Em cada etapa do processo, a fabricação de cimento tem um impacto no meio ambiente . Isso inclui pedreiras de calcário, visíveis a grandes distâncias e que podem alterar permanentemente o ambiente local; emissões de poluentes atmosféricos na forma de poeira e gases; ruído e vibração durante a operação de máquinas; e detonações nas pedreiras.
Impactos Ambientais da Produção de Cimento
Entre 4% e 8% das emissões totais de CO2 do mundo provêm do concreto , que tem um impacto ambiental complexo, influenciado por sua fabricação, aplicações e efeitos diretos na infraestrutura e nos edifícios. O cimento, que tem seus próprios impactos ambientais e sociais, além de influenciar substancialmente os do concreto, é um componente significativo.
1. Emissões de dióxido de carbono e mudanças climáticas
Com até 5% de todas as emissões de CO2 produzidas pelos humanos ocorrendo na indústria do cimento, das quais 50% provêm de reações químicas e 40% da combustão de combustíveis, ela é uma das duas maiores produtoras de gases do mundo que contribuem para as mudanças climáticas.
A saída estimada de CO2 para a produção de concreto estrutural (com cerca de 14% de cimento) é de 410 kg/m3 (ou aproximadamente 180 kg/tonelada a uma densidade de 2.3 g/cm3); esta saída é reduzida para 290 kg/m3 quando 30% de cinza volante é usado no lugar do cimento.
Para cada tonelada de cimento produzida, 900 kg de CO2 são lançados na atmosfera, perfazendo 88% das emissões relacionadas a uma mistura média de concreto. A emissão de CO2 na fabricação do concreto é diretamente proporcional ao teor de cimento utilizado na mistura do concreto.
Quando o carbonato de cálcio é destruído termicamente, produzindo cal e dióxido de carbono, a produção de cimento resulta em emissões de gases de efeito estufa. O consumo de energia durante a produção de cimento também contribui para esse problema, especialmente quando combustíveis fósseis são queimados.
O fato de o concreto ter uma energia incorporada por unidade de massa muito baixa é um aspecto do ciclo de vida do concreto que merece atenção. Isso se deve principalmente à disponibilidade e acessibilidade frequente dos componentes usados na produção de concreto, como água, pozolanas e agregados, em recursos locais.
Assim, a fabricação de cimento utiliza 70% da energia incorporada no concreto, enquanto o transporte utiliza apenas 7%.
O concreto tem uma energia incorporada por unidade de massa menor do que a maioria dos outros materiais de construção, além da madeira, com uma energia incorporada total de 1.69 GJ/tonelada. Devido à enorme massa de estruturas de concreto, essa comparação nem sempre é imediatamente aplicável à tomada de decisão.
É importante lembrar que esta estimativa é baseada em proporções de mistura de concreto com não mais que 20% de cinzas volantes. Segundo estimativas, a substituição de um por cento do cimento por cinza volante resulta em uma redução de 0.7% no uso de energia. Isso resultaria em considerável economia de energia porque algumas misturas propostas contêm até 80% de cinzas volantes.
Segundo um relatório do Boston Consulting Group de 2022 , os investimentos na produção de cimento mais ecológico resultam em uma economia de gases de efeito estufa maior do que os investimentos em eletricidade e aviação.
2. Escoamento superficial
Inundações e erosão severa do solo podem resultar do escoamento superficial, que ocorre quando a água escorre de superfícies impermeáveis, como concreto não poroso. Gasolina, óleo de motor, metais pesados, resíduos e outros poluentes frequentemente acabam no escoamento urbano de calçadas, estradas e estacionamentos.
Sem atenuação, a cobertura impermeável de uma área metropolitana típica reduz a percolação das águas subterrâneas e resulta em cinco vezes mais escoamento do que uma floresta típica do mesmo tamanho.
Muitos projetos de pavimentação recentes começaram a usar concreto permeável, que oferece algum nível de gerenciamento automático de águas pluviais, em um esforço para contrabalançar as consequências prejudiciais do concreto impermeável.
O concreto é cuidadosamente colocado com proporções agregadas cuidadosamente calculadas para produzir concreto permeável, o que permite que o escoamento superficial se infiltre e retorne às águas subterrâneas.
Tanto a inundação quanto o reabastecimento das águas subterrâneas são facilitados por isso. O concreto permeável e outras áreas com superfície discreta podem atuar como um filtro automático de água, bloqueando a passagem de alguns poluentes perigosos, como óleos e outros produtos químicos, se forem construídos e revestidos adequadamente.
Infelizmente, ainda existem desvantagens no uso de concreto permeável em larga escala. Sua resistência mais baixa em comparação com o concreto convencional restringe o uso a áreas de baixa carga e precisa ser instalado com cuidado para minimizar a suscetibilidade a danos por congelamento e degelo e acúmulo de lodo.
3. Calor Urbano
O fenômeno conhecido como ilha de calor urbana é causado principalmente pelo concreto e pelo asfalto. Prevê-se que o mundo adicionará 230 bilhões de m² (2.5 trilhões de pés quadrados) de edifícios até 2060, uma área equivalente ao estoque global de construções existente.
De acordo com o Departamento de Assuntos Econômicos e Sociais das Nações Unidas, prevê-se que 68% da população mundial viva em áreas urbanas até 2050. Como resultado do uso adicional de energia e da poluição do ar que produzem, as superfícies pavimentadas representam uma séria ameaça .
Uma região tem muitas oportunidades de economia de energia. Idealmente, a demanda por ar condicionado deve diminuir à medida que as temperaturas caem, economizando energia.
No entanto, estudos sobre como os pavimentos refletivos afetam as estruturas circundantes indicaram que, na ausência de vidro refletivo nos edifícios, a radiação solar refletida no pavimento pode elevar a temperatura do edifício, aumentando a necessidade de ar condicionado.
