DβS no concreto geopolimérico: resíduo do lítio para reduzir emissões do cimento Portland

Num mundo cada vez mais tomado por edifícios, viadutos e autoestradas, um material quase invisível no debate público concentra uma fatia enorme do impacto climático do planeta.

O concreto dá forma e suporte a boa parte do que entendemos como “civilização moderna” - e, ao mesmo tempo, deixa uma conta ambiental alta. Pesquisadores na Austrália afirmam ter achado uma saída improvável para reduzir esse peso, reaproveitando um resíduo gerado pela corrida global por baterias de lítio.

Um oceano de concreto e uma conta climática amarga

A cada ano, a produção mundial de concreto chega a cerca de 30 bilhões de toneladas. Em termos práticos, é como se aproximadamente 952 toneladas saíssem de fábricas e usinas a cada segundo. Está nas cidades, nas rodovias, em barragens e aeroportos: um material cinzento, onipresente e fácil de passar despercebido.

Só que esse volume vem acompanhado de um custo: o concreto baseado em cimento Portland é responsável por algo em torno de 8% das emissões globais de CO₂, de acordo com relatórios recentes do IPCC. Isoladamente, esse percentual supera a poluição associada à aviação comercial.

O concreto é, ao mesmo tempo, símbolo do avanço urbano e de uma forma de construir que pressiona clima, recursos naturais e qualidade do ar.

O núcleo do problema está no cimento - o pó que faz a “liga” entre areia, brita e água. A fabricação exige fornos operando em temperaturas muito altas, que queimam combustíveis fósseis e, além disso, liberam CO₂ diretamente a partir da decomposição do calcário. Ou seja: duas fontes de emissões que, com as tecnologias tradicionais, são difíceis de eliminar.

Do lixo das baterias ao “concreto verde”

O que é o tal do β‑espodumênio delitiado

No outro extremo da transição energética está o lítio, metal essencial para baterias de carros elétricos, telemóveis, computadores portáteis e sistemas de armazenamento de energia. A extração e, sobretudo, o refino também trazem impactos e deixam resíduos. Entre eles está o β‑espodumênio delitiado, citado na literatura como DβS.

O DβS aparece como subproduto do refino do lítio: um sólido em pó ou em fragmentos que, na maioria das vezes, termina em depósitos de rejeitos, aterros ou grandes pilhas a céu aberto. Além de ocupar área, pode levantar poeira, exige acompanhamento ambiental e raramente encontra uma aplicação em grande escala.

Uma equipa da Universidade Flinders, na Austrália, sob liderança do professor Aliakbar Gholampour, decidiu virar o jogo. Em vez de encarar o DβS apenas como passivo, o grupo passou a tratá-lo como um possível componente de construção.

Geopolímeros: uma rota alternativa ao cimento Portland

Para isso, os investigadores testaram o DβS num tipo de concreto diferente do convencional: o concreto geopolimérico. Nessa abordagem, não se utiliza cimento Portland. A base é uma combinação de materiais ricos em silício e alumínio (como cinzas e escórias industriais), ativados por soluções alcalinas que iniciam reações de polimerização.

Com a introdução do DβS nessa matriz, a equipa observou que o resíduo pode funcionar como aditivo e, em parte, como substituto de outros insumos - por exemplo, cinzas volantes de usinas termelétricas. Os resultados foram considerados promissores.

Os testes indicaram ganho de resistência mecânica e aumento da durabilidade, com potencial para superar concretos tradicionais em determinadas formulações.

Em termos simples: um “lixo” da indústria de baterias passa a atuar como reforço num concreto de menor pegada de carbono.

Menos resíduo, mais circularidade

Por que essa solução merece atenção

A proposta australiana conecta dois desafios que avançam em paralelo: a aceleração da demanda por lítio e a urgência de reduzir emissões na construção civil. Da combinação entre mineração e concreto podem surgir efeitos diretos como:

• diminuição do volume de rejeitos do refino do lítio destinados a aterros ou barragens industriais;
• redução do consumo de matérias-primas associadas a impactos relevantes, como cinzas volantes de carvão e clínquer de cimento;
• criação de valor económico para um resíduo que hoje implica custos de armazenamento e de controlo ambiental;
• avanço concreto na economia circular, ao transformar um subproduto de um sector em insumo qualificado de outro.

Esse reaproveitamento tende a ganhar importância porque a mineração de lítio deve crescer com a electrificação dos transportes. Para cada novo megawatt-hora de bateria produzido, surgem também correntes de rejeitos que precisam de destinação segura.

