Concreto Verde

A comparação publicada na Nature ^[4] se baseia na massa seca, não no peso úmido. As estimativas de biomassa excluem o teor de água, que é significativo nos organismos vivos.

A expressão “materiais produzidos pelo ser humano” se refere à massa seca acumulada de materiais antropogênicos inanimados (por exemplo, concreto, agregados, metais, plásticos etc.). A descoberta indica que a massa seca total produzida pelo ser humano superou a biomassa global seca total por volta de 2020.

Um metro cúbico de concreto pesa, em média, 2,4 toneladas métricas ^[20]. Portanto, 30 bilhões de toneladas métricas = 12,5 bilhões de metros cúbicos. Este valor é confirmado por [21].

Convertendo para quilômetros cúbicos, 12,5 bilhões de metros cúbicos equivalem a 12,5 km³.

A área da Áustria é de 83.879 km² ^[22].

Para calcular a espessura do concreto, divida o volume pela área da superfície: 12,5 km³ / 83.879 km² = 0,0001490242 km.

0,0001490242 km = 14,90242 cm = 5,8671 pol

No roteiro, “queimar calcário” é usado como uma forma informal de resumir. A rigor, o próprio calcário não é queimado por combustão. Ao ser aquecido, o carbonato de cálcio passa por calcinação: uma reação química causada pelo calor, conhecida como decomposição térmica, que o separa em óxido de cálcio, ou cal, e dióxido de carbono:

CaCO₃ + calor → CaO + CO₂

A calcinação ocorre em grande parte antes de o material chegar à temperatura máxima do forno, de aproximadamente 1.450 °C. Em temperaturas mais altas, a cal resultante reage com sílica e outros materiais para formar clínquer.

O CO₂ liberado pela calcinação vem do próprio calcário e, por isso, é diferente do CO₂ produzido pela queima de combustíveis fósseis para aquecer o forno. Substituir esses combustíveis por calor de baixo carbono pode reduzir as emissões de combustão do forno, mas isso, por si só, não elimina as emissões do processo liberadas pela calcinação ^{[23,27,38,40,42]}.

‘Cura com CO₂’ se refere especificamente a um método em que CO₂ capturado é injetado no concreto fresco durante a mistura ou a cura, onde reage com compostos de cálcio no cimento para formar carbonatos estáveis. Isso pode melhorar um pouco a resistência e, ao mesmo tempo, armazenar permanentemente pequenas quantidades de CO₂ na matriz do material. Mas a cura com CO₂ é apenas uma forma de uso de carbono no concreto.

Já a ‘carbonatação’ se refere à reação do CO₂ com compostos endurecidos e hidratados à base de cimento, como o concreto, ao longo do tempo. A carbonatação natural acontece lentamente durante a vida útil de uma estrutura de concreto, permitindo que ela absorva aos poucos CO₂ do ambiente. Processos de carbonatação acelerada (às vezes chamados de cura por mineralização) expõem o concreto ou agregados reciclados a fluxos concentrados de CO₂ para aumentar deliberadamente a absorção de CO₂. Esses processos são relacionados quimicamente, mas funcionam de forma diferente das tecnologias de cura com CO₂ na mistura.

Além das abordagens baseadas na cura, a incorporação de carbono também pode ser feita por meio de estratégias substancialmente diferentes. Uma delas envolve adicionar materiais de base biológica que contêm carbono (como biocarvão) às misturas de concreto ^A,B. Compósitos de biocarvão e concreto podem armazenar fisicamente carbono biogênico natural e talvez melhorar a durabilidade e a regulação da umidade. Essas abordagens diferem da carbonatação porque incorporam carbono em forma sólida, em vez de adicionar ou mineralizar CO₂ gasoso.

Outra possibilidade é desenvolver compósitos de cimento de base biológica ou substituir parcialmente agregados minerais por fibras renováveis ou materiais derivados de plantas ^C-I. No extremo desse espectro, alguns sistemas de construção substituem totalmente o concreto convencional por compósitos de base biológica ou híbridos, feitos para usos estruturais ou semiestruturais ^E-I. Essas abordagens são diferentes da cura com CO₂, pois reduzem ou substituem os insumos de cimento mineral, em vez de tratar o CO₂ emitido.

