Cimento verde, produzido com legumes e plástico reciclado torna a construção mais sustentável

Um dos materiais mais populares do mundo e que é utilizado em diversas estruturas como pontes, torres e represas é o concreto. Contudo, seu principal constituinte, o cimento, apresenta emissões de dióxido de carbono na sua produção. Por isso, pesquisadores da Europa decidiram unir força e inteligência para tornar o material mais sustentável e resistente, a partir da utilização de plástico reciclado, cinzas volantes e raízes comestíveis, como cenouras.


O concreto é a substância mais utilizada no mundo, depois da água. E a produção de cimento, componente principal do concreto, é responsável, em média, por 8% das emissões globais de dióxido de carbono (CO2). O processo envolve a queima de inúmeros minerais, conchas, xisto e outros componentes em fornos aquecidos a cerca de 1.400 °C, nos quais os combustíveis fósseis são usualmente utilizados como fonte de energia. É daí que vêm as emissões de CO2.


Além disso, a produção de clínquer – pequenos fragmentos sólidos que formam um produto intermediário do cimento – é resultado de uma reação química de alta temperatura, que também consome muita energia. Quando o cimento é misturado à água, ele forma uma pasta que une compostos como areia e pedra triturada, permitindo que o concreto endureça e dê a ele resistência e estrutura.

Entretanto, não são todas as partículas de cimento que se hidratam durante o processo, o que causa desperdício. Por isso, para reduzir seu impacto ambiental, uma boa alternativa seria ampliar esse mecanismo de hidratação, para torná-lo mais resistente.


Dessa forma, será necessário menos material. E assim, substituindo uma parte do cimento por resíduos industriais, como cinzas volantes, e raízes comestíveis, os pesquisadores esperam tornar o concreto mais sustentável.


Cenoura e beterraba


Os resíduos de cenouras processadas ou sobras da extração do açúcar de beterraba foram analisados quanto a eficácia de fortalecimento ao serem adicionados ao cimento. Utilizando simulações de computador, os pesquisadores conseguiram perceber como folhas superfinas feitas desses vegetais interagem com o cimento, observando seu efeito tanto na hidratação do cimento quanto nas propriedades mecânicas resultantes. Em seguida, eles realizaram experimentos no laboratório para validar os resultados das simulações.

Os resultados comprovaram que a incorporação de folhas feitas de resíduos vegetais foi capaz de melhorar a hidratação do cimento. As placas agiam como reservatórios que permitiam que a água atingisse mais partículas de cimento e, assim, melhorasse sua capacidade de ligação. Além disso, após a hidratação ser concluída, algumas dessas nanofolhas de cenoura permaneceram no cimento e tornaram a sua estrutura muito resistente.


Ao mesmo tempo, a adição de raízes ao cimento também trouxe benefícios extras. Ao adicionar nanofolhas de cenoura ao cimento, os pesquisadores descobriram ser possível fazer concreto que produz eletricidade. Caso o material seja usado na construção de uma ponte, por exemplo, a vibração e os movimentos resultantes da passagem dos carros ou dos pedestres podem gerar eletricidade. E, com essa energia, é possível alimentar luzes de LED, postes de luz e até sensores de monitoramento da poluição do ar.


Com essas descobertas, a equipe de pesquisadores está conduzindo testes de campo para verificar a real possibilidade de construir estruturas com seu cimento de cenoura que tenham as mesmas propriedades observadas em laboratório. Eles também pretendem aproveitar os processos existentes na produção do concreto modificado para ajudar a reduzir custos.

Outras alternativas


Subprodutos industriais, como cinzas volantes – um material fino, em pó, resultante da queima de carvão – e escória de alto forno – sobras granuladas da produção de aço –, também estão sendo testados para fazer um concreto mais sustentável, que possa substituir parcialmente o cimento.


Os pesquisadores estão se concentrando na produção de concreto reforçado com fibra para uso em ambientes urbanos, como construção de pavimentos e edifícios, por exemplo. Eles farão experiências com diferentes misturas de concreto para encontrar composições que unam sustentabilidade, sem comprometer as propriedades mecânicas do produto.


Incorporar plástico ao concreto também é uma boa ideia. Fibras plásticas recicladas poderiam eventualmente ser usadas para tornar o cimento mais forte, permitindo, talvez, uma redução de componentes insustentáveis – como o aço usado para reforçar o cimento. Desde o início do projeto, no início de 2020, a equipe vem incorporando diferentes quantidades e tipos de fibras plásticas de polipropileno ao concreto e testando o desempenho dos materiais em longo prazo. O concreto se deforma continuamente ao longo do tempo sob uma carga constante, então é preciso testar como ele se comporta quando sua composição é alterada.


A equipe pretende, em breve, começar a analisar como algumas argilas podem ser usadas para substituir parcialmente o cimento no concreto. O cimento tem uma pegada ambiental adicional que provém de recursos naturais, como argilas e minerais, necessários para sua produção. Mas usar a argila calcária de cálcio, por exemplo, pode ser uma opção mais sustentável, uma vez que ela é muito mais abundante do que outros materiais naturais e industriais utilizados para fazer cimento tradicional.


Os pesquisadores acreditam que seu "concreto verde" poderá ser utilizado, inicialmente, em projetos de pavimentação, forro de túneis e painéis para fachadas de edifícios, que requerem menos reforço do que estruturas como edifícios. Algumas construtoras já se interessam pelo produto, fornecendo materiais gratuitos para os experimentos.


Fonte: Ecycle Imagem: Photo by Daria Shevtsova from Pexels



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