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Renderiza莽茫o digital da Lower Thames Crossing, Reino Unido. Novas estradas e um t煤nel de dupla perfura莽茫o sob o T芒misa ligar茫o a rodovia M25, perto de Brentwood, 脿 A2, a leste de Gravesend (Foto: National Highways)

Essa 茅 a mensagem de Andrew Kidd, diretor de sustentabilidade ambiental do Programa de Travessia do Baixo T芒misa, de 拢 9 bilh玫es (鈧� 10,6 bilh玫es), da National Highways, no Reino Unido.

O cimento depende do cl铆nquer, o produto dos fornos de cimento que se forma ap贸s o aquecimento de uma mistura de mat茅rias-primas (incluindo calc谩rio e argila) a uma temperatura intensa de 1.450 掳C (2.650 掳F). Somadas 脿s rea莽玫es qu铆micas envolvidas, as emiss玫es de carbono resultantes do processo representam 90% da pegada de carbono total do cimento.

A esc贸ria de altos-fornos usada na produ莽茫o de a莽o 茅 usada h谩 muito tempo como um suplemento de baixo carbono ao cimento em misturas de concreto. Mas, 脿 medida que a ind煤stria sider煤rgica tamb茅m se move em dire莽茫o 脿 descarboniza莽茫o, surge um problema.

Embora a produ莽茫o de a莽o atual seja baseada em 70% em altos-fornos e 30% em fornos el茅tricos a arco (FEA), a produ莽茫o de a莽o est谩 se tornando cada vez mais dependente destes 煤ltimos por ser um m茅todo mais ecol贸gico de produ莽茫o de a莽o. E isso significa menos esc贸ria para cimento de baixo carbono.

A fabrica莽茫o de a莽o depender谩 cada vez mais, possivelmente exclusivamente, de EAFs no futuro.

Como resultado, a ind煤stria do cimento est谩 sendo for莽ada a repensar radicalmente seus processos, abordagens e sistemas, e encontrar "ingredientes" substitutos mais ecol贸gicos para impulsionar um futuro de baixo carbono.

A constru莽茫o civil tem que inovar muito mais r谩pido

Andrew Kidd, diretor de sustentabilidade ambiental do Programa de Travessia do Baixo T芒misa da National Highways (Imagem fornecida)

Kidd, que lidera a descarboniza莽茫o do Lower Thames Crossing, que alivia a press茫o sobre o Dartford Crossing sobre o T芒misa, perto de Londres, est谩 procurando novas maneiras de descarbonizar o cimento usado na constru莽茫o do projeto.

鈥淐riamos o Lower Thames Crossing como um pioneiro da ind煤stria para a constru莽茫o de baixo carbono. Nossa miss茫o 茅 construir o projeto com as menores emiss玫es poss铆veis 鈥� mas, em todos os projetos atuais, 茅 preciso demonstrar que a infraestrutura 茅 constru铆da com uma intensidade de carbono consistente com os or莽amentos de carbono鈥�, afirma.

Nosso maior desafio 茅 que a ind煤stria da constru莽茫o est谩 atualmente emitindo mais carbono do que em 1990, e ainda assim temos um compromisso nacional de atingir uma redu莽茫o de 68% at茅 2030. Estaremos na metade da constru莽茫o do projeto em 2030 e queremos contribuir para o cumprimento dos nossos compromissos nacionais de redu莽茫o de carbono. O desafio s贸 tende a aumentar. O governo anunciou recentemente uma nova meta de redu莽茫o de 81% nas emiss玫es at茅 2035 鈥� portanto, temos uma grande oportunidade de fazer algo radicalmente diferente com o projeto Lower Thames Crossing.

Kidd observa que o setor da constru莽茫o, geralmente conservador e acostumado a evoluir lentamente, est谩 tendo que mudar sua abordagem.

"Agora, a empresa precisa inovar em um ritmo muito mais acelerado do que nos 煤ltimos dois s茅culos. Houve uma mudan莽a real na abordagem das grandes empresas e em seu apetite por inovar e lan莽ar novos produtos no mercado."

Startups de baixo carbono oferecem novas solu莽玫es

Uma startup que desenvolveu uma nova abordagem para cimento de baixo carbono 茅 a Relinker (anteriormente conhecida como Cambridge Electric Cement), uma empresa derivada da Universidade de Cambridge.

