Você já tinha ouvido sobre cimento substituído por cana de açúcar? O cimento Portland moldou cidades, rodovias e praticamente toda a infraestrutura que conhecemos. No entanto, essa mesma solução essencial se tornou um dos maiores desafios ambientais do planeta. A cada tonelada produzida, aproximadamente 600 kg de CO₂ são liberados na atmosfera. Além disso, a indústria cimenteira consome energia em níveis extremos, já que seus fornos precisam atingir temperaturas próximas de 1450°C para transformar calcário em clínquer. Dessa forma, a produção de cimento responde por cerca de 7% das emissões globais, pressionando governos, engenheiros e pesquisadores a encontrarem alternativas viáveis e, sobretudo, sustentáveis.
À medida que a construção civil cresce, a preocupação ambiental também se intensifica. E é justamente nesse cenário que a pesquisa brasileira tem se destacado ao explorar o uso de materiais antes considerados resíduos. Nesse contexto, o interesse pelo cimento substituído por cana de açúcar, especialmente através das cinzas do bagaço, se fortalece como uma solução que alia desempenho técnico, economia e sustentabilidade ambiental. Assim, à medida que novas pesquisas avançam, aproximamos-nos de uma mudança significativa no modo como produzimos e utilizamos concreto.
Por que a construção civil exige soluções sustentáveis agora?
A construção civil é responsável por um dos maiores consumos de recursos naturais em escala global, o que amplia os impactos ambientais do setor. Além disso, enfrenta um desafio crescente: manter a produtividade e qualidade das obras, mas sem agravar a crise climática. Dessa forma, torna-se essencial adotar insumos que reduzam emissões e diminuam a dependência do clínquer, principal responsável pelo CO₂ gerado.
Nesse ponto, entra em cena uma solução promissora: o aproveitamento das cinzas do bagaço da cana de açúcar (CBCA) como material pozolânico. Por ser um resíduo abundante, barato e altamente reativo quando beneficiado de forma adequada, ele se apresenta como um substituto estratégico. Pesquisas da UFPB, UFPE e URI já demonstram que seu uso não apenas reduz emissões, mas também pode melhorar propriedades mecânicas e químicas do concreto.
O potencial subutilizado da cana de açúcar no Brasil
O Brasil é líder mundial na produção de cana de açúcar. Só na safra 2021/22, foram processadas mais de 568 milhões de toneladas, gerando milhões de toneladas de bagaço. Após a queima do bagaço para geração de energia — prática comum nas usinas — restam cerca de 3,3 milhões de toneladas de cinzas. Ou seja: um volume gigantesco de material que, em grande parte, é descartado sem aproveitamento.
Quando esse resíduo recebe o tratamento adequado — especialmente moagem fina e requeima controlada — ele se transforma em uma pozolana eficiente, capaz de substituir parte do cimento Portland com segurança e excelente performance. Portanto, ao adotar o cimento substituído por cana de açúcar, o setor da construção passa a integrar um ciclo virtuoso que reduz emissões, reaproveita resíduos e fortalece a economia sustentável.
2. Entendendo a Substituição do Cimento por Cinzas do Bagaço de Cana de Açúcar (CBCA)
O que é a cinza do bagaço de cana e por que ela funciona tão bem no concreto?
Para compreender como funciona o cimento substituído por cana de açúcar, é preciso entender a origem e as propriedades da cinza do bagaço de cana (CBCA). Nas usinas brasileiras, o bagaço é queimado para geração de energia elétrica, e essa combustão produz cerca de 25 kg de cinza por tonelada de bagaço. Somando-se a produção nacional, chega-se facilmente a milhões de toneladas de cinza disponíveis todos os anos.
Embora pareça um resíduo sem utilidade imediata, a CBCA possui características químicas extremamente valiosas. Ela é rica em sílica amorfa, uma forma altamente reativa que interage com o hidróxido de cálcio liberado durante a hidratação do cimento Portland tradicional. Dessa forma, ocorre a formação de compostos adicionais de C-S-H, os mesmos responsáveis pela resistência e durabilidade das estruturas. Assim, além de reduzir o uso de clínquer, a cinza ainda contribui para melhorar o desempenho mecânico e químico do concreto.
