Concreto verde com a adição de resíduos agrícolas

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Da Revista Fapesp Online, por Marcos de Oliveira (ed. impressa 146 – Abril 2008):

As cinzas do bagaço de cana, da casca de arroz e os resíduos da indústria cerâmica são candidatos para entrar na preparação do concreto e diminuir a presença do cimento na elaboração desse produto. A redução do uso e a conseqüente limitação de sua industrialização são um fator importante para o ambiente porque, além de aproveitar esses materiais que muitas vezes são de difícil descarte e reutilização, contribuem para diminuir a emissão de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. A indústria cimenteira é responsável por 7% das emissões de CO2 no mundo. Segundo dados utilizados pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês), para cada tonelada (t) de cimento produzido sobra para a atmosfera 1 t de CO2

“No Brasil esse dado corresponde a 0,67 t porque parte da matéria-prima usada no país para produção de cimento é obtida com o aproveitamento da escória (argila separada do material ferroso) de alto-for­no das siderúrgicas, e a matriz energética, ou a energia elétrica gasta no processo, é renovável, de hidrelétricas”, explica o professor Romildo Toledo Filho, da Coppe-UFRJ, coordenador da equipe que desenvolveu estudos para a incorporação dos resíduos ao cimento. Em 2007 foram produzidos 44 milhões de t de cimento no Brasil que resultaram em 29,4 milhões de t de CO2. Toledo calcula que com a incorporação dos resíduos será possível reduzir a emissão brasileira em quase 6 milhões de t ao substituir 20% da produção de cimento. 

Os dados levantados pelo grupo da Coppe indicam a existência de cerca de 10 milhões de t de resíduos disponíveis para a utilização pela indústria cimenteira. Cerca de 1,5 a 2 milhões são de cinzas da queima do bagaço de cana que sobram de caldeiras e geradores para a produção de energia elétrica para abastecimento das próprias usinas. “As cinzas do bagaço são ricas em sílica amorfa, diferente da forma cristalina encontrada, por exemplo, na areia. Na forma amorfa, ela pode reagir, em temperatura ambiente, com o hidróxido de cálcio, um dos produtos de hidratação do cimento.” Essa mesma estrutura é encontrada na casca de arroz calcinada. De cada 1 t de arroz colhido sobram 200 quilos de casca. No Brasil, a produção atingiu 11 milhões de t de arroz na safra 2006-2007, portanto produziram-se 2,2 milhões de t de casca. “Tanto a cinza do bagaço de cana como a da casca do arroz precisam, para integrar o concreto, passar por um processo de micronização quando o material é reduzido a partículas bem menores.”

A indústria brasileira de cerâmica produz cerca de 5 a 6 milhões de t de resíduos na produção de telhas, tijolos e pisos. Esse material, depois de calcinado e moído, pode substituir até 20% do total de cimento. Um estudo específico sobre o aproveitamento dos resíduos dessa índústria foi realizado pelo grupo da Coppe e apresentado na edição de setembro de 2007 da revista científica Cement and Concrete Re­search. Outro produto não aproveitável que se apresenta como alternativa, mas atinge um índice menor de substituição do cimento, de 5% a 10%, são as cinzas resultantes do lodo sanitário queimado obtidas das estações de tratamento de lixo sólido urbano. 

O concreto de desenvolvimento sustentável é fruto das preocupações mostradas tanto no IPCC como nos mecanismos de desenvolvimento limpo apresentados no Protocolo de Kyoto e aparece num momento em que cresce o consumo de cimento no mundo, principalmente na China, que utiliza 43% do cimento mundial. “Cálculos de pesquisadores da área, baseados no crescimento dos grandes países emergentes, indicam que, se o consumo de cimento é de 2,5 bilhões de t por ano, ele saltará para 6,5 bilhões de t em 50 anos, porque é, e continuará sendo, o material mais usado do mundo em infra-estrutura”, diz Toledo.  

Elemento ligante – O principal problema da indústria cimenteira é a liberação de CO2 durante a queima do carbonato de cálcio (CaCO3) para trans­formá-lo em óxido de cálcio, que representa 65% da composição do cimento. Também entram como ingredientes óxido de ferro, alumínio e gesso. O cimento funciona como elemento ligante entre os componentes do concreto, como água, areia e brita.  
A incorporação dos resíduos ainda não tem perspectivas de ser absorvida pela indústria cimenteira. “Nosso trabalho é acadêmico e está buscando soluções. Cabe à indústria implementar es­­sas soluções.” A Região Sudeste é o mai­or centro consumidor de cimento e também o maior produtor de resíduos. “Nesse momento estamos realizando um estudo para identificar as áreas produtoras de cinza de bagaço e casca de arroz, da indústria de cerâmica e onde estão localizadas as cimenteiras. Ao final teremos um mapa que poderá facilitar a parte logística de aproveitamento de resíduos. 