Em resumo, a cura com CO₂ é uma via específica de uso de carbono dentro de um cenário mais amplo de estratégias. Tecnologias de carbonatação/mineralização, adição de biocarvão, compósitos de base biológica e sistemas alternativos de construção de base biológica representam abordagens tecnicamente diferentes que armazenam carbono, reduzem a demanda por cimento ou substituem totalmente os ligantes minerais.

Estudos relatam resultados variados. Dependendo da mistura de concreto e do processo usados, a cura ou mistura com CO₂ pode aumentar a resistência do concreto, ter pouco efeito ou reduzi-la [82-92]. Seu benefício para o clima também não é automático. Ele depende de fatores como a energia necessária para a captura, o transporte e a cura com CO₂, quanto CO₂ continua armazenado, se o processo aumenta ou reduz a resistência do concreto e se, como consequência, é necessário usar mais cimento. [92] encontrou menor resistência à compressão em 31 dos 99 conjuntos de dados experimentais avaliados. Quando é necessário usar mais cimento para alcançar resistência equivalente, as emissões resultantes podem compensar ou superar o benefício do CO₂ armazenado. No geral, o estudo constatou que as emissões líquidas aumentaram em muitos dos casos experimentais publicados que avaliou.

A seguir estão alguns exemplos de onde o concreto ativado por álcalis (AAC) foi usado no mundo:

• [111] Austrália
• [112] EUA
• [113] Índia
• [114] Reino Unido
• [115] China
• [116] Países Baixos
• [117] Alemanha
• [118] Malásia
• [119] Brasil
• [120] Itália
• [121] Coreia do Sul
• [122] Singapura
• [123] Japão, Ucrânia, Finlândia, Rússia e Irlanda são alguns exemplos desta fonte

As referências falam tanto de concreto ativado por álcalis quanto de concreto geopolimérico. Na literatura de ciência dos materiais, os materiais ativados por álcalis (AAMs) são geralmente tratados como a categoria mais ampla, enquanto os geopolímeros são definidos como um subconjunto específico dessa família. Nessa estrutura mais comum, AAMs são ligantes produzidos pela ativação de precursores de ‘aluminossilicato’ (por exemplo, cinzas volantes, escória e outros SCMs) com soluções alcalinas. Esse grupo inclui uma variedade de sistemas com químicas e produtos de reação diferentes.

Dentro dessa classificação ampla, os geopolímeros costumam ser descritos como ligantes de aluminossilicato com baixo teor de cálcio que formam uma estrutura tridimensional. Nessa visão, todos os geopolímeros podem ser considerados materiais ativados por álcalis, mas nem todos os materiais ativados por álcalis são geopolímeros. Essa interpretação é amplamente adotada em revistas científicas com revisão por pares e por pesquisadores de referência, em que AAM é o termo técnico mais abrangente, enquanto ‘geopolímero’ indica um subgrupo composicional e estrutural específico.

Porém, outra linha de pensamento defende que os geopolímeros formam uma classe distinta de materiais definida por uma química específica de polimerização. Nessa interpretação, nem todos os sistemas ativados por álcalis se qualificam como geopolímeros, especialmente os sistemas ricos em cálcio, cujos produtos de reação têm estruturas diferentes. Essa perspectiva evita usar AAM como o principal termo abrangente e, em vez disso, trata ‘geopolímero’ como a categoria quimicamente mais precisa.

Como resultado, a terminologia pode variar conforme a afiliação do autor, a tradição de pesquisa ou o contexto institucional. Na maior parte da literatura acadêmica e de engenharia atual, a classificação com AAM como termo abrangente é dominante, especialmente em estudos comparativos que avaliam o desempenho ambiental em relação ao cimento Portland comum. Ainda assim, publicações mais recentes mantêm uma separação mais clara entre os termos.

[124] indica que a área urbana global cresceu 9.687 km² por ano entre 1985 e 2015. Isso equivale a (9.687/365 =) 26,539 km² por dia.

A área de Manhattan é 59,1 km^{2 J}.

59,1/26,539 = 2,2 dias.