimento e 20% CBCA aos 28 dias de cura
.............................. 51
GRÁFICO 7 - Teste 1 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 70% cimento e 30% CBCA aos 28 dias de cura
.............................. 52
GRÁFICO 8 - Teste 2 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 70% cimento e 30% CBCA aos 28 dias de cura
.............................. 52

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 - Relação de Cimento/CBCA no concreto para moldagem dos Corpos de
prova ........................................................................................................................ 42
QUADRO 2 - Características dos Materiais e do Cimento utilizado no traço no
concreto confeccionado .......................................................................................... 42
QUADRO 3 - Traço utilizado para fazer o concreto exemplificado ......................... 46
QUADRO 4 - Média dos resultados do ensaio de resistência a compressão do corpo
de prova com 90% cimento e 10% CBCA aos 28 dias de cura .............................. 48
QUADRO 5 - Média dos resultados do ensaio de resistência a compressão do corpo
de prova com 80% cimento e 20% CBCA aos 28 dias de cura .............................. 50
QUADRO 6 - Média dos resultados do ensaio de resistência a compressão do corpo
de prova com 70% cimento e 30% CBCA aos 28 dias de cura .............................. 51
QUADRO 7 - Média aritmética das resistências à compressão dos corpos de prova
aos 28 dias de cura ................................................................................................. 53

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - Principais compostos do cimento Portland ......................................... 25
TABELA2 - Principais culturas do Brasil, classificadas pelo valor da produção de
2015
.................................................................................................................................. 31
TABELA 3 - Peneiramento dos agregados graúdos - Granulometria da Brita (1)
(adaptados) ..............................................................................................................
40
TABELA 4 - Peneiramento dos agregados miúdos - Granulometria da areia grossa
(adaptados) ..............................................................................................................
41
TABELA 5 - Consumo de água aproximado ........................................................... 44
TABELA 6 - Teor de agregado graúdo ................................................................... 45
TABELA 7 - Resistência a ser obtida pelo ensaio de compressão ABNT.NBR 7215
.................................................................................................................................. 54

RESUMO

O mundo nos dias atuais passa por um momento complicado quando se trata de
meio ambiente, pois a cada dia o homem tende ao consumo deliberado de produtos.
Uma das preocupações é de que estamos utilizando as nossas reservas naturais de
maneira excessivas o que pode futuramente causar um colapso ambiental. E para
suprir essa necessidade de consumo é preciso encontrar uma alternativa
sustentável com a finalidade de minimizar os impactos. No Brasil há uma grande
produção de cana de açúcar, onde também é utilizada na produção de álcool. Uma
imensa quantidade de resíduo conhecido como bagaço é gerada diariamente e na
maioria dos casos o aproveitamento é feito através da queima para alimentação
fornos em usinas. O setor da construção civil também é um grande colaborador no
processo de degradação do meio ambiente, sendo nas jazidas ou nos leitos dos rios
na extração de areia. O trabalho a seguir tem a finalidade realizar a junção de
setores de produção diferentes como Agroindústria e de Construção Civil,
analisando em laboratório a possibilidade de utilização da cinza do bagaço de cana
de açúcar resultante do processo de descarte como aglomerante no concreto.
Permitindo assim que, menores quantidades aglomerantes naturais sejam
necessárias para a fabricação do concreto.

Palavras-chave: Sustentabilidade. Concreto. Dosagem. Cana de açúcar. Cinza como
aglomerante. Resistência à compressão.

ABSTRACT

The world today is going through a complicated time when it comes to the
environment, because every day man tends to deliberate consumption of products.
One of the concerns is that we are using our natural reserves in an excessive way
which may in the future cause an environmental collapse. And to meet this need for
consumption, a sustainable alternative must be found to minimize impacts. In Brazil
there is a great production of sugar cane, where it is also used in the production of
alcohol. An immense quantity of residue known as bagasse is generated daily and in
most cases the utilization is done through the firing to feed ovens in mills. The
construction industry is also a great collaborator in the process of environmental
degradation, being in the deposits or in the beds of the rivers in the extraction of
sand. The following work has the purpose of joining different production sectors such
as Agroindustry and Civil Construction, analyzing in the laboratory the possibility of
using the sugarcane bagasse ash resulting from the discard process as a binder in
the concrete. Thus allowing smaller amounts of natural binders to be required for the
fabrication of the concrete.
Keywords: Sustainability. Concrete. Dosage. Sugar cane. Gray as binder.
Compressive strength

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 15
1.1 Tema ................................................................................................................ 16
1.2 Problematização ............................................................................................... 16
1.3 Objetivo Geral .................................................................................................. 17
1.4 Objetivos Específicos ..................................................................................... 17
1.5 Análise de Situação .......................................................................................... 17
1.6 Justificativa ...................................................................................................... 17
2 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................. 20
2.1 Breve Histórico do surgimento do concreto ................................................. 20
2.2 O concreto na atualidade ................................................................................ 21
2.3 O concreto e a sua composição..................................................................... 23
2.3.1 Cimento Portland ............................................................................................ 24
2.3.1.1 Produção e composição do cimento ........................................................... 24
2.3.2 Agregados ...................................................................................................... 25
2.3.2.1 Classificação dos Agregados ....................................................................... 25
2.3.2.2 Granulometria dos Agregados ..................................................................... 26
2.3.3 Água de Amassamento .................................................................................. 26
2.4 Sustentabilidade e responsabilidade social ................................................. 27
2.5 A produção de Cana de açúcar no Brasil ..................................................... 30
2.5.1 A Cana de açúcar além da produção do álcool .............................................. 33
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ............................................................ 35
3.1 Pesquisas bibliográficas ................................................................................. 35
3.2 Insumo das cinzas do bagaço de Cana de açúcar ....................................... 36
3.3 Ensaios.............................................................................................................. 37
3.3.1 Produção do Concreto .................................................................................... 37
3.4 Ensaios de resistência a compressão do concreto ..................................... 37
3.5 Procedimentos para moldagem e cura de corpo de prova ......................... 37
3.5.1 Execução ........................................................................................................ 38
3.6 Procedimentos para compressão de corpo de prova cilíndrico ................. 38
3.6.1 Execução ........................................................................................................ 38
4 ANÁLISE DE RESULTADOS ............................................................................. 40
4.1 Características e dosagem dos materiais ...................................................... 40
4.1.1 Quantidade de material e cinza do bagaço de Cana em cada corpo de prova.
40
4.1.2 Resistência do concreto aos 28 dias de cura ...................................................43
4.1.3 Relação de água/cimento (a/c) ....................................................................... 43
4.1.4 Determinação do consumo de materiais ........................................................ 444.1.4 Determinação do traço .....................................................................................46
4.2 Quantitativo de cada material nos corpos de prova ......................................46
4.2.1 Volume do cilindro (10x20 cm) .........................................................................46
4.2.2 Quantidade dos materiais no cilindro de 10x10 cm ........................................ 47
4.3 Ruptura do corpo de prova cilíndrico com 28 dias de cura ..........................48
4.4 Resistência média do concreto à compressão (fcm) .....................................53
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 54
6 REFERÊNCIAS ................................................................................................... 56
ANEXOS ................................................................................................................ 61

1 INTRODUÇÃO

Neville e Brooks (2013) afirmam que o concreto abordado de forma ampla é formado
por produtos ou massa de origem cimentante. A expansão de utilização ocorre a
partir da Segunda Guerra mundial, onde os países que sofreram destruições
necessitavam ser reconstruídos e também devido a sua forma de uso diversificada e
composição (IBRACON, 2011).

Para Bauer (2008) a constituição do concreto se dá pela união de agregados de
características graúdas e miúdas misturados a uma pasta de cimento. O cimento é
parte mais importante e necessita de uma boa escolha para que os resultados de
resistência e durabilidade sejam obtidos (SILVA, 1995)

Atualmente existe uma grande preocupação na exploração de recursos naturais e
para IBRACON (2011), práticas sustentáveis abrem espaço para que profissionais e
empresas tenham uma nova concepção na aquisição de inovações, modificando
assim, a economia.

