Como a construção pode mudar para o concreto de baixo carbono

A estatística da manchete sobre o concreto é gritante, para dizer o mínimo. O material de construção mais utilizado no mundo é responsável por cerca de 8% das emissões de carbono do mundo.

Embora existam muitas alternativas ao concreto, o custo de escaloná-las é atualmente alto. Foto: Adobe Stock

Com isso em mente, é preocupante que ainda não haja um padrão globalmente aceito para o que constitui concreto de baixo carbono.

O que se concorda é que, para cada tonelada de cimento padrão produzida, uma tonelada de CO2 é liberada. E o cimento sozinho é responsável por entre 5% e 7% do total das emissões globais de carbono.

Apesar dessas emissões, tradicionalmente um subproduto do processo de fabricação do concreto, não há como negar seus benefícios literalmente monumentais.

Atualmente, não existe no planeta material acessível, flexível e duradouro que possa ser utilizado na construção civil na medida em que se utiliza o concreto.

Infelizmente, a crise climática exige mais do que utilidade; exige sustentabilidade. Aqui, novamente, os admiradores do concreto têm um argumento: sua massa térmica permite que ele absorva efetivamente as variações de temperatura, reduzindo o consumo de energia dentro dos edifícios.

Ele também tem um papel a desempenhar na economia circular, e temos visto um número crescente de projetos demonstrando iniciativas impressionantes de reciclagem de materiais, bem como um uso crescente de subprodutos da indústria na fabricação de concreto.

Economia circular

A Concrete Initiative é um projeto europeu liderado por várias associações de cimento, betão e agregados. Um de seus papéis é destacar os benefícios do concreto, do ponto de vista social, econômico e sustentável.

A organização cita uma série de estudos de caso exemplares, incluindo o Gotthard Base Tunnel da Suíça, o túnel ferroviário mais longo do mundo, com pouco mais de 57 km.

O cimento é o verdadeiro elefante na sala, responsável por até 8% das emissões globais de carbono. Foto: Heidelberg Materials

O túnel em si tem credenciais de sustentabilidade inegáveis, como mudar uma grande quantidade de tráfego rodoviário – tanto de passageiros quanto de carga – para o ferroviário.

Na construção do túnel, um total de mais de 28 milhões de toneladas de material teve que ser escavado. Isso resultou em outro tique de sustentabilidade, pois todos os agregados necessários para a construção de concreto do túnel vieram diretamente desse material escavado.

Sem dúvida, estamos vendo uma mudança, tanto dos fabricantes quanto dos usuários finais de concreto, em direção a práticas mais sustentáveis.

Pontos de discussão

A questão do que pode ser feito agora para reduzir o impacto do concreto nas emissões foi recentemente colocada a especialistas no Fórum Econômico Mundial em Davos, durante evento promovido pela consultoria global de gestão McKinsey & Company.

Foram discutidas várias alavancas para descarbonizar o concreto ao longo de sua cadeia de valor:

Redução da quantidade de clínquer no cimento – o clínquer é responsável por cerca de 90% das emissões libertadas na produção de cimento; o efeito pode ser reduzido substituindo, por exemplo, cinzas volantes, escórias metálicas ou argila calcinada.

Reduzindo o CO2 da energia usada no processo de produção – os fabricantes estão investigando combustíveis alternativos e novas tecnologias, como a eletrificação de fornos, bem como desenvolvendo negócios proprietários de reciclagem de resíduos que visam o uso de resíduos industriais e municipais em seus fornos.

Armazenar ou utilizar as emissões remanescentes de CO2 – no evento de Davos, produtores de cimento e concreto descreveram como o CO2 pode ser armazenado em agregados de concreto quando os resíduos de construção e demolição são reciclados.

Empreiteiro John F Hunt despejando OBEs na estação de Londres Euston como parte do projeto HS2 do Reino Unido. Imagen: John F Hunt

Segundo a McKinsey, a indústria está aberta ao desenvolvimento de uma atitude mais circular em relação ao cimento e ao concreto.

Existe, disse a organização, um entusiasmo por ‘esverdear’ o processo, mas também incerteza sobre a melhor forma de investir nessas cadeias de valor.

