Como reduzir as emissões de carbono dos materiais de construção

À medida que os legisladores se esforçam para evitar uma crise climática, aumenta a pressão para mudar para alternativas de “baixo carbono” para cimento e aço.

Obras de construção no paredão de Dawlish - foto BAM Nuttall

Parecendo uma longa linha cinza-esbranquiçada contra a areia dourada e o mar azul, o novo quebra-mar em Dawlish, na costa sul de Devon do Reino Unido, tem um trabalho importante a fazer. A defesa marítima de 775 metros está sendo construída pela Network Rail ao longo de um trecho vulnerável da costa, depois que uma parede anterior foi devastada por uma tempestade. Construída 2,5 metros acima da parede anterior, a Network Rail e os empreiteiros BAM Nuttall prometem que a nova barreira não apenas salvaguardará a ligação ferroviária vital, mas, através do uso de materiais alternativos, também reduzirá as emissões de carbono da construção e tentará para ajudar a prevenir o nível do mar, que está subindo em todo o mundo. Em vez de ser construída com concreto tradicional, material responsável pela produção de 7% das emissões globais de carbono, a parede está sendo construída com uma alternativa de baixo carbono.

Jack Brookes, um agente de construção da BAM Nuttall, diz que o fabricante Hanson usou escória de alto-forno em Port Talbot, South Wales, em vez de cimento para fazer os 9.100 metros cúbicos de concreto derramado atrás dos painéis de revestimento pré-moldado da parede, o que economizou 1.130 toneladas de dióxido de carbono.

O impacto ambiental do paredão de Dalish

“Desde a primeira fase deste projeto, consideramos como esse esquema pode limitar seu impacto ambiental sem comprometer a resistência e a resistência da estrutura”, diz ele. “Identificamos o concreto de baixo carbono como um produto inovador que poderia nos ajudar a reduzir nossa pegada de carbono em dois terços, mantendo a resistência do concreto tradicional.” 

A redução do chamado ‘carbono incorporado’ em edifícios e infraestrutura está se tornando uma questão cada vez mais importante em todo o mundo, à medida que os países tentam evitar uma crise climática e reduzir suas emissões de carbono de acordo com o Acordo do Clima de Paris.

De acordo com o World Green Building Council, a construção civil é responsável por 39% de todas as emissões de carbono no mundo. Um relatório da C40, uma coalizão de 96 das maiores cidades do mundo, estimou que as emissões da fabricação de cimento, aço e borracha usados ​​na construção são responsáveis ​​por 60% das emissões totais de um edifício. Ele calculou que, ao mudar para versões mais ecológicas e melhorar a eficiência, as emissões vitalícias dos edifícios podem ser reduzidas em 44% até 2050.

Jack Brookes, agente local da BAM - foto BAM

Avaliação de carbono do ciclo de vida completo

Até agora, a maioria dos governos tem se concentrado em tornar os edifícios mais eficientes em termos de energia depois de ocupados. Mas, à medida que os legisladores examinam a indústria da construção como uma importante fonte de poluição, eles estão começando a levar mais a sério a quantidade de carbono emitida por sua construção, especialmente a energia usada para extrair matérias-primas e a manufatura. componentes usados ​​neles.

O cimento é facilmente um dos piores criminosos. El Imperial College de Londres estima que alrededor de 3.500 millones de toneladas de cemento Portland ordinario anualmente, emiten 2.800 millones de toneladas de dióxido de carbono, solo un poco menos que la cantidad total de emisiones producidas por China y EE. UU. (Ver recuadro mais abaixo) O aço também é outro dos materiais mais poluentes do planeta, respondendo por cerca de 8% das emissões globais de dióxido de carbono, de acordo com a World Steel Association. Para reduzir seu impacto ambiental, os fabricantes estão investindo bilhões de dólares em alternativas de baixo carbono.

As iniciativas dos fabricantes de cimento incluem a LafargeHolcim, com sede na Suíça, que afirma estar expandindo o uso de argila calcinada e desenvolvendo novos cimentos com novos ligantes como parte de seu compromisso com uma redução de 20% em sua intensidade de CO2 até 2030 e a australiana Wagners Holding Co, que está produzindo sua própria versão, sob a marca “Earth Friendly Concrete”. A Cemex, sediada no México, afirma que introduziu novos tipos de clínquer que reduzem as emissões em até 30% em algumas de suas fábricas de cimento.