Para Hinz, Valentina e Franco (2006)1, economia, meio ambiente e meio social estão
interligados e há a necessidade de que as empresas comecem a tratar todos esses
pontos de maneira considerável dentro de todas as áreas da organização, buscando
assim o nivelamento entre produtos, serviços e vitalidade de mercado.

Buscar novos insumos a fim de minimizar os impactos ambientais e assim gerar
maior economia nos custos de produção, faz com que a análise em outros setores
produtivos seja a alternativa para que as respostas sustentáveis possam aparecer.
O mercado de cana de açúcar possui produção em larga escala como informado
pelo CONAB (2016)2, colocando o Brasil como o maior produtor de cana de açúcar
do mundo com produção estimada para 2016/17 de 694,54 milhões de toneladas e
crescimento de 4,4% em relação à 2015.

1 http://revistas.unisinos.br/index.php/estudos_tecnologicos/article/view/6078.
2
http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/16_12_27_16_30_01_boletim_cana_portugues_
-3o_lev_-_16-17.pdf

Com números tão significantes, consequentemente a quantidade de resíduo gerado
no processo produtivo é abundante e para Costa e Bocchi, a atual utilização dos
resíduos acontece da seguinte forma:
O bagaço proveniente da produção do açúcar também possui
diversas aplicações, como forragem, na utilização de ração
animal, especialmente para ruminantes, e na cogeração de
energia elétrica. Uma das grandes aplicações do bagaço é na
produção de etanol de 2º geração, que é feito a partir de
hidrólise, podendo ser ácida ou enzimática (COSTA; BOCCHI,
2011, p.2)

No presente trabalho serão realizados ensaios laboratoriais de resistência à
compressão, com alternação de dosagens no traço do concreto para verificar como
ele se comporta em todos os seus processos de produção e cura a partir da
inserção do material orgânico em sua composição

1.1 Tema
Sustentabilidade na construção civil: A utilização da cinza do bagaço de cana de
açúcar na composição do concreto, substituindo parcialmente o cimento no Brasil.

1.2 Problematização
Nos dias atuais há uma grande preocupação quanto a utilização de matérias não-
renováveis e a extração de minerais como o clínquer3 que origina o cimento, levam à
degradação do meio ambiente.

Levando-se em consideração que as matérias-primas estão cada vez mais escassas
e a necessidade em encontrar alternativas sustentáveis como meio paliativo para
que os impactos ambientais sejam minimizados é um grande passo a ser dado pelas
profissionais que trabalham no campo da engenharia civil.

É possível utilizar a cinza do bagaço da cana de açúcar como aglomerante no
concreto a fim de dar o descarte consciente ao resíduo sólido e contribuir para a
redução de extração de matéria prima mineral?

3 Clínquer é um material granular de 3mm a 25mm de diâmetro, resultante da calcinação de uma
mistura de calcário, argila e de componentes químicos como o silício, o alumínio e o ferro. Disponível
em: <http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-clinquer.html>.

1.3 Objetivo geral
Analisar o comportamento do concreto mediante a adição da cinza do bagaço de
cana de açúcar em sua composição.

1.4 Objetivos específicos
• Coletar cinzas do bagaço de cana de açúcar em usina álcool açucareira.
• Definir o traço do concreto a ser ensaiado no laboratório.
• Produzir o concreto com a inclusão da cinza do bagaço de cana de açúcar em
diferentes proporções.
• Realizar a análise de dados obtidos após a cura do concreto e o ensaio de
compressão.

1.5 Análise de situação
Embora haja a necessidade de novas práticas sustentáveis no campo da
Engenharia Civil, não é possível encontrar empresas que utilizem em sua fabricação
de concreto a cinza de bagaço de cana de açúcar parcialmente na composição dos
seus produtos como ocorre em alguns casos com a utilização de outros materiais
como a cal e o gesso. O que impacta diretamente no meio ambiente.
Artigos e livros abordam os assuntos da cana de açúcar e concreto separadamente,
sendo a maior dificuldade encontrada na elaboração da pesquisa como por exemplo
os livros de Shikida e Moraes (2002) que tratam da agroindústria canavieira no
Brasil, Neville e Brooks (2013) que aborda a tecnologia do concreto e Isaia (2011)
que contextualiza todo o concreto suas ciências e tecnologias.
1.6 Justificativa
Com o crescimento da demanda produtiva no Brasil atualmente, uma grande
quantidade de produtos é disponibilizada no mercado para que a demanda de
consumo seja suprida e consequentemente ocorre também o desperdício e o
descarte de muitos materiais que podem ser reaproveitados.

A preocupação na utilização correta e consciente dos recursos naturais se faz
presente e é uma questão levantada para muitos países. Para Hinz, Valentina e
Franco,

Diante do grande consumo de recursos naturais, um número cada
vez maior de empresas vem incorporando em suas estratégias o
conceito de sustentabilidade, pois são alvo de novas expectativas
quanto as suas responsabilidades para com a sociedade como
agentes que dispõem de recursos financeiros e tecnológicos para
uma atuação mais ágil, decisiva e direta na solução dos problemas
ambientais e sociais (HINZ; VALENTINA & FRANCO, 2016, v.2, p.92)

Esse trabalho é importante no campo acadêmico principalmente para os alunos da
graduação no curso de Engenharia Civil, pois permite conhecer uma nova forma de
utilização sustentável dos resíduos sólidos disponíveis a partir de outros processos
de produção como a de cana para o açúcar e o álcool.

A relevância desse trabalho traz aos profissionais da área da construção civil, dados
para que tenham o conhecimento dimensional da responsabilidade em desenvolver
novas técnicas e aplicabilidades e tem o intuito de fomentar cada vez mais novas
práticas e buscar maior engajamento nas questões que se referem à utilização de
cinza do bagaço de canade açúcar descartadas em outros processos produtivos
como aglomerantes no concreto.

A preocupação com a questão ambiental é abordada por Medeiro e outros (2013,
v.1, p.39) “[...] é importante analisar o que se tem planejado no país quanto a
ações sustentáveis, com vistas a se garantir o desenvolvimento sem colocar
em risco as condições de subsistência e longevidade.”
O reaproveitamento dos descartes em processos produtivos é uma forma de se
promover economia nos gastos da construção civil, onde poderão ser substituídos
em partes ou em sua totalidade componentes e/ou agregados para a elaboração do
que se propõe com a finalidade de obter resultados minimizando o custo.

A sociedade atualmente também se preocupa com as questões ambientais,
deixando de ser apenas uma questão privada e vemos modificação comportamental
dos consumidores de modo geral pela procedência do produto final e os impactos
gerados ao meio ambiente.

Para Cortez, a preocupação com o meio ambiente é o ponto que liga os interesses
entre as partes quando colocada em foco, ao afirmar que:

[...] as atividades de consumo operam na interseção entre vida
pública e privada e por meio do debate sobre a relação entre
consumo e meio ambiente a questão ambiental finalmente pode ser
colocada num lugar em que as preocupações privadas e as questões
públicas se encontram. Surge então a possibilidade de que um
conjunto de pessoas busque criar espaços alternativos de atuação,
enfrentamento e busca de soluções coletivas para os problemas que
parecem ser individuais (CORTEZ, 2009, p.40).

Sociologicamente é importante discutir e analisar o tratamento dado ao meio
ambiente nas áreas doadoras de matéria prima para que se possa utilizá-las, de
maneira que, o ecossistema não seja prejudicado e que as reservas naturais
possam ter maior durabilidade e capacidade de produção evitando a saturação,
garantindo assim a oferta de extração para as gerações futuras.

