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

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Forno solar para derretimento de Alumínio no Uzbequistão

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A indústria da energia solar tem crescido a uma taxa quase duas vezes superior a de outras energias renováveis. Diversos estudos estão sendo realizados para o desenvolvimento e aperfeiçoamento de painéis e aquecedores solares. As fotos desse post foram tiradas de um projeto cujo objetivo é utilizar a energia solar para o derretimento de Alumínio.

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O gigantesco “forno-solar” recebeu o nome de “Physics-Sun” e está localizado em Parkent, no Uzbequistão.

Via Ecogeek

Máquina de lavar integrada ao sanitário

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Criado pelo design turco Sevin Coskun, um dos participantes da competição “Greener Gadgets Design” é o “Washup”. O produto, que ainda é um mero conceito, integra a máquina de lavar roupas à descarga do vaso sanitário. A água descartada pela máquina de lavar é armazenada em um tanque e reutilizada para dar descarga no vaso santário.

Além disso, como sugere seu inventor, o “washup” traz uma solução para o problema de falta de espaço para a máquina de lavar em residências de tamanho reduzido. Segundo sua descrição, “uma interface especial que inclui três unidades de controle semi-esféricas e dois botões de descarga foi projetada para uma utilização prática do produto”.

Via Core77

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

15 prédios verdes ao redor do mundo

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Nos EUA, as construções prediais são responsáveis por cerca de 48% do total das emissões de dióxido de carbono. O uso excessivo de energia elétrica, o desperdício de água tratada e a disposição inadequada ou a falta de reaproveitamento de resíduos da construção contribuem para o aumento do impacto causado pelos prédios sobre o meio ambiente.

Abaixo, apresentam-se 15 prédios classificados entre os mais verdes do mundo:

  Via Geek About

Nova Kombi-casa ecológica

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O designer canadense Alexandre Verdier transformou a Kombi em uma moderna casa-ecológica para acampamentos. O veículo é equipado com um motor híbrido (gasolina e elétrico) de 200 hp que emite apenas 160 g de CO2 por km. Outros itens incluem painéis solares no teto (40 watt – 12 volts), GPS para navegação, internet wireless e uma mini-cozinha.

Preço: 69 mil dólares.

Via Verdier

Vila Solar em Freiburg, Alemanha

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O Solarsiedlung ou “Vila Solar” é o projeto de construção solar mais moderno da Europa. Projetada por Rolf Disch, o condomínio segue as instruções da German Passive House (conforto interno sem a necessidade de aquecimento/resfriamento) e Plus Energy House (produz mais energia do que necessita). Além disso, o projeto contempla diversas questões ambientais como a seleção de materiais, consumo de energia, opções para transporte e métodos construtivos.

A Vila Solar (que possui 58 unidades residenciais) está localizada em Freiburg, a “capital solar” da Alemanha. O layout do projeto é baseado na orientação solar. As casas com terraços são orientadas para o sul e a distância entre os prédios é determinada de tal forma que permita a insolação e o aquecimento de cada casa pela incidência de radiação solar. Os prédios possuem dois e três andares.

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A eletricidade é gerada por painéis solares e a energia excedente é ligada e vendida à rede pública. A energia adicional nos meses de inverno é produzida por uma estação local abastecida com cavacos de madeira.

Antes de ser lançada nos coletores pluviais, a água da chuva passa por um sistema de drenagem natural. Parte dessa água ainda é coletada e armazenada para uso em irrigação e jardinagem ou utilizada para descarga de vasos sanitários.

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Outras estratégias mais tradicionais utilizadas incluem o uso de grandes aberturas na fachada sul para maximizar o ganho solar e aberturas pequenas no norte para minimizar a perda de calor. A projeção do telhado fornece sombra durante o verão mas permite a passagem do sol durante o inverno para aquecimento passivo.

Via Greenline