Avaliação de desempenho e ambiental do concreto produzido com águas residuais industriais tratadas

Por que transformar água residual em água de construção importa

O concreto está em toda parte na vida moderna, desde residências e pontes até escolas e hospitais. Mas produzir todo esse concreto consome enormes quantidades de água potável em um momento em que muitas regiões já enfrentam escassez hídrica. Este estudo explora uma ideia simples com grande potencial: a água residual industrial cuidadosamente tratada pode substituir com segurança a água doce na fabricação de concreto e argamassa, sem enfraquecer as estruturas ou prejudicar o meio ambiente?

Das tubulações da fábrica aos canteiros

Os pesquisadores trabalharam com dois tipos reais de águas residuais industriais tratadas, uma de uma fábrica têxtil e outra de uma indústria de processamento de alimentos. Também criaram, em laboratório, águas sintéticas contendo apenas quantidades conhecidas de cobre e zinco para poder estudar os metais pesados isoladamente. Primeiro, mediram a qualidade básica da água, incluindo sais, matéria orgânica e teor de metais, e compararam os resultados com limites nacionais e internacionais para água de mistura de concreto. A maioria dos valores estava dentro dos limites permitidos, embora as águas industriais apresentassem mais matéria orgânica do que a água potável.

Como o próprio concreto se comportou

A equipe então misturou três conjuntos de concreto: um com água potável normal e dois com as águas tratadas das fábricas. Testaram a trabalhabilidade do concreto fresco e a resistência que ele alcançava ao longo de dias e meses. A trabalhabilidade permaneceu praticamente a mesma. A resistência à compressão, que reflete a força que o material suporta à compressão, caiu menos de 10% quando se usaram as águas tratadas. As resistências à tração por compressão diametral e à flexão, relacionadas à fissuração e à flexão, caíram menos de 5%. Essas pequenas perdas ficaram dentro dos limites normativos e normalmente não alterariam o dimensionamento de uma estrutura.

O que acontece dentro dos poros

A durabilidade do concreto depende fortemente de como a água e as substâncias dissolvidas se movem através de seus poros minúsculos. Neste estudo, o concreto feito com água residual tratada absorveu na verdade menos água por ação capilar, provavelmente porque compostos orgânicos bloquearam parcialmente alguns dos poros mais finos. Ao mesmo tempo, testes de penetração rápida de cloreto mostraram ligeiramente maior passagem de carga elétrica em espécimes feitos com água têxtil, indicando mais íons em movimento na solução de poros. Medições por difração de raios X confirmaram mudanças modestas nos produtos cristalinos internos da hidratação do cimento, consistentes com pequenos atrasos causados por impurezas.

Verificando a segurança para pessoas e para o meio ambiente

Para avaliar se metais nocivos poderiam escapar ao longo do tempo, os pesquisadores prepararam pastas e argamassas de cimento usando as soluções sintéticas de cobre e zinco. Mediram tempos de pega e resistência e, em seguida, realizaram testes acelerados de lixiviação em que as amostras ficaram imersas em água enquanto quaisquer metais liberados eram monitorados ao longo de vários dias. Quando os níveis de metais pesados se mantiveram em ou abaixo de 0,5 grama por litro, a argamassa perdeu menos de 10% de sua resistência e os tempos de pega continuaram a satisfazer os limites normativos. Acima desse limiar, a resistência caiu demais e os atrasos de pega tornaram-se inaceitáveis. Ainda assim, os testes de lixiviação mostraram que mais de 94% do zinco permaneceu retido na matriz do cimento, com apenas uma pequena fração entrando na água circundante.

O que isso significa para a água de construção no futuro

Em termos práticos, este trabalho mostra que águas residuais industriais bem tratadas podem substituir a água potável em muitas misturas de concreto e argamassa com efeitos pequenos sobre resistência e comportamento à fissuração, enquanto mantêm os metais pesados majoritariamente presos no material endurecido. Contanto que a água seja analisada regularmente e os níveis de metais sejam mantidos abaixo de limites claros, seu uso em concreto estrutural é técnica e ambientalmente viável. Essa abordagem pode ajudar projetos de construção a economizar milhares de litros de água doce valiosa, aliviando a pressão sobre recursos escassos e ainda entregando infraestrutura durável e confiável.

Citação: Mohsen, S., Shamseldein, A., hany Wadie, E. et al. Performance and environmental assessment of concrete made with treated industrial wastewater. Sci Rep 16, 15062 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50807-5

Palavras-chave: águas residuais industriais tratadas, durabilidade do concreto, lixiviação de metais pesados, construção sustentável, reuso de água