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Breve histórico do surgimento do concreto.
Os homens na antiguidade, mais precisamente nos primórdios da vida humana,
viviam daquilo que a natureza proporcionava. Suas moradias eram basicamente
cavernas e abertura entre as rochas e com o passar dos anos começaram a
construir casas estruturadas com galhos de árvores e peles de animais, de acordo
com Kaefer (1998)4
Ainda para Carvalho,
Os locais e épocas em que ocorreram essas descobertas são
imprecisos, mas, há evidências de que tenha sido na mesopotâmia5.
Pfeifer et al. (2001) relata a descoberta de tijolos de barro
modelados manualmente na região do rio Nilo datados de
14.000 a.C., e de tijolos queimados datados de aproximadamente
5000 a.C. (CARVALHO, 2008, p. 19).

FIGURA 1 – Mapa da Mesopotâmia.

Fonte: http://media.escola.britannica.com.br/eb-media/37/168037-073-B5DEF344.jpg

4 <http://wwwp.feb.unesp.br/lutt/Concreto%20Protendido/HistoriadoConcreto.pdf>.
5 Mesopotâmia, que em grego quer dizer ‘terra entre rios’, situava-se entre os rios Eufrates e Tigre e é
conhecida por ser um dos berços da civilização humana. Localizada no Oriente Médio, atualmente
esta histórica região constitui o território do Iraque. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/historia/mesopotamia/>.

Carvalho caracteriza o método de alvenaria6,

[...] como um sistema construtivo que consiste na moldagem de
unidades (pedras, tijolos ou blocos) unidas por um ligante (a
argamassa). A alvenaria de pedras, sem dúvida, é um dos mais
antigos sistemas construtivos utilizados pelo homem.
Historicamente, o tijolo foi um produto de substituição, utilizado
primeiramente em regiões onde havia escassez da pedra natural e da
madeira (CARVALHO, 2008, p.19).

Trazendo o assunto para épocas recentes, mais precisamente até o final do século
XIX eram basicamente feitas de madeira e alvenaria. A utilização de madeira
encontrada com facilidade e grande quantidade na natureza era a alternativa pela
qual os povos utilizavam para construir as suas casas, porém devido a facilidade de
queima da madeira ocasionou incidentes como incêndios que destruíram muitas
cidades. Então, tijolos e pedras passaram a ser utilizados em construções de maior
relevância (CARVALHO, 2008, p. 19)

A necessidade de encontrar uma solução para uma construção mais segura e
durável, fez com que os povos do passado (assírios e babilônios) utilizassem a
argila e posteriormente outra combinação de argamassa de cal (CARVALHO, 2008).
Bastos, afirma que,
O material considerado ideal para as construções é aquele que
apresenta conjuntamente as qualidades de resistência e
durabilidade. A pedra, muito usada nas construções antigas, tem
resistência à compressão e durabilidade muito elevadas, porém, tem
baixa resistência à tração. A madeira tem razoável resistência, mas a
durabilidade é limitada (BASTOS, 2006, p. 01)

De acordo com Bauer (2008), com o passar dos anos o homem precisou
desenvolver novos materiais que apresentassem resistência, que tivessem melhor
durabilidade e esteticamente compatíveis com as necessidades exigidas.

6 Alvenaria: Conjunto de pedras, de tijolos ou de blocos - com argamassa ou não - que forma
paredes, muros e alicerces. Quando esse conjunto sustenta a casa, ele chama-se alvenaria
estrutural. Disponível em: <http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-alvenaria.html>

2.2 O concreto na atualidade
Para Isaia, a forma pela qual o concreto é utilizado atualmente acontece a partir de
modificações ao longo dos anos quando:
O desenvolvimento e aperfeiçoamento do concreto como material
estrutural dependeu do nível de conhecimento de cada época da
história do Homem. Demorou mais de vinte séculos, desde a sua
descoberta, no princípio como mero aglomerante, para se tornar o
maior produto fabricado pelo homem nos dias atuais (ISAIA, 2011)

O homem desenvolveu o concreto que é um material artificial que adquire
resistência bem parecido como as rochas naturais quando curado e que apresenta
característica plástica em sua composição fresca. O que é fundamental para a
trabalhabilidade e modelagem, conforme dito por Pedroso (2009, p 14)
Ainda para Neville, é possível ampliar as definições do concreto ao afirmar, que:

O concreto no sentido mais amplo, para ele o concreto é qualquer
produto ou massa produzido a partir de um meio cimentante.
Geralmente esse meio é o produto da reação entre um cimento
hidráulico e água, mas atualmente mesmo essa definição pode cobrir
uma larga gama de produtos (...) Além disso, esses concretos podem
ser aquecidos, curados a vapor, autoclavados, tratados a vácuo,
prensados, vibrados por impactos (shock-vibrated), extrudados e
projetados (NEVILLE, 2013, p.02)

Dependendo da necessidade de cada concreto, é possível adicionar em sua
composição elementos químicos que permitem a aceleração ou atraso de pega e
também elementos de origem mineral como: Pozolanas7, fíllers calcários8,
microssílica9 com a finalidade de alcançar qualidade significante no concreto em seu

7 Pozolanas: Originalmente, as pozolanas são rochas de origem vulcânica, embora, o termo também
englobe os materiais produzidos industrialmente, ou derivados de cinzas volantes de processos de
queima industrial. As principais vantagens resultantes da adição de pozolana ao cimento comum é a
hidratação lenta com baixa liberação de calor e aumento da resistência do concreto aos sulfatos e a
outros agentes agressivos ácidos. Disponível em: <http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-
pozolana.html>.
8 Fíllers Calcário: Filler ou filler calcário é o material obtido através da moagem fina de calcário,
basalto, materiais carbonáticos, etc. O filler possui uma granulometria muito fina, o que faz desse
material uma ótima associação para aumentara trabalhabilidade, diminuir a capilaridade e a
permeabilidade de argamassas e concretos. Disponível em: <http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-
que-e-filler.html>.
9 Microssílica: É um subproduto da indústria de ferro-ligas e consiste de partículas extremamente
pequenas de sílica amorfa, ou seja, 100 vezes menor que o grão de cimento. Disponível em:
<http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-microssilica.html>.

estágio fresco ou curado (ARAÚJO, 2014).
De acordo com Isaia, um dos motivos para a grande utilização do concreto
atualmente é devido,
[...] a sua constituição como material cerâmico, cuja matéria-prima
existe em praticamente todos os lugares do planeta. As vantagens
inerentes a esse material fazendo-no o carro-chefe da construção
civil, adaptando-se a todos os locais e circunstâncias em vista de
suas propriedades, como versatilidade, durabilidade e desempenho,
que proporcionam vida útil adequada às construções a um custo
competitivo com outros materiais estruturais (ISAIA, 2011, p. 01).

Ainda para Araújo (2014, p.1) “A resistência do concreto endurecido depende de
vários fatores, como o consumo de cimento e de água da mistura, o grau de
adensamento, os tipos de agregados e de aditivos, etc.”. Daí surge a importância de
se escolher os agregantes e agregados corretos para a produção do concreto.
E para isso existem normas técnicas tem como objetivo, segundo Isaia:
[...] registrar o conhecimento adquirido e aprovado por consenso,
voluntariamente sobre um determinado tema, de forma a trazer
benefícios para a sociedade. Esses benefícios podem visar à
segurança (como no caso de estruturas), podem ser materiais (como
no caso do estabelecimento de saudáveis ambientes de concorrência
comercia) ou simplesmente se traduzir na facilidade de entendimento
entre partes (ISAIA, 2011, p. 157).

As normatizações quando se trata de concreto tem a finalidade produzir um produto
que seja seguro e de qualidade, sem deixar de lado as considerações importantes
que envolvem o ambiente onde será aplicado e suas singularidades, atrelando a
questões sustentáveis e econômicas em relação ao meio ambiente (ISAIA, 2011)
Para Isaia, a ABNT10,

10 ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas : A ABNT é o Foro Nacional de Normalização por
reconhecimento da sociedade brasileira desde a sua fundação, em 28 de setembro de 1940, e
confirmado pelo governo federal por meio de diversos instrumentos legais. Disponível em:
<http://www.abnt.org.br/abnt/conheca-a-abnt>.