Foto macro de perto de fragmentos e part铆culas de cl铆nquer de cimento triturado antes de serem mo铆dos em um p贸 fino para uso em concreto e materiais de constru莽茫o. (Imagem: AdobeStock - stock.adobe.com)

Recentemente inclu铆da na lista Cleantech Group 50toWatch deste ano, a Relinker conseguiu produzir o componente reativo do cimento Portland comum, evitando as principais fontes de emiss玫es.

O m茅todo envolve pegar o concreto velho de edif铆cios e estruturas que foram demolidos e tritur谩-lo para separar a pasta de cimento velha (e, naquele ponto, n茫o reativa) e o agregado limpo.

Embora o agregado possa ser usado em outros lugares, a pasta de cimento antiga passa por um EAF junto com o processo regular de fabrica莽茫o de a莽o e, gra莽as ao processo patenteado da Relinker, sai cimento novo, que a empresa chama de .

O peri贸dico cient铆fico Nature revisou e publicou recentemente a espectroscopia completa e a an谩lise de materiais do Relinker e confirmou que ele atende 脿s especifica莽玫es do cimento Portland comum, ou seja, mais de 67% de compostos de Alita e Belita juntos na propor莽茫o ideal, sendo capaz de fornecer resist锚ncia tanto no primeiro dia quanto na m谩xima.

Kidd afirma: 鈥淥 que a Relinker est谩 produzindo n茫o 茅 um material suplementar como a esc贸ria de alto-forno; 茅 um substituto direto para o pr贸prio cimento. E embora haja inevitavelmente um pr锚mio verde a ser pago por tal inova莽茫o, ela n茫o exige que a ind煤stria da constru莽茫o mude nada em seus m茅todos habituais de trabalho.鈥�

Novos materiais ciment铆cios suplementares (SCMs)

Pete Winslow 茅 diretor de Engenharia de Expedi莽茫o na The Useful Simple Trust, uma fam铆lia de pr谩ticas profissionais de design que impulsionam mudan莽as. Ele se concentra em impulsionar as melhores pr谩ticas e inova莽茫o na descarboniza莽茫o do concreto e do a莽o para criar um ambiente constru铆do melhor.

Pete Winslow, diretor de engenharia de expedi莽茫o, The Useful Simple Trust (Imagem: Andrew Mason)

Winslow, que tamb茅m preside o painel de pesquisa da The Institution of Structural Engineers e o Grupo de Descarboniza莽茫o do Concreto do Infrastructure Client Group, afirma: 鈥淒e modo geral, a ind煤stria do cimento n茫o est谩 se descarbonizando com a rapidez necess谩ria. Tem sido dif铆cil porque 茅 um material dif铆cil de lidar e existem muitos ativos existentes em todo o mundo com licen莽as, autoriza莽玫es de planejamento e processos em vigor para a produ莽茫o de cimento e concreto. Precisamos de concreto e cimento diariamente, caso contr谩rio, n茫o podemos construir usinas nucleares, as funda莽玫es para turbinas e贸licas, reservat贸rios para nossa seguran莽a h铆drica, nossas defesas contra enchentes ou mesmo transporte p煤blico de baixo carbono.鈥�

鈥淥 setor passar谩 por uma transi莽茫o com o tempo, mas precisaremos que todos os grandes players globais de cimento e concreto embarquem nessa jornada. Muitos est茫o come莽ando agora, mas o foco n茫o 茅 r谩pido o suficiente. E 茅 por isso que as startups, os disruptores que podem inovar e tentar algo diferente, s茫o essenciais.鈥�

Ao lado da Relinker, ele v锚 valor em startups como a Seratech e a NeoCem, que est茫o preenchendo a lacuna deixada pela diminui莽茫o da quantidade de esc贸ria de alto-forno para oferecer uma solu莽茫o alternativa intermedi谩ria. Essas empresas est茫o focadas na produ莽茫o de materiais ciment铆cios suplementares (SCMs), que reduzem a pegada de carbono do concreto ao deslocar uma parte do cimento usado na mistura. Al茅m da esc贸ria de alto-forno, os SCMs convencionais incluem argila calcinada, calc谩rio finamente mo铆do e cinza volante (um res铆duo deixado pela combust茫o do carv茫o). Desde que apenas uma porcentagem do cimento seja deslocada, a pegada de carbono da mistura geral pode ser reduzida sem afetar significativamente o desempenho do concreto.