Catalisadores de mudança

No entanto, como o grande motor a diesel está começando a ser desafiado por métodos de propulsão mais sustentáveis, como bateria elétrica e energia de hidrogênio, o material de construção que está conosco desde a era neolítica pode finalmente ter alguma competição sustentável.

A fabricante suíça de materiais Holcim oferece atualmente o ECOPact, uma ampla gama de concretos de baixo carbono, que promete produzir até 90% menos CO2.

A empresa é um tanto vaga sobre as técnicas e tecnologias que emprega para atingir esses números, e foi relatado que uma quantia significativa vem da compensação de carbono, potencialmente por meio do plantio de árvores ou da conservação florestal.

Ampliando

Um dos problemas com o concreto ‘mais verde’ é sua ampliação, embora as coisas estejam começando a melhorar.

No Reino Unido, o projeto ferroviário High-Speed ​​2 (HS2) é atualmente um dos maiores empreendimentos de infraestrutura do mundo.

Paul Cole, engenheiro chefe da Skanska UK. Imagem: Skanska

Na Euston Station, em Londres, a equipe de construção do empreiteiro John F Hunt tem utilizado o Earth Friendly Concrete (EFC), desenvolvido pelo fornecedor de materiais Wagners, com sede na Austrália.

No coração da EFC está um sistema de geopolímero que liga resíduos industriais para fazer concreto sem cimento. Segundo Wagners, 400kg de resíduos são reaproveitados em cada m3 de concreto, resultando em uma redução de 75% nas emissões de carbono, em comparação com o concreto tradicional.

Daniel Sweeny, gerente de sustentabilidade do grupo John F Hunt, disse: “Fizemos um progresso significativo na redução de nosso carbono operacional dentro do Grupo; no entanto, nosso maior desafio agora é trabalhar com nossa cadeia de suprimentos para reduzir nosso carbono incorporado.

“A colaboração com a Capital Concrete para despejar o Earth Friendly Concrete em nosso projeto HS2 Euston nos permitiu economizar mais de 30 toneladas de CO2e como resultado direto. A consequência dessa economia está sendo aplicada em toda a John F Hunt, e vamos aumentar nosso uso de EFC, vendo-o como um produto necessário para ajudar a indústria da construção a atingir o zero líquido.”

Esta é uma boa notícia. A notícia não tão boa é que o HS2 poderia potencialmente ter reduzido sua pegada de carbono em 2,5 milhões de toneladas, se o EFC tivesse sido usado em todo o projeto – é o mesmo peso de 38 porta-aviões.

A expansão, porém, levará tempo, e é tempo que talvez não tenhamos.

‘Produto maravilhoso’

Em outro exemplo baseado no Reino Unido, como parte de um esquema de melhoria de rodovias, a Skanska realizou recentemente um teste, usando um concreto armado com baixo teor de carbono.

Trabalhadores despejam TioCem da Heidelberg Materials, que possui propriedades capazes de reduzir a poluição do ar Foto: Cimento Heidelberg

Paul Cole, engenheiro-chefe do projeto, disse: “Estamos fazendo este projeto de inovação para ver se podemos remover o carbono do concreto e remover o aço de nossas estruturas de concreto armado”.

Cole diz: “Estamos usando um material cimentício ativado por álcali, juntamente com um polímero reforçado com fibra”, o que, simplificando, significa que o concreto não contém cimento com alto teor de carbono nem vergalhões de aço. A substituição do cimento – que Cole chama de “um produto maravilhoso” – inicia a reação necessária para endurecer o concreto, mas tem uma pegada de carbono muito menor do que o cimento.

Cole é pragmático sobre como é desafiador fazer a mudança sísmica do concreto padrão. Ele diz: “As soluções não estão lá para simplesmente pegarmos e usarmos. Temos que investigá-los, temos que julgá-los, temos que testá-los, pesquisá-los”.

Talvez, o mais importante, ele diz: “Temos que convencer nossos clientes de que o que estamos propondo funciona e que será o material apropriado para usar em suas obras permanentes”.

captura de carbono

Falando em convencer os clientes de que você está falando sério, a empresa alemã de materiais que costumava operar como Heidelberg Cement recentemente mudou seu nome para Heidelberg Materials – é assim que a empresa leva a sério suas próprias credenciais de sustentabilidade.

O Dr. Dominik von Achten, presidente do conselho administrativo da empresa, disse: “Nosso futuro é sustentável.