[...] é o órgão responsável pela normalização técnica no país,
fornecendo a base necessária ao desenvolvimento tecnológico
brasileiro. É uma entidade privada sem fins lucrativos, reconhecida
como único Foro Nacional de normalização através da Resolução n°
07 do CONMETRO - Conselho Nacional de Metrologia, Normalização
e Qualidade Industrial, de 24.08.1992. Com o reconhecimento da
ABNT pelo CONMETRO, as normas brasileiras passaram a ser
registradas pelo INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial, recebendo a sigla NBR, que
precede a sua numeração (ISAIA, 2011, p. 164 , grifo do autor).

2.3 O concreto e a sua composição

Para Almeida,
O concreto é um material de construção resultante da mistura, em
quantidades racionais, de aglomerante (cimento), agregados (pedra
e areia) e água. Logo após a mistura o concreto deve possuir
plasticidade suficiente para as operações de manuseio, transporte e
lançamento em formas, adquirindo coesão e resistência com o
passar do tempo, devido às reações que se processam entre
aglomerante e água(ALMEIDA,2002,p.03).

2.3.1 Cimento Portland
De acordo com Neville (2013), o Cimento Portland foi franqueado por Joseph
Aspdin, um construtor de Leeds no norte da Inglaterra em 1824. Portland é a
designação que se dá ao cimento obtido na mistura de calcário, argila ou materiais
siliciosos, alumina e materiais que tenham óxido de ferro. A partir da temperatura de
clinquerização, esse arranjo de componentes é queimado, resultando na formação
do clínquer que então é moído.
2.3.1.1 Produção e Composição do cimento

Segundo Neville (2013), a produção do cimento concentra-se em moer as matérias
primas cruas até se obter um pó bem fino, logo deve-se misturar em dosagens pré-
definidas para que então possa ser levado ao forno rotativo com temperaturas de até
1400°C, conforme Figura 2.

FIGURA 2 – Processo de clinquerização.

Fonte: http://cienciaquimica.xpg.uol.com.br/interessante/cimento/cimento.htm

Nesse forno, acontece a sinterização do material e a fusão parcial do material
formando o clínquer, logo após o clínquer ser resfriado, ele receberá parcialmente
uma quantidade de gipsita (Sulfato de Cálcio), então ele virá um pó fino após passar
pelo processo de moagem. Dessa forma é criado o cimento Portland onde é
comercializado no mundo.

Os principais constituintes do cimento Portland são necessariamente quatro
componentes, sendo eles listados na Tabela 1, adjacentes com as abreviações
desses compostos. Essas abreviações usadas na química do cimento, descreve
cada óxido por uma letra.

TABELA 1 – Principais compostos do cimento Portland.

Fonte: NEVILLE, BROOKS, 2013, p.10

2.3.2 Agregados
Para Isaia (2011), a melhor e mais aceita definição que se tem dos agregados são
de serem material granular, sem forma ou volume definidos, de dimensões e
propriedades adequadas a obra de engenharia e construção civil, em especial na
fabricação de concretos e argamassas

2.3.2.1 Classificação dos agregados
De acordo Isaia (2011) com a origem dos agregados eles podem ser classificados
como:
● Agregados Naturais: São aqueles encontrados na natureza em condições
de uso imediato, sem nenhum tipo de preparação para o uso que não seja a
lavagem, eles também são provenientes de rochas existente na natureza que
passa pelo processo de intemperismo, que é resultante das precipitações,
mudança de temperatura, erosão dentre outros. Tem-se como exemplo de
agregados naturais as areias de rio, pedregulho, seixos rolados, etc.

● Agregados Britados: São obtidos através da britagem para que possa ser
utilizado no concreto, podendo ser pedrisco, pedra britada e etc.

● Agregados Artificiais: São industrializados como argila expandida, folheto
expandido, vermiculita expandida e etc.

● Agregados reciclados: São aqueles provenientes de construção e
demolição vindo do beneficiamento como escória de alto forno e entulho de
construção

2.3.2.2 Granulometria dos agregados

Para o Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná (2004)11 agregados são
formados por materiais granulares e não possuem necessariamente definição de
forma ou volume, sendo a dimensões e composição definidas após a finalidade de
para o uso nas construções. Ainda para Isaia (2011), os agregados podem ser
definidos em graúdo e miúdo de acordo com a suas dimensões de grãos.

● Agregados Graúdos
Para a ABNT NBR 7211:2009 os agregados de origem graúda devem passar por um
peneira através de lavagem com malha de abertura de 75mm conforme ensaio e
ficarem retidos em uma segunda peneira com abertura de malha 4,75mm.
Resultados obtidos através de ensaios conforme a ABNT NBR NM 248:2003 e
peneiras de padrão ABNT NBR ISO 3310-1:2010.

● Agregados Miúdo
Para ABNT NBR 7211:2009 agregados miúdos deverão passar por uma peneira de
abertura de malha de 4,75mm e posteriormente ficarem retidos na peneira de
abertura 150μm. Resultados obtidos através de ensaios conforme a ABNT NBR NM
248:2003 e peneiras de padrão ABNT NBR ISO 3310-1:2010.

11 <http://site.ufvjm.edu.br/icet/files/2013/04/Concreto-02.pdf>

2.3.3 Água de amassamento

Ainda para Neville (2013),a definição de qualidade para a água utilizada para o
concreto,
[...] muito raramente contêm sólidos dissolvidos acima de 2000
partes por milhão (ppm) e, em geral, menos que 1000 ppm. Para
uma relação água/cimento, em massa, igual a 0.5, isso representa
uma quantidade de sólidos igual 0.05% sobre a massa de cimento;
portanto, qualquer efeito dos sólidos comuns (considerados como
agregados) será pequeno. Caso o teor de silte seja maior que 2000
ppm, é possível reduzi-lo pela colocação da água em tanque de
decantação antes do uso (NEVILLE, 2013, p. 74).

É importante verificar a qualidade da água na produção do concreto, pois ela pode
interferir na qualidade, durabilidade e resistência. Além de prejudicar as estruturas
que compõem o concreto armado, segundo Neville (2013).

2.4 Sustentabilidade e responsabilidade social

O crescimento populacional no Brasil e a necessidade de expansão das grandes
cidades, faz com que o número de construções e consequentemente a demanda de
extração de matéria prima para a produção do cimento aumente consideravelmente.
Segundo Hinz, Valentina e Franco (2006, v.2, p. 03) “A sustentabilidade do planeta é
uma responsabilidade coletiva e ações para melhorar o ambiente global são
necessárias, isto inclui a adoção de práticas de produção e consumo sustentáveis.”
Ainda, Hinz, Valentina e Franco, afirmam que:
Diante do grande consumo de recursos naturais, um número cada
vez maior de empresas vêm incorporando em suas estratégias o
conceito de sustentabilidade, pois são alvo de novas expectativas
quanto as suas responsabilidades para com a sociedade como
agentes que dispõem de recursos financeiros e tecnológicos para
uma atuação mais ágil, decisiva e direta na solução dos problemas
ambientais e sociais (HINZ; VALENTINA; FRANCO, 2006, p. 03)

De acordo com a CONSTITUIÇÃO DA REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL

(1988), fica estabelecido através do Art. 225 e parágrafos 2° e 3°, que:

Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem
de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida,
impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e
preservá- lo para as presentes e futuras gerações.
[...] § 2º Aquele que explorar recursos minerais fica obrigado a
recuperar o meio ambiente degradado, de acordo com solução
técnica exigida pelo órgão público competente, na forma da lei.
§ 3º As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente
sujeitarão os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções
penais e administrativas, independentemente da obrigação de reparar
os danos causados.