A empresa de materiais DB Group usa materiais pozolânicos, como escória de alto forno granulada moída de siderúrgicas ou cinza volante pulverizada de usinas de energia para fazer seu concreto, que afirma ser produzido com até 80% menos carbono incorporado do que o cimento Portland comum. Ele está atualmente trabalhando com a Mace, a empreiteira de aço Hare e o projetista estrutural AK II, para fabricar cassetes pré-moldados sem cimento que ele espera que possam substituir as lajes de concreto pré-moldado.

Concreto sem cimento

“O concreto sem cimento é uma tecnologia pioneira que transformará a indústria da construção, semelhante à patente do cimento Portland comum em 1824. É essencial que testemos esta solução inovadora para implementar em escala”, diz Peter Goring, Diretor Técnico da Mace Tech “ Nosso trabalho no desenvolvimento de cassetes de concreto sem cimento é um grande passo à frente na jornada da Mace para um mundo sustentável. “

As siderúrgicas também estão procurando maneiras de reduzir sua pegada de carbono capturando e usando dióxido de carbono criado durante a produção de aço, usando hidrogênio em vez de carvão para purificar minério de ferro ou usando eletrólise para converter minério de ferro em aço.

Outra solução é encontrar maneiras de usar menos aço ou outros materiais como madeira laminada. A orientação sobre as maneiras de avaliar o carbono incorporado foi desenvolvida por muitos órgãos profissionais, incluindo a Instituição de Engenheiros Estruturais e a Instituição Licenciada de Engenheiros de Serviços de Construção, que podem incluir encontrar maneiras de reduzir a quantidade de cimento na construção ou usar alternativas sem cimento. Governos em todo o mundo também estão procurando maneiras de limitar a quantidade de carbono usado na construção de edifícios.

As emissões de carbono embutidas foram limitadas na Holanda desde 2018. Dinamarca, Suécia, França e Finlândia planejam introduzir limites entre 2023 e 2027. No Reino Unido, o novo Plano de Londres exigirá uma avaliação de algumas emissões de carbono do ciclo de vida completo em a capital britânica. E nos EUA, Califórnia, Minnesota e Oregon introduziram requisitos de carbono em nível estadual.

A importância do benefício vitalício

Mas os engenheiros apontam que, apesar desses avanços, os materiais de construção com baixo teor de carbono costumam ser mais caros do que as alternativas com alto teor de carbono, mais difíceis de encontrar e, às vezes, mais difíceis de obter aprovação para uso. “Pode ser um desafio garantir o fornecimento de materiais, produtos e plantas de baixo carbono na escala necessária para alguns projetos maiores, onde eles são necessários”, disse Lynsey Clark, diretora de sustentabilidade da Jacobs.

“Embora a descarbonização em geral possa ser alinhada com eficiências ou economias, algumas opções e materiais de baixo carbono podem ter preços mais altos e o alinhamento com um orçamento de capital fixo pode entrar em conflito com o benefício vitalício.” 

“Embora muitas agências de entrega exijam uma abordagem inovadora, quando se trata de crise, elas podem relutar em incorporar materiais inovadores ou novas abordagens na prática, pois se desviam das especificações tradicionais e representam desafios em torno da gestão de mudança e risco”, acrescenta. “Por exemplo, produtos de concreto com carbono reduzido ainda não foram aprovados pelos padrões de projeto.” Clark observa que, embora alguns materiais pareçam emitir menos carbono no papel, os empreiteiros também devem considerar como esses produtos são feitos e a distância que precisam percorrer para chegar ao local. “Não é em preto e branco que sempre se faz a escolha certa”, diz ele.

“Compreender as implicações das escolhas deve ser mais inteligente: as substituições de cimento, como escória de alto-forno granulada moída (GGBS) e cinza de combustível pulverizado (PFA), dependem da produção de resíduos das indústrias de aço e produção. Combustão de carvão. E os materiais com alto conteúdo reciclado, como o aço, podem ser difíceis de obter para projetos de construção e não terão tão baixo teor de carbono se forem obtidos internacionalmente.

Mas, a menos que alternativas baratas e prontamente disponíveis sejam encontradas e colocadas em uso em breve, muitos temem que o impacto de uma série de projetos de construção em todo o mundo em desenvolvimento possa ser devastador.

Uso de cimento no mundo em desenvolvimento

A produção de cimento deve aumentar 12-23% em meados do século, de acordo com um relatório da Agência Internacional de Energia, à medida que alguns dos países mais pobres do mundo continuam a se urbanizar. “No sudeste da Ásia, Índia e África, a maioria dos edifícios que existirão em 2050 ainda não foram construídos”, disse Markus Berensson, diretor de pesquisa da C40. “É uma oportunidade crítica (para reduzir as emissões de carbono usando materiais de construção mais ecológicos) que muitas cidades e nações deveriam começar a considerar.”