Um novo material sustentável foi desenvolvido utilizando um resíduo mineral como carga para compósitos poliméricos. A pedra-sabão é um mineral extensamente utilizado na fabricação de artesanato e manufaturas, atividades que representam a maior fonte de renda em comunidades marcadas por vulnerabilidade social. Estas atividades geram uma quantidade considerável de resíduos, que muitas vezes são descartados de forma indevida, causando danos ao meio ambiente e à saúde dos habitantes. Portanto, utilizar esse resíduo para reforçar um polímero com ampla gama de aplicações como o polietileno, pode promover ganhos econômicos, sociais e ambientais. A caracterização do resíduo foi feita com análise de imagens, difração de raios-X e espectroscopia de infravermelho e Raman. Partículas de resíduo foram incorporadas à uma matriz de polietileno de alta densidade (PEAD) em três proporções em peso: 10, 20 e 30 por cento. Microtomografia de raios-X foi utilizada para quantificar as frações volumétricas de carga e de vazios, e a homogeneidade microestrutural dos compósitos. Foi observado que as partículas de pedra-sabão tendem a formar aglomerados na matriz de PEAD. Entretanto, análises estatísticas revelaram uma distribuição volumétrica de carga homogênea nas amostras. Ensaios de reologia, tração e fluência avaliaram a influência das partículas nas condições de processamento e no comportamento mecânico do polímero. Em taxas pequenas de cisalhamento, houve um aumento relevante de viscosidade e tensão cisalhante para concentrações altas de carga. A adição das partículas reduziu a deformação por fluência e aumentou de forma efetiva a tensão de escoamento e o módulo elástico do PEAD. No entanto, a incorporação de frações maiores de carga alterou o mecanismo de fratura e diminuiu consideravelmente a ductilidade do polímero. A relação entre a microestrutura e o comportamento macroscópico foi investigada através do ajuste numérico de pontos experimentais a modelos macro mecânicos da literatura, o que permitiu uma quantificação da adesão interfacial.