Segundo Canotilho citado por Américo Donizete Batista (2014, v.1, p. 50) reafirma
que “O direito ambiental é um direito consagrado como um direito de todos e
não de indivíduos, onde os princípios ambientais buscam efetivar as condutas de
preservação para a presente e futura geração [...]”.
Cortez e Ortigoza (2009) afirmam que o excesso de exploração causa instabilidade
na fonte sustentadora do meio ambiente, levando à saturação no processo
exploratório de recursos renováveis e não-renováveis, bem como a degradação de
florestas, destruição dos solos, poluição do ar e das águas e também ocasionando
alterações climáticas.
A preocupação com a questão ambiental é abordada por Medeiro e outros (2013,
v.1, p.39) “[...] é importante analisar o que se tem planejado no país quanto a
ações sustentáveis, com vistas a se garantir o desenvolvimento sem colocar
em risco as condições de subsistência e longevidade.”
Nalini citado por Américo Donizete Batista (2014, v.1, p. 53) faz a sua observação a
respeito da necessidade de “Uma revisão no estilo de vida se faz necessária
somada a necessidade de se repensar num padrão condizente com o mundo
sustentável, onde cada ação deve ser efetivada de forma coerente.”
A interação entre pessoas e grupos sociais está diretamente vinculadas ao consumo
e as alterações nesse tipo de comportamento encontra grande dificuldade, fazendo
com que essa concepção faça parte dos programas de educação ambiental
(CORTEZ; ORTIGOZA, 2009)

Sendo assim, Cortez e Ortigoza reforçam a ideia que:
[...]as atividades de consumo operam na interseção entre vida pública
e privada e por meio do debate sobre a relação entre consumo e meio
ambiente a questão ambiental finalmente pode ser colocada num
lugar em que as preocupações privadas e as questões públicas se
encontram. Surge então a possibilidade de que um conjunto de
pessoas busque criar espaços alternativos de atuação, enfrentamento
e busca de soluções coletivas para os problemas que parecem ser
individuais (CORTEZ; ORTIGOZA, 2009, p.40).

Ou seja, a união das partes com as suas pluralidades de ideias e necessidades
podem juntas buscar meios de interação, apontando alternativas para solucionar as
questões pertinentes a cada uma delas, de forma que ambas possam atuar de forma
coletiva nas resoluções até então pensadas como individuais.
De acordo com Machado,
Nos tempos atuais, em que o termo desenvolvimento sustentável
parece significar um corolário universal, tornando-se, dessa forma,
uma espécie de “palavra de ordem” aceita mundialmente, os recursos
naturais passam a ser considerados como capital natural, onde solo,
florestas, recursos hídricos etc. são reconhecidos como valores do
meio ambiente, tendo em vista, evidentemente, a escassez de alguns
desses recursos e a aceleração da depleção do meio ambiente, no
qual recursos ambientais ainda sejam predominantemente
abundantes. A ótica sobre o meio ambiente, ainda dominante no
pensamento da elite brasileira (política, econômica e cultural), é de
que nosso “capital natural” é inesgotável (MACHADO, 2000, P.83).

A valorização dos recursos naturais vem crescendo a cada dia em virtude da
diminuição gradativa da oferta, pela grande atividade extrativista e utilização.
Embora a crença de que todo o recurso é para sempre exista para classes que
regem as atividades econômicas no Brasil.
O crescimento brasileiro no âmbito urbano-industrial, traz à tona uma modernização
considerada conservadora sendo o alicerce do crescimento e junção de todo o
mercado nacional e que foi fortemente gerida pelo Estado (MACHADO, 2000).
Davidovich citado por Maria Helena Ferreira Machado (2000), atribui que o processo
de crescimento social-econômico no Brasil surge pelo fato de:

[...] o grande fluxo populacional para os centros urbanos, atraído pela
possibilidade de empregos e melhores condições de vida, aconteceu
na década de 70, quando “as áreas urbanas vieram a concentrar dois
terços da população urbana brasileira, correspondendo a uma taxa
geométrica de crescimento anual do contingente urbano de 4,4%,
enquanto a da população total foi de 2,5%” (MACHADO,2000, p.87).

Oliveira, Pereira e Gaspar (2014) fazem a observação de que é notada a
preocupação de abrangência mundial a questão sustentável na prática de produção
das empresas, principalmente relacionadas ao agronegócio devido a força em sua
atuação em nosso cenário nacional.
As condições ambientais e a busca constante de conscientização para que a haja
melhora no cenário socioeconômico, faz com que a questão da sustentabilidade
ganhe notório espaço para que a sociedade tenha uma vida com bons índices
qualitativos sem que o meio ambiente seja prejudicado e que autonomia sustentável
seja atingida tanto para as pessoas quanto para as organizações (SILVA, 2012).
Assad, Martins e Pinto (2012), afirmam que:
A grande disponibilidade de terra adequada para atividades
agropecuárias – aliada às condições climáticas favoráveis, à
abundância de água, ao avanço tecnológico e ao empreendedorismo
dos produtores – impulsionou o crescimento dos setores da
agricultura e da pecuária, uma das principais alavancas do
crescimento econômico brasileiro. Essa expansãoprovocou a
mudança do uso da terra e colocou a agricultura brasileira como um
dos responsáveis pela emissão de GEE12, tanto na produção agrícola,
com o uso de fertilizantes e manejo das áreas agricultáveis[...] a
questão ambiental e a redução das emissões de GEE são
necessidades fundamentais no desenvolvimento do país, o que
concretiza diversos novos imperativos para os produtores e para a
ação governamental. Será preciso enfrentar um duplo desafio:
estimular o crescimento e reduzir as emissões e, para tanto, a
agricultura brasileira dispõe de tecnologias mitigadoras que podem
ser incorporadas pelos agricultores no seu processo de produção
(ASSAD; MARTINS; PINTO, 2012, p. 06)

12 GEE - Gases de Efeito Estufa (GEE), ou simplesmente Gases Estufa, são substâncias gasosas
naturais responsáveis pelo aquecimento da Terra. Eles são vitais para a manutenção da vida do
planeta, já que absorvem parte da radiação infravermelha emitida principalmente pela superfície
terrestre, e dificultam seu escape para o espaço, mantendo a Terra aquecida. Disponível em:
<http://www.ecodesenvolvimento.org/posts/2011/novembro/ecod-basico-gases-de-efeito-estufa-
gee?tag=clima>.

Para Barbieri citado por Oliveira, Pereira e Gaspar (2014) também entendem a
necessidade e afirmam que:

A solução dos problemas ambientais, ou sua minimização, passa a
exigir uma postura diferenciada dos empresários e gestores que,
impreterivelmente, devem considerar a questão ambiental em suas
decisões, adotando concepções administrativas e tecnológicas que
contribuam para ampliar a capacidade de suporte do planeta
(OLIVEIRA; PEREIRA; GASPAR, 2014, p. 44)

Então, há uma necessidade de aumento de produção, porém que seja feita de
maneira sustentável e com responsabilidade ambiental para que impactos gerados
durante o processo não venha a comprometer o ecossistema.

2.5 A produção de cana de açúcar no Brasil

De acordo com o último censo agropecuário do IBGE (2006),

A cana-de-açúcar no Brasil é uma cultura que não parou de crescer,
[...]. A cultura experimentou um vigoroso crescimento com a criação
do Programa Nacional do Álcool – Proálcool em 1975, que tinha como
objetivo estimular a produção do álcool, através da cana-de açúcar,
visando à substituição em larga escala dos derivados de
petróleo, que tinham alcançado altos preços. Com o início do
programa, em 10 anos, a produção nacional de cana-de-açúcar
passou de 80,0 milhões de toneladas para 229,9 milhões de
toneladas. A partir de 1986, começa uma fase de estagnação, pois o
cenário internacional do mercado petrolífero é alterado e o preço do
barril do óleo bruto caiu abruptamente (IBGE, 2016, p.149)

Ainda, o Censo Agropecuário do IBGE, informa que:

Após 30 anos do início do proálcool, o Brasil vive uma nova expansão
dos canaviais, com o objetivo de oferecer o álcool em grande escala.
A tecnologia dos motores bicombustíveis veio dar novo fôlego ao
consumo interno de álcool. O carro que pode ser movido à gasolina,
álcool ou a uma mistura dos dois combustíveis foi introduzido no País,
em março de 2003, e conquistou rapidamente o consumidor (IBGE,
2006, p. 150)

As mudanças tecnológicas realizadas no setor automotivo, criou uma nova
perspectiva no setor produtivo de cana de açúcar e à partir daí, ocorreu a
fomentação no plantio e o crescimento econômico no setor.