Winslow acrescenta: 鈥淓xistem pouqu铆ssimas tecnologias que podem ser consideradas eliminadoras completas de carbono, por isso 茅 fundamental expandir empresas como a Relinker e SCMs alternativos, como a argila calcinada, que s茫o amplamente abundantes e relativamente baratas. Muitos altos-fornos n茫o funcionar茫o por tanto tempo, o que significa que precisamos usar alternativas 脿 esc贸ria de alto-forno. Algumas argilas calcinadas tratadas termicamente podem ser usadas para substituir 50% do cimento, permitindo um concreto de alta qualidade.鈥�

Embora enormes quantidades de a莽o sejam reprocessadas em fornos a arco, a capacidade de produ莽茫o de cimento n茫o chega nem perto da quantidade total de cimento que o mundo precisa. O cimento reciclado renderia o dobro se fosse misturado 50:50 com argila calcinada, em vez de us谩-lo apenas como um produto similar.

Cimentos inteiramente novos

Enquanto isso, empresas sediadas nos EUA, como a Sublime Systems, uma empresa derivada do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), e a Brimstone, sediada na Calif贸rnia, est茫o focadas em fornecer cimentos mais ecol贸gicos e totalmente novos.

A Brimstone inicia seu processo exclusivo com uma rocha "nova" 鈥� isto 茅, rochas de silicato de c谩lcio sem carbono, em vez de calc谩rio convencional rico em carbono, que libera CO2 quando processado.

A abordagem da Sublime utiliza eletroqu铆mica em vez de calor e combust茫o para produzir um cimento de baixo carbono. Ainda em fase de testes, a empresa obteve algum sucesso na produ莽茫o de hidr贸xido de c谩lcio, que, quando combinado com s铆lica, pode ser usado no lugar do cimento. Embora esses materiais possam apresentar resist锚ncias finais semelhantes 脿s do cimento Portland, os tempos de cura e a resist锚ncia inicial podem ser diferentes dos que a ind煤stria da constru莽茫o est谩 acostumada.

Um caminh茫o de cimento na usina de concreto CEMEX Hollywood, em Los Angeles, Calif贸rnia, EUA (Imagem: GDMatthews via AdobeStock - stock.adobe.com)

No entanto, at茅 o momento, a Sublime levantou mais de US$ 200 milh玫es de investidores l铆deres em tecnologia clim谩tica, produtores l铆deres de cimento e acordos de coopera莽茫o do Departamento de Energia dos EUA, e est谩 buscando construir uma planta pioneira neste ano.

Kidd afirma: 鈥淧or estarem sediadas nos EUA, uma das vantagens da Brimstone e da Sublime 茅 o acesso a investimentos governamentais maiores e mais ousados. Gostaria de ver mais investimentos dos setores p煤blico e privado para apoiar as empresas brit芒nicas neste setor. O setor da constru莽茫o civil n茫o investe o suficiente em si mesmo. Nossas grandes construtoras normalmente operam com margens apertadas e pode ser dif铆cil reinvestir. E, observando as estat铆sticas de longo prazo no setor da constru莽茫o civil, o investimento em P&D 茅 bastante baixo em compara莽茫o com outros setores. A grande oportunidade agora 茅 inverter o paradigma, investir no futuro e criar um setor globalmente competitivo em um mundo com emiss玫es l铆quidas zero.鈥�

A captura e armazenamento de carbono (CAC) continua sendo um tema pol锚mico para o governo do Reino Unido. Esse processo visa capturar o CO2 emitido durante a fabrica莽茫o do cimento e sequestr谩-lo imediatamente.

Kidd afirma: 鈥淓ssa ideia de que voc锚 pode pegar seu cimento existente, adicionar sua captura de carbono e que isso ser谩 uma parte importante de como chegaremos 脿 emiss茫o zero de carbono simplesmente n茫o ser谩 aplic谩vel a todos ou em todos os lugares. O Reino Unido tem a sorte de ter antigos campos de g谩s em opera莽茫o para armazenar/usar o carbono 鈥� mas isso n茫o se aplica a todas as f谩bricas de cimento do mundo. J谩 existem muitos fornos el茅tricos a arco globalmente, o que torna a op莽茫o de cimento el茅trico inerentemente superescal谩vel 鈥� com a vantagem adicional de que a ind煤stria da constru莽茫o n茫o precisar谩 adaptar seus processos.鈥