Com informações da Agência USP - 17/04/2013
Engenheiros alemães apresentaram recentemente uma técnica para reciclagem cimento e concreto usando raios.[Imagem: Fraunhofer IBP]
Cientistas da Escola Politécnica da USP desenvolveram
uma nova técnica para a fabricação de cimento combinando
matérias-primas simples com ferramentas e conceitos avançados na gestão
do processo industrial.
O resultado pode ser uma revolução mundial na indústria cimenteira.
Segundo o professor Vanderley John, um dos responsáveis pelo projeto, o novo processo industrial permitirá dobrar a produção mundial de cimento sem precisar construir novos fornos e, portanto, sem aumentar as emissões de gases de efeito estufa.
O cimento
Portland tradicional é composto basicamente por argila e calcário,
substâncias que, quando fundidas em um forno sob altas temperaturas,
transformam-se em pequenas bolotas chamadas clínquer.
Esses grãos de clínquer são moídos com o mineral gipsita (matéria-prima do gesso) até virarem pó.
"Estima-se que para cada tonelada de clínquer são emitidos entre 800 e
1.000 quilos de CO2, incluindo o CO2 gerado pela decomposição do
calcário e pela queima do combustível fóssil (de 60 a 130 quilos por
tonelada de clínquer)", diz o professor John.
"A indústria busca alternativas para aumentar a ecoeficiência do
processo substituindo parte do clínquer por escória de alto-forno de
siderúrgicas e cinza volante,
resíduo de termelétricas movidas a carvão. O problema é que a indústria
do aço e a geração de cinza crescem menos que a produção de cimento, o
que inviabiliza essa estratégia a longo prazo," explica ele.
Carga bem distribuída
A nova tecnologia consiste basicamente em aumentar a proporção de carga (filler)
na fórmula do cimento Portland, adicionando dispersantes orgânicos que
afastam as partículas do material e possibilitam menor uso de água na
mistura com o clínquer.
A carga é uma matéria-prima à base de pó de calcário que dispensa
tratamento técnico (calcinação), processo que, na fabricação do cimento,
é responsável por mais de 80% do consumo energético e 90% das emissões
de CO2.
A fórmula para calcular a quantidade de carga no cimento é usada
desde 1970, estabelecendo que a quantidade do material de preenchimento
não poderia ser alta porque havia o risco de comprometer a qualidade do
produto.
Outra equipe brasileira já havia desenvolvido um cimento alternativo capaz de substituir até 80% do cimento portland. [Imagem: Ag.USP]
Os pesquisadores brasileiros descobriram que isto não é verdade.
"Em laboratório, foi possível chegar a teores de 70% de filler,
sendo que atualmente ele está entre 10% e 30%", afirma John. "Com isso
será possível dobrar a produção mundial de cimento sem construir mais
fornos e, portanto, sem aumentar as emissões".
A solução veio da matemática, mais especificamente de estudos que,
muitas vezes, parecem teorias sem qualquer ligação com a praticidade do
mundo industrial.
"A tecnologia é baseada em modelos de dispersão e empacotamento de
partículas que possibilita organizar os grãos por tamanho, favorecendo a
maleabilidade do cimento", diz o professor Rafael Pileggi, coautor do
estudo. "Por meio da reologia, ramo da ciência que estuda o escoamento
dos fluidos, obteve-se misturas fluidas com baixo teor de clínquer e
outros ligantes como a escória.
Também foi possível reduzir a quantidade
de cimento e água utilizados na produção de concreto, sem perda da
qualidade".
"O estudo atual mostrou que é possível mudar a forma como se fabrica
cimento, concretos e argamassas", comemora John. "Agora é preciso
desenvolver uma tecnologia de moagem sofisticada em escala industrial."
A Escola Politécnica da USP já está negociando parcerias com as
indústrias cimenteiras para aperfeiçoar e transferir a nova técnica.
