Como os cientistas esperam usar calcário cultivado com algas para construir cidades
A queima de calcário de pedreiras contribui significativamente para 7% das emissões anuais de gases de efeito estufa da fabricação de cimento em todo o mundo. Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade do Colorado em Boulder descobriu um método para usar microalgas para absorver dióxido de carbono da atmosfera, tornando a produção de cimento neutra em carbono ou mesmo negativa em carbono.
A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Energia dos EUA (DOE)-Energy (ARPA-E) premiou os engenheiros da CU Boulder e seus colegas do National Renewable Energy Laboratory (NREL) e da Algal Resources Collection na Universidade da Carolina do Norte Wilmington ( UNCW) $ 3,2 milhões por seu trabalho criativo. O grupo de pesquisa foi recentemente escolhido pelo programa HESTIA (Harnessing Emissions into Structures Taking Inputs from the Atmosphere) para avançar e expandir a produção de cimento Portland à base de calcário biogênico e contribuir para a criação de um futuro com zero carbono.
“Este é um momento realmente emocionante para nossa equipe”, disse Wil Srubar, investigador principal do projeto e professor associado de Engenharia Civil, Ambiental e Arquitetônica e do Programa de Ciência e Engenharia de Materiais da CU Boulder. “Para a indústria, agora é a hora de resolver esse problema muito perverso. Acreditamos que temos uma das melhores soluções, se não a melhor solução, para a indústria de cimento e concreto resolver seu problema de carbono.”
Um dos materiais mais difundidos na terra e uma base de construção em todo o mundo é o concreto. Começa como uma pasta feita de água e cimento Portland, à qual são adicionados componentes como areia, cascalho ou brita. A pasta mantém as partículas juntas e endurece a mistura em concreto.
A forma mais popular de cimento, o cimento Portland, é criado pela remoção do calcário de grandes pedreiras e queimando-o em altas temperaturas, o que produz muito dióxido de carbono. A equipe de estudo descobriu um método neutro de carbono líquido de produção de cimento Portland, substituindo calcário gerado biologicamente por calcário extraído, um processo natural que certas espécies de microalgas calcárias completam via fotossíntese (muito parecido com a construção de recifes de coral). Em outras palavras, a quantidade de dióxido de carbono que é liberada na atmosfera é equivalente ao que as microalgas já capturaram.
Outro material de enchimento comum usado no cimento Portland é o calcário moído, que geralmente substitui 15% da mistura. O cimento Portland poderia tornar-se não apenas neutro em termos líquidos, mas também negativo em carbono, sugando o dióxido de carbono da atmosfera e armazenando-o permanentemente em concreto se calcário biogênico fosse usado como enchimento em vez de calcário extraído.
Um colossal 2 gigatoneladas de dióxido de carbono não seria mais bombeado para a atmosfera a cada ano e mais de 250 milhões de toneladas adicionais de dióxido de carbono seriam retiradas da atmosfera e armazenadas nesses materiais se todas as construções à base de cimento em todo o mundo fossem substituídas por biogênicos. cimento calcário.
Isso teoricamente poderia acontecer da noite para o dia, pois o calcário biogênico pode “plug and play” com processos modernos de produção de cimento, disse Srubar.
“Vemos um mundo em que usar o concreto como o conhecemos é um mecanismo para curar o planeta”, disse Srubar. “Temos as ferramentas e a tecnologia para fazer isso hoje.”
Calcário em tempo real
Srubar, que lidera o Laboratório de Materiais Vivos da CU Boulder, recebeu um prêmio CAREER da National Science Foundation em 2020 para explorar como cultivar partículas de calcário usando microalgas para produzir concreto com benefícios ambientais positivos. A ideia veio a ele enquanto mergulhava em sua lua de mel na Tailândia em 2017.
Ele viu em primeira mão em recifes de coral como a natureza cria suas próprias estruturas duráveis e duradouras a partir de carbonato de cálcio, um componente principal do calcário. Se a natureza pode cultivar calcário, por que nós não podemos? ele pensou.
“Havia muita clareza no que eu tinha que buscar naquele momento. E tudo o que fiz desde então foi realmente construído para isso”, disse Srubar.
Publicado em 21/07/2022 08h57
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