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

Ilhas de Energia para abastecer o mundo

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A energia das ondas já vem sendo utilizada atualmente como uma fonte de energia renovável. Mas e a diferença de temperatura da água dos oceanos poderia ser nossa próxima fonte de energia limpa? As “Ilhas de Energia” flutuantes, um idéia com mais de um século de idade, pode se tornar em breve uma realidade na geração de energia elétrica renovável capaz de abastecer o mundo inteiro. O conceito – criar ilhas artificiais para coletar a energia dos ventos, das ondas e do sol nos trópicos – é baseada no trabalho de Jacques-Arsène d’Arsonval, um físico francês do século 19, que visionou a idéia de utilizar o oceano como um gigantesco coletor de energia solar.

Inspirada na idéia do físico francês, uma nova técnica chamada Conversão de Energia Térmica dos Oceanos (OTEC – Ocean Thermal Energy Conversion) está sendo desenvolvida. A técnica tira proveito das diferenças na temperatura entre a superfície do oceano (até 29°C nos trópicos) e da água localizada a um quilômetro de profundidade (tipicamente 5°C). A água mais quente da superfície é utilizada para aquecer amônia líquida – convertendo-a em vapor – que se expande para acionar uma turbina, gerando eletricidade. A amônia é então resfriada pelo uso da água localizada a um quilômetro de profundidade, o que faz com que a amônia volte ao seu estado líquido possibilitando um novo ciclo ao processo.

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O objetivo desse trabalho é contruir uma rede de “ilhas de energia”. Estima-se que cada ilha poderia produzir cerca de 250 MW e que 50.000 “ilhas de energia” seriam suficientes para satisfazer toda a demanda por energia no mundo, além de gerar 2 toneladas de água potável por pessoa por dia para a população do mundo todo, uma vez que a água dessalinizada é um dos sub-produtos do processo OTEC.

O processo funciona melhor quando há uma diferença de temperatura entre as águas de 20°C, fazendo com que as regiões tropical e sub-tropical sejam as melhores candidatas à instalação dessas “ilhas”. O conceito será lançado no final deste ano no Virgin Earth Challenge, que oferece U$25 milhões em prêmios para soluções inovadoras que combatam o aquecimento global.

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Via Telegraph

O crescimento da geração de energia por fontes renováveis

Gráfico extra�do do relatório REN21 2007.

Um estudo realizado pela REN21 (Renewable Energy Policy Network for the 21st Century) juntamente com o Worldwatch Institute mostra que, dos 4.300 GW de energia consumida anualmente em todo o mundo, 240 GW provêm de fontes renováveis.

Em 2006, foi observado um crescimento na produção de energia por diversas fontes alternativas: Eólica (25-30%), Solar – fotovoltaica (50-60%), Solar – térmica (15-20%) e Biocombustíveis (15-20%). Estima-se que o uso de energia renovável fará com que se deixe de emitir por ano cerca de 5 gigatons (5Gt) de gases responsáveis pelo aumento do efeito estufa.

A energia eólica (a maior das novas fontes de energia) alcançou 90 GW de capacidade acumulada em 2007. A energia solar fotovoltaica gerou, em 2007, cerca de 8 GW.

Sistemas que utilizam a energia solar para o aquecimento de água são responsáveis pelo fornecimento de água quente para mais de 50 milhões de residências. Cerca de 25 milhões de residências localizadas em zonas rurais utilizam energia produzida por biogás, pequenas turbinas eólicas, energia solar e por outras tecnologias.

Os mais de U$100 bilhões aplicados no mundo todo no setor de energia renovável durante o ano de 2006 é, sem dúvida, um voto de confiança por parte dos investidores. Além disso, cerca de 50 países estabeleceram como meta o aumento no uso desse tipo de energia (13 países em desenvolvimento, todos os países da União Européia e diversas províncias dos EUA e Canadá) e 44 países/estados/províncias possuem um Renewable Electricity Standard (RES) que define que uma parcela da eletricidade produzida no futuro seja a partir de fontes renováveis.

No gráfico acima, observa-se a capacidade de geração de energia (em Gigawatts) por fontes renováveis (excetuando-se grandes hidroelétricas) do mundo e de diferentes países.

Abaixo, observa-se a evolução do investimento (em bilhões de dólares) anual realizado em energia renovável entre 1995 e 2007.

