Conheça novo concreto que retém CO₂ e ajuda meio-ambiente

junho 29, 2024
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Conheça novo concreto que retém CO₂ e ajuda meio-ambiente


Engenheiros da Northwestern University descobriram um processo de fabricação de concreto que armazena dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera por meio de uma solução carbonatada. O bom é que ele é tão resistente e durável quanto as versões tradicionais, além de ser fácil de produzir.

O concreto tradicional é feito a partir da mistura de cimento e água, transformando-o em uma pasta, que depois é misturada com agregados em forma de areia e brita. Quando misturados, endurecem e aderem ao agregado, formando a massa sólida utilizada na construção.

O problema é que não é muito amigo do ambiente. O cimento Portland, o mais comum, ajuda muito nas emissões de CO₂. Na verdade, a produção global de cimento é a terceira maior fonte de emissões antropogénicas de carbono – 8% –, perdendo apenas para os combustíveis fósseis e as mudanças no uso da terra.

Novo tipo de concreto pode trazer uma indústria mais verde (Imaegm: Alessandro Rotta Loria/Northwestern University)

Felizmente, temos alternativas. O carbonato tem um alto potencial para armazenar CO₂ devido à sua alcalinidade inerente. Pode transformar gases de efeito estufa em cristais sólidos, especialmente constituídos de carbonato de cálcio (CaCO₃).

Tais cristais têm vida útil mais longa que as estruturas de cimento, representando uma forma ideal de armazenamento de CO₂, conforme explicado pelo IFL Ciência.

Originalmente, esta ideia surgiu na década de 1970, mas só mais recentemente começou a receber atenção.

Como funciona o concreto “verde”?

  • Para armazenar CO₂ desta forma, existem duas formas: carbonatação de concreto endurecido ou carbonatação de concreto fresco;
  • No primeiro, o gás CO₂ é injetado em blocos sólidos de concreto a altas pressões. No segundo, o gás é injetado na mistura com a combinação de água, cimento e agregados;
  • O problema é que as técnicas utilizadas para chegar a tais processos são limitadas;
  • Ambos capturaram pouco carbono, mesmo com a frequência de uso, fragilizando o concreto. Mas isso está prestes a mudar.

No laboratório, os engenheiros da Northwestern University alcançaram uma eficiência de captura de CO₂ de até 45%, o que significa que quase metade do carbono injetado no concreto durante sua fabricação foi capturado e armazenado.

A captura de carbono é mais eficiente em concreto novo (Imagem: LookerStudio/Shutterstock)

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Em declaraçãoAlessandro Rotta Loria, da Northwestern, que liderou o estudo, disse que “as indústrias de cimento e concreto contribuem significativamente para as emissões de CO₂ causadas pelo homem”.

Estamos a tentar desenvolver abordagens que reduzam as emissões de CO₂ associadas a estas indústrias e que possam eventualmente transformar o cimento e o betão em enormes “sumidouros de carbono”. Ainda não chegamos lá, mas agora temos um novo método para reaproveitar parte do CO₂ emitido pela fabricação do concreto neste mesmo material. E a nossa solução é tão simples tecnologicamente que deveria ser relativamente fácil de ser implementada pela indústria.

Alessandro Rotta Loria, da Northwestern, que liderou o estudo, em comunicado

Na nova abordagem, os engenheiros utilizaram o processo de concreto fresco, porém, em vez de injetar o gás na mistura ao longo do tempo, fizeram-no apenas em água com uma pequena quantidade de pó.

Ao adicionar esta suspensão carbonatada aos outros ingredientes, eles conseguiram criar um concreto que absorve CO₂ durante sua fabricação.

“A suspensão de cimento carbonatado em nossa abordagem é um fluido de viscosidade muito mais baixa em comparação com a mistura de água, cimento e agregados que é normalmente empregada nas abordagens atuais para carbonatar concreto fresco”, acrescentou Loria.

Assim, podemos misturá-lo muito rapidamente e aproveitar a cinética muito rápida das reações químicas que resultam em minerais de carbonato de cálcio. O resultado é um produto concreto com uma concentração significativa de minerais de carbonato de cálcio em comparação com quando o CO dois é injetado na mistura de concreto fresco.

Alessandro Rotta Loria, da Northwestern, que liderou o estudo, em comunicado

Além desta grande conquista, análises mais aprofundadas mostraram que o novo concreto pode ser tão resistente e durável quanto o concreto tradicional.

A suspensão de cimento é feita de 50 g de cimento e 100 mL de água deionizada (DI-H2O), envolvendo uma relação água/cimento de a/c = 2. O concreto é preparado a partir da suspensão adicionando e misturando primeiro 50 g de cimento virgem cimento, obtendo uma pasta de cimento com a/c = 1, e posteriormente adicionando mais 100 g de cimento virgem (a/c = 0,5) e misturando os agregados. b Suspensão carbonatada com 2.000 cc de CO2. c Suspensão carbonatada com 4000 scc de CO2. d Suspensão carbonatada com 8.000 scc de CO2. e pasta não carbonatada. f Pasta derivada de suspensão carbonatada com 2.000 scc de CO2. g Pasta derivada de suspensão carbonatada com 4000 scc de CO2. h Pasta derivada de suspensão carbonatada com 8.000 scc de CO2. Setas vermelhas: estruturas cristalinas (Imagem: Alessandro Rotta Loria/Northwestern University)

Uma limitação típica das abordagens de carbonatação é que a resistência é frequentemente afetada por reações químicas. Mas com base nas nossas experiências, mostramos que a resistência pode ser ainda maior. Ainda precisamos testar isto mais a fundo, mas pelo menos podemos dizer que não há compromisso. Como a resistência não muda, as aplicações também não mudam. Pode ser utilizado em vigas, lajes, pilares, fundações – tudo o que usamos hoje em concreto.

Alessandro Rotta Loria, da Northwestern, que liderou o estudo, em comunicado

“As descobertas desta pesquisa sublinham que, embora a carbonatação de materiais à base de cimento seja uma reação bem conhecida, ainda há espaço para otimizar ainda mais a absorção de CO₂ através de uma melhor compreensão dos mecanismos ligados ao processamento de materiais”, disse Davide Zampini, co- autor do estudo.

A pesquisa foi publicada em Natureza.





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