Segundo o levantamento do CONAB13 (2016),

A produção de cana-de-açúcar deverá chegar a 694,54 milhões de
toneladas, de acordo com o 3º Levantamento da Safra 2016/2017[...].
Isso representa um crescimento de 4,4% em relação à safra anterior,
que foi de 665,59 milhões de t. A área a ser colhida está estimada em
9,1 milhões hectares, aumento de 5,3% se comparada com a safra
2015/16, que foi de 8,6 milhões de hectares (CONAB, 2016, P.08).

Nota-se o crescimento de produção do segmento de cana de açúcar em relação ao
apresentado nas décadas de 70 e 80, onde a produção se multiplicou em milhares e
milhares de hectares ao longo dos anos.

TABELA 2 - Principais culturas do Brasil, classificadas pelo valor da produção de
2015.

Fonte:http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/0000002742210911201621022
3405721.pdf

13 CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento.

A cana de açúcar de acordo com a COAGRO14 (2016) está entre as três maiores
áreas em hectares de área plantada e colhida no Brasil no ano de 2015, sendo
acompanhada pelas demais culturas como a soja e milho.

GRÁFICO 1 - Área colhida e produção de cana-de-açúcar no Brasil de 2005 à 2015.

Fonte:http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/0000002742210911201621022
3405721.pdf

A área de plantio colhida de cana de açúcar cresceu cerca de 4 milhões de hectares
nos últimos 10 anos de acordo com o gráfico do IBGE (2015)15 apresentado acima
em que a sua produção cresceu em torno de 04 milhões de toneladas. Destaque
para os anos de 2007 a 2008, onde a produção cresceu cerca de 01 milhão de
toneladas.

14 COAGRO – Coordenação de Agropecuária do IBGE – Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405
721.pdf>.
15 Resultados da Produção Agrícola Municipal 2015 - Coordenação de Agropecuária – COAGRO 23
de setembro de 2016: Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405
721.pdf>.
http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405721.pdf
http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405721.pdf
http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405721.pdf
http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/00000027422109112016210223405721.pdf

Para o IBGE (2015), as regiões no Brasil que mais produziram cana de açúcar em
2015 foram a centro-oeste e sudeste, destacando-se entre os três principais
municípios: Morro agudo (SP), Quirinópolis (GO) e Brilhante (MS), conforme Figura
2.

FIGURA 3 – Produção de Cana-de-açúcar, com destaque para os dez principais
municípios do Brasil em 2015.

Fonte:http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/imprensa/ppts/0000002742210911201621022
3405721.pdf

2.5.1 A Cana de açúcar além da produção do álcool.

Segundo Morais e Shikida (2002, p.23) as tendências da demanda pelos produtos
finais dessa cadeia produtiva, álcool e açúcar, verifica-se que existe um problema
estrutural de excesso de oferta de matéria-prima e de capacidade produtiva
estimulada pelo álcool, devido ao sucateamento da frota e as vendas irrisórias de
carros movidos com esse combustível.

Em consideração a tendência de crescimento da frota movida a gasolina, estimou-se
a demanda de álcool no Brasil. Com a combinação das demandas de álcool, foi
possível estimar a necessidade futura de cana-de-açúcar para a fabricação do
etanol.

Em contrapartida para Paula et al (2009), o Brasil está como o maior produtor
mundial de cana de açúcar e álcool e maior exportador do mundo de açúcar. Dessa
forma o Proálcool, Programa Nacional do Álcool é o maior programa comercial que
se usa de biomassa para se produzir energia no mundo e foi representado uma
iniciativa de sucesso no mundo, substituindo os derivados do petróleo no setor
automotivo. Desse modo encerra-se o referencial para dar início as práticas
laboratoriais.

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

O presente capítulo dos procedimentos metodológicos, traz ao leitor a forma de
execução do concreto com as Cinzas do Bagaço de Cana de Açúcar (CBCA), bem
como os materiais empregados nesse procedimento.

Foi utilizado uma pesquisa bibliográfica bastante concentrada paraenriquecer o
procedimento metodológico com as informações coletadas e também foi realizado
ensaio de compressão seguindo as normas da ABNT.

3.1 Pesquisas bibliográficas

O conceito de Pesquisa bibliográfica para Lakatos e Marconi (2014, p.43) é
considerado um estudo metodológico de reflexão que precisa de um tratamento
cientifico e integrado no intuito de descobrir a realidade ou até mesmo parte dessa
verdade. É utilizando métodos científicos em busca de respostas para questões
explicitas, o que de fato é mais do que apenas procurar verdades.
Tem-se também que toda pesquisa bibliográfica conceitua o levantamento de
informações de diversas fontes, como por exemplo livros, artigos acadêmicos,
trabalhos de conclusão de curso, dissertações e Normas Técnicas da ABNT.
Portanto, para Traína e Traína Jr. (2009)16, mesmo que a pesquisa tenha sido feita
com ferramentas da Internet, a procura por bibliografias de modo geral não usa
ferramentas de busca genéricas, mas ferramentas especiais para procurar
bibliografia. Para fazer uma boa pesquisa, devemos criar uma lista de palavras-
chave, uma palavra para cada tópico a ser abordado como: assunto, autores,
veículos, nomes de técnicas, algoritmos e ferramentas, etc.
Dessa forma as ferramentas mais usadas para criar uma pesquisa bibliográfica de
qualidade são as Bibliotecas Digitais das sociedades científicas. O resultado da
consulta no final poderá ter uma quantidade significativa de materiais e artigos, por
isso devemos selecionar o que de fato é relevante. Assim foi usado nesse trabalho

¹ http://www.univasf.edu.br/~ricardo.aramos/comoFazerPesquisasBibliograficas.pdf

artigos científicos, Normas da ABNT, sites de credibilidade e livros para servir como
alusão no desenvolvimento desse trabalho (AGMA; CAETANO, 2009).

3.2 Insumos das cinzas do bagaço de cana de açúcar

A cinza do bagaço de cana-de-açúcar foi coletada junto à Agro Industrial de Pompéu
S/A, empresa do ramo sucroalcooleiro localizada no Município de Pompéu na região
Norte do Estado do Minas Gerais. O bagaço de cana foi queimado em uma fornalha
de 700 °C para geração de energia para a própria fábrica, fazendo desta indústria
auto sustentável em relação ao mercado.
A Figura abaixo resume a forma como a empresa provem esses resíduos de Cinza
de bagaço de cana:
FIGURA 4 - Fluxo esquemático para fabricação de produtos derivados da cana de
açúcar (adaptado)

Fonte: AGROPÉU – Agroindustrial de Pompéu

3.3 Ensaios

De acordo com Stavis (2011)17, os ensaios de laboratório orientam as observações
de alguns parâmetros como testes de desempenho, sistema de qualidade e serviços
de qualidade conforme recomenda as normas da ABNT.

Nesse trabalho prático executado no laboratório de construção civil do Centro
Universitário Newton Paiva, foi realizado um ensaio para testar a resistência a
compressão em corpos de provas cilíndricos de medida 20x10 cm.

3.3.1. Produção do concreto
Na produção do concreto foram utilizados insumos presentes no laboratório do
Centro Universitário Newton Paiva e a cinza do bagaço de cana de açúcar coletadas
na AGROPEU no município de Pompéu/MG, para os corpos de prova moldados no
dia 16 de Março de 2017, totalizando assim 6 corpos de provas cilíndricos, todos nas
dimensões 10X20 cm.

