Cimento feito a partir de óleo vegetal e resíduos de enxofre

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Cimento feito a partir de óleo vegetal e resíduos de enxofre
Os pesquisadores combinam resíduos de óleo vegetal e enxofre para criar um substituto eco-friendly,
resistente e leve do cimento que pode ser re-recontido com a mesma frequência com o desejado.
Fonte da imagem: wpaczocha/pixabay
O consumo mundial de petróleo bruto atingiu 100 milhões de barris por dia em 2019, a produção global
saiu para cerca de 4,5 bilhões de toneladas. O tráfego rodoviário, aéreo e marítimo representa a maior
parte do consumo, com pouco mais de metade, 15% para a produção de aquecimento e energia. O
restante foi utilizado para a produção de produtos químicos de commodities para produtos como
cosméticos, detergentes, roupas, fibras sintéticas, espumas, plásticos para dispositivos médicos, bem
como embalagem ou indústria da construção.
Este enorme consumo de petróleo bruto não só contribui para o aquecimento global, mas também
representa um problema de recursos, pois as reservas de petróleo são limitadas. Embora os Estados
Unidos tenham cerca de 4% das reservas, é atualmente o maior produtor e consumidor de petróleo bruto
em todo o mundo.
Planta de petróleo em vez de petróleo bruto
Os óleos vegetais são um recurso orgânico promissor que poderia potencialmente substituir o petróleo
bruto na produção de plásticos e combustíveis sustentáveis. As oleaginosas são amplamente cultivadas
para uso como substitutos petroquímicos. No entanto, ao mesmo tempo, mais de 4,4 bilhões de libras de
óleo de cozinha usado são descartados nos EUA e no Canadá a cada ano.
https://www.statista.com/statistics/265239/global-oil-consumption-in-barrels-per-day/
https://www.statista.com/statistics/265229/global-oil-production-in-million-metric-tons/
https://knoema.com/atlas/topics/Energy/Oil/Petroleum-consumption?origin=knoema.de
https://www.advancedsciencenews.com/world-first-us-australia-biofuel-flight/
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O professor Rhett Smith, que trabalha intensamente com a conversão química de resíduos, e sua equipe
da Universidade de Clemson, na Carolina do Sul, decidiram tentar converter esses óleos residuais em
compósitos, combinando-os com enxofre, que é em si um produto residual de refino de combustíveis
fósseis.
No entanto, “a variedade de diferentes produtos químicos que compõem diferentes óleos vegetais
significa que cada tipo individual de óleo vegetal precisa ser testado individualmente, então há um
tremendo volume de trabalho a ser realizado se nós, como sociedade, quisermos usar óleos derivados
de plantas no lugar do petróleo”, disse Smith.
Rhett Smith e colegas de trabalho encontraram uma rota simples e
econômica para converter óleos vegetais e resíduos de enxofre em
compósitos com maior desempenho sobre materiais estruturais comerciais.
Há também muitos outros aspectos a serem considerados ao tentar criar uma substituição de plástico
verdadeiramente sustentável. “Quais são os impactos ambientais e sociais do cultivo das culturas se
uma planta é usada como fonte de material inicial?”, Perguntou ele. “O que acontece com o novo
plástico derivado da fábrica depois que é feito? Idealmente, apenas plantas cultivadas de forma
sustentável seriam usadas e os materiais seriam biodegradáveis. Essas foram algumas das principais
forças motrizes por trás de nossa seleção desses materiais iniciais específicos”.
Em seu estudo, os pesquisadores produziram compósitos feitos de canola, girassol ou óleo de linhaça
com enxofre que poderia ser usado como substituto do cimento. Eles aplicaram um processo de
copolimerização de baixo custo e livre de solventes conhecido como vulcanização inversa. Ocorre a
temperaturas de 90-180oC e produz materiais que podem ser fundidos em muitos ciclos sem a
degradação de sua resistência mecânica.
Composto forte do óleo-sulfur da planta
Os resultados mostraram que as resistências à compressão melhoram com o aumento da saturação dos
óleos vegetais. Os pontos fortes dos compostos de óleo de girassol e linhaça são competitivos quando
comparados com o cimento Portland tradicional. O cimento Portland é o tipo mais comum de cimento
usado em todo o mundo e é um ingrediente básico de concreto, argamassa, estuque e argamassa não
especial.
https://www.advancedsciencenews.com/chemical-recycling-of-plastic-waste-provides-useful-feedstock/
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“Demonstrar que um simples composto de óleo-essulfur pode ser forte o suficiente para atender aos
códigos de construção de edifícios para aplicações de construção de cimento foi uma descoberta
impressionante deste trabalho”, disse Smith. “Se esses materiais puderem manter essa força ao longo
de um período prolongado de anos como o cimento tradicional, essa tecnologia pode ser um dos
principais contribuintes para o mundo verde que todos estamos tentando construir”.
A densidade dos cimentos da planta e a absorção de água extremamente baixa são adequadas para
aplicações leves de construção. Testes adicionais de ácido revelaram que os compostos de óleo vegetal
que suportam ácidos muito melhor do que o cimento Portland. Infundir os compósitos em blocos de
cimento pré-fabricados melhora significativamente a resistência ácida.
Os seguintes passos são explorar a durabilidade dos novos materiais ao longo do tempo e sob
diferentes condições ambientais. Smith concluiu: “Também é vital monitorar sua decomposição, por
exemplo, na exposição a longo prazo às bactérias do solo. Há também estudos que precisam ser
realizados para ver como a proporção de óleo vegetal para enxofre influencia a força dos materiais e
para explorar outras fontes vegetais.
Smith e colegas de trabalho encontraram uma rota simples e econômica para converter óleos de plantas
e resíduos de enxofre em compósitos com desempenho aprimorado em relação a materiais estruturais
comerciais.
Referência: C. V. A V. Lopez, et al. Compósitos de alta resistência, resistentes a ácidos de óleos de
canola, girassol ou linhaça: Influência da saturação de triglicérides nas propriedades do material ?
Journal of Polymer Science (2020). DOI: DOI: 10.1002/pol.20200292
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pol.20200292