Cientistas da Universidade Northwestern desenvolveram um cimento revolucionário feito a partir da eletrificação da água do mar. Além de reduzir as emissões de carbono, o material inovador tem potencial para tornar as cidades mais sustentáveis, promovendo uma nova era na construção civil.
A crise climática global tem impulsionado pesquisas sobre tecnologias de captura e armazenamento de carbono. A indústria do cimento, uma das maiores fontes de emissões de dióxido de carbono (CO2), é um dos focos desses estudos.
Agora, cientistas encontraram uma maneira inovadora de transformar esse problema em uma solução sustentável.
Pesquisadores da Universidade Northwestern (Estados Unidos) desenvolveram um método para criar materiais de construção com emissão negativa de carbono.
Tecnologia inspirada na natureza
A nova abordagem é inspirada na forma como corais e moluscos formam suas conchas. Enquanto esses organismos usam processos biológicos para gerar estruturas minerais, os pesquisadores substituíram a biologia pela eletricidade para provocar reações químicas na água do mar.
O método consiste em dividir a água do mar por meio de eletrólise, gerando íons de hidrogênio e hidróxido.
Em seguida, o CO2 é injetado na solução, desencadeando uma reação química que faz com que os íons de hidróxido e bicarbonato se combinem com cálcio e magnésio presentes naturalmente na água do mar.
Esse processo resulta na formação de minerais sólidos, como carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio, que capturam e armazenam carbono eficazmente.
Os cientistas conseguiram controlar a textura e densidade desses materiais, ajustando as condições experimentais. Isso permite a criação de componentes com diferentes características, adequados para diversas aplicações na construção civil.
“Mostramos que, quando geramos esses materiais, podemos controlar totalmente suas propriedades, como composição química, tamanho, formato e porosidade. Isso nos dá alguma flexibilidade para desenvolver materiais adequados a diferentes aplicações”, disse Alessandro Rotta Loria, que liderou o estudo.
Substituindo a areia no concreto
Os materiais criados pelos cientistas podem substituir a areia e o cascalho usados na produção de concreto.
Além disso, podem servir como base para cimento, gesso e tintas. Essa inovação pode reduzir a extração de areia, um recurso explorado intensivamente pela indústria da construção.
Cimento, concreto, tinta e rebocos são normalmente compostos ou derivados de minerais ricos em cálcio e magnésio, frequentemente extraídos de agregados, conhecidos como areia. Atualmente, essa areia é obtida por meio da mineração de montanhas, leitos de rios, costas e do fundo do oceano, explicou Loria.
O pesquisador destacou que a equipe desenvolveu, em colaboração com a Cemex, uma abordagem alternativa para obter areia sem necessidade de mineração.
Em vez de extrair esse recurso da Terra, os cientistas usam eletricidade e CO2 para cultivá-lo diretamente na água do mar.
Eficiência no armazenamento de carbono
Um dos aspectos mais notáveis dessa nova tecnologia é a capacidade dos materiais resultantes de armazenar abundância de CO2.
Dependendo da composição mineral, é possível armazenar mais da metade do peso do material em dióxido de carbono.
A mistura ideal é composta por 50% de carbonato de cálcio e 50% de hidróxido de magnésio, permitindo um armazenamento eficiente de carbono.
Na natureza, o carbonato de cálcio forma o calcário, uma rocha que retém abundância de CO2 ao longo de milhões de anos. Assim, esse novo método imita um processo natural de armazenamento de carbono a longo prazo.
Além disso, o processo gera gás hidrogênio, que pode ser usado como combustível limpo para transporte e outras aplicações industriais.
Potencial para reduzir emissões industriais
A aplicação dessa tecnologia pode transformar a indústria da construção em um setor aliado no combate às mudanças climáticas. Segundo Rotta Loria, o processo pode ser integrado diretamente às fábricas de cimento e concreto, permitindo o sequestro de CO₂ na fonte de emissão.
O pesquisador afirmou que poderíamos estabelecer um ciclo sustentável onde o CO2 fosse capturado diretamente na fonte. Se as usinas de concreto e cimento estiverem localizadas em áreas litorâneas, o oceano próximo poderia fornecer matéria-prima para reatores dedicados, onde o CO2 seria convertido, por meio de eletricidade limpa, em materiais aplicáveis à indústria da construção. Dessa forma, esses materiais se tornariam verdadeiros sumidouros de carbono.
As descobertas foram publicadas na revista Advanced Sustainable Systems.
Fonte: Click Petróleo e Gás