A importância da pozolanicidade e como a cinza se transforma em adição mineral
Quando se fala em cimento substituído por cana de açúcar, o termo chave é “pozolanicidade”. Esse conceito descreve a capacidade de um material reagir com o hidróxido de cálcio para formar compostos resistentes. Ensaios realizados pela UFPE e UFPB mostram que, quando devidamente beneficiada, a CBCA apresenta pozolanicidade comparável a materiais já consagrados, como metacaulim e sílica ativa.
Além disso, estudos de difração de raios X confirmam que a sílica amorfa da cinza se integra perfeitamente à matriz cimentícia, reduzindo porosidade, aumentando a impermeabilidade e contribuindo para a longevidade da estrutura. Portanto, não se trata apenas de substituir cimento por um resíduo: trata-se de otimizar o desempenho do concreto com um material abundante, sustentável e tecnicamente sólido.
Beneficiamento: o que transforma o resíduo em um material de alto desempenho
Embora o potencial da cinza seja enorme, ela não pode ser utilizada diretamente após a queima. Para que o cimento substituído por cana de açúcar alcance alto desempenho, o beneficiamento é essencial. Esse processo inclui três etapas principais:
- Secagem: remove umidade e estabiliza o material.
- Requeima controlada: reduz o teor de carbono e aumenta a reatividade.
- Moagem fina prolongada: diminui o tamanho das partículas, ampliando a superfície de contato e acelerando reações.
Normalmente, moagens de aproximadamente três horas geram partículas com granulometria inferior a 45 µm, ideal para atender critérios da NBR 12653, norma que regulamenta o uso de materiais pozolânicos no Brasil. Com isso, o material deixa de ser um resíduo incômodo para se tornar uma adição mineral valiosa, capaz de substituir de 10% a 15% do cimento sem perda de desempenho.
Por que o beneficiamento impacta diretamente o desempenho do concreto?
Quanto mais fina e pura é a cinza, maior sua reatividade. Isso significa que, quando misturada ao cimento, ela reage mais rapidamente, gerando uma matriz mais densa e menos porosa. Dessa forma, o concreto apresenta:
- menor absorção de água,
- maior impermeabilidade,
- melhor resistência química,
- vida útil prolongada.
Portanto, o beneficiamento não é apenas uma etapa complementar — ele é o que torna possível a substituição real do cimento por cinzas do bagaço de cana, permitindo resultados duráveis e consistentes na prática.
3. Benefícios Técnicos e Econômicos da Substituição do Cimento por Cinzas do Bagaço de Cana de Açúcar
Durabilidade reforçada: como a cinza melhora o desempenho das estruturas
Quando analisamos o uso do cimento substituído por cana de açúcar, um dos aspectos que mais chama atenção é o ganho real de resistência mecânica. Ensaios realizados pela UFPE, UFPB e URI mostram que a substituição de 10% a 15% do cimento por CBCA aumenta a resistência à compressão em até 15% após 28 dias de cura. Isso ocorre porque a sílica amorfa reage continuamente com o hidróxido de cálcio, formando mais C-S-H e densificando a matriz.
Além disso, estruturas produzidas com CBCA apresentam menor formação de microfissuras ao longo do tempo, justamente por conta da redução da porosidade interna. Dessa forma, paredes, lajes e elementos moldados in loco ganham maior vida útil sem exigir mudanças no processo de construção.
Redução da porosidade e aumento significativo da impermeabilidade
Outra vantagem muito relevante do cimento substituído por cana de açúcar é a diminuição da permeabilidade da matriz. Como as partículas da cinza são extremamente finas, elas se encaixam entre os grãos de cimento e agregados, preenchendo vazios e bloqueando caminhos para a entrada de água. Assim, estruturas ficam mais resistentes a agentes agressivos como cloretos, sulfatos e umidade excessiva.
Pesquisas mostram reduções de 10% a 20% na absorção de água em argamassas e concretos, o que se traduz em maior proteção das armaduras contra corrosão. Essa característica é especialmente valiosa em ambientes litorâneos e regiões de alta umidade, onde a durabilidade do concreto costuma ser desafiadora.
