A humanidade produz 952 toneladas disto por segundo – e os australianos acreditam ter encontrado uma nova forma de reduzir a pegada de carbono do cimento.

De autoestradas a centros de dados, o betão está por baixo de quase tudo o que construímos, prendendo as cidades a um futuro de elevadas emissões de carbono. Uma equipa na Austrália afirma agora que um resíduo da mineração de lítio poderá começar a mudar essa narrativa.

O custo oculto do betão para o clima

O betão parece inofensivo. Está em todo o lado, é familiar, prático. No entanto, a escala é avassaladora. A produção global atinge cerca de 30 mil milhões de toneladas por ano, o que corresponde a aproximadamente 952 toneladas por segundo. Cada nova torre, ponte ou túnel acrescenta mais uma fatia de emissões à atmosfera.

A maior parte dessas emissões vem do cimento Portland, a “cola” que liga a areia e a brita. As fábricas de cimento aquecem calcário a mais de 1.400°C. Esse processo queima combustíveis fósseis e também liberta o CO₂ preso na rocha. No conjunto, o cimento é responsável por cerca de 8% das emissões globais de dióxido de carbono, de acordo com relatórios climáticos recentes.

O betão é a espinha dorsal das infraestruturas modernas, mas também uma das maiores fontes industriais individuais de CO₂ do planeta.

Isto levanta uma questão difícil para economias em rápido crescimento e para países que correm para modernizar infraestruturas antigas: como continuar a construir sem ficar preso a um custo climático tão elevado? Ganhos incrementais de eficiência nos fornos ajudam, mas não resolvem a química fundamental do cimento.

De resíduos de baterias a betão “verde”

Um subproduto esquecido: β-espodumena delitiada

Do outro lado do mapa industrial está o lítio. A procura por este metal explodiu com os veículos elétricos, o armazenamento em escala de rede e a eletrónica de consumo. Para o extrair, as minas processam minérios como a espodumena através de etapas intensivas em energia: trituração, aquecimento, tratamento químico e refinação. O que sobra depois de remover o lítio é normalmente tratado como resíduo.

Um desses resíduos é a β-espodumena delitiada, muitas vezes abreviada para DβS. Tipicamente acaba como pó fino e fragmentos minerais armazenados em barragens de rejeitos (tailings) ou em aterros. A gestão deste material traz a sua própria carga ambiental e riscos de longo prazo para o solo e a água.

Investigadores da Flinders University, em Adelaide, liderados pelo Professor Aliakbar Gholampour, colocaram uma questão diferente: poderá este resíduo desempenhar um papel útil na construção, em vez de ficar acumulado em depósitos?

Transformar um subproduto de uma refinaria de lítio num material estrutural liga dois grandes setores - baterias e betão - num único ciclo circular.

A equipa usou DβS como aditivo em betão geopolimérico, uma alternativa ao cimento que se baseia na química de alumino-silicatos em vez do clínquer tradicional. Em termos simples, substituíram parte dos ingredientes habituais, como cinzas volantes, por este resíduo da refinação do lítio.

Como a nova mistura funciona na prática

Os geopolímeros formam-se quando pós ricos em alumino-silicatos reagem com ativadores alcalinos. Em vez de clínquer Portland, a mistura usa subprodutos industriais ou minerais que contêm sílica e alumina. Estes ligam-se numa rede semelhante a pedra quando a reação química se completa.

No trabalho australiano, os investigadores variaram vários parâmetros:

• a proporção de DβS na mistura total do ligante,
• a razão entre a solução alcalina e os pós sólidos,
• o equilíbrio entre ativadores de sódio e de potássio,
• as condições de cura à temperatura ambiente.

Depois mediram a resistência à compressão, a microestrutura e a resistência à fissuração e ao ataque químico. Algumas combinações tiveram desempenho inferior, mas uma configuração destacou-se e igualou ou superou o betão convencional em métricas-chave.

Tipo de betão	Ligante principal	Perfil típico de CO₂	Vantagem principal
Betão Portland	Clínquer de calcário	Elevado, devido à calcinação e ao uso de combustível	Normas e cadeias de fornecimento estabelecidas
Geopolímero de cinzas volantes	Cinzas volantes de centrais a carvão	Mais baixo, mas dependente da energia a carvão	Reutiliza resíduos da produção de energia
Geopolímero com DβS	β-espodumena delitiada	Potencialmente baixo; depende da pegada da mineração	Converte resíduos do setor das baterias em material de construção

Segundo o estudo publicado, a melhor mistura à base de DβS apresentou elevada resistência à compressão e microestrutura estável quando curada à temperatura ambiente. Em condições de laboratório, rivalizou ou excedeu o desempenho de geopolímeros com cinzas volantes, ao mesmo tempo que aproveita um fluxo de resíduos que crescerá com a transição energética.

Porque esta abordagem importa para a construção circular

Reduzir dois fluxos de resíduos de uma só vez

O betão padrão consome recursos não renováveis: calcário, argila, areia, agregados e enormes quantidades de energia. Ao mesmo tempo, a indústria do lítio gera milhões de toneladas de resíduos que precisam de ser armazenados e monitorizados durante décadas. A abordagem com DβS ataca ambos os problemas.

• Reduz a pressão sobre matérias-primas virgens na construção.
• Desvia um subproduto da mineração das instalações de rejeitos e dos aterros.
• Liga a procura por baterias ao fornecimento para a construção, criando simbiose industrial.
• Abre um caminho para edifícios com menor pegada de carbono sem esperar por tecnologias totalmente novas.

