Plasma em vez de fornos a carvão: o cimento entra na era elétrica

O cimento é chato, cinzento e omnipresente. É também responsável por cerca de 8% das emissões globais de CO2, mais do que toda a aviação. Cada vez que se produz uma tonelada de clínquer, o componente base do cimento, sai aproximadamente uma tonelada de dióxido de carbono para a atmosfera. Para um material que está em praticamente todos os prédios, pontes e estradas, isto é um problema estrutural, não um detalhe técnico.

O grosso dessas emissões vem do aquecimento brutal de uma mistura de calcário, argila e afins em fornos rotativos a combustíveis fósseis, a cerca de 1.400 °C. Um processo lento, ineficiente e amarrado ao carvão e ao coque de petróleo. Uma equipa liderada por Qi Zheng, investigador pós-doutorado em Stanford, apresentou agora uma alternativa: usar aquecimento por plasma, guiando eletricidade através de gás ionizado, para levar o material a temperaturas ainda mais altas, sem queimar combustíveis fósseis pelo caminho.

Nos testes de laboratório, o plasma chegou aos 2.400 °C e permitiu formar clínquer quase 100 vezes mais depressa do que num forno convencional. A eficiência térmica saltou de cerca de 30% para 80%, em grande parte porque o calor é entregue diretamente ao material, em vez de se perder em chaminés e paredes de fornos gigantes. Em teoria, se a eletricidade vier de fontes renováveis, o processo de aquecimento pode ser praticamente neutro em carbono. Em países com muita solar e eólica, como Portugal ou Espanha, isto não é um detalhe, é a diferença entre fazer greenwashing ou reduzir emissões a sério.

Há outro pormenor interessante: ao olharem o cimento feito com plasma ao microscópio eletrónico, os investigadores encontraram defeitos à escala nano. Em materiais de construção isto costuma ser sinónimo de fragilidade, mas aqui deu o inverso. As imperfeições dissolvem-se rapidamente em água, aceleram a hidratação e acabam a reforçar a resistência do cimento. Ou seja, não é só uma troca de queimador, é potencialmente um cimento melhor. A equipa também testou resíduos de cimento reciclado como matéria-prima, o que abre a porta a cadeias de produção mais circulares, embora ainda falte perceber se o processo aguenta variações grandes na qualidade do desperdício.

O elefante na sala é o tamanho da indústria. Sair de amostras de laboratório para produção em quilotoneladas é outra liga. Como já se viu em outras promessas de descarbonização pesada, da siderurgia “verde” à tentativa de reinventar baterias para fugir a matérias-primas problemáticas, o salto da prova de conceito para a fábrica é normalmente onde a poesia acaba. A própria equipa admite que precisa de testar o método com parceiros industriais e escalar de toneladas para quilotoneladas antes de falar em adoção massiva.

Há ainda a questão de fundo: mesmo com plasma, a descarbonização total do cimento não se resolve só no forno. A decomposição química do calcário liberta CO2 por definição, e essa parte continua lá. Captura de carbono, mudança de matérias-primas e até repensar quanto betão realmente é preciso vão continuar em cima da mesa. Mas numa indústria pesada habituada a soluções marginais, a perspetiva de substituir fornos fósseis por calor elétrico focado é um dos primeiros sinais de que o cimento pode, finalmente, começar a sair do século XIX.

Fonte: Gizmodo