Cimento: produção pode ser menos agressiva ao ambiente

Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Paraíba (UFPB), William Fernandes é mestre em Engenharia Urbana e Ambiental e doutor em Ciência e Engenharia de Materiais pela mesma instituição. Na Universidade de Edimburgo fez seu doutorado-sanduíche, onde se especializou em Química.

Fale um pouco sobre o seu trabalho.
Durante o doutorado pesquisei o efeito que determinadas impurezas podem causar no clínquer, matéria prima principal do cimento Portland, obtida por meio da queima de uma mistura de minerais calcários e argilosos. Essas impurezas são elementos químicos estranhos que se incorporam em pequena quantidade na fórmula original dos componentes do clínquer. Tais impurezas podem originar-se dos combustíveis alternativos usados nos fornos ou na própria matéria-prima. O objetivo da pesquisa é avançar o entendimento sobre o processamento de resíduos pela indústria de cimento e aumentar a sustentabilidade do processo, com garantia da melhoria do produto e da redução do impacto ambiental.

Como a fabricação do cimento impacta o meio ambiente?
O cimento é produzido a partir da queima de minerais a uma temperatura de, aproximadamente, 1.450°C. Isso produz uma quantidade de gases de efeito estufa que, somada à produção mundial de cimento, corresponde a, aproximadamente, 5% de todas as emissões globais. Apesar do uso de combustíveis alternativos na queima ser uma forma bastante viável para reduzir este impacto ambiental, essa mudança pode causar alterações ainda pouco conhecidas na química do cimento.

Como o estudo foi feito?
O estudo analisou como os combustíveis alternativos usados no forno de uma fábrica modificaram a química do cimento. Foram analisadas 190 amostras, com diferentes proporções de coque de petróleo no combustível do forno, produzidas num período de aproximadamente um ano, sendo que seis delas foram analisadas de forma mais aprofundada no Laboratório de Radiação, síncrotron do Reino Unido.

Como se deu seu interesse em trabalhar com o assunto?
Meu interesse em estudar o impacto ambiental da fabricação do cimento surgiu da minha experiência profissional nas áreas de construção civil e de gestão de resíduos sólidos urbanos. Estima-se que a indústria de cimento é responsável por, aproximadamente, 5% de todas as emissões globais de CO2, um dos principais gases do efeito estufa. Isto fez com que os países do G20 estabelecessem metas para a redução das emissões. Uma das estratégias mais utilizadas mundialmente pela indústria de cimento têm sido o uso de combustíveis alternativos nos fornos, por ser de fácil aplicação.

Quais os resultados concretos?
Os estudos identificaram como as impurezas presentes nos combustíveis alternativos interagem com a fórmula química do cimento. Esse entendimento permitiu a ampliação e um uso mais racional dos combustíveis alternativos pela fábrica, apesar das impurezas contidas nos mesmos. O estudo foi publicado recentemente na revista Cement and Concrete Research , revista com maior fator de impacto na sua área no mundo.

Qual a importância do seu trabalho para a sociedade?
O cimento é o segundo material mais consumido pelo homem, perdendo apenas para a água. Portanto, é de fundamental importância diminuir o impacto ambiental da indústria de cimento, principalmente nos países em desenvolvimento, como o Brasil, para que possam construir infraestruturas de forma sustentável. Link: https://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106125

O que a pesquisa apresenta de diferente daquilo que já é visto na literatura?
É o primeiro estudo do tipo que, utilizando amostras industriais, representa de forma realista como as impurezas se distribuem dentro de um composto químico do cimento.

Qual a importância do apoio da CAPES?
O apoio da CAPES, por meio de uma bolsa do PDSE, custeando o período-sanduíche de estudos na Escola de Química Universidade de Edimburgo, foi fundamental, pois permitiu que as análises das amostras fossem feitas no Diamond Light Source , o síncrotron do Reino Unido, o que fortaleceu a parceria que a UFPB tem com a Universidade de Edimburgo. Além disso, o apoio da CAPES por meio de uma bolsa de capacitação do PrInt, permitiu meu retorno ao Reino Unido e a realização de estudos avançados em caracterização de materiais.

Quais são os próximos passos?
As amostras desse estudo continuam em análise para que se observem os efeitos dos combustíveis alternativos na hidratação do cimento em médio e longo prazos. Além disso, desde o ano passado, o grupo de pesquisa tem dialogado com os cientistas do Sírius, o síncrotron brasileiro de última geração, com o objetivo de avançar ainda mais nos estudos sobre cimentos sustentáveis.

(Brasília – Redação CCS/CAPES)
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