Pesquisa UFC desenvolve tecnologia de cimento mais resistente e que reduz emissões de carbono Elaborado a partir de cinzas de carvão e escória de aciaria, o cimento geopolimérico promete redução de emissão de CO2 em até 75%

Considerada de alto impacto ambiental, a indústria cimenteira é, atualmente, responsável pela emissão de cerca de 5% de gases de efeito estufa no mundo.Foto: Guilherme Silva/UFC

Pesquisadores da UFC elaboraram a receita ideal para um tipo de cimento mais resistente e sustentável, que reduz as emissões de carbono. Considerada uma tecnologia verde, o cimento geopolimérico é mais de 90% constituído de resíduos industriais, como escórias de aciaria, um resíduo inerente à produção do aço, e cinzas volantes, material resultante da queima de combustível nas centrais termoelétricas a carvão.

A fórmula de eco-cimento foi desenvolvida nos laboratórios do Departamento de Engenharia Estrutural e Construção Civil da Universidade Federal do Ceará e recebeu, no último mês de março, a carta patente do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).

“Devido à instalação da indústria siderúrgica no Ceará há quase 10 anos, os resíduos siderúrgicos são abundantes no nosso estado. Da mesma maneira, quando há queima de carvão mineral nas termelétricas locais há excesso de cinzas de carvão mineral. Combinados em proporções inteligentemente escolhidas, e reagidos em meio fortemente alcalino, forma-se um poderoso cimento que pode ser produzido dando destinação nobre para o que seriam resíduos industriais acumulados, normalmente em pilhas ou em gigantescas piscinas impermeabilizadas de materiais inservíveis”, explica o Prof. Lucas Babadopulos, que assina como inventor responsável pela patente.

Integraram ainda o estudo os pesquisadores: Antonio Eduardo Bezerra Cabral, Heloina Nogueira da Costa, Daniel Lira Lopes Targino, Manoel Adrielton Macedo Moreira e Lucas Benício Rodrigues Araújo.

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Sustentabilidade

Considerada como de alto impacto ambiental, a indústria cimenteira é, atualmente, responsável pela emissão de cerca de 5% de gases de efeito estufa no mundo. A busca pela redução da pegada de carbono tem sido, portanto, uma máxima para pesquisadores e relevantes empresas do setor. Uma alternativa com bons resultados ao cimento Portland, o cimento tradicional hoje amplamente disponível no mercado e o mais utilizado para a elaboração de concretos e argamassas, é o cimento dito “geopolimérico”. Tratado mais rigorosamente na literatura como “álcali-ativado”, ele tem potencial para reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) em até 75% em relação ao tradicional.

O cimento geopolimérico recebe esse nome porque reage formando cadeias de alumínio e silício em meio alcalino. No estado fresco, a mistura dos pós de materiais ricos em alumínio – normalmente os resíduos industriais como cinzas e escórias – forma a pasta geopolimérica que, após o endurecimento, atinge boas propriedades mecânicas, como alta resistência à compressão e boa estabilidade térmica. Ela pode ser feita a partir de diferentes elementos e modos de preparo, sendo a sua fórmula adaptada à aplicação.

Apesar das vantagens constatadas na literatura científica do chamado cimento-verde, a metodologia para elaboração das pastas geopoliméricas ainda não é consolidada e universal. Desse modo, a pesquisa da UFC destaca-se não apenas pela escolha dos materiais, como também pela proposta de um método eficaz para formular o cimento geopolimérico.

“A aplicação combinada das escórias com as cinzas em meio alcalino para geopolimerização e geração dos cimentos ainda pode ser considerada uma inovação, particularmente no Brasil, e o processo de dosagem, principalmente, ainda é um gargalo tecnológico, em que a patente contribui com um procedimento. Então tanto a técnica de dosagem quanto o próprio material resultante, o cimento geopolimérico, são inovações. Esse processo de dosagem foi validado após grande quantidade de experimentos de laboratório, viáveis graças às desafiadoras pesquisas de alunos de pós-graduação”, detalha o pesquisador.

Segundo Lucas Babadopulos, além dos ganhos para o meio ambiente, o uso do cimento geopolimérico promete bons resultados quanto aos custos das construções. “Uma vez que os materiais utilizados para produção do cimento geopolimérico são resíduos industriais de baixo valor agregado, o cimento produzido a partir desse material tende a ser economicamente competitivo no futuro, desde que haja escala de produção industrial, em locais em que os resíduos estejam disponíveis. Além disso, podem ser utilizados em aplicações com necessidade de redução de pegada de carbono”, afirma.

A patente é resultado de estudo de dissertação de mestrado defendida em 2023 pelo aluno Lucas Benício de Araújo, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil (PEC). Esta é a patente de número 52 da UFC, sendo a segunda do Departamento de Engenharia Estrutural e Construção Civil e a 8ª do Centro de Tecnologia.

Por Cristiane Pimentel da Agência UFC