A importância dos estudos realizados na Coppe pode ser medida por uma notícia divulgada recentemente no jornal francês Le Monde (13 de março). Várias cimenteiras do mundo estão desenvolvendo soluções para diminuir a produção de cimento e a conseqüente liberação de CO2 na atmosfera. O grupo francês Lafarge, que produziu 135 milhões de t de cimento em 2007, já conseguiu diminuir em 16% as emissões de dióxido de carbono de um total de 20% previsto entre 1990 e 2010. Além de fábricas ultramodernas e de melhor desempenho, inclusive na China, a Lafarge, como outras cimenteiras, está diminuindo o uso de combustíveis fósseis para aquecer os enormes fornos onde o cimento é produzido. Para isso, as indústrias utilizam óleos usados variados, solventes, pneus, plásticos, casca de noz de palmeiras da Malásia e casca de arroz das Filipinas, na Ásia, casca de café de Uganda, na África, além de farinha animal.  A empresa francesa também introduziu na fabricação do cimento, na substituição de parte do carbonato de cálcio, as cinzas das centrais termelétricas e as escórias provenientes de usinas siderúrgicas.

Via Fapesp Online

ZIF – novo material para a absorção de CO2

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Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (UCLA), desenvolveram um novo material conhecido como ZIF (zeolitic imidazolate frameworks). Essas estruturas de cristal são capazes de efetivamente capturar o dióxido de carbono emitido durante a queima de combustíveis fósseis para a geração de eletricidade. Segundo o professor de Química da UCLA, Omar M. Yaghi,

(…) agora possuímos estruturas que podem ser precisamente utilizadas para capturar o dióxido de carbono e armazená-lo como um reservatório, como temos demostrado. Com essa técnica, o dióxido de carbono não escapa. Nada escapa, a menos que se queira. Acreditamos que isso será um divisor de águas na captura desse gás antes que ele chegue à atmosfera. A captura do CO2 cria energia mais limpa. Os ZIFs, se colocados em uma chaminé, reteriam o dióxido de carbono nos poros antes de direcioná-lo a seu espaço de armazenamento geológico.

Os ZIFs são porosos, quimicamente robustos, possuem grandes áreas superficiais, podem ser aquecidos a altas temperaturas ou fervidos em água ou solventes orgânicos durante uma semana sem se decomporem. Três de 25 ZIFs (ZIF-68, ZIF-69 e ZIF-70) capturam o CO2 de forma bastante eficiente. Eles capturam as moléculas de forma seletiva pelo seu tamanho e formato. O uso dos ZIFs substituiria os processos de captura atualmente existentes, caracterizados pelo uso intensivo de energia, pela baixa eficiência e pelo uso de materiais tóxicos.

Estima-se que para cada litro de ZIF, 83 litros de dióxido de carbono podem ser armazenados. Segundo um dos pesquisadores, novos cristais de ZIF são produzidos diariamente e essas reações produzem cristais tão bonitos quanto diamantes.

Via Science Daily

Árvores sintéticas para a captura de CO2 do ar

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Segundo dados do IPCC, os principais gases do efeito estufa são o vapor d’água (responsável em cerca de 36-70%), o dióxido de carbono (que causa entre 9 e 26%), o metano (responsável por 4-9%), o ozônio (entre 3 e 7%) e também o hexa fluoreto de enxofre (SF6). Com esses dados em mente e com a preocupação de diminuir as concentrações de CO2 na atmosfera, Klaus Lackner, professor de Geofísica da Columbia University, está trabalhando em um interssante conceito para resolver esse problema: árvores sintéticas.

A idéia é reproduzir o processo de fotossíntese para capturar e armazenar quantidades expressivas do gás carbônico. Cerca de 90.000 toneladas de CO2 por ano – aproximadamente o emitido anualmente por 15.000 automóveis – poderiam ser capturadas pela estrutura. Além disso, a árvore seqüestradora de carbono poderia gerar cerca de 3 megawatts, tornando sua operação auto-suficiente em energia.

A estrutura – semelhante a um gigantesco mata-moscas – agiria como uma espoja gigantesca para sugar o dióxido de carbono. A árvore sintética teria aproximadamente 300 metros de altura e ocuparia uma área equivalente a de um campo de futebol. Uma solução de hidróxido de sódio presente nas hastes internas seria responsável pela captura do CO2 presente no ar.

Segundo Klaus Lackner,

A eficiência desse sistema seria superior a de uma árvore natural. Podemos, com o uso dessa tecnologia, coletar uma fração signficativa do carbono presente no ar.

A vantagem no uso desse sistema é que ele seria capaz de remover o CO2 independente de onde ele estiver sendo gerado – carros, aviões, indústrias, termoelétricas. Nenhuma outra tecnologia para a captura do carbono existente atualmente poderia ser utilizada para a remoção de CO2 gerado por fontes móveis, como automóveis e aviões.

Via wattwatt

CO2 em combustível

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Uma equipe de pesquisadores do Sandia National Laboratories está estudando a conversão de dióxido de carbono em combustível com a utilização da energia solar. O projeto, entitulado Counter Rotating Ring Receiver Reactor Recuperator (CR5), irá quebrar a ligação carbono-oxigênio para formar monóxido de carbono (CO) e oxigênio. O monóxido de carbono seria utilizado para produzir hidrogênio ou serviria para a produção de combustíveis líquidos como metanol, gasolina ou diesel.

