Building Green: Novas Tecnologias para Criar Cimento Menos Poluente

A crescente procura de habitação na maioria das grandes cidades do mundo está cada vez mais em contradição com os esforços para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, uma vez que os blocos de construção literais – betão e cimento – dos projectos de construção são extremamente poluentes.

Aproximadamente 7% de todas as emissões de carbono hoje provêm da produção de cimento, tornando-o um dos setores industriais com maiores emissões, de acordo com a empresa de consultoria McKinsey.

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“O concreto é um material de construção essencial”, disse Claude Loréa, diretor de cimento, inovação e ESG da Global Cement and Concrete Association. “Três quartos da infraestrutura que existirá em 2050 ainda não foram construídos.”

Cerca de 90% das emissões do cimento Portland tradicional provêm da produção de clínquer – o agente aglutinante que mantém a água, o cascalho e a areia juntos – que representa quase três quartos do produto final.

Normalmente, o clínquer é feito aquecendo calcário e argila em um forno rotativo a temperaturas acima de 2.700 graus Fahrenheit. O carvão é frequentemente usado para alimentar esses fornos. Cerca de dois terços das emissões de clínquer são libertadas pelo calcário quando aquecido, enquanto o restante provém da combustão de combustíveis para gerar calor.

Esse processo tem sido replicado há milénios, mas agora as empresas procuram mudá-lo. As abordagens para o problema incluem a melhoria da eficiência energética, a utilização de combustíveis mais limpos, a captura das emissões de carbono produzidas e a mudança para matérias-primas alternativas.

Uma forma pela qual a indústria procura melhorar a sustentabilidade na produção de cimento é visando ganhos de eficiência.

A startup britânica Carbon Re tem como objetivo otimizar o uso de combustível, empregando inteligência artificial e aprendizado de máquina. Um dos principais problemas da indústria é o desperdício de combustível, de acordo com o cofundador da Carbon Re, Aidan O'Sullivan, que disse que as diferentes qualidades do carvão significam que a maioria dos produtores muitas vezes usa muito dele para produzir clínquer.

A startup está analisando o uso real de combustível de vários produtores para treinar seu algoritmo de aprendizado de máquina para prever o combustível ideal necessário para uma determinada fonte de combustível e meta de produção. “Queremos otimizar o processo de consumo de combustível para que você use energia suficiente para obter a reação química necessária”, disse ele.

Pequenas melhorias podem resultar em um efeito de emissão considerável. “Uma economia de 2% de combustível se traduz em economia de dezenas de milhares de toneladas de carbono por planta”, disse O'Sullivan. Ele acrescentou que o desenvolvimento também tem implicações mais amplas: “Há uma enorme oportunidade de usar a IA na indústria pesada, onde a sua contribuição é de 20% das emissões de carbono”.

Outros estão procurando mudar completamente o tipo de combustível. A Cemex, um dos maiores produtores de cimento do mundo, tem trabalhado com a Synhelion, com sede na Suíça, para produzir clínquer utilizando energia solar em vez de carvão. No ano passado, as duas empresas afirmaram que o seu projecto experimental em Espanha produziu clínquer sem combustíveis fósseis.

Segundo esta abordagem, os espelhos concentram a luz solar no receptor solar da Synhelion, que é usado para aquecer um forno a cerca de 2.700 graus Fahrenheit para criar um clínquer sem combustíveis fósseis. “Estamos eliminando a combustão de combustíveis fósseis e ao mesmo tempo tendo calor em altas temperaturas”, disse Gianluca Ambrosetti, codiretor executivo e cofundador da Synhelion.

As duas empresas estão agora trabalhando para ver se o processo pode ser feito em ciclo contínuo, adicionando armazenamento de energia térmica ao seu processo. O objetivo é produzir comercialmente clínquer movido a energia solar até 2030.

A Synhelion também pretende adicionar captura de carbono ao seu modelo para absorver o CO2 libertado pelo calcário, ao mesmo tempo que reduz as emissões da combustão para produzir calor.

A Agência Internacional de Energia considera a captura, utilização e armazenamento de carbono como um meio de reduzir as emissões para a indústria, mas neste momento a absorção tem sido lenta. No seu Cenário de Emissões Líquidas Zero até 2050, a AIE afirma que “8% do CO2 do sector precisa de ser armazenado globalmente até 2030, acima dos níveis insignificantes actuais. Mas o progresso na implantação e no investimento nesta área ainda é limitado, com estas tecnologias ainda hoje em fases relativamente iniciais de desenvolvimento.”