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Pozolana de rejeitos de carvão: um novo caminho para a sustentabilidade

Após um rigoroso trabalho de pesquisa que resultou em um produto de alta qualidade e sustentável, os setores de geração de energia e da construção civil podem se beneficiar, mutuamente, pela cogeração, controle das emissões de CO2 e uma abundante oferta de matéria prima.

O misterioso cimento romano usado na construção do Coliseu de Roma, há 2000 anos, era composto basicamente de material pozolânico. Desde então as construções com pozolana são reconhecidas por sua durabilidade, em todo o mundo.

A partir de meados do século XIX com a criação do cimento Portland, na Grã-Bretanha, a indústria da construção civil experimentou um grande avanço em seus projetos. Porém, mesmo com o sucesso do novo material, as pozolonas ainda se mantêm preferidas quando as exigências técnicas são mais críticas, como em obras de infraestruturas: pontes, barragens, fundações e estradas.

Atualmente, existe até um cimento Portland Pozolânico conhecido como CP-IV, o qual, por norma, pode possuir até 50% de pozolanas em sua composição.

Portland Pozolânico
Portland Pozolânico

 

Produção de Pozolanas Artificiais

Diante destes desafios e buscando ampliar a utilização das pozolanas no Brasil, um grupo de Engenheiros da Universidade do Extremo Sul de Santa Catarina (Unesc) desenvolveu e validou uma tecnologia inovadora para produção de pozolanas artificiais, a partir de rejeitos da mineração de carvão.

Pozolana
Pozolana

 

Esses subprodutos atualmente compõem passivos ambientais e estão armazenados em grandes depósitos, em toda a Região Carbonífera catarinense. Com a nova tecnologia de processamento de pozolana artificial, a região Sul de Santa Catarina, maior produtora de carvão do Brasil, está prestes a iniciar um novo ciclo no desenvolvimento econômico.

Após um rigoroso trabalho de pesquisa que resultou em um produto de alta qualidade e sustentável, os setores de geração de energia e da construção civil podem se beneficiar, mutuamente, pela cogeração, controle das emissões de CO2 e uma abundante oferta de matéria prima.

Pozolanita

A pozolana obtida a partir de rejeitos de carvão mineral foi batizada e registrada como POZOLANITA. O produto foi desenvolvido no Instituto de Engenharia e Tecnologia (IDT) e teve sua patente outorgada pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), este ano.

A pesquisa foi iniciada em 2011, contando com a instalação de uma planta piloto em 2015, a qual foi financiada pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), com participação da empresa Maracajá Mineração, parceira no projeto.

A utilização da unidade foi para comprovar as viabilidades técnica e econômica do processo, o qual indicou que agora toda a parte argilosa dos rejeitos de carvão mineral podem ser convertidas em energia e pozolana.

O que dizem os pesquisadores

De acordo com os engenheiros Adilson Oliveira, Michael Peterson e Agenor De Noni, o objetivo principal do grupo era o desenvolvimento de uma solução viável e altamente demandante de matéria-prima, pois há uma um excedente de rejeitos decorrente dos processos de extração de carvão dos ultimo 50 anos.

Segundo os pesquisadores, a viabilidade econômica se deu a partir do aproveitamento de uma fração de carvão, ainda presente nos rejeitos, a qual, por uma tecnologia de calcinação específica, pôde ser aproveitada e convertida em energia térmica e concomitantemente promover a desidratação da própria argila.

O interessante é que isso ocorre em baixas temperaturas, quando comparadas a uma produção tradicional de cimento Portland.

O surpreendente é que as etapas de calcinação, desidroxilação, cogeração e adição da pozolana à cadeia do cimento, resultam em um balanço global com mais de 50% de redução nas emissões dos gases do efeito estufa, para os segmentos da construção civil e energia termelétrica, integrados.

Nas diversas fases do desenvolvimento, desde as primeiras análises, os primeiros dados técnicos do material, até a sua validação na Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), a equipe se surpreendeu positivamente com os resultados técnicos, mas a maior surpresa foi a grande redução dos impactos ambientais, registram os engenheiros.

“Apesar das mineradoras disporem de modernas técnicas de tratamento de águas e envelopamentos de resíduos, a expectativa é de que a utilização desta tecnologia passe a transformar os passivos ambientais em fontes de receita para o setor. Além da pozolana, outros dois materiais de alto valor agregado também foram desenvolvidos e patenteados na “esteira” deste projeto”, cita Peterson.

A transferência de tecnologia

Diante do grande potencial do produto para a sociedade, a Unesc inicia, de forma sistemática, um Road Show para prover a transferência de tecnologia, ou seja, interagir com as empresas ou investidores interessados, para o licenciamento ou aquisição deste know how.

Como a Universidade tem caráter comunitário, as empresas e grupos econômicos instalados regionalmente terão uma prioridade, porém qualquer investidor nacional ou internacional pode indicar o seu interesse e iniciar as negociações.

Para a pró-reitora Indianara Toretti, a negociação e a viabilização deste projeto pode resultar em um novo momento para a economia estadual. A região já conta com infraestrutura de estrada de ferro, a qual possibilita escoar toda a produção de Pozolanita e ampliar o raio de alcance deste material.

Além disso, a integração dos setores da mineração, geração de energia e da construção civil, no mesmo propósito, viabiliza investimentos diversificados. “O caminho criado por esta pozolana permitirá novas oportunidades de negócios e o principal: reduzirá a ”pegada ecológica”, conclui a gestora.

Diferenciais técnicos do uso da Pozolana

As pozolanas são materiais aglomerantes cuja composição silico-aluminosa diferem do cimento Portland somente pela ausência do elemento cálcio. Porém, quando devidamente moídas e hidratadas na presença da cal ou mesmo de cimentos, reagem e formam compostos cimentícios.

Tecnicamente os cimentos pozolânicos são os preferidos em várias aplicações de engenharia por reduzirem, significativamente, reações químicas prejudiciais aos agregados e às armações. Complementarmente, devido a um mecanismo de cura mais lento, o concreto com este material torna-se mais impermeável e compacto com o passar do tempo, conferindo uma maior resistência e durabilidade às estruturas.

Outra importante vantagem do uso das pozolanas é que a sua adoção permite preservar as jazidas de calcários, os quais possuem aplicações mais nobres como: corretores de solos, rações animais e diversos produtos químicos.

Além disso, o emprego de pozolanas na composição de cimentos ou concreto reduz significativamente a emissão de CO2, quando avaliado o balanço global dos processos de produção do clínquer.

No Brasil existem as opções de pozolanas naturais e artificiais, porém as primeiras são oriundas de jazidas pequenas e compostas de minerais com altos valores de mercado, como: opalas e zeólitas.

Sendo assim, a melhor opção para a obtenção de materiais pozolânicos é a sua produção de forma artificial, entretanto este tipo de empreendimento é, reconhecidamente, intensivo em CAPEX.

Contatos

Os interessados em obter mais informações sobre o projeto podem entrar em contato com a equipe responsável pelos e-mails: seacar@unesc.net ou projetopozolana@unesc.net.

Setor de Captação de Recursos – SEACAR
Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC
+55 (48) 3431-2771

Publicado no Blog do Sienge 


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