3.4 Ensaios de resistência a compressão do concreto

Com o intuito de determinar a carga máxima que o concreto pode sofrer até o
momento de ruptura, foi utilizado o ensaio de resistência a compressão que é
indicado pela ABNT NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpo de
prova cilíndricos – 2007.
Foram realizados dois ensaios de compressão para cada dosagem dos corpos de
prova. Sendo dois ensaios paras os corpos de prova com 90% cimento e 10%
CBCA, dois ensaios para os corpos de prova com 80% cimento e 20% CBCA e dois
ensaios para os corpos de prova com 70% cimento e 30% CBCA. Esses ensaios
foram realizados no dia 16 de março de 2017.

17 http://construcaomercado.pini.com.br/negocios-incorporacao-construcao/121/artigo298909-1.aspx

3.5 Procedimentos para moldagem e cura de corpo de prova.
Esse procedimento de moldagem e cura dos corpos de prova foi realizado no
Laboratório de Construção Civil do Centro Universitário Newton Paiva, onde após a
produção do concreto, permaneceu nos moldes durante 24 horas antes de ser
desmoldado, logo após foram armazenados na câmara úmida, onde permaneceram
por 21 dias corridos obedecendo a NBR 5738 – Concreto - Procedimento para
moldagem e cura de corpo de prova – Dez 2003.

3.5.1 - Execução

Adotou-se o seguinte procedimento, pela NBR 5738 – Concreto - Procedimento para
moldagem e cura de corpo de prova – Dez. 2003:

• Lubrificou-se com óleo mineral no interior dos cilindros;
• Colocou-se o concreto em cada corpo de prova em três camadas com altura
aproximadamente igual a um terço da altura do cilindro;
• Compactou-se cada camada, sendo que foram 12 golpes nos cilindros de
10X20 cm;
• Retirou-se excesso de concreto da parte superior do cilindro;
• Deixaram-se os cilindros durante 24 horas em processo de cura inicial ao ar.
Com isso, foram desenformados e colocados na câmara úmida;

3.6. Procedimentos para compressão de corpo de prova cilíndrico.

O ensaio de resistência à compressão tem como objetivo determinar a carga
máxima que o concreto pode sofrer sem se romper. Esse ensaio é detalhado na
NBR 5739 - Ensaio de compressão de corpo de prova cilíndrico.
Para esse ensaio foram confeccionados 6 corpos de prova (CP), que subdivide em 2
(CP) para cada dosagem, sendo eles de, 30% cinza do bagaço de cana, 20% cinza
do bagaço de cana e 10% cinza do bagaço de cana a serem rompidos com 28 dias
de cura.

3.6.1 - Execução

Adotou-se o seguinte procedimento:

• Os corpos de prova foram cuidadosamente centralizados no prato inferior da
máquina, com auxílio dos círculos concêntricos de referência.
• Calibrou-se a máquina para iniciar os procedimentos de ruptura;
• Depois de iniciado o ensaio de carregamento, uma força axial foi aplicada na
superfície do cilindro continuamente e sem choques com velocidade de
carregamento de (0,45 ± 0,15) Mpa/s. A velocidade de carregamento foi
mantida constante durante todo o ensaio;
• O carregamento só foi cessado, quando houve uma queda de força que
indica que no corpo de prova ocorreu uma ruptura;

4 ANÁLISE DE DADOS E RESULTADOS

4.1 Características e dosagem dos materiais
Para demonstrar as teorias que foram mostradas no referencial teórico e também
como resultado desse experimento de substituir parcialmente o cimento pela cinza
do bagaço de cana de açúcar no concreto, temos os seguintes resultados dos
materiais envolvidos de acordo com as Normas Técnicas Brasileiras como ABNT e
ABCP/ACI.

4.1.1 Quantidade de material e cinza do bagaço de cana em cada corpo de
prova

De acordo com a ABNT NBR 7211 - Agregados para concreto – Especificação e a
NBR 7217 – Determinação da composição granulométrica, houve o ensaio por
peneiramento dos agregados cujas Tabelas estão representadas logo abaixo:

TABELA 3 – Peneiramento dos agregados graúdos – granulometria da Brita 1
(adaptados).

Fonte: Laboratório de Engenharia Civil - Centro Universitário Newton Paiva

TABELA 4 - Peneiramento dos agregados miúdos – granulometria da areia
(adaptados)

Fonte: Laboratório de Engenharia Civil - Centro Universitário Newton Paiva

Com isso para a areia grossa, ficaram retidas nas Peneiras Nº 4, 8, 16, 30, 50, 100 e
200 uma média de 1439,24g e em relação a brita 1 ficaram retidas nas peneiras
3/4‘’, 1/2’’ e 3/8’’ uma média de 5549g.
Foram confeccionados 6 corpos de prova cilíndricos, sendo todos com as medidas
de 10 centímetros de diâmetroe 20 centímetros de altura. O traço do concreto
empregado para preparar e misturar a massa foi espelhada no mini curso de
dosagem de concreto fornecida por Varela18, sendo que se trata de uma dosagem
experimental do concreto em laboratório pela Universidade Potiguar no Campus
Mossoró.
Os materiais utilizados foram cimento Portland CPII Z 32, areia grossa, brita 1 e
água, sendo que suas respectivas medidas em comparação entre cimento e Cinza
do bagaço de cana constam na Tabela 2.

18 < https://docente.ifrn.edu.br/marciovarela/disciplinas/materiais-de-construcao/aula-7-dosagem-do-
concreto/aula-7-dosagem-do-concreto-texto/view >.

Com isso, foram moldadas as seguintes relações no concreto de cimento/CBCA:

QUADRO 1 - Relação de Cimento/CBCA no concreto para moldagem dos Corpos de
prova.
Quantidade de corpo de prova Relação de Cimento/CBCA
2 90% cimento – 10% cinza do bagaço
de cana
2 80% cimento – 20% cinza do bagaço
de cana
2 70% cimento – 30% cinza do bagaço
de cana
Fonte: Produzido pelo autor.
O cimento Portland usado no ensaio foi o CP II Z 32, que possui massa específica
de 3100 =ץkg/m³.
Devido o concreto ser constituído de cimento, agregado miúdo, agregado graúdo e
água, foi necessário coletar dados dos agregados que foram utilizados como areia e
brita.

Desse modo foi preenchido um quadro com as informações iniciais obtidas pelas
Construtora Martins Lanna em Contagem/MG dos materiais envolvidos:

QUADRO 2 - Características dos Materiais e do Cimento utilizado no traço no
concreto confeccionado.
Areia grossa Brita 1 Cimento Concreto
Modulo de finura = 2,56 Modulo de finura = 7,16 CP II Z- 32 Fck = 25 Mpa
Massa unitária
(compacidade)
kg/m3 1460 =ץ
Massa unitária
(compacidade)
kg/m3 1500 =ץ
Massa
específica
δ = 3100 kg/m3
Abatimento = 90 +/- 10
Massa Especifica
δ = 2650 kg/m3
Massa Especifica
δ = 2620 kg/m3
Sd = 4 MPa
Dimensão máxima =
2,40 mm
Diâmetro máximo
Ø máx = 19 mm

Fonte: Produzido pelo autor.

Com os dados iniciais obtidos na Tabela acima, faz-se o cálculo da resistência aos
28 dias de cura.

4.1.2 Resistência do concreto aos 28 dias de cura

A resistência esperada de um concreto aos 28 dias de cura é dada pela seguinte
equação:

Fc28 =Fck + (1,65 x sd)
Onde: Fck é a resistência do concreto aos 28 dias
Sd é o desvio padrão (4,0)
Ao substituirmos os valores na fórmula, temos:

Fc28 = 25 + (1,65 x 4)
Fc28 = 31,6 Mpa

4.1.3 Relação água/cimento (a/c)

A relação água-cimento é definida pela Curva de Abrams, que determina os valores
de água/cimento para os cimentos de acordo com a ABCP. Conforme Gráfico a
seguir:

GRÁFICO 2 - Curva de Abrams dos cimentos – ABCP - Consumo de água
aproximado.

