Eletricidade pode produzir cimento com pegada mínima de carbono

Enquanto o mundo trabalha para mudar a trajetória das mudanças climáticas, a maior parte da atenção se concentra na redução da dependência humana de combustíveis fósseis e na diminuição das emissões de gases de efeito estufa. No entanto, uma fonte importante de dióxido de carbono (CO2) é a produção de cimento, responsável por 8% das emissões globais de CO2.

Agora, os pesquisadores que publicaram um estudo na revista ACS Energy Letters fabricaram um cimento que reduz a demanda de energia em 70% e corta as emissões de CO2 em quase 100% em comparação com os métodos tradicionais de produção.

“Este trabalho define um caminho eletrificado para a produção de cimento que pode reduzir a enorme pegada de carbono da indústria em até 98% ao utilizar resíduos de cimento como matéria-prima”, afirmou Curtis Berlinguette, autor correspondente do estudo.

“Nossa equipe foi motivada a enfrentar na origem as emissões da produção de cimento”, disse Berlinguette. “Usamos eletricidade e cimento reciclado para produzir precursores que formaram um tipo de cimento chamado belita em temperaturas mais baixas do que se conhecia anteriormente. O cimento rico em belita é importante para grandes estruturas, como as barragens”.

O cimento é um ingrediente essencial para transformar o concreto em um material de construção durável, porque, quando misturado à água, ele liga fortemente a areia e o cascalho. E a matéria-prima inicial para a fabricação do cimento geralmente é o calcário. Contudo, a produção tradicional de cimento demanda bastante energia, já que o calcário (composto de carbonato de cálcio, ou CaCO3) e os minerais contendo sílica são aquecidos em duas etapas a mais de 2.600 graus Fahrenheit (1.450 graus Celsius). Esses processos liberam quantidades enormes de CO2 como subproduto na hora que o calcário se decompõe.

Como o novo processo eletroquímico funciona

Adotando uma abordagem diferente, Berlinguette e uma equipe de pesquisadores da Universidade da Colúmbia Britânica utilizaram a eletricidade para reduzir as necessidades energéticas da conversão química de calcário e sílica em um precursor de cimento.

A abordagem eletroquímica permitiu que a reação ocorresse a 140 °F (60 °C). O produto dessa reação foi então convertido em belita em um forno a 1.200 °F (650 °C). As temperaturas mais baixas desse novo método reduziram em 70% a energia térmica necessária, além de diminuir as emissões de CO2 em comparação com os processos tradicionais.

Para reduzir ainda mais as emissões, a equipe testou o processo eletroquímico utilizando resíduos de cimento reciclado no lugar do calcário. Essa demonstração baixou as emissões do novo método para 20 quilos de CO2 por tonelada — uma redução de 98% em relação aos 800 quilos de CO2 por tonelada de cimento liberados nos processos convencionais.

Os pesquisadores destacam que as reações eletroquímicas produziram hidrogênio, que poderia ser queimado para fornecer a energia térmica necessária para a segunda etapa da produção de cimento, substituindo assim os combustíveis fósseis.

Informação adicional: “Electricity could produce cement with almost no carbon footprint”, ACS Energy Letters (2026). DOI: 10.1021/acsenergylett.5c04150

Informações da revista: ACS Energy Letters

Fonte: American Chemical Society

Artigo original (em inglês) publicado pela American Chemical Society na TechXplore.