Cercetătorii de la Universitatea Cambridge au creat o metodă de producere a betonului cu emisii scăzute, revoluționând industria construcțiilor și ajutând eforturile globale a atinge emisii zero. În plus, producerea de beton în acest fel folosește furnale cu arc electric, utilizate frecvent în industria oțelului, pentru a recicla cimentul, o componentă a betonului cu o mare amprentă de carbon.
Betonul este al doilea cel mai utilizat material de pe planetă, după apă, și este responsabil pentru aproximativ 7,5% din totalul emisiilor de dioxid de carbon antropice. O metodă scalabilă și eficientă de reducere a emisiilor de la industria cimentului constituie una dintre cele mai mari provocări privind decarbonificarea.
Cercetătorii de la Cambridge au descoperit că cimentul este un substituent eficient al fluxului de calcar, care este utilizat în industria oțelului pentru îndepărtarea impurităților și ajunge, în final, la groapa de gunoi sub denumirea de zgură. Însă înlocuirea calcarului cu ciment utilizat duce la obținerea unui ciment reciclat, care apoi poate fi utilizat din nou la producerea de beton.
Această metodă de reciclare a cimentului nu adaugă costuri semnificative la producerea betonului sau a oțelului, dar reduce emisiile de carbon datorită scăderii consumului de calcar.
Producerea de beton și potențialul de zero emisii
Testele recente efectuate de Material Processing Institute, un partener din cadrul proiectului, au arătat că cimentul reciclat poate fi produs la scară într-un furnal cu arc electric. În final, metoda ar produce zero emisii dacă furnalul ar fi alimentat cu energie din surse regenerabile.
Betonul este fabricat din nisip, pietriș, apă și ciment, care servește ca liant. Chiar dacă reprezintă doar un mic procent din compoziția betonului, cimentul este responsabil pentru aproape 90% din emisiile de la industria betonului. Cimentul este produs în cuptoare de clincher, în care calcarul și alte materiale brute sunt încălzite până la circa 1.450 de grade Celsius. Acest proces transformă materialele în ciment, dar eliberează cantități însemnate de dioxid de carbon, deoarece calcarul se decarbonatează în var.
În ultimul deceniu, oamenii de știință au căutat înlocuitori ai cimentului și au descoperit că aproape jumătate din cimentul din beton poate fi înlocuit cu materiale alternative, așa cum este cenușa, însă aceste alternative trebuie să fie activate chimic de către cimentul rămas pentru a se întări. De asemenea, la nivel global nu există cantități suficiente de astfel de materiale pentru a acoperi cererea de ciment (de aproximativ patru miliarde de tone în fiecare an).
Fabricarea cimentului necesită căldură și raportul corect de oxizi, care trebuie să fie reactivați. Cercetătorii au testat o varietate de zguri de la demolări și au adăugat var (oxid de calciu), alumină și silice. Zgurile au fost procesate în furnalul cu arc electric împreună cu oțelul și apoi au fost răcite rapid. Rezultatele au arătat că o combinație între cimentul de clincher și oxidul de fier este o zgură excelentă pentru fabricarea oțelului, deoarece spumează și curge foarte bine. Dacă proporțiile sunt corecte și răcirea este suficient de rapidă, rezultă ciment reactivat, fără a fi adăugat costuri noi la procesul de fabricare de oțelului.
Cimentul produs prin acest proces de reciclare conține niveluri de oxid de fier mai ridicate decât cimentul convențional, însă cercetătorii spun că acest lucru are un impact redus asupra performanței. Procesul poate fi extins rapid la scară industrială, putându-se ajunge la o producție de un miliard de tone pe an până în 2050.
Sursa: SciTechDaily