Rochas antrópicas – o caso do concreto

O ciclo das rochas clássico (aquele que envolve o calor interno da Terra, os agentes do intemperismo e o correr do tempo) pode ser simplificado como uma longa cadeia de processos que demanda uma grande quantidade de energia para criar e recriar rochas [1]. Sob esse prisma, é possível propor um novo caminho para o ciclo das rochas, com um novo agente interveniente – o ser humano. Desse novo grupo de “rochas antrópicas”, destacamos aquelas mais utilizadas ao redor do globo: o concreto.


Histórico do uso de materiais cimentícios

O concreto é o segundo material mais utilizado no mundo, sendo sobrepujado apenas pela água (que também é utilizada em sua produção), mas seu uso não se limita aos dias atuais. Durante a Antiguidade Clássica, obras como o Coliseu e o Panteão (Figura 1) foram erguidas com uma espécie de concreto primitivo, oriundo da mistura de solos de origem vulcânica, que endureciam quando em contato com a água, e cal, que garantia melhor trabalhabilidade da mistura [2].



Figura 1. (A) Coliseu e (B) Panteão.


No entanto, foi durante os séculos XVIII e XIX que o cimento como o conhecemos começou a tomar forma, sendo produzido a partir da calcinação da mistura de argilas e calcários (estes últimos, em maior quantidade). Atualmente, devido aos impactos da produção do cimento no meio ambiente (e.g., alto consumo de matérias-primas, grande liberação de CO2 e alto consumo de energia), os processos de fabricação do material vêm sendo atualizados a fim de produzir um material de melhor qualidade e mais “sustentável” [2].


Produção do cimento

A Figura 2 sintetiza, de forma simplificada, as etapas gerais de produção do cimento.


Figura 2. Fluxo da fabricação do cimento.


As fábricas de cimento são instaladas, geralmente, próximas a jazidas de calcário e argila, materiais estes extraídos em superfície (Figura 3). Após transporte para a fábrica, os materiais são homogeneizados por meio de moagem, para que atinjam a granulometria adequada. Nesta etapa, ao calcário e à argila são adicionadas parcelas de areia e de minério de ferro, para que colaborem, no futuro, com o aquecimento do material moído – que passa a ser chamado de farinha [2,3].



Figura 3. Lavras em superfície de (A) calcário e (B) argila.


A farinha é, por sua vez, levada a um processo de queima entre 900 °C e 1400 °C. As altas temperaturas são necessárias para formar novos compostos minerais, os quais culminarão no clínquer Portland – material diretamente associado à resistência mecânica do concreto após a hidratação. O clínquer é, então, resfriado e moído com novas parcelas de calcário, gesso (para aumentar o tempo de pega do cimento) e, por vezes, escórias e pozolanas (para reduzir a pegada ambiental e melhorar as propriedades do aglomerante final). Ao final dessa etapa, já temos o nosso famoso cimento Portland [2,3].


Por fim, para garantir a qualidade do material, cada lote de cimento produzido é testado para verificar características como a resistência mecânica, a composição química e a finura. Após aprovado, o material já pode ser comercializado, seja por meio de sacos ou a granel (como por meio de caminhões) [3].


Concreto x rochas

Ao buscarmos rochas na natureza que se assemelham ao concreto, duas possíveis candidatas são a brecha (similar a um concreto produzido com agregados graúdos angulosos, como gnaisse britado) e o conglomerado (similar a um concreto produzido com agregados graúdos arredondados, como seixo rolado). As similaridades entre essas rochas e concretos citados são visíveis na Figura 4 [1].


Figura 4. Similaridade entre concretos (1) e rochas (2). Em A.1, tem-se o corte em concreto feito com agregados angulosos; em A.2, corte em uma brecha. Em B.1, tem-se o corte em concreto feito com agregados arredondados. Em B.2, corte um conglomerado.


Indo além das características visuais, é válido ter em mente como as propriedades físicas do concreto o elencam com relação às outras rochas. Estudos mostram que o peso específico, a porosidade e a resistência mecânica do concreto são similares às de rochas sedimentares arenosas e carbonatadas mais antigas, sendo levemente inferiores aos de rochas ígneas e metamórficas. No entanto, como vê-se na Figura 5, o concreto pode apresentar resistência e módulo de elasticidade superiores aos do xisto, que é uma rocha de origem metamórfica, devido à composição mineralógica do material [1].


Figura 5. Comparação geral entre o módulo de elasticidade e a resistência a compressão de alguns grupos de rochas e de concretos.


Considerações finais

Logo, considerando o processo antrópico de produção e as similaridades apresentadas com outras rochas, podemos concordar com o que alguns autores [1] já propõe e afirmar, de forma razoável, que o concreto é uma rocha de origem humana.


Referências

[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2451.2010.00748.x

[2] RIBEIRO, D. V. Princípios da ciência dos materiais cimentícios: produção, reações, aplicações e avanços tecnológicos. 1ª ed. Curitiba: Appris, 2021. 569 p.

[3] http://www.campusvirtual.ufsj.edu.br/mooc/ciencianacomunidade/como-o-cimento-e-produzido/