Cornell liderará projeto de descarbonização de concreto

O concreto cria pisos, pontes rodoviárias e calçadas urbanas resilientes, mas sua utilidade tem um custo: a produção de concreto causa mais de 8% das emissões de carbono, quase quatro vezes mais que a indústria da aviação.

Greeshma Gadikota, Croll Sesquicentennial Fellow e professora associada de engenharia civil e ambiental na Cornell Engineering, liderará um esforço para descarbonizar a indústria de concreto, aproveitando tecnologias de captura e mineralização de dióxido de carbono para produzir materiais de construção de baixo carbono.

O projeto de US$ 4 milhões, parte do Plano de Energia Limpa do presidente Joe Biden, será financiado pelo Departamento de Energia dos EUA.

“As extensas emissões de dióxido de carbono durante todo o processo fazem do concreto um dos produtos com maior intensidade de carbono”, disse Gadikota, que atuará como investigador principal do projeto. Ela é professora sênior do Cornell Atkinson Center for Sustainability.

“Este projeto exige que reduzamos a intensidade de carbono da produção de concreto em 60% ou mais. Esse é um grande desafio”, disse ela. “Se pudermos implementar novas tecnologias em cada local de produção de concreto, reduziremos a contribuição global de dióxido de carbono de 10% para 4%. Esse é um corte importante.”

Com o financiamento, Gadikota pretende construir caminhos integrados para capturar dióxido de carbono e convertê-lo em produtos sólidos, pelos quais o seu grupo é conhecido por produzir materiais de construção contendo dióxido de carbono antropogénico. Esse trabalho foi inicialmente financiado por Cornell Atkinson por meio de um Academic Venture Fund 2023 e de um Fast Grant 2022 do Projeto 2030.

No ano passado, o DOE lançou o seu Roteiro de Descarbonização Industrial, que identificou cinco indústrias nacionais de utilização intensiva de energia onde a diminuição do dióxido de carbono pode ter impacto: cimento e betão, produtos químicos, alimentos e bebidas, ferro e aço e refinação de petróleo.

A fabricação de concreto requer grandes quantidades de calor de fontes como carvão e coque de petróleo – conhecido como petcoke, que é derivado do refino de petróleo e gera mais dióxido de carbono do que carvão. Essa combustão é responsável por cerca de 88% do consumo total de energia do setor, segundo o DOE.

Juntando-se a Gadikota no projeto de pesquisa, “Descarbonização acelerada do cimento por meio da captura e mineralização integrada de CO2 para produzir materiais de construção de alta resistência”, estará o co-investigador principal Sriramya Nair, professor assistente de engenharia civil e ambiental e membro do corpo docente da Cornell Atkinson. . Sua pesquisa se concentra no desenvolvimento e caracterização de novos materiais cimentícios.

Os outros co-investigadores principais são Costas Tsouris, Radu Custelcean e Denise Antunes da Silva, do Laboratório Nacional de Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee.

O grupo trabalhará com parceiros da indústria: fornecedor de concreto Argos USA, Alpharetta, Geórgia; a siderúrgica Nucor Corporation, Auburn, Nova York; e fornecedora de cimento Votorantim Cimentos North America.

Gadikota disse que os pesquisadores demonstrarão a viabilidade da nova tecnologia em condições industriais relevantes com a Argos USA, ao mesmo tempo em que aproveitarão a expertise técnica da Votorantim Cimentos em materiais de construção sustentáveis ​​e utilizarão escórias EAF – escória de forno elétrico a arco, que é um subproduto gerado durante o processo de fabricação do aço – fornecido pela Nucor.

Disse Gadikota: “Os métodos em escala de bancada e em escala piloto desenvolvidos através deste projeto informarão a implementação e comercialização em grande escala desta nova tecnologia para descarbonizar a indústria de cimento.”

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