Existe uma maneira de tornar as ruas de nossas cidades verdes como a floresta amazônica. Quase todos os aspectos de um ambiente construído, de pontes a fábricas a blocos de edifícios, e de estradas a muros de arrimo, poderiam ser transformados em estruturas que acumulam dióxido de carbono -o principal gás responsável pelo efeito estufa e o aquecimento global. Tudo que precisaríamos mudar é a maneira pela qual produzimos cimento.

John Harrison, especialista em tecnologia de Hobart, na Tasmânia (Austrália), calcula que seu cimento alternativo, baseado em carbonato de magnésio em lugar de carbonato de cálcio, seja capaz de reduzir o ritmo de alteração climática sem sacrificar o estilo de vida moderno. Trata-se de uma alegação ambiciosa, e Harrison está decidido a tentar convencer o setor de construção a adotar suas idéias.

Ele propõe substituir o cimento Portland por uma substância que ele chama de "ecocimento". Esse material a base de magnésio, diz, "pode ser mais barato de fabricar do que o cimento Portland, mais durável e além disso seria também capaz de acumular CO2".

Nosso mundo moderno é construído em grande parte com cimento Portland, um material inventado quase 180 anos atrás por um pedreiro do Yorkshire chamado Joseph Aspdin. Em 1824, ele obteve uma patente para "um aperfeiçoamento nos modos de produção de pedra artificial", que envolvia o cozimento de cal e argila em um forno industrial, e a moagem do clínquer resultante na forma de um pó fino composto basicamente por silicatos de cálcio, a ser posteriormente misturado com água. A mistura deflagra uma complexa reação química que forma cristais de hidrato de silicato de cálcio, por exemplo, o que endurece a mistura.

John Harrison com um bloco de cimento ecológico

O século XIX era um período em que as grandes cidades do Reino Unido estavam permanentemente em construção, e muitos outros inventores trabalhavam na criação de pedras artificiais. Mas Aspdin resolveu o problema ao sujeitar os ingredientes às temperaturas extremamente elevadas do forno de um fabricante de vidros em sua cidade natal, Hunslet. Ele batizou seu produto de cimento Portland em homenagem à pedra natural mais usada em construção na sua era, que vinha da ilha de Portland, no condado de Dorset.

O cimento Portland provou-se barato de fabricar e imensamente versátil, e não demorou muito para que se tornasse o ingrediente básico tanto do concreto quanto da argamassa, os materiais básicos de construção de todas as cidades do planeta. A cada ano, cerca de 1,7 bilhão de toneladas de cimento Portland são produzidas no mundo, um espantoso total de cerca de 250 quilos por habitante do planeta.

Mas existe um problema. A produção de cimento Portland gera um volume imenso de dióxido de carbono. Isso se deve em parte à grande quantidade de energia necessária para elevar as temperaturas dentro dos fornos de cimento aos 1.450°C necessários tostar o carbonato de cálcio (oriundo do giz ou do calcário), e também ao fato de que o processo de conversão em si gera dióxido de carbono.

Para cada tonelada de cimento Portland que emerge dos fornos, cerca de uma tonelada de CO2 escapa para a atmosfera. A produção de cimento é responsável por cerca de 7% das emissões artificiais totais de dióxido de carbono no mundo, um número que sobe para além dos 10% em países que se vêm desenvolvendo rapidamente, como a China, que atualmente produz uma em cada três toneladas de cimento empregadas no mundo.

Se temos por objetivo controlar o aquecimento global, não podemos permitir que essa situação persista. E, de acordo com Harrison, não é necessário que isso aconteça. A solução que ele propõe e que a pequena empresa que ele fundou, a TecEco, está levando ao mercado, envolve substituir o carbonato de cálcio, nos fornos de produção de cimento, por carbonato de magnésio -uma rocha que ocorre com freqüência elevada por conta própria, na forma do mineral magnesita, ou em misturas com o carbonato de cálcio, como a dolomita.

Os cimentos com base em magnésio não são novidades. Foram desenvolvidos inicialmente em 1867, pelo francês Stanislas Sorel, que produziu cimento com uma combinação de óxido de magnésio e cloreto de magnésio. No entanto, as misturas que ele criou não resistiam a uma exposição longa à água sem perder a força. Se um bloco do material fosse instalado em Manchester ou Seattle, sob a garoa e chuva constantes, ele um dia desabaria.

Os ecocimentos de Harrison, com base em carbonato de magnésio, por outro lado, têm estrutura química bastante similar à do cimento Portland, e são muito mais robustos do que o material criado por Sorel. E, de acordo com Harrison, o material que ele propõe oferece diversas vantagens ambientais. Para começar, os fornos de cimento não precisam funcionar a temperaturas tão elevadas. O carbonato de magnésio se converte facilmente em óxido de magnésio a temperaturas de cerca de 650°C. Isso significa que as emissões de dióxido de carbono relacionadas à energia necessária para acionar os fornos são reduzidas mais ou menos à metade.

O processo de cozimento para a produção dos ecocimentos produz mais CO2. Mas, durante a aplicação e o endurecimento do cimento, um processo conhecido como carbonação reabsorve do ar a maior parte desse excedente.