Gráfico extra�do do relatório REN21 2007.

O relatório completo pode ser acessado AQUI.

Coletores solares infláveis: energia solar com baixo custo

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A empresa CoolEarthSolar desenvolveu um sistema de coleta de energia solar que utiliza componentes fotovoltaicos tradicionais mas substitui os espelhos rígidos, feitos de alumínio polido, por coletores infláveis feitos com um filme metalizado como elemento concentrador de luz. Segundo a empresa, os balões teriam um custo 400 vezes menor do que os espelhos tradicionais.

Abaixo, uma animação sobre o produto:

 

Europa planeja investimento de U$10 bi no deserto africano para geração de energia solar

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A União Européia está considerando gastar mais de 10 bilhões de dólares na construção de diversas estações de energia solar ao longo da costa do Mediterrâneo no Oriente Médio e norte da África. A energia gerada seria suficente para o suprimento de um sexto das necessidades do continente europeu.

As estações – capazes de gerar cerca de 100 Megawatts – poderiam ser utilizadas também como estações de dessalinização para o abastecimento de água aos países do deserto. O projeto, conhecido com Desertec, foi revelado na semana passada pelo príncipe jordaniano Hassan bin Talal e foi desenvolvido pela Trans-Mediterranean Renewable Energy Coorporation.

A geração de eletricidade se daria por uma técnica chamada “energia solar concentrada”. Uma estação de energia solar concentrada utiliza centenas de espelhos enormes cobrindo uma vasta faixa de terra para focar os raios solares em uma coluna metálica central preenchida com água. A água extremamente aquecida, que pode alcançar temperaturas tão altas quanto 800°C, é então transformada em vapor e encaminhada a turbinas que produzem eletricidade. O vapor superaquecido, após passar pelas turbinas, passaria então através de tanques com água do mar que evaporaria. O vapor da água do mar seria condensado e armazenado como água limpa.

O maior problema para implantação desse projeto seria o custo de operação dessas estações – quase duas vezes o custo de uma termoelétrica. Some-se a isso o fato de que a região escolhida não é exatamente uma das mais estáveis para a realização de um projeto bilionário.

Via Guardian Unlimited

Nova técnica para localização de energia geotérmica

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Energia geotérmica ou energia geotermal é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra. Devido a necessidade de se obter energia elétrica de uma maneira mais limpa e em quantidades cada vez maiores, foi desenvolvido um modo de aproveitar esse calor para a geração de eletricidade. Estima-se que o potencial geotérmico dos Estados Unidos poderia fornecer 3000 vezes mais energia do que o país necessita atualmente. Porém, encontrar locais apropriados com um bom potencial geotérmico requer perfurações exploratórias extremamente caras.

Tendo isso em mente, dois pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley descobriram um método barato (que não requer perfuração) para identificar locais apropriados com potencial geotérmico. Neste método, a água subterrânea é testada e se examina a razão entre dois isótopos do hélio (hélio-4 e hélio-3).

Tipicamente, o hélio-4 é mais abundante na crosta terrestre, enquanto que o hélio-3 é mais comumente encontrado no manto terrestre. A presença do isótopo hélio-3 em maior quantidade é correlacionada com locais onde o manto está mais perto da superfície, o que indicaria um maior potencial geotérmico.

A Islândia é um bom exemplo do uso eficiente desse recurso para geração de eletricidade: Nesjavellir Power Plant :

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Via Arizona State University 

Transforme o óleo de cozinha usado em biocombustível com o FuelPod2

FuelPod2

Você não sabe como dar uma disposição final correta ao óleo de cozinha utilizado? Um alternativa interessante seria transformá-lo em biocombustível e abastecer seu carro sem sair de casa. Com FuelPod2 isso já é possível. Trata-se de um processador doméstico de biocombustível. Ele é alimentado com o óleo de cozinha usado e o combustível produzido pode ser utilizado em qualquer motor convencional a diesel sem modificações e sem afetar sua performance.

O FuelPod2 consegue converter até 50 litros de cada vez. Com 60 cm de diâmetro e 1,40 m de altura, ele pode ser guardado facilmente em uma garagem. É operado através de um compressor e está sendo vendido no Reino Unido por cerca de U$4200. Mas o difícil mesmo será conseguir óleo suficiente em uma residência convencial. O jeito será apelar a restaurantes e bares.

Via Reuters