Economia direta no custo do traço e impacto positivo em larga escala
Adotar cimento substituído por cana de açúcar também traz ganhos expressivos no custo final do concreto. Isso acontece porque a CBCA, por ser um resíduo agroindustrial abundante, tem custo muito inferior ao do clínquer Portland. Quando ela substitui de 10% a 15% do cimento, o consumo de CP V-ARI diminui automaticamente — o que reduz o custo por metro cúbico e, ao mesmo tempo, mantém o desempenho técnico.
Além disso, a utilização da cinza reduz despesas com transporte e descarte, principalmente em regiões onde usinas sucroalcooleiras estão próximas a concreteiras. Portanto, essa alternativa torna-se interessante tanto para empresas quanto para obras públicas, já que permite composições mais baratas sem comprometer a qualidade.
Sustentabilidade real: benefícios ambientais que vão além da construção verde
Usar cimento substituído por cana de açúcar é mais do que uma solução técnica — é uma estratégia ambiental. A cada tonelada de clínquer poupada, evita-se a emissão de aproximadamente 600 kg de CO₂, e mesmo substituições modestas, como 10%, já geram reduções significativas. Estudos de Fairbairn (UFRJ) estimam que somente no estado de São Paulo seria possível evitar entre 19 mil e 182 mil toneladas de CO₂ por ano caso o uso da CBCA fosse adotado em larga escala.
Além disso, esse material evita que milhões de toneladas de cinza sejam descartadas em aterros, contribuindo para um ciclo industrial mais limpo e eficiente. Assim, a CBCA se destaca como uma das soluções brasileiras mais promissoras para a construção sustentável.
4. Resultados Práticos: Como o Concreto com CBCA se Comporta em Ensaios Reais
Resistência à compressão: o que mostram os testes com 5%, 10% e 15% de substituição
Quando olhamos para o comportamento real do concreto produzido com cimento substituído por cana de açúcar, os resultados são extremamente animadores. Ensaios conduzidos em universidades como URI, UFPB e UFPE mostram que substituições de 5%, 10% e 15% apresentam respostas bastante consistentes. No caso de 5%, a resistência permanece equivalente ao concreto convencional, enquanto 10% mantém ou supera levemente os valores de referência. Já os traços com 15% frequentemente exibem resistência superior aos concretos sem CBCA, especialmente após 28 dias.
Essa vantagem ocorre porque a cinza continua reagindo ao longo do tempo, diferentemente do cimento Portland, cujo processo de hidratação é mais limitado. Assim, mesmo quando o ganho inicial é semelhante, o desempenho tardio tende a ser melhor, tornando o material uma alternativa viável inclusive para elementos estruturais quando dimensionados corretamente.
Impacto no módulo de deformação e na absorção de água
Outro ponto relevante é que traços com cimento substituído por cana de açúcar apresentam módulos de deformação mais elevados após cura úmida prolongada. Isso significa que as peças suportam cargas sem deformações excessivas, comportamento essencial para paredes de concreto moldadas in loco e estruturas monolíticas. Além disso, a absorção de água diminui de maneira consistente, especialmente nos traços com 10% a 15% de substituição.
Essa redução ocorre porque a CBCA preenche microvazios e gera uma matriz mais densa, o que dificulta a entrada de água. Como resultado, elementos produzidos com esse material tornam-se mais resistentes a ciclos de molhamento e secagem, ao ataque de agentes agressivos e à corrosão das armaduras de aço.
Dureza superficial e acabamento visual aprimorado
Experimentos com paredes de concreto autoadensável mostram que o cimento substituído por cana de açúcar também melhora a dureza superficial. A presença da cinza cria uma camada final mais compacta, com textura visualmente mais uniforme e menos propensa a falhas de acabamento. Isso reduz etapas de correção e diminui o consumo de argamassas de revestimento, gerando também economia no acabamento final.
Além disso, a melhoria estética vem acompanhada de maior resistência ao desgaste e ao risco superficial, o que favorece o uso em paredes aparentes ou em ambientes submetidos a maior abrasão.
Viabilidade técnica em obras reais: paredes moldadas in loco e concreto autoadensável
Para além dos resultados laboratoriais, a aplicação prática do cimento substituído por cana de açúcar já demonstra benefícios no canteiro de obras. Em testes realizados pela URI, paredes moldadas in loco com 15% de CBCA mostraram excelente fluidez, distribuição uniforme dos agregados e ausência de segregação, mesmo em alturas maiores.
