Construção: Aço e cimento sustentáveis
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Atualizado em: 24 May 2021
https://climatescience.org/pt/simple-construction/
A revolução industrial mudou muito a forma como os seres humanos fazem as coisas. Embora tenha permitido grandes passos quanto ao desenvolvimento coletivo, a indústria como um todo foi responsável por 29,4% de todos os gases de efeito estufa emitidos em 2016 .
A maioria dessas emissões vem da queima de combustíveis fósseis para alimentar as máquinas e fábricas envolvidas em fazer desde carros a palitos de fósforo . As emissões remanescentes vêm como subprodutos de processos químicos, como na produção de cimento ou amoníaco .
Este curso irá te apresentar a muitas das novas e imaginativas formas que estamos testando para tornar a indústria menos poluente e mais sustentável.
Vamos começar com o aço!
O aço tem uma infinidade de usos!
A demanda global de aço é tão alta que a indústria siderúrgica por si só contribui com aproximadamente 6,7% da emissão global de CO₂ 
!
O que é o aço?
O aço é uma liga, o que corresponde a uma combinação de metais (principalmente ferro). Ao misturar essa liga com alguns outros elementos pode-se criar vários tipos diferentes de aço .
Quanto essa indústria contribui para as alterações climáticas?
O aço possui o potencial para ser um material muito sustentável porque ele é duradouro, muito forte e fácil para reciclar .
No entanto, a produção de aço é um processo bastante intenso em termos energéticos.
Demanda de energia para o aço
Para cada tonelada de aço produzido, aproximadamente 1,7 a 1,9 toneladas de CO₂ são emitidas . Para lhe dar uma ideia do quão grande é o setor, em 2019, cerca de 1868,8 milhões de toneladas de aço foram produzidas !
A produção de aço em 2019
Como produzimos o aço?
A fabricação de aço apresenta três fases principais :
- Preparação da matéria-prima (coquefação) - O carvão é aquecido para criar o coque (um combustível rico em carbono que gera muitas emissões) .
- Produção do ferro - O coque é então aquecido em uma fornalha junto com calcário e minério de ferro. O minério de ferro é reduzido a ferro líquido ou ferro gusa (ou seja, alguns átomos de oxigênio no minério de ferro são substituídos por átomos de hidrogênio) .
- Produção do aço - Finalmente, as impurezas são removidas do ferro líquido para criar o aço .
O processo da siderurgia (fabricação do aço) em três etapas simples
Embora novos métodos eficientes para esse processo tenham sido desenvolvidos, eles ainda são baseados nesses mesmos três estágios .
O que se pode fazer para reduzir as emissões?
Para manter o aquecimento global abaixo dos 1,8 °C, a intensidade de CO₂ do aço teria de baixar, em média, 2,5% anualmente a partir de agora até 2030 . Infelizmente, a tendência atual não segue essa via de redução, entretanto, é muito importante começarmos a mudar a forma como fazemos o aço para reduzir as emissões de CO₂.
Trazendo nossa trajetória atual para níveis seguros
Lembre-se que as emissões na produção de aço são um efeito da utilização do coque e da elevada quantidade de energia necessária nesse processo. Então, como reduzir essas emissões?
- Reciclagem: como o aço é 100% reciclável, as empresas estão usando aço reciclado para tentar reduzir as emissões. Esse processo gasta 56% menos energia do que produzir aço novo . A fim de respeitar o Acordo de Paris, a sucata precisa ser usada em 40% de toda produção de aço bruto em 2030 !
Ferro Diretamente Reduzido (DRI, da sigla em inglês)
- Ferro Diretamente Reduzido: usar o hidrogênio como uma alternativa ao coque poderia reduzir significativamente as emissões. O hidrogênio apenas criaria vapores d’água, logo, existe um potencial para eliminar o CO₂ do processo!
Embora essa tecnologia seja nova e enfrente muitos desafios financeiros, há muita pesquisa e desenvolvimento em todo o mundo e várias oportunidades para descarbonizar a indústria siderúrgica. Agora vamos aprender sobre outro importante material de construção: o concreto!
