Tecnologia verde – Concreto Ecológico

A necessidade de reduzir as emissões de carbono associadas ao uso do concreto, vem provocando grandes mudanças na produção e uso do material. 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 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. 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 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 vem acontecendo nos últimos 10 anos, tenta evitar materiais que gerem CO₂.

Assim, construída para substituir aquela que desabou em 2007 e causou a morte de 13 pessoas, a ponte de St. Anthony Falls sobre o rio Mississipi, logo ao leste do centro de Minneapolis, é um notável exemplo do avanço da tecnologia nesse setor. Na Rodovia Interestadual 35W, a ponte sustenta 10 faixas de rodagem por sobre uma estrutura metálica apoiada por grandes arcos, por sua vez ancorados por bases e estacas profundas. 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. A estrutura usou cerca de 40 mil m³ de concreto.

Boa parte do cimento Portland foi substituída 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. Como as emissões de CO₂ associadas são computadas como parte da geração de eletricidade e produção de aço, o uso desses materiais ajuda a reduzir as emissões geradas pela produção de concreto.

Alguns engenheiros e cientistas estão indo mais longe, objetivando desenvolver um concreto que possa capturar e reter permanentemente 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. O concreto é produzido e usado em quase toda parte, e a China responde por cerca de metade da produção mundial.

O concreto pode ser modificado por meio do acréscimo de outros materiais e produtos químicos. As receitas se tornaram muito mais sofisticadas com o desenvolvimento de 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.

No projeto da ponte sobre o Mississipi, acrescentou-se resíduos de sílica, outro resíduo industrial, à mistura de concreto usada nos arcos estruturais, a fim de reduzir a vulnerabilidade do concreto ao sal usado para degelar as pistas de rodagem, que corrói o “rebar”, terminando por destruir o concreto de dentro para fora.

A ponte de St. Anthony Falls sustenta 10 faixas de rodagem
sobre uma estrutura metálica apoiada por grandes arcos

Dióxido de titânio é acrescentado ao cimento, criando o 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. 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, está sendo desenvolvido 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. Calcula-se 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.