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Jan 22, 2024

Resolvendo o enorme problema de carbono do cimento

Novas técnicas e novos ingredientes podem reduzir enormemente as imensas emissões de carbono provenientes da produção de cimento e concreto O concreto está em toda parte: em edifícios, estradas, calçadas, pontes e fundações

Novas técnicas e novos ingredientes podem reduzir enormemente as imensas emissões de carbono provenientes da produção de cimento e concreto

O concreto está em toda parte: em edifícios, estradas, calçadas, pontes e fundações para quase todas as estruturas imagináveis. Tornamos mais concreto do que qualquer outro material na Terra, e esse volume está a aumentar devido ao desenvolvimento global, especialmente na China e na Índia. O cimento – o aglutinante em pó que mantém unidas a areia ou a pedra britada do concreto – é um dos produtos que mais consomem energia no planeta. O calcário utilizado é cozido a até 1.450 graus Celsius (2.640 graus Fahrenheit) em enormes fornos que são alimentados quase exclusivamente com combustíveis fósseis. As reações químicas envolvidas produzem ainda mais dióxido de carbono como subproduto. A produção de um quilograma de cimento envia um quilograma de CO2 para a atmosfera. Em todo o mundo, todos os anos, a produção de cimento e betão gera até 9% de todas as emissões humanas de CO2.

As sociedades têm produzido cimento e concreto praticamente da mesma maneira há um século. Os ensaios demonstraram que uma parte do cimento numa mistura pode ser substituída por argila calcinada (queimada) ou ingredientes feitos a partir de resíduos como cinzas volantes e escória sem perda de resistência, mas com menos emissões. Não há oferta suficiente para satisfazer a procura, mas essas alternativas podem reduzir o CO2 até certo ponto.

Outros materiais e processos alternativos podem reduzir significativamente as emissões. Alguns já estão se espalhando; outros são experimentais. Dado que a maior parte do cimento e do betão é produzida local ou regionalmente, perto do local onde é utilizado, a disponibilidade de materiais substitutos, as normas de construção revistas para permitir a sua utilização, os custos de capital para a remodelação e a aceitação no mercado são todos desafios práticos.

A fabricação de cimento consome grandes quantidades de energia, grande parte dela proveniente de combustíveis fósseis que emitem CO2. Certas etapas também emitem CO2 diretamente, nomeadamente a criação de cal (etapa 3) e depois do clínquer, um agente de endurecimento (etapa 4). A substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis ​​e o aumento da eficiência na produção poderiam reduzir a pegada de carbono em até 40%. A utilização de diferentes matérias-primas para o clínquer poderia reduzir drasticamente os restantes 60% das emissões de carbono. (O processo mostrado é para os chamados fornos secos; eles substituíram amplamente os fornos úmidos, que utilizam ainda mais energia.)

1. Extrair e moer calcário

Como funciona: Os depósitos que contêm carbonato de cálcio, como calcário ou giz, são extraídos de pedreiras, que podem incluir pequenas quantidades de argila contendo silício, alumínio ou ferro. Os ingredientes são esmagados em pedaços com menos de 10 centímetros de tamanho e depois moídos até formar um pó chamado farinha crua.

Espaço para melhorar:Comece com basalto em vez de calcário ou use “calcário com carbono negativo” produzido com CO2 residual (etapa 2), reduzindo as emissões em até 60 a 70 por cento.

2. Pré-aqueça a refeição crua...

Como funciona:A farinha crua em uma câmara acima de um forno é aquecida a temperaturas de até 700 graus C pelos gases de exaustão quentes e rodopiantes do forno, eliminando a umidade.

Espaço para melhorar: Queime ar rico em oxigênio para diminuir as emissões de CO2. Adicionar equipamento para capturar CO2, o que poderia reduzir as emissões em até 60%. Use o CO2 residual para fazer calcário com carbono negativo (etapa 1). Queimar biomassa ou resíduos para aquecer o forno em vez de combustível fóssil.

3. ... e converta a refeição em limão

Como funciona: A farinha pré-aquecida é queimada em uma câmara de combustão imediatamente acima e dentro do topo do forno a 750 a 900 graus C, convertendo carbonato de cálcio em óxido de cálcio (cal viva) e CO2. Esta etapa é responsável por 60 a 70 por cento do CO2 expelido das matérias-primas e consome cerca de 65 por cento de todo o combustível utilizado em todo o processo de produção de cimento.

Espaço para melhorar: Queime ar rico em oxigênio para diminuir as emissões de CO2. Adicione equipamento para capturar CO2. Use um forno elétrico movido a energia renovável, reduzindo as emissões das etapas 2, 3 e 4 em 30 a 40 por cento.