Método inovador produz cimento a partir de resíduos da construção civil Inovação

Processo desenvolvido por pesquisadores da UFBA é menos poluente do que o utilizado pela indústria tradicional

A utilização de resíduos da construção civil (RCC) em substituição às matérias-primas tradicionais mostrou-se capaz de reduzir em mais de 8% as emissões de gás carbônico (CO₂) na produção de cimento. É o que aponta um estudo coordenado pelo professor Daniel Véras Ribeiro, do Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais da Escola Politécnica, e desenvolvido pela doutoranda Fernanda Nepomuceno Costa, do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) da UFBA. Resultados dessa pesquisa pioneira foram apresentados em artigos publicados no Journal of Cleaner Production, uma das principais revistas científicas internacionais na área de desenvolvimento sustentável, além da Revista Nacional Ambiente Construído.

“A indústria do cimento é conhecida por causar impactos ambientais em todas as fases do processo de fabricação. Esses impactos incluem as emissões de poluentes ambientais nas etapas de extração (na forma de poeira, ruído e vibrações) e produção (gases). Se considerarmos a produção mundial de cimento (4,1 bilhões de toneladas), a geração média de CO₂ por tonelada produzida (540 kg/ton) e a geração total de CO₂, no mundo (37 bilhões de toneladas), observa-se que a indústria cimenteira é responsável por cerca de 6% das emissões antropogênicas deste gás (cerca de 2,2 bilhões de toneladas)”, explica Véras.

O trabalho desenvolvido pelos pesquisadores baianos propõe a substituição de matérias-primas tradicionais na produção do insumo manufaturado mais produzido no mundo, o cimento Portland, que utiliza como principais matérias primas o calcário e a argila. Conforme destacam os autores do estudo, 60% das emissões de CO₂ na produção de cimento estão associadas à decomposição de calcário, em reação conhecida como “descarbonatação”, que ocorre em elevadas temperaturas.

“A indústria do cimento é a que mais polui no mundo”, afirma o professor Daniel Véras, que estima que, em países com menor controle, essas emissões ultrapassam 800 kg de CO₂ para cada tonelada de cimento produzida. Véras destaca o grande volume de produção mundial dessa substância, que está presente em todas as obras e é um dos insumos básicos mais caros da construção civil. A utilização de RCC, além de contribuir para combater a poluição, é uma solução possível para a destinação desses resíduos que configuram um problema para as cidades, que precisam lidar com a disposição inadequada de entulhos e seus impactos ambientais, como bota-foras espalhados em bairros periféricos.

No estudo, calcário e argila foram parcialmente substituídos por resíduos da construção civil na produção de cimento. Foram utilizados resíduos do Centro de Tratamento de Grajaú, em São Paulo (maior unidade de valoração de resíduos da América Latina), posteriormente separados em diferentes granulometrias e sem qualquer distinção. “Existem, na literatura, milhares de trabalhos que tratam do reaproveitamento de RCC. No entanto, esses trabalhos costumam focar no reaproveitamento deste resíduo como agregados, substituindo areia e brita”, destaca o professor Véras, que complementa: “São décadas de estudo que ainda não conseguiram resolver o problema, e quem tentou produzir cimento utilizou RCC tratado, com composição específica, o que é quase impossível em uma situação real”.

Apresentação do estudo desenvolvido pela doutoranda Fernanda Nepomuceno Costa, do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) da UFBA

O RCC foi empregado na produção de cinco amostras de cimento, que foram comparadas a cimentos comuns, produzidos apenas com argila e calcário. Os resultados da investigação apontam que a produção do cimento com o uso de RCC representa uma redução de 8,1% na emissão de gás carbônico (CO₂) por tonelada de cimento produzido, considerando apenas as emissões provenientes da decomposição térmica do calcário (CaCO₃); ou 4,9% se for considerado todo o processo de produção. Além disso, incorporar os resíduos da construção civil como fonte alternativa na produção de cimento reduz em aproximadamente 8% o uso de calcário na mistura de materiais, diminuindo a necessidade de exploração de recursos naturais.

Os cimentos produzidos com RCC foram devidamente caracterizados, sendo aprovados conforme exigências da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) em todos os aspectos químicos, mineralógicos, físicos e, principalmente, mecânicos. Em três das cinco amostras de cimento produzidas em laboratório, os resultados de ensaios mecânicos foram superiores aos verificados em cimentos disponíveis comercialmente. Nas outras duas, os resultados foram ligeiramente inferiores. A pesquisa foi desenvolvida no Laboratório de Ensaios em Durabilidade dos Materiais (LEDMa/UFBA).

Trata-se, assim, de uma alternativa viável, por produzir cimento de qualidade e reduzir a emissão de gases de efeito estufa com a utilização de matéria-prima menos poluente, além de dar uma destinação adequada e economicamente sustentável a um resíduo gerado em larga escala em todo o mundo.

Redução de temperatura

Outro estudo realizado pelo professor Daniel Véras Ribeiro acerca de produção de um cimento ecológico foi premiado recentemente no 9^th International Conference on Advanced Materials Research (ICAMR), ocorrido em Singapura, em 2019. O trabalho intitulado Characterization of cements produced from clinker co-processed with TiO₂ waste (UOW) recebeu o prêmio de melhor trabalho no tema Novas Tecnologias em Materiais de Construção, tendo sido apresentado pelo pesquisador José Andrade Neto.

A redução da temperatura de produção do cimento de 1450˚C para 1340˚C proporcionou uma diminuição de cerca de 9% da demanda energética na produção, reduzindo, também, as emissões de CO₂. “Ganhar um prêmio em Singapura é muito significativo, pois esse é considerado um dos países mais sustentáveis do mundo”, diz o Prof. Daniel Véras. A pesquisa, financiada pela Cristal Pigmentos do Brasil (atual Tronox), foi tema da dissertação de mestrado da discente vinculada ao PPEC/UFBA Bruna Bueno Mariani, finalizado em 2018, tendo como co-autores os pesquisadores José Andrade Neto, Nilson Amorim Jr. e o Prof. Daniel Véras Ribeiro (coordenador e orientador). Esse cimento já está sendo produzido em um projeto piloto com financiamento empresarial e demonstra a mesma qualidade do cimento tradicional.

Véras revela grande expectativa de que o cimento produzido com os resíduos da construção civil desperte o mesmo interesse dos setores público e privado, para incentivar a sua produção e utilização pela indústria cimenteira. Conforme comprova o estudo, já estão evidenciadas as suas vantagens para as cidades, para a indústria e para o meio ambiente.

Fonte: Boletim Edgar Digital/UFBA