Como as fábricas de cimento podem remover CO2 da atmosfera?

A cada ano é produzida uma tonelada de cimento para cada dois habitantes da Terra, o que torna fácil entender porque este que é o material de construção mais usado da nossa época é também um dos que mais impactam o clima.

A produção de cimento consome muita  energia e emite gases de efeito estufa durante o processo, principalmente durante a decomposição térmica do calcário, a matéria-prima natural mais importante para a fabricação do cimento.

Mas uma nova abordagem comprova que dá para mudar isso, bastando combinar a produção de cimento com uma tecnologia para a remoção direta de CO₂ da atmosfera, conhecida como “captura direta de ar” (CDA).

Em sua análise, Vittoria Bolongaro e colegas do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, na Suíça, consideraram não apenas a operação da planta, mas também todos os impactos ambientais ao longo da cadeia de  processos, desde a mineração do calcário, passando pela construção e operação da planta, até o armazenamento do CO₂ capturado.

“Conseguimos demonstrar que a tecnologia tem uma pegada de carbono líquida negativa. Em outras palavras, as usinas comerciais de captura direta de dióxido de carbono com armazenamento de CO₂ removem mais CO₂ do que geram ao longo de todo o seu ciclo de vida,” resumiu Bolongaro. “Dependendo da matriz energética utilizada em nossas projeções, a eficiência de remoção de CO₂ até 2050 varia entre 85% e 96%.”

Esquema da integração dos processos de carbonatação e calcinação.
[Imagem: Vittoria Bolongaro et al. – 10.1016/j.checir.2026.100041]

Calcinação

Os pesquisadores trabalharam com uma versão industrial de CDA (captura direta de ar) baseada em um processo que utiliza um ciclo químico envolvendo vários compostos de cálcio. O ponto de partida é o calcário, ou carbonato de cálcio. As usinas de CDA que utilizam o ciclo do cálcio e as fábricas de cimento operam com os mesmos compostos de cálcio e empregam o mesmo processo: O calcário é aquecido até se decompor em cal viva e CO₂, um processo conhecido como calcinação.

Na produção integrada de cimento utilizando CDA com ciclo de cálcio, a calcinação é feita em um forno movido a  eletricidade, em vez de combustíveis fósseis como carvão ou gás, evitando as emissões de gases de efeito estufa provenientes da combustão no forno. Ao mesmo tempo, o CO₂ produzido durante o processo de calcinação pode ser capturado diretamente, uma vez que não é contaminado pelos gases de exaustão da combustão.

De acordo com os cálculos do estudo, apenas a eletrificação do forno e o uso da captura direta de CO₂ poderiam reduzir o impacto climático da produção de cimento em 78% até 2050.

E dá para fazer mais. Após a adição de água à cal viva, a cal hidratada absorve mais CO₂ da atmosfera e é convertida novamente em calcário, que pode então ser reutilizado como matéria-prima para a produção de mais cimento. Quanto mais frequentemente o cálcio passa por esse ciclo de contato com o ar antes de ser processado em cimento, mais CO₂ a fábrica remove da atmosfera. O CO₂ capturado da atmosfera não é incorporado ao cimento, sendo comprimido e transportado para locais de armazenamento subterrâneos.

“Do ponto de vista climático, esta abordagem é muito promissora como uma solução escalável que se integra às cadeias de abastecimento industrial existentes, impulsionando simultaneamente a descarbonização do setor cimenteiro,” disse Bolongaro. “A principal vantagem das fábricas de CDA que utilizam o ciclo de cálcio é que essa tecnologia pode ser integrada a um processo de produção de cimento já consolidado.”

Limites do sistema “do berço ao túmulo” para o sistema de captura de ar no ciclo de cálcio.
[Imagem: Vittoria Bolongaro et al. – 10.1016/j.checir.2026.100041]

O que falta

Apesar do entusiasmo dos pesquisadores, ainda há ajustes necessários para integrar a CDA na indústria cimenteira atual, a começar pela necessidade de contactores de ar adicionais para capturar o CO₂ da atmosfera.

Além disso, o forno onde o calcário é calcinado a altas temperaturas deve ser alimentado por energia de baixo carbono ou livre de carbono para garantir a maior remoção líquida possível –  energia solar fotovoltaica, termossolar ou eólica são as mais indicadas.

Os cálculos principais do estudo se basearam em cenários até o ano de 2050, os quais pressupõem um progresso significativo na descarbonização do fornecimento de eletricidade, que poderá ou não se realizar. Além disso, alguns componentes da usina, em particular os fornos de calcinação elétrica com aquecimento indireto, ainda não são utilizados em larga escala na indústria.