Nos últimos tempos a carbonatação do concreto ganhou destaque nos estudos sobre captura de CO2. Afinal, o carro-chefe da construção civil é o concreto, porque, praticamente, não há obra que em alguma de suas fases, não o utilize de diversas formas. E a sociedade moderna não pode se desenvolver sem esse material de construção vital.
Neste artigo mostraremos os principais estudos que tratam da carbonatação do concreto e a importância que a reabsorção do carbono tem para a sociedade.
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Produção de cimento na construção civil e a emissão de gás carbônico
Tomando-se a produção mundial de cimento, que é o principal componente do concreto, temos 4,1 bilhões de toneladas, já a população do planeta é de aproximadamente 8 bilhões de habitantes o que correspondendo a cerca de 525 kg de cimento por habitante ao ano-1 ou 1,44 kg por dia-1, representando quase o dobro da produção mundial de alimentos.
A emanação mundial de CO2 originado pela fabricação do cimento, para o concreto, é de aproximadamente 850 kg.ton-1, enquanto nas fábricas brasileiras, por serem mais modernas e eficientes, esse valor reduz-se para 600 kg.ton-1 , chegando a valores até mais baixos que esse, devido a tecnologia de ponta.
A indústria cimenteira produz entre 5% e 7% de todas as emanações de CO2 que contribuem para os GEE, representando um número relevante frente à grandeza mundial da sua produção, contribuindo para o aumento da temperatura, efeito estufa, derretimento de geleiras, furacões, maremotos e outros desastres naturais.
Assim pode-se dizer que a utilização de concreto através da produção de cimento contribui com uma parcela significativa da emissão de CO2 para atmosfera.
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O que é carbonatação do concreto e como acontece o processo de captura de CO2?
A carbonatação é um dos mecanismos mais comuns de degradação das estruturas de concreto. Assim, a carbonatação consiste na entrada de CO2 no concreto, o que contribui de forma decisiva para a corrosão das armaduras, tendo um efeito negativo de durabilidade das estruturas.
Esse processo é estudado há mais de 70 anos. Entretanto, nos últimos tempos a carbonatação tem sido estudada sob outro enfoque: a fixação de carbono no concreto.
Conhecida como estocagem, reabsorção, sequestro ou captura de CO2, a fixação do carbono, apresenta-se como uma alternativa para a mitigação dos efeitos advindos da liberação de CO2 por ocasião da produção do cimento.
Pode-se dizer que a reação de captura de CO2 pelas estruturas de concreto constitui-se em um processo reverso ao da produção do cimento. Desta maneira, parte das emissões de CO2 liberadas durante a produção do cimento é reabsorvida pela estrutura de concreto durante sua vida útil.
A reabsorção de CO2 pelas estruturas de concreto é afetada por diversos fatores, os quais ainda não se tem consenso na literatura. As incertezas se baseiam principalmente nos quantitativos possíveis de serem capturados ao longo do ciclo de vida (vida útil + demolição).
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Carbonatação: quanto o concreto pode absorver de CO2?
Naik e Kumar, em estudos de 2010 mostraram que durante o ciclo de vida de uma estrutura de concreto cerca de 19% do CO2 produzido na fase de fabricação do cimento é reabsorvido.
No entanto, vários autores divergem a respeito da real potencialidade do concreto em capturar CO2 devido a carbonatação do concreto. A seguir mostrarei outras visões relacionadas ao assunto:
Em um estudo de 2002, realizado na Noruega, Jacobsen e Jahren estimaram que 16% do CO2 emitido na produção do cimento é reabsorvido pelo concreto no processo de carbonatação. Em estudo semelhante Gajda, em 2001, relatou uma reabsorção de 7,6% em relação ao CO2 emitido.
Na Dinamarca, Kjellsen junto de outros pesquisadores, realizou um extenso estudo em 2005 sobre a reabsorção de CO2 em blocos estruturais de concreto. Os autores chegaram à conclusão que no período de vida útil dos blocos (que era de 70 anos), 50% do volume de concreto utilizado na fabricação podem ser carbonatados. A partir da mesma metodologia Pommer e outros autores estudaram a reabsorção de CO2 em vigas e telhas de concreto. Os pesquisadores concluíram que no período de vida útil das peças estudadas (que era de 100 anos), ocorreu uma reabsorção de CO2 de 81% nas vigas e de 72% nas telhas.
Lagerblad, junto de outros pesquisadores, realizou em 2006 um estudo para quantificar a reabsorção de CO2 em resíduo de concreto demolido (RCD). Os autores constataram uma reabsorção de 37% no RDC tendo em vista as grandes áreas superficiais não carbonatadas envolvidas no material.
Na mesma direção de Lagerblad, em 2012 Moghtaderi e outros pesquisadores estudaram a eficiência de reabsorção de CO2 em materiais cimentícios de RCD. Os autores verificaram uma reabsorção de 56,4% de CO2 obtendo materiais com elevada resistência mecânica e durabilidade com baixo custo.
Pade e Guimarães realizaram um estudo minucioso na Dinamarca em 2007, envolvendo a demolição de uma estrutura de concreto armado após uma vida útil de 100 anos. Nestas condições o concreto reabsorveu 57% do CO2 emitido durante a fase de produção do cimento. Os autores calcularam que este valor seria reduzido para 24% caso a demolição não tivesse sido considerada.
Galan e um time de pesquisadores realizaram um trabalho experimental bastante extenso em 2010, nele foram estudados diversos tipos de concreto. Os autores destacam que a reabsorção de CO2 devido à carbonatação foi inferior a 50% por mol de CaO.
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Como pode ser constatado foram observadas diversas divergências entre os autores. Isso acontece porque diversos fatores influenciam o fenômeno de carbonatação do concreto. Além das diversas metodologias utilizadas para a determinação da quantidade de CO2 reabsorvida pela estrutura de concreto.
Assim é possível constatar que existem divergências em encontrar um “denominador comum” para o cálculo da reabsorção do CO2. E que o caminho não pode ser diferente: mais estudos devem ser realizados. Até lá seguimos sem uma resposta convencionada e certeira, mas sabendo que a reabsorção é positiva e acontece.
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Parabéns Eng° Gustavo, excelentes abordagens essas informações são bastante relevantes para nossos estudos acadêmicos. Valeu!