Fonte: http://www.clubedoconcreto.com.br/2016/05/curvas-de-abrams.html

Nesse caso o cimento Portland CP II Z - 32 // Fc28 = 31,6 MPa, obtemos pela curva
de Abrams, o fator de relação água-cimento (a/c) de 0,46.

4.1.4 Determinação do consumo de materiais
• Para definir o consumo aproximado de água foi utilizado a seguinte Tabela:

TABELA 5 - Consumo de água aproximado

Fonte: http://www.clubedoconcreto.com.br/search?q=consumo+de+agua (adaptado)

Como nesse caso o consumo a brita possui diâmetro máximo de 19 mm e o
abatimento está em média 90mm, obteve - se o consumo de água em torno de 205
litros – Ca = 205 litros.

• Para definir o consumo de cimento (Cc), temos:

Cc =
𝐶𝑎
𝑎
𝑐⁄
subtituindo Cc =
205
0,46

Cc = 445,65 kg/m³

Onde: Cc é o consumo de cimento
𝑎 𝑐⁄ é a relação água cimento
Ca é o consumo de água

• Para definir o consumo de agregado graúdo (Cb) brita:
Pela relação do diâmetro máximo e o módulo de finura, temos a seguinte Tabela
como parâmetro:

TABELA 6 - Teor de agregado graúdo.

Fonte: https://docente.ifrn.edu.br/marciovarela/disciplinas/materiais-de-construcao/aula-7-dosagem-
do-concreto/aula-7-dosagem-do-concreto

Para efeitos de cálculo tem-se módulo de finura = 3,60 e diâmetro máximo de 19mm,
então o Vb será 0,690 de acordo com a Tabela.
Cb = Vb x ץ
Cb = 0,690 x 1500kg/m³
Cb = 1035 kg/m³
O consumo de agregado graúdo na mistura será de 1035 kg/m³
• Determinação do consumo de agregado miúdo:

O volume de agregado miúdo é calculado pela seguinte equação:
Vm = 1 − (
𝐶𝑐
δ𝑐
+
𝐶𝑏
δ𝑏
+
𝐶𝑎
δ𝑎
)
Substituindo
Vm = 1 − (
445,65
3100
+
1035
2620
+
205
1000
)
Vm = 0,256 m³
O consumo da massa de areia é dado por:
Cm = Vm x δa
Onde: Cm é o consumo de agregado miúdo
Vm é o volume de agregado miúdo

δa é a massa especifica da areia

Substituindo temos:
Cm = 0,256 x 2650 = 678,4 kg/m³
Dessa forma o consumo de agregado miúdo na mistura é 678,4 kg/m³.
4.1.5 Determinação do traço

O traço é assim representado:

𝐶𝑐
𝐶𝑐
∶
𝐶𝑚
𝐶𝑐
∶
𝐶𝑏
𝐶𝑐
∶
𝐶𝑎
𝐶𝑐

Pelo resultado das equações anteriores, temos a substituição de:

445,65
445,65
∶
678,4
445,65
∶
1035
445,65
∶
205
445,65

Portanto obtemos o seguinte traço:

1 : 1,52 : 2,32 : 0,46

Ou seja:
QUADRO 3 - Traço utilizado para fazer o concreto exemplificado.
Cimento Agregado miúdo Agregado graúdo Água
1 1,52 2,32 0,46
Fonte: Produzido pelo Autor.

4.2 Quantitativo de cada material nos corpos de prova

Foram moldados 6 corpos de prova, todos com as dimensões 10 centímetros de
diâmetro e 20 centímetros de altura (dimensão internas).

4.2.1 Volume do cilindro (10 x 20cm)
Para calcular o volume do corpo de prova unitário 10cm x 20cm, devemos a
princípio transformar as unidades de centímetros para metros.
Temos então: 0,10m x 0,20m
Assim calculamos a área da base do molde:

2
22
007854,0
4
10,0.14,3
4
.
m
d
==


Volume do molde = área x altura = 0,007854 x 0,20 = 0,001571 m3
Para cada corpo de prova, no molde com dimensões (0,10 X 0,20)m teremos
0,001571 m3 de concreto.
Volume do concreto para 6 CP de (0,10 x 0,20) m = 6 x 0,001571 = 0,009426m³.
4.2.2 Quantidade dos materiais no cilindro de 10X20 cm.
Em todas as ocasiões segundo o Relatório de ensaios de concreto do Instituto
Federal de Educação, ciência e tecnologia do Espirito Santo 201019 o quantitativo de
cimento, agregados e água é obtido, pela seguinte equação:

Qmat = Vcilindro x Cmat x traço

Onde: Qmat é a quantidade do material em quilograma.
Vcilindro é o volume do cilindro em metro cúbico.
Cmat é o consumo do material em Kg/m³

Como o volume do cilindro é 0,001571 m³, o consumo de cimento é de 445,65 kg/m³
e o traço é 1 : 1,52 : 2,32 : 0,46, para cimento, tem-se a seguinte quantidade:

• Quantidade de cimento em cada corpo de prova 10x20cm:
Qc = 0,001571 x 445,65 x 1 = 0,7001 kg/cilindro
Assim para 8 cilindros de 10x20cm teremos:
Quantidade de cimento total = 0,7001 x 6 = 4,200 kg
• Quantidade de brita para cada corpo de prova 10x20cm:
Qb = 0,001571 x 1035 x 2,32 = 3,772 kg/cilindro
Assim para 8 cilindros de 10x20cm teremos:
Quantidade de brita total = 3,772 x 6 = 22,63 kg
• Quantidade de areia para cada corpo de prova 10x20cm:
Qareia = 0,001571 x 678,4 x 1,52 = 1,62 kg/cilindro
Assim para 8 cilindros de 10x20cm teremos:
Quantidade de areia total = 1,62 x 6 = 9,72 kg
• Quantidade de água para cada corpo de prova 10x20cm:

19 <https://pt.scribd.com/doc/37072110/Relatorio-de -Ensaios-de-Concreto>.
https://pt.scribd.com/doc/37072110/Relatorio-de

Qágua = 0,001571 x 205 x 0,46 = 0,148 kg/cilindro
Assim para 8 cilindros de 10x20cm teremos:
Quantidade de água total = 0,148 x 6 = 0,888 litros
Sequência dos materiais dosados para atender um volume de 0,009426 m³ de
concreto fresco:
Cimento = 4,200 kg
Areia = 9,72 kg
Brita 1 = 22,63 kg
Água =0,888 kg

4.3 Ruptura do corpo de prova cilíndrico com 28 dias de cura.
Usando os aparelhos e os materiais para os procedimentos dispostos na ABNT NBR
5739, nos 21 dias de cura na câmara úmida, aos 28 dias foram rompidos os corpos
de prova na prensa.
A resistência à compressão do corpo de prova é estabelecida pela seguinte
equação:
fc =
4F
π x D²

Onde: fc é a resistência a compressão, em megapascal;
F é a força máxima alcançada, em newtons;
D é o diâmetro do corpo de prova, em milímetros.
Obteve-se a carga de ruptura que serão mostrados nas Tabelas a seguir:
• Para os 2 corpos de prova com 90% cimento e 10% CBCA, temos:
QUADRO 4 - Média dos resultados do ensaio de resistência a compressão do corpo
de prova com 90% cimento e 10% CBCA aos 28 dias de cura.
Resultado do ensaio
Média da Carga máxima (kgf) 14,31
Média da Tensão máxima (Mpa) 17,865
Fonte: Produzido pelo autor.

GRÁFICO 4 – Teste 1 - Resultado dos ensaios de resistência a compressão do
corpo de prova com 90% cimento e 10% CBCA aos 28 dias de cura.