“Seremos a primeira empresa do mundo a oferecer cimento sem carbono em larga escala já em 2024. Estamos impulsionando vigorosamente a escala de nossas atividades de CCUS [uso e armazenamento de captura de carbono]: até 2030, reduziremos nossas Emissões de CO2 em 10 milhões de toneladas com os projetos que já lançamos.”

Thomas Guillot, CEO da Global Cement and Concrete Association Photo: GCCA

Um desses projetos é a construção de uma instalação de captura de carbono em escala real na fábrica de cimento Brevik da empresa na Noruega.

Pela primeira vez no mundo, espera-se que a instalação norueguesa capture aproximadamente 50% do carbono em suas emissões até 2024, totalizando cerca de 400.000 toneladas anualmente.

Em Slite, na Suécia, a Cementa, subsidiária da Heidelberg, opera um plano quatro vezes maior que sua contraparte norueguesa. Esta instalação produz cerca de 75% do cimento usado para toda a produção de concreto na Suécia.

Aqui, Heidelberg está preparada para construir uma instalação de captura de carbono, que deverá capturar 1,8 milhão de toneladas de CO2 até 2030 – equivalente às emissões totais da planta.

Além disso, a Cementa, subsidiária da Heidelberg, introduzirá biomassa na mistura de combustíveis, promovendo a redução de emissões.

Um estudo de viabilidade para o projeto concluiu que a localização do porto da usina significa transportar o carbono para um local permanente de armazenamento offshore e colocado a vários quilômetros de profundidade no leito rochoso é uma solução viável.

A última palavra em sustentabilidade

Os membros da Associação Global de Cimento e Concreto estão entre os principais fabricantes de materiais, portanto, pode-se supor que haja algum viés em relação ao uso continuado desses materiais na construção.

No entanto, Thomas Guillot, o executivo-chefe da organização, diz: “Estamos pedindo apoio dos formuladores de políticas para criar demanda de mercado para produtos de baixo carbono na construção e compras públicas. As reformas políticas e a promoção de produtos de baixo carbono podem fazer uma grande diferença, já que a infraestrutura pública responde por quase 60% de toda a demanda global de cimento e concreto.

Guillot diz: “É fundamental que a indústria tenha apoio do governo para expandir os pilotos bem-sucedidos em todo o mundo para a implantação em escala comercial.

“Também precisamos que a indústria da construção em geral trabalhe conosco em direção à ambição de concreto líquido zero. Os profissionais da construção, trabalhando conosco e com os formuladores de políticas, serão fundamentais para desenvolver o projeto e a estrutura regulatória que impulsionarão o uso eficiente de recursos e produtos, o uso de material reprocessado e reciclado e a reutilização de elementos, bem como outras tecnologias para reduzir materiais e prolongar a vida útil de projetos inteiros.”

Energia renovável encontra concreto sustentável

A gigante de materiais com sede no México, Cemex, está se colocando no mapa da sustentabilidade no sudeste da Europa, com seu cimento de baixo carbono Vertua sendo usado em três grandes projetos de energia renovável na Croácia e na Bósnia e Herzegovina.

O parque eólico de Ivovik, na Bósnia e Herzegovina, terá 20 turbinas eólicas e deverá produzir energia suficiente para atender a demanda de mais de 100.000 residências.

A Cemex está fornecendo o cimento de baixo teor de carbono Vertua Ultra para as fundações de concreto da turbina.

O cimento Vertua Plus da Cemex também está sendo usado para produzir concreto para as fundações de projetos de parques eólicos perto de Obrovac, na região da Dalmácia, na Croácia.

E, finalmente, a Cemex forneceu 21.000 toneladas de cimento para a produção de concreto instalado no revestimento do túnel do projeto hidrelétrico de Dabar, no leste da Herzegovina.

Sergio Menéndez, presidente da Cemex Europa, Oriente Médio, África e Ásia, disse: “Estamos orgulhosos de apoiar a transição de energia renovável com nossa família de produtos Vertua”, disse. “A Cemex está constantemente inovando em soluções de construção para permitir que seus clientes estejam na vanguarda de uma indústria de construção circular e de baixo carbono.”

Imagem: O projeto hidrelétrico Dabar na Herzegovina. Foto gentilmente cedida: Cemex

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