Concreto que não agride o meio ambiente

Por sobre o rio Mississipi, logo ao leste do centro de Minneapolis, existe uma notável obra em concreto. Lá, na Rodovia Interestadual 35W, a ponte de St. Anthony Falls sustenta 10 faixas de rodagem por sobre uma estrutura metálica apoiada por grandes arcos, por sua vez ancorados por bases e estacas profundas.

A ponte, construída para substituir aquela que desabou em 2007 e causou a morte de 13 pessoas, é quase toda construída de concreto que incorpora barras de reforço de aço, conhecidas como "rebar". Mas não se trata de uma estrutura monolítica. Os componentes foram produzidos com diferentes misturas de concreto, com receitas alteradas, como faria um grande chefe de cozinha, a fim de atender a requisitos específicos de força e durabilidade e ao mesmo tempo reduzir o impacto sobre o meio ambiente.

Uma das misturas, incorporada a esculturas ondulantes nos dois extremos da ponte, foi criada para se manter branca e brilhante, por meio da absorção de poluentes atmosféricos que causariam desgaste à estrutura. O projeto, cujo custo excedeu os US$ 230 milhões e teve sua construção concluída em setembro, três meses antes do prazo, "talvez tenha sido a mais complexa obra em concreto dos Estados Unidos em 2008", disse Richard Stehly, diretor da American Engineering Testing, uma empresa de Minneapolis que participou do trabalho. Trata-se de um exemplo importante das grandes mudanças em curso na produção e uso do concreto - mudanças que fazem uso de pesquisas básicas e têm por base, ao menos em parte, a necessidade de reduzir as emissões de carbono associadas ao uso do concreto.

O concreto pode parecer um material improvável para avanços científicos. É um material que não desperta interesse. Os componentes básicos são a mistura áspera, em geral cascalho, e a mistura fina, em geral areia. Com o acréscimo de água e de cimento Portland, o concreto está pronto e dura décadas.

A produção anual de concreto é de cerca de um metro cúbico anual por habitante do planeta, todos os seis bilhões deles. A calçada diante de sua casa? Esse é a porção de concreto que cabe a você e seu cônjuge. O caminhão de concreto que passa fazendo barulho na rua? Carrega um metro cúbico por integrante do time do New York Yankees. Se acrescentarmos os times do Boston Red Sox e do New York Mets, isso é concreto suficiente para a fundação de uma casa e o piso do porão.

Mas esses são projetos pequenos. A ponte de St. Anthony Falls usou cerca de 40 mil metros cúbicos de concreto, e a represa Hoover mais de 2,4 milhões. E o projeto da hidrelétrica de Três Gargantas, na China, ultrapassa os 27 milhões de toneladas.

O concreto parece sempre igual, e o produto básico na verdade se manteve relativamente inalterado desde a invenção do cimento Portland, no começo do século 19. (Os antigos romanos também produziam concreto, mas com cinza vulcânica.) Os produtores sempre alteraram a mistura para encontrar as proporções corretas dos ingredientes básicos, mas a receita nunca variou muito.

Agora, as experiências são mais elaboradas e têm por objetivo adaptar o concreto às necessidades. Mesmo desconsideradas as preocupações estéticas, o concreto é feio em termos ambientais. A fabricação de cimento Portland responde por cerca de 5% das emissões humanas de dióxido de carbono, um dos principais gases do efeito-estufa. "A mudança que aconteceu nos últimos 10 anos é tentar evitar materiais que gerem CO2", diz Kevin MacDonald, vice-presidente de serviços de engenharia da Cemstone Products, que forneceu o concreto para ponte da I-35W.

Em suas misturas, MacDonald substituiu boa parte do cimento Portland por dois produtos de resíduos industriais ¿a cinza deixada pela queima de carvão em usinas termelétricas e os resíduos de altos-fornos siderúrgicos. São dois exemplos das chamadas pozolanas, materiais reativos que ajudam a fortalecer o concreto. Porque as emissões de CO2 a eles associadas são computadas como parte da geração de eletricidade e produção de aço, seu uso ajuda a reduzir as emissões geradas pela produção de concreto.