Blocos de ecocimento

Quando o concreto convencional produzido com cimento Portland está fresco, a água na mistura também absorve dióxido de carbono da atmosfera, lentamente. A solução formada reage, a seguir, com os componentes que contêm cálcio alcalino contidos na matriz de concreto para depositar cristais de carbonato de cálcio, os quais reduzem a força do concreto.

Mas a carbonação é mais rápida e mais eficiente no ecocimento de Harrison. Os cristais de carbonato de magnésio são mais fortes do que os de carbonato de cálcio, de modo que eles aumentam a força do material.

Se o ecocimento for usado para produzir material poroso como blocos de concretos, todo o material terminará funcionando como pólo de carbonação, diz Harrison. Assim, uma tonelada de concreto terminaria por absorver até 400 quilos de CO2, diz ele, o que equivale a cerca de 100 quilos de carbono. "As oportunidades de uso de processos de carbonação para seqüestrar carbono do ar são simplesmente imensas", diz Harrison. "Seriam precisos alguns séculos, ou até mesmo milênios, para que os cimentos comuns absorvam tanto quanto os ecocimentos são capazes de absorver em apenas alguns meses".

Isso significa que os ecocimentos carbonando silenciosamente em um edifício de escritórios estariam desempenhando mais ou menos a mesma função atmosférica do que uma árvore em crescimento. Se os ecocimentos conquistarem espaço nas nossas cidades, reduziriam imediatamente a contribuição da indústria do cimento para o aquecimento global, reabsorvendo boa parte do dióxido de carbono emitido durante sua fabricação. Por meio da substituição direta do cimento Portland por seu ecocimento, Harrison estima que seria possível eliminar mais de um bilhão de toneladas de CO2 ao ano.

A idéia é "pioneira no mundo", diz Fred Glasser, do Departamento de Química da Universidade de Aberdeen, uma das principais autoridades mundiais em tecnologia do cimento. E o ecoconcreto pode provar de outra maneira sua condição de elemento favorável quanto ao efeito estufa. O material tem imensa possibilidade de incorporação de toda espécie de resíduo, incluindo resíduos orgânicos a base de carbono que de outra maneira apodreceriam ou seriam queimados, liberando CO2 na atmosfera.

Acrescentar resíduos inertes desse tipo ao cimento durante sua fabricação é um processo rotineiro da indústria. Mas o cimento Portland tem limites estritos para essa mistura. Porque o cimento é alcalino, as misturas podem reagir com o agregado e quebrar o concreto ou torná-lo frágil, o que pode causar falhas estruturais. "Os cimentos de magnésio são muito menos alcalinos, e os problemas potenciais são muito menores", diz Glasser, que acredita que essa possa ser a chave para seu uso generalizado no futuro.

Resíduos orgânicos, de cascas de arroz a serragem, plásticos e borracha, podem ser incorporados como material de adensamento ao cimento de magnésio sem que este perca força de modo significativo, diz Harrison, o que transformaria o cimento usado em edifícios, pontes e assim por diante em um depósito permanente de carbono. "Fizemos tijolos compostos por mais de 90% de cinza", diz ele. "Podemos, provavelmente, incorporar de três a quatro vezes mais resíduos ao nosso cimento do que no caso do cimento Portland". Isso reduziria imensamente o volume de cimento necessário, para começar.

Fabricação de cimento Portland exige grandes quantidades de energia

Os cimentos com base em magnésio talvez não atendam a todos os requisitos, admite Harrison. Talvez não seja adequado substituir integralmente o cimento Portland usado nos pilares de pontes, digamos. Mas Harrison calcula que os cimentos de magnésio poderiam substituir 80% do cimento Portland. Isso não sairia barato. As fontes primárias de carbonato de magnésio, como a magnesita e a dolomita, têm custo de mineração superior ao carbonato de cálcio. Mas o preço cairia se levarmos em conta a economia de escala, diz Glasser.

Harrison já iniciou a produção. Vendeu seus primeiros tijolos de ecocimento para um projeto comercial de construção em maio deste ano. Mas ele teme que os custos de manutenção de suas patentes o forcem a sair do negócio antes que este ganhe ímpeto. Associações industriais contactadas pela "New Scientist" não tinham informações sobre o ecocimento de Harrison, e continuam a acreditar que as fórmulas baseadas em magnésio têm baixa confiabilidade.

O principal problema, diz Glasser, é que "o setor de materiais de construção é imensamente conservador". Prefere aquilo que conhece -o cimento Portland. Os engenheiros estão familiarizados com as propriedades mecânicas do material. E, evidentemente, o cimento Portland é barato. Talvez gaste energia como se não houvesse amanhã, mas US$ 2 em geral compram mais cimento do que uma pessoa consegue carregar sozinha para fora de uma loja de materiais para construção. "O mercado do cimento Portland é tão vasto que é difícil ver o cimento de magnésio ganhando muito terreno ao longo dos próximos 10 anos", diz Glasser. Mas talvez, à medida que o mundo tenta descobrir novas maneiras de reduzir suas emissões de CO2, o ecocimento venha a conquistar o mercado.

Nossa queima de combustíveis fósseis vem liberando dióxido de carbono na atmosfera a um ritmo que a vegetação já não consegue absorver. A maneira lógica de escapar ao problema é acelerar a formação de carbonato com rochas artificiais. E que maneira melhor de fazê-lo, diz Harrison, que o cimento?

Fred Pierce
Tradução: Paulo Migliacci

Fonte: www.newscientist.com

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