A pesquisa tinha como objetivo inicial quebrar a molécula de água em hidrogênio. No ano passado, a química da conversão de CO2 em CO com a utilização do sol foi provada. O próximo passo é a construção de um protótipo para o início de 2008. O primeiro desafio será capturar CO2 de onde ele é gerado: usinas termoelétricas. Com essa tecnologia, o CO2 capturado a partir da queima de carvão poderia ser utilizado para a criação de combustível líquido. Segundo um dos pesquisadores,

A equipe desenvolveu um protótipo que irá quebrar o dióxido de carbono pelo uso de um processo viável e inteligente. Essa invenção, ainda que distante do mercado uns bons 15 ou 20 anos, carrega a promessa de ser capaz de reduzir as emissões de dióxido de carbono enquanto preserva a opção de continuar utilizando combustíveis que conhecemos e gostamos. Reciclar o dióxido de carbono em combustível é uma alternativa interessante e atrativa quando comparada ao processo de captura e armazenamento (CCS).

Via Science Daily

Lançado o primeiro Índice Global de Emissões de Carbono

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O Barclays Capital, divisão de investimento do Barclays Bank, anunciou o lançamento, pioneiro em nível mundial, do Barclays Capital Global Carbon Index (BGCI). Este índice segue a performance dos créditos de emissões de carbono, que estão associados aos mais importantes sistemas mundiais de negociação das emissões de gases que provocam o efeito estufa. Esta é a primeira vez que um índice desta natureza é disponibilizado aos gestores de carteira, bancos privados e investidores institucionais, que procuram um benchmark abrangente de análise deste mercado em franca expansão. O índice é determinado pelo Barclays Capital Environmental Markets Index Committee, um recém criado departamento independente, constituído por representantes da indústria do carbono e por membros da comunidade financeira institucional.

Numa primeira fase, o BGCI é constituído pela combinação de dois sub-índices que seguem a performance dos créditos de carbono associados ao Sistema de Comércio de Emissões da União Européia, e o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) de Kyoto. O Barclays Capital irá garantir aconselhamento e análise relacionados com este índice através do site de índices do Barclays Capital, e também de outros canais de e-commerce, como a Bloomberg. Os índices são calculados diariamente e usam o sistema de fixação de preços e os calendários de mercado mais convenientes para os investidores. As diretrizes completas utilizadas para o estabelecimento do índice podem ser consultadas no Barclays Capital Global Carbon Index Guide.

Via Yahoo Finance

Abasteça seu carro com algas

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As algas não existem somente para infestar aquários ou piscinas: elas têm sido consideradas uma fonte viável de biocombustível. A LifeFuel Inc., uma companhia localizada na Califórnia, está pesquisando o potencial de produção de óleo a partir dos mencionados seres de uma só célula. O objetivo é a substituição de milhares de litros de combustíveis fósseis nos EUA até o ano de 2010.

Para seu crescimento não é necessário terra; somente água, luz e gás carbônico. Além disso, a alga tem o potencial de fornecer 30 vezes mais combustível por metro quadrado que a cana-de-açúcar. Em 1 hectare, por exemplo, há a possibilidade de geração de 237 mil litros de biocombustível de alga. Em uma mesma área, produz-se cerca de 8000 litros de combustível com a cana.

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Os pesquisadores estão tentando identificar as espécies mais promissoras e como cultivá-las para que seja extraído o máximo de óleo da forma mais eficiente possível. Outra preocupação é o que fazer com o resíduo gerado pelo processo. Na Universidade de Minnesota, os cientistas estão bastante ocupados em seus laboratórios projetando um sistema chamado “fotobiorreator”. A dificuldade é fazer com que sejam fornecidos nutrientes e luz nas quantidades certas.

Abaixo, um esquema sobre a produção de biocombustível a partir de algas.

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Via msnbc e Ecotality Life.

Água gelada do mar substitui o ar-condicionado

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Será construído em Dartmouth, Canadá, um sistema para resfriamento de um complexo de 5 prédios que utilizada a água gelada do mar. O complexo – Alderney Landing – possui 28.000 metros quadrados e se divide em centro de convenções, galeria de artes, mercado público e teatro. O projeto, estimado em U$3 milhões, economizará cerca de U$250.000 por ano devido aos custos do resfriamento convencional.

O primeiro projeto deste tipo utilizará água gelada das profundezas do baía de Halifax. A empresa Performance Energy Systems perfurará rochas localizadas a 180 metros de profundidade que armazenarão a água gelada para o resfriamento do complexo durantes os meses mais quentes. Após completo, o projeto utilizará 100% energia renovável para o resfriamento e diminuirá em até 90% os custos de resfriamento.

O uso criativo de um recurso renovável ainda terá como benefício a remoção de 1 tonelada de clorofluorcarbono (CFC) pela substituição do sistema de ar condicionado.

Via Ecotality Life