Notícia

Método de reciclagem de cimento pode ajudar a resolver um dos maiores desafios climáticos do mundo

Fonte

Universidade de Cambridge

Data

terça-feira, 28 maio 2024 17:15

Áreas

Carbono. Construção Civil. Economia. Engenharia Civil. Gestão de Resíduos. Indústria. Materiais. Sustentabilidade. Tecnologias.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, desenvolveram um método para produzir concreto em grande escala com emissões muito baixas  – uma inovação que pode ser transformadora na transição para emissões líquidas zero.

O concreto é o segundo material mais utilizado no planeta –  depois apenas da água – e é responsável por aproximadamente 7,5% do total das emissões antropogênicas de CO₂. Uma forma escalável e econômica de reduzir as emissões do concreto e, ao mesmo tempo, satisfazer a procura global pelo material é um dos maiores desafios de descarbonização do mundo.

Os pesquisadores de Cambridge descobriram que o cimento reciclado é um substituto eficaz para o fluxo de cal, que é usado na reciclagem do aço para remover impurezas e normalmente acaba como um resíduo conhecido como escória. Mas ao substituir a cal pelo cimento reciclado, o produto final é um cimento reciclado que pode ser usado para produzir concreto novo.

O método de reciclagem de cimento desenvolvido pelos pesquisadores de Cambridge, publicado na revista científica Nature, não acrescenta quaisquer custos significativos à produção de concreto ou aço e reduz significativamente as emissões tanto do concreto como do aço, devido à menor necessidade de fluxo de cal.

Testes recentes realizados pelo Instituto de Processamento de Materiais do Reino Unido, parceiro do projeto, mostraram que o cimento reciclado pode ser produzido em escala em um forno elétrico a arco (FEA), sendo a primeira vez que isso é conseguido. Eventualmente, este método poderia produzir cimento com emissão zero, se o FEA fosse alimentado por energia renovável.

O concreto é feito de areia, pedra ou brita, água e cimento, que serve como aglutinante. Na produção de concreto, o cimento é responsável por quase 90% das emissões. O cimento é produzido através de um processo denominado clinquerização, onde o calcário e outras matérias-primas são triturados e aquecidos a cerca de 1.450°C em grandes fornos. Este processo converte os materiais em cimento, mas liberta grandes quantidades de CO₂ à medida que o calcário se descarboniza em cal.

Ao longo da última década, os cientistas têm investigado substitutos para o cimento e descobriram que cerca de metade do cimento no concreto pode ser substituído por materiais alternativos, como cinzas volantes, mas estas alternativas precisam ser ativadas quimicamente pelo cimento restante, a fim de endurecer.

“É também uma questão de volume – não temos fisicamente estas alternativas suficientes para acompanhar a procura global de cimento, que é de cerca de quatro bilhões de toneladas por ano”, disse o Dr. Julian Allwood, professor do Departamento de Engenharia de Cambridge, que liderou a pesquisa.

“Tive uma vaga ideia de trabalhos anteriores de que se fosse possível esmagar o concreto velho, retirando a areia e as pedras; o aquecimento do cimento removeria a água e então formaria o clínquer novamente”, disse o Dr. Cyrille Dunant, primeiro autor do estudo e também pesquisador do Departamento de Engenharia de Cambridge. “Um banho de metal líquido ajudaria nessa reação química, e um forno elétrico a arco, usado para reciclar aço, parecia uma forte possibilidade. Tínhamos que tentar.”

O processo de clinquerização requer calor e a combinação certa de óxidos, todos presentes no cimento usado, mas que precisam ser reativados. Os pesquisadores testaram uma série de escórias, feitas de resíduos de demolição e adicionadas de cal, alumina e sílica. As escórias foram processadas no FEA do Instituto de Processamento de Materiais do Reino Unido com aço fundido e resfriadas rapidamente.

O processo de ‘Cimento Elétrico de Cambridge’ está crescendo rapidamente e os pesquisadores dizem que poderão produzir bilhões de toneladas por ano até 2050, o que representa cerca de um quarto da atual produção anual de cimento.

“Produzir cimento com emissões zero é um milagre absoluto, mas também temos que reduzir a quantidade de cimento e concreto que usamos”, disse o professor Allwood. “O concreto é barato, forte e pode ser feito em praticamente qualquer lugar, mas usamos muito dele. Poderíamos reduzir drasticamente a quantidade de concreto que utilizamos sem qualquer redução na segurança, mas é necessária vontade política para que isso aconteça”.

“Além de ser um avanço para a indústria da construção, esperamos que a ‘Cimento Elétrico de Cambridge’ também seja uma bandeira para ajudar o governo a reconhecer que as oportunidades de inovação na nossa jornada para emissões zero se estendem muito além do sector energético”, concluiu o pesquisador.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Cambridge (em inglês).

Fonte: Sarah Collins, Universidade de Cambridge. Imagem: pasta de cimento reciclada, que já pode ser levada para o forno onde o aço está sendo reciclado. Fonte: Reprodução, Universidade de Cambridge.