Pesquisadores usam fezes humanas para criar concreto mais resistente

Imagine olhar para uma parede e descobrir que parte do material usado em sua construção começou a trajetória em uma estação de tratamento de resíduos humanos. A primeira reação provavelmente seria de espanto. Para uma equipe de pesquisadores, porém, essa possibilidade virou uma pergunta de engenharia: seria possível transformar algo descartado pelo saneamento em um ingrediente útil para o concreto?

A resposta inicial veio de testes em laboratório. Cientistas investigaram o uso de um material derivado de fezes humanas para substituir uma parcela do cimento e encontraram melhorias em propriedades mecânicas. O resultado mais chamativo foi um aumento de 42% na resistência à flexão em uma das misturas avaliadas, após 91 dias de cura.

Antes de imaginar uma betoneira recebendo dejetos diretamente, vale esclarecer: o experimento utilizou biocarvão produzido a partir de lodo fecal processado. Existe uma transformação entre o resíduo de origem e o pó incorporado ao concreto, e essa diferença é fundamental para entender a pesquisa.

Melhorar a resistência em laboratório é um avanço. Demonstrar segurança, durabilidade e vantagem ambiental é o caminho até uma aplicação real

Como as fezes humanas foram transformadas em material de construção?

A investigação foi conduzida por pesquisadores da Universidade Manipal de Jaipur, na Índia, e da Universidade Tecnológica da Luisiana, nos Estados Unidos. Entre os autores está o engenheiro civil Raghuvesh Tiwari. O estudo publicado na Scientific Reports, em 5 de setembro de 2026, avaliou o desempenho mecânico, aspectos de durabilidade e características microscópicas das misturas.

O material teve origem em lodo fecal de uma estação de tratamento de Warangal, na Índia. Esse tipo de instalação recebe e processa resíduos de fossas sépticas e sistemas de saneamento. Portanto, falar em fezes humanas ajuda a identificar a origem, mas o ingrediente estudado é um produto obtido após processamento.

O que acontece antes de o resíduo entrar no concreto?

O lodo passa por secagem e aquecimento em ambiente com pouco oxigênio, com temperaturas entre 350 °C e 450 °C. Esse processo térmico transforma a matéria orgânica e produz biocarvão, também conhecido como biochar. Depois, o material é moído e peneirado para formar um pó fino.

A equipe comparou uma mistura convencional com outras três, nas quais o biocarvão substituía 5%, 10% ou 15% do cimento. Esses percentuais se referem à substituição do cimento, não à composição total do concreto. Areia, brita e os demais componentes continuam fazendo parte da formulação.

Durante os ensaios, foram avaliadas resistência à compressão, resistência à flexão, absorção de água, porosidade e retração. A pergunta era mais ampla do que descobrir se a mistura endurecia: os pesquisadores queriam entender como ela reagia a esforços e quais características poderiam favorecer ou limitar seu uso.

O resultado depende de transformar o resíduo e acertar a proporção: adicionar mais biocarvão não significa obter um concreto melhor.

Quanto a resistência aumentou nos testes?

Após 91 dias de cura, a mistura com substituição de 10% do cimento apresentou aumento de 21% na resistência à compressão e 42% na resistência à flexão, em comparação com a mistura de referência. Com 5% de substituição, os ganhos relatados foram de aproximadamente 20% e 36%, respectivamente.

Compressão é o esforço de apertar ou esmagar um material. Flexão envolve dobrá-lo, como acontece quando uma peça recebe uma carga que a faz se curvar. Por isso, dizer apenas que o concreto ficou “42% mais resistente” esconde uma informação importante: o ganho variou conforme o tipo de ensaio.

A formulação com 15% de biocarvão teve resistência inferior à das versões com 5% e 10%. O resultado mostra que a dosagem precisa ser ajustada. Também não permite concluir que uma construção feita com esse material suportaria automaticamente 42% mais peso, pois o desempenho de uma estrutura depende de muitos outros fatores.

Por que substituir parte do cimento desperta tanto interesse?

Cimento e concreto aparecem juntos nas conversas sobre construção, mas não são sinônimos. O cimento funciona como um ligante: em contato com a água, participa de reações que ajudam a unir os componentes do concreto. Sua fabricação, porém, envolve processos industriais com elevada emissão de dióxido de carbono.

Segundo um relatório do programa de pesquisa IEAGHG, publicado em 2026, a produção mundial de cimento chegou a aproximadamente 4,1 bilhões de toneladas em 2023. O documento atribui ao setor cerca de 7% das emissões anuais de CO₂ relacionadas à energia.

A Agência Internacional de Energia explica os desafios do cimento: parte das emissões vem das matérias-primas utilizadas, e outra parte está associada à necessidade de calor em altas temperaturas. Reduzir o uso de cimento em uma formulação, mantendo seu desempenho, é uma das possibilidades investigadas para enfrentar esse problema.

O resultado depende de transformar o resíduo e acertar a proporção: adicionar mais biocarvão não significa obter um concreto melhor

Como o biocarvão pode ajudar a mistura?

Uma das explicações propostas envolve os pequenos poros do material. Eles podem armazenar água durante a mistura e disponibilizá-la posteriormente, favorecendo as reações de hidratação do cimento. É como distribuir pequenas reservas de umidade pelo interior do concreto enquanto ele desenvolve resistência.

Outra hipótese envolve a sílica e as chamadas reações pozolânicas, que podem contribuir para formar compostos cimentantes adicionais. Além disso, partículas finas podem ocupar espaços vazios e melhorar a organização interna da mistura. As observações microscópicas relatadas para a formulação com 5% de biocarvão apontaram uma estrutura mais densa e coesa.

Um resultado promissor ainda precisa enfrentar o mundo real

O uso de fezes humanas processadas na construção chama atenção, mas os resultados não tornam o material automaticamente pronto para obras. Ainda é necessário investigar seu comportamento em ambientes salinos, temperaturas extremas e ciclos de congelamento e degelo, além de avaliar a durabilidade por períodos mais longos.

O estudo também relatou redução na concentração de metais pesados detectada nas amostras com maior presença de biocarvão. Isso sugere uma possibilidade de menor liberação de contaminantes, mas não comprova ausência de risco ambiental durante toda a vida útil do concreto.

Outro limite é o balanço climático. A pesquisa não quantificou o impacto total do processo sobre as emissões. Secar, aquecer, transportar e moer o resíduo também exige recursos. Assim, ainda não é possível afirmar quanto carbono seria efetivamente evitado com essa substituição.

Melhorar a resistência em laboratório é um avanço. Demonstrar segurança, durabilidade e vantagem ambiental é o caminho até uma aplicação real.

A proposta abre uma conexão curiosa entre dois desafios urbanos: administrar resíduos do saneamento e produzir materiais de construção com menor impacto. Se novas avaliações confirmarem a viabilidade, o biocarvão derivado de fezes humanas poderá ampliar as opções de aproveitamento desses resíduos.

Por enquanto, a descoberta mostra o valor de investigar materiais pouco óbvios. Aquilo que termina em uma estação de tratamento talvez possa iniciar outra trajetória, desde que a transformação seja acompanhada de evidências tão sólidas quanto o concreto que se pretende produzir.