Esta lógica encaixa bem em políticas que promovem estratégias de “economia circular”. Em vez de tratar cada indústria como uma caixa fechada, planeadores e engenheiros procuram ciclos de materiais. O resíduo de um setor torna-se matéria-prima de outro. Em regiões que já acolhem refinarias de lítio e cidades em expansão, a ideia torna-se menos abstrata e mais logística.

À medida que os veículos elétricos ganham escala, cada tonelada de lítio refinado produz mais DβS - que poderia, em teoria, alimentar a próxima vaga de edifícios de baixo carbono.

Questões do mundo real que ainda precisam de respostas

O sucesso em laboratório não garante uma implementação simples em obra. O betão continua a ser um dos materiais mais regulados no ambiente construído. Códigos estruturais, normas de durabilidade e exigências de seguros pedem séries longas de dados e ensaios em campo.

Várias perguntas irão orientar os próximos passos:

• Consistência: as refinarias de lítio conseguem fornecer DβS com composição estável ao longo do tempo?
• Transporte: faz sentido transportar resíduos pesados por longas distâncias até fábricas de ligantes?
• Durabilidade: como se comporta o geopolímero com DβS ao longo de décadas sob ciclos de gelo-degelo, sal ou stress sísmico?
• Custo: consegue competir com misturas tradicionais quando se incluem processamento, manuseamento e controlo de qualidade?

Os engenheiros também acompanham a eventual lixiviação, a longo prazo, de elementos vestigiais do material. As primeiras análises apontam para uma matriz mineral estável, mas os reguladores exigirão evidência rigorosa antes de aprovar uso em larga escala em habitação ou infraestruturas críticas.

Outras vias para betão de menor carbono

Micróbios, autorreparação e aditivos de base biológica

A procura por betão mais limpo não termina nos resíduos do lítio. Em todo o mundo, grupos de investigação testam vias radicalmente diferentes para cortar emissões, prolongar a vida útil ou até remover CO₂ do ar.

• Algumas equipas trabalham com bactérias secas que podem ser reativadas com água, ureia e sais de cálcio para produzir “biocimento” in situ. Os microrganismos precipitam calcite, que liga os agregados.
• Outras incorporam pequenas cápsulas cheias de enzimas ou agentes de cura no betão. Quando surgem fissuras e entra água, as cápsulas rompem-se e desencadeiam uma reação de reparação, limitando danos estruturais.
• Projetos europeus como o Rewofuel analisam a transformação de resíduos de madeira e biomassa em materiais cimentícios suplementares que substituem parcialmente o clínquer.

Estas estratégias nem sempre visam o mesmo objetivo. Algumas focam-se sobretudo na durabilidade, o que indiretamente reduz emissões porque as estruturas duram mais e precisam de menos reparações. Outras procuram substituir a fração mais intensiva em carbono da mistura. Muitas poderão coexistir num mercado futuro em que o betão se torne uma família flexível de materiais ajustados ao uso, em vez de uma única opção padrão.

Riscos e compromissos por trás de rótulos “verdes”

Chamar a qualquer material “betão verde” pode ser enganador. Um geopolímero à base de DβS pode reduzir emissões do cimento, mas a própria mineração de lítio deixa uma marca pesada. Minas a céu aberto remodelam paisagens, e a refinação química pode pressionar recursos hídricos. O benefício climático líquido depende de todo o ciclo de vida, desde a extração do minério até à demolição do edifício.

Há também um ângulo geopolítico. As jazidas de lítio concentram-se na Austrália, América do Sul e partes da Ásia e Europa. Países sem esses recursos podem não ter acesso a DβS suficiente para transformar todo o seu setor da construção. Em alternativa, podem apostar mais em escórias, argilas calcinadas ou agregados de betão reciclado.

Para os planeadores urbanos, o desafio está em escolher combinações que reduzam realmente o impacto total, em vez de apenas o deslocarem de um setor para outro. Ferramentas como avaliação do ciclo de vida e digital twins de infraestruturas podem apoiar esse trabalho, mas dependem de dados de alta qualidade de mineradoras, refinarias e produtores de ligantes.

O que isto pode significar para as cidades do futuro

Se o betão baseado em DβS atingir maturidade comercial, poderá influenciar a forma como novos bairros e corredores de transporte são desenhados, especialmente em países com grandes indústrias de baterias. Parques industriais poderiam co-localizar refinarias de lítio, fábricas de geopolímeros e unidades de pré-fabricação, encurtando cadeias de fornecimento e reduzindo emissões de transporte.

Os engenheiros poderão começar por usar misturas com DβS em elementos não críticos: pavimentos, barreiras acústicas, estruturas de estacionamento ou edifícios de baixa altura. À medida que se acumulem dados, os reguladores poderão aprovar um uso mais amplo, desviando gradualmente grandes volumes do cimento Portland. Mesmo uma substituição parcial traduzir-se-ia em milhões de toneladas de CO₂ evitadas ao longo de uma década.

A mudança também afetaria empregos e competências. Trabalhadores da construção precisariam de formação para lidar com diferentes tempos de cura e trabalhabilidade. Regiões mineiras poderiam desenvolver know-how para transformar os seus próprios resíduos em materiais de maior valor, em vez de pagarem pelo armazenamento de resíduos a longo prazo.

Para estudantes e profissionais, este campo oferece um exemplo concreto de como o pensamento interdisciplinar transforma a indústria pesada. Ciência dos materiais, engenharia de minas, política climática e planeamento urbano cruzam-se agora numa única pergunta: de que devem ser feitos os edifícios de amanhã, e de onde vêm esses materiais?