O que é o concreto e porque precisamos dele?
O concreto é um material de construção forte, duradouro e versátil .
Na verdade, o concreto só perde para a água ! Infelizmente, isso significa que a produção de concreto é responsável pelos altíssimos 8% das emissões globais de CO₂ .
O concreto é o segundo material mais consumido no planeta.
Como é feito o concreto?
O concreto tem três componentes principais: agregados (uma mistura de areia, brita e cascalho), uma pasta feita de água e cimento, e ar !
De que é composto o concreto?
O cimento é um elemento-chave no concreto e é feito de gesso e clínquer .
O que tem no cimento ?
O clínquer é formado por uma reação química chamada de calcinação de calcário . Nesse processo, o carbonato de cálcio (CaCO₃ ou calcário) é transformado em óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO₂) . Esse processo produz muito CO₂!
Como é feito o clínquer ?
Quais são os impactos ambientais do concreto e do cimento?
Em uma média global, a produção de 1 kg de cimento gera aproximadamente 0,81 kg de CO₂ .
A fabricação de cimento representa 90% das emissões do concreto !
Como podemos fazer cimento e concreto sustentáveis ?
Podemos fazer concreto sem emitir CO₂?
Segundo o Acordo de Paris, as emissões de CO₂ resultantes da produção de concreto têm de ser reduzidas em 25% até 2050 para limitar o aumento da temperatura acima de 2 °C. No entanto, as práticas atuais não condizem com essa meta .
Existem muitas soluções promissoras para alcançar isso :
Como podemos tornar o concreto mais sustentável?
1. Melhorar a eficiência energética:
Melhorias na eficiência energética durante a produção de cimento poderiam reduzir as emissões de CO₂ em até 12% . Cerca de 65% da demanda de energia térmica vem do aquecimento do calcário para produzir clínquer, enquanto os aproximadamente 35% restantes são usados para secar o calcário .
2. Mudar para combustíveis alternativos:
Na produção de cimento, o combustível é usado para produzir calor. Em uma média global, 70% desse combustível vem do carvão e menos de 6% vem de combustíveis alternativos .
O uso de combustível na indústria de cimento
Como nós precisamos de combustíveis físicos que possam ser queimados, só poderemos usar a biomassa e os resíduos, pois a energia nuclear e a eólica não funcionarão! Essas substituições dos combustíveis fósseis poderiam evitar até 42% das atuais emissões diretas na indústria do cimento !
3. Reduzir a proporção entre clínquer e cimento:
Produzir 1 tonelada de clínquer libera cerca de 0,706 toneladas de CO₂ . O clínquer pode ser substituído por materiais alternativos com pegadas de carbono baixas ou até mesmo zero emissões líquidas , como a escória granulada de alto-forno (GBFS, da sigla em inglês), cinzas volantes (CV), pozolanas e calcário .
O uso dessas alternativas depende de muitos fatores, principalmente da disponibilidade e do preço. Além disso, é importante considerar como as propriedades do cimento serão alteradas .
4. Cimentos carbono-negativo:
Os cimentos carbono-negativo têm potencial para armazenar mais CO₂ do que o que é efetivamente emitido durante sua fabricação! Uma maneira de fazer isso é usando cimentos à base de óxido de magnésio, os quais poderiam potencialmente absorver e armazenar o CO₂ da atmosfera.
Como funcionam os cimentos à base de óxido de magnésio. .
Embora essa tecnologia ainda esteja sendo desenvolvida, ela apresenta resultados otimistas para o futuro, pois tem o potencial para absorver mais CO₂ do que é liberado em toda a cadeia de produção !
Conclusão
Já vimos que existem muitas maneiras promissoras de reduzir as emissões vindas da produção do aço e do concreto, e ideias ainda mais empolgantes devem surgir no futuro! Com essa visão, o futuro é claro: as indústrias de concreto e siderúrgicas podem, e devem, ser transformadas para atingir os objetivos climáticos globais .
Em seguida, aprenderemos tudo sobre a indústria têxtil!
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