O concreto com CBCA apresenta comportamento estável durante o bombeamento, segue normas da NBR 6118 e mantém desempenho estrutural adequado, evidenciando que essa tecnologia não é apenas promissora — ela já é viável.
5. Desafios e Limitações: O Que Ainda Precisa Evoluir
O avanço do cimento substituído por cana de açúcar já apresenta resultados consistentes; entretanto, quando pensamos em adoção em larga escala, ainda surgem desafios importantes. Para começar, a distância entre usinas, cimenteiras e concreteiras interfere diretamente na viabilidade econômica. Em regiões onde essa cadeia é dispersa, o frete encarece o processo e reduz a competitividade da cinza. Por outro lado, em estados como São Paulo, onde há concentração industrial, essa barreira quase desaparece. Assim, à medida que surgirem parcerias regionais e polos de beneficiamento mais próximos dos centros de obra, essa limitação tende a se enfraquecer.
Além disso, a variabilidade da qualidade da cinza também exige atenção. Como a queima do bagaço nas usinas prioriza a geração de energia, ela frequentemente ocorre em temperaturas que cristalizam parte da sílica, diminuindo sua reatividade. Embora queimas controladas e requeima posterior resolvam esse problema, esse processo depende de padronização. Felizmente, algumas usinas já começaram a implementar protocolos próprios, indicando que o caminho para a estabilidade operacional está sendo construído.
Outro obstáculo relevante é a ausência de uma norma brasileira específica para a CBCA. Ainda que a NBR 12653 reconheça o material como pozolana, a falta de um módulo exclusivo para a cinza de cana gera insegurança em parte das empresas. Contudo, como a ABNT já discute atualizações e as universidades concentram esforços para uniformizar parâmetros, a tendência é que essa regulamentação avance.
Por fim, o custo de beneficiamento ainda pesa, pois envolve moagem prolongada e requeima controlada. Mesmo assim, quando há escala suficiente, o custo cai e o material passa a competir com o cimento convencional.
6. O Futuro da Construção Sustentável com CBCA
Quando observamos o cenário brasileiro, percebemos que o país reúne condições ideais para avançar no uso do cimento substituído por cana de açúcar. Isso ocorre porque a grande oferta de CBCA, aliada à necessidade crescente de soluções sustentáveis, cria um ambiente no qual esse material pode assumir papel central nos próximos anos. Estimativas já indicam que substituir 20% a 30% do clínquer até 2035 reduziria milhões de toneladas de CO₂, sem prejudicar a produtividade das obras.
Além disso, programas de incentivo à inovação vêm ganhando força. Linhas de financiamento específicas para materiais sustentáveis atraem empresas que desejam modernizar seus processos. Paralelamente, universidades brasileiras têm contribuído significativamente ao aprimorar protocolos de beneficiamento, analisar granulometrias e testar o desempenho da CBCA em condições reais de obra. Assim, reduzem incertezas e tornam a tecnologia mais confiável.
Outro fator essencial é a mudança de mentalidade dentro do setor. Construtoras e incorporadoras já entendem que sustentabilidade significa competitividade. Portanto, reduzir emissões, economizar matérias-primas e valorizar resíduos regionais torna a construção mais alinhada às exigências ambientais das cidades futuras.
À medida que pesquisas avançam e que usinas e concreteiras fortalecem parcerias, o CBCA deixa de ser uma alternativa e se aproxima do status de novo padrão. No fim, o cimento substituído por cana de açúcar não apenas diminui impactos ambientais — ele redefine a forma de construir no Brasil.
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Mais Informações: PONTES, Iago Cavalcanti; CAMPOS, Liszandra Fernanda Araújo; DUTRA, Ricardo Peixoto Suassuna. Efeitos da adição de cinza de bagaço de cana-de-açúcar nas propriedades de argamassas cimentícias. Cerâmica Industrial, v. 27, n. 1, p. 1-8, 2022.
ZALESKI, ALESSANDRA et al. Paredes de concreto: estudo da utilização de cinza do bagaço da cana-deaçúcar em concretos autoadensáveis. ENCONTRO NACIONAL DE APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO, v. 6, p. 239-254, 2019.