A Universidade RMIT desenvolveu um inovador concreto de baixa emissão de carbono que pode reciclar o dobro de cinzas de carvão em comparação com os padrões atuais, reduzir pela metade a quantidade de cimento necessário e manter um desempenho excepcional ao longo do tempo. Esta inovação aborda dois problemas ambientais críticos na construção: a produção de cinzas de carvão e as emissões de carbono do cimento.
Em 2022, as usinas a carvão geraram mais de 1.200 milhões de toneladas de cinzas de carvão. Na Austrália, essas cinzas representam quase um quinto de todos os resíduos e continuarão sendo abundantes por décadas, mesmo à medida que se adotem fontes de energia renováveis.
Além disso, a produção de cimento contribui com 8% das emissões globais de carbono, e a demanda por concreto, que usa cimento como ingrediente chave, está crescendo rapidamente.
Inovação na construção
Os engenheiros do RMIT, em colaboração com a estação de energia Loy Yang da AGL e a Associação de Desenvolvimento de Cinzas da Austrália, conseguiram substituir 80% do cimento no concreto por cinzas volantes de carvão.
O Dr. Chamila Gunasekara, líder do projeto no RMIT, destacou que isso representa um avanço significativo, já que os concretos de baixa emissão de carbono existentes substituem, no máximo, 40% do cimento com cinzas volantes.
Adição de nano aditivos
A chave para esse avanço está na adição de nano aditivos para modificar a química do concreto, permitindo a incorporação de mais cinzas volantes sem comprometer o desempenho estrutural na construção. Esta modificação também permite o uso de “cinzas de lagoa” de menor qualidade, subutilizadas até agora, obtidas dos tanques de armazenamento de lodo de carvão nas usinas de energia, com um processamento mínimo.
Protótipos e normativas
Foram criados grandes protótipos de vigas de concreto para a construção utilizando tanto cinzas volantes quanto cinzas de lagoa, demonstrando que cumprem com os padrões australianos de desempenho estrutural e requisitos ambientais. Os resultados preliminares mostram um desempenho semelhante com cinzas de lagoa de menor grau, o que poderia abrir um recurso enormemente subutilizado para a substituição de cimento.
Modelagem e resiliência a longo prazo
Um programa piloto de modelagem por computador, desenvolvido em colaboração com o Dr. Yogarajah Elakneswaran da Universidade de Hokkaido, foi utilizado para prever o desempenho a longo prazo dessas novas misturas de concreto.
Segundo o Dr. Yuguo Yu, especialista em mecânica computacional virtual no RMIT, essa abordagem permite entender como os materiais recém-desenvolvidos resistirão ao passar do tempo.
Modelo baseado em física
O modelo baseado em física criado pelo RMIT revela como interagem os diversos ingredientes no novo concreto de baixa emissão de carbono ao longo do tempo. Por exemplo, pode-se observar como os nano aditivos de secagem rápida atuam como um potenciador do desempenho durante as etapas iniciais de secagem, compensando as grandes quantidades de cinzas volantes e de lagoa de secagem mais lenta.
Impacto e futuro na cConstrução
Esta pesquisa, apoiada pelo Centro de Pesquisa de Transformação Industrial ARC para a Transformação de Recursos de Resíduos Recuperados em Materiais e Soluções de Engenharia para uma Economia Circular (TREMS), tem o potencial de revolucionar a construção sustentável. Liderado pelo Professor Sujeeva Setunge do RMIT, o TREMS reúne destacados cientistas, pesquisadores e especialistas da indústria para minimizar os resíduos nos aterros e reutilizar materiais recuperados na construção e na manufatura avançada.
A adoção deste concreto de baixa emissão de carbono não só representa uma solução inovadora para a gestão de resíduos de cinzas de carvão, mas também reduz significativamente as emissões de carbono da indústria da construção. A colaboração entre RMIT, Universidade de Hokkaido e parceiros industriais promete uma implementação em grande escala dessa tecnologia, marcando um importante avanço em direção a uma construção mais sustentável e responsável com o meio ambiente.
Fonte: Click Petróleo & Gas