Além disso, as temperaturas locais e a qualidade do ar podem ser afetadas pela transferência de calor dos pavimentos, que cobrem as cidades. O uso de materiais que absorvem menos energia solar, como pavimentos de alto albedo, pode restringir o fluxo de calor para o ambiente urbano e regular o UHIE. Superfícies quentes aquecem o ar da cidade por convecção.
Para superfícies feitas de materiais de pavimentação agora em uso, os albedos variam de cerca de 0.05 a aproximadamente 0.35. Materiais de pavimentação com alto albedo inicial tendem a perder refletividade ao longo de uma vida útil típica, enquanto aqueles com baixo albedo inicial podem ganhar reflexão.
O efeito de conforto térmico e a necessidade de medidas adicionais de mitigação que não ponham em perigo a saúde e segurança dos peões, nomeadamente durante as ondas de calor, são fatores adicionais a ter em conta. O “Índice de Conforto ao Ar Livre do Mediterrâneo” (MOCI) é calculado enquanto
As pessoas estão expostas a condições meteorológicas e de conforto térmico, portanto, os projetos urbanos gerais ainda devem ser levados em consideração ao fazer julgamentos. Quando combinado adequadamente com outras tecnologias e técnicas como vegetação, materiais refletivos, etc., o uso de materiais de alto albedo em ambientes urbanos pode ter efeitos benéficos.
4. Pó de Concreto
Durante terremotos e outras calamidades naturais, bem como durante a destruição de edifícios, uma grande quantidade de poeira de concreto é freqüentemente liberada na atmosfera. Após o grande terremoto de Hanshin, foi determinado que a principal causa da poluição do ar severa era a poeira de concreto.
5. Poluição radioativa e tóxica
Problemas de saúde podem surgir da inclusão de alguns compostos no concreto, incluindo aditivos desejados e indesejáveis. Dependendo da origem das matérias-primas utilizadas, diferentes concentrações de elementos radioativos naturais (K, U, Th e Rn) podem ser encontrados em estruturas de concreto.
Por exemplo, algumas pedras emitem radônio naturalmente, e os resíduos de antigas minas costumavam conter muito urânio. O uso inadvertido de compostos tóxicos como resultado da contaminação de um acidente nuclear é outra possibilidade. Dependendo do que foi incluído no concreto antes da demolição ou rachadura, a poeira de detritos ou concreto fraturado pode representar grandes riscos à saúde.
No entanto, não é necessariamente arriscado e pode até ser vantajoso embutir substâncias tóxicas no concreto. Em alguns casos, a adição de certos compostos, incluindo metais, ao cimento durante o processo de hidratação os imobiliza em condições seguras e inibe sua liberação no meio ambiente.
6. Óxido de nitrogênio (NOx)
O óxido de nitrogênio (NOx) tem vários efeitos negativos na saúde humana e no meio ambiente, incluindo ozônio no nível do solo, chuva ácida, aquecimento global, deterioração da qualidade da água e deficiência visual. Crianças e pessoas com problemas pulmonares como asma estão entre os grupos afetados, e a exposição a essas condições pode prejudicar o tecido pulmonar em pessoas que trabalham ou se exercitam ao ar livre.
7. Dióxido de enxofre (SO2)
Altos níveis de dióxido de enxofre (SO2) podem prejudicar a respiração e exacerbar as condições respiratórias e cardiovasculares já existentes. Asmáticos, pessoas com bronquite ou enfisema, crianças e idosos estão entre as populações sensíveis. A principal causa da chuva ácida, ou deposição ácida, é o SO2.
8. Monóxido de carbono (CO)
Ao diminuir a quantidade de oxigênio que chega aos órgãos e tecidos do corpo, o monóxido de carbono (CO) pode ter um impacto prejudicial à saúde. Ele também pode afetar negativamente os sistemas cardiovascular e nervoso. A poluição atmosférica, ou ozônio troposférico, que pode causar problemas respiratórios, é formada em parte pelo CO.
9. Combustíveis e Matérias-primas
Dependendo dos insumos e do procedimento, uma fábrica de cimento usa 3-6 GJ de combustível para produzir uma tonelada de clínquer. Os combustíveis primários usados pela maioria dos fornos de cimento hoje são carvão, coque de petróleo e, em menor escala, gás natural e óleo combustível.
Se atenderem a critérios rigorosos, alguns resíduos e subprodutos com poder calorífico recuperável podem ser utilizados como combustíveis em fornos de cimento para substituir alguns dos combustíveis fósseis tradicionais, como o carvão.
Em locais de matérias-primas como argila, xisto e calcário, certos resíduos e subprodutos contendo minerais benéficos como cálcio, sílica, alumina e ferro podem ser usados como matérias-primas no forno.
A linha entre combustíveis alternativos e matérias-primas nem sempre é clara porque certos materiais têm conteúdo mineral valioso e valor calorífico recuperável.
Por exemplo, o lodo de esgoto queima para produzir minerais contendo cinzas que são benéficos na matriz de clínquer, apesar de terem um valor calorífico baixo, mas significativo.
Impactos Ambientais da Produção de Cimento – Perguntas Frequentes
Que poluição as indústrias de cimento causam?
Quanto CO2 é produzido pela produção de cimento?
Como a produção de cimento causa mudanças climáticas?
Quais são os impactos ambientais do concreto?
Conclusão
Pelo que vimos neste artigo, sabemos que, embora a produção de cimento seja um ingrediente necessário para impulsionar o desenvolvimento da sociedade, eles são prejudiciais ao meio ambiente. Isso exige um grande avanço do cimento para outras alternativas sustentáveis e ecologicamente corretas para a construção civil.