Alguns engenheiros e cientistas estão indo mais longe, com o objetivo de desenvolver concreto que possa capturar e reter permanente o CO2 emitido por usinas de energia e outras fontes, de modo que o material deixe de contribuir para o aquecimento do planeta. Dados os números envolvidos, as possibilidades desse método de retenção de dióxido de carbono são imensas.

A grande feira anual do setor de concreto dos Estados Unidos, realizada em Las Vegas a cada inverno, é conhecida como World of Concrete, e por bons motivos. O concreto é produzido e usado em quase toda parte, e a China responde por cerca de metade da produção mundial.

A produção do concreto, o cimento Portland e a água formam uma pasta na qual uma série de reações ocorre, o que leva ao endurecimento da pasta e à retenção de agregados em seu interior. Essas reações usam a água - o concreto não seca por evaporação- e tornam o produto cáustico. Embora o processo de fortalecimento em geral ocorra nos primeiros dias e semanas, ele pode se prolongar por anos, enquanto houver alguma umidade.

Michelle Wilson, diretora de informações sobre concreto na Associação do Cimento Portland, uma organização setorial, descreve uma partícula de cimento em hidratação da seguinte forma: "Não é como uma pipoca, que se expande do interior; é mais como uma bala em camadas - quando a água atinge o material, a hidratação acontece em camadas, de fora para dentro. É possível continuar hidratando o material".

O concreto pode ser modificado por meio do acréscimo de outros materiais e produtos químicos. As receitas se tornaram muito mais sofisticadas, com o passar dos anos, diz Jay Shilstone, consultor especializado em concreto, em Plano, texas.

"Os produtos químicos acrescentados ao concreto eram sabões ou açúcares ¿muito simples", diz Shilstone. "Agora, estão sendo desenvolvidos compostos químicos especializados para trabalhar sobre determinados componentes".

Alguns desses componentes fazem com que o concreto líquido flua melhor pelos desvãos de uma forma, sem se separar. Outros impedem que as partículas de cimento se aglutinem, o que permite redução no volume de água, e implica que menos cimento seja necessário, igualmente. Podem ser usados produtos químicos que retardem as reações, de forma a oferecer mais tempo de trabalho com o concreto em forma líquida aos construtores. Isocianatos e outros catalisadores podem acelerar as reações, caso seja necessário que o concreto atinja determinada resistência em um período curto.

Os engenheiros também dedicam cada vez mais atenção à estrutura interna do concreto, a fim de melhorar sua força e reduzir a permeabilidade. "Grandes esforços estão em curso para determinar a distribuição de tamanho de partículas", disse Shilstone.

MacDonald acrescentou resíduos de sílica, outro resíduo industrial, à mistura de concreto usada nos arcos estruturais da ponte, a fim de reduzir a vulnerabilidade do concreto ao sal usado para degelar as pistas de rodagem, que corrói o rebar e termina por destruir o concreto de dentro para fora.

O Italcementi Group, um dos grandes produtos de cimento, acrescenta partículas de dióxido de titânio a um de seus produtos. Esse cimento cria concreto branco ao agir como catalisador, sob o efeito da luz solar, e dissolver os poluentes orgânicos na atmosfera.

"O composto acelera o processo natural de oxidação", diz Dan Schafer, gerente de produto da Essroc, subsidiária da Italcementi que forneceu o cimento para as esculturas da ponte. Alguns pesquisadores desejam um dia eliminar completamente o uso de cimento Portland, para criar concreto com emissão zero ou até mesmo concreto com emissões negativas.

Em um local adjacente a uma usina elétrica acionada a gás, na Califórnia, a Calera está desenvolvendo um processo que conduziria os gases de chaminé da usina por um recipiente contendo água marinha; o CO2 dos gases criaria bolhas e isso precipitaria minerais carbonatos que poderiam ser usados como cimento ou agregados no concreto.

Em certa medida, o processo imita o que os corais e outros organismos marinhos calcificantes fazem. A Calera calcula que produzir uma tonelada desses minerais consumiria meia tonelada de CO2, e por isso o concreto resultante poderia ter emissões abaixo de zero - ou seja, reteria dióxido de carbono permanentemente.

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Fonte: noticias.terra.com.br

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