Desafio	Risco atual	Papel do DβS no concreto
Resíduos do lítio	Acúmulo em pilhas, potencial contaminação	Conversão em insumo para construção
Emissões do cimento	Alto CO₂ por tonelada de clínquer	Substituição parcial por matriz geopolimérica
Demanda por infraestrutura	Consumo de recursos não renováveis	Concreto mais durável e mais eficiente no uso de materiais

Como o novo concreto se comporta na prática

Formulações, testes e limites atuais

Para chegar a conclusões mais sólidas, a equipa australiana ajustou diferentes variáveis nas misturas geopoliméricas com DβS: tipos de ativadores alcalinos, proporções entre o resíduo e outros agregados e condições de cura em temperatura ambiente.

Algumas formulações se destacaram, alcançando resistências compatíveis - e, em certos casos, superiores - às de concretos convencionais usados em estruturas comuns. O desempenho também ficou no mesmo patamar de geopolímeros tradicionais à base de cinzas, com uma vantagem ambiental clara: menor dependência do carvão e dos seus subprodutos.

Ainda assim, há etapas de validação a cumprir: padronizar a qualidade do DβS oriundo de minas diferentes, investigar a durabilidade no longo prazo, entender o comportamento sob ciclos de humidade, calor e frio, avaliar o efeito de ataques químicos e garantir aderência às normas de construção.

O salto científico já aconteceu no laboratório; o próximo desafio é transformar esse conhecimento em produto certificado, competitivo em preço e escalável.

Onde um concreto desses poderia ser usado

Num caminho mais plausível de adopção, o concreto com DβS deve começar por aplicações controladas e com menor risco estrutural, expandindo conforme acumule histórico de desempenho. Entre os usos mais prováveis estão:

• pavimentação de calçadas, estacionamentos e ciclovias;
• blocos para muros de contenção, paredes de vedação e elementos pré-moldados;
• infraestruturas não críticas, como galpões industriais leves e estruturas temporárias;
• projetos-piloto em conjuntos habitacionais de interesse social, ligados a programas de inovação.

Mais adiante, se a durabilidade for confirmada, pontes, viadutos e edifícios de múltiplos andares podem entrar no radar.

Outras tentativas de “descarbonizar” o concreto

Bactérias, madeira e autoconserto

A procura por concretos menos poluentes não é recente. Em várias partes do mundo, equipas investigam alternativas e complementos à rota do cimento Portland. Entre as frentes mais discutidas, aparecem:

• pós com bactérias desidratadas que, ao serem reativadas com água, ureia e cálcio, passam a produzir biocimento, “colando” grãos de areia e fechando rachaduras;
• concretos com microcápsulas de enzimas que se rompem quando surgem fissuras, libertando agentes de cura que lembram a cicatrização de ossos;
• iniciativas que transformam resíduos de madeira em aditivos cimentícios, substituindo parcialmente o clínquer e reduzindo a intensidade de carbono por metro cúbico.

Nenhuma dessas linhas, por si só, resolve o problema global das emissões do sector, mas, em conjunto, sugerem uma construção civil em transformação, mais focada no ciclo de vida dos materiais e nas oportunidades de reaproveitamento de resíduos.

Riscos, cuidados e próximos passos

O uso em grande escala de resíduos industriais sempre exige atenção a segurança e conformidade. No caso do DβS, autoridades e comunidades vão querer respostas objetivas sobre risco de lixiviação de elementos químicos, possíveis impactos em águas subterrâneas e efeitos na qualidade do ar durante manuseio e em demolições no futuro.

Ensaios toxicológicos, simulações que representem décadas de uso e avaliações independentes são importantes para ganhar confiança. Um ponto crítico é a variabilidade: cada mina de lítio tem características próprias de minério. Isso pode levar à necessidade de classificação por lote ou de rotas de processamento padronizadas, para assegurar que o concreto final mantenha desempenho e segurança previsíveis.

Como isso pode afetar cidades e obras no Brasil

O Brasil ainda está a dar os primeiros passos na mineração de lítio quando comparado a Austrália e Chile, mas começa a se posicionar como fornecedor relevante. Se a rota do DβS se consolidar, podem abrir-se oportunidades como:

• acordos entre mineradoras, universidades e fabricantes locais de pré-moldados;
• formação de polos industriais voltados a concretos geopoliméricos regionais, aproveitando resíduos perto das frentes de obra;
• projetos públicos que estabeleçam percentuais mínimos de conteúdo reciclado em obras de infraestrutura.

Uma forma simples de visualizar o potencial é pensar num grande complexo logístico erguido perto de uma região de extração de lítio. Em vez de camiões levarem rejeitos para longe, esse fluxo poderia alimentar centrais de concreto, reduzindo transporte e gerando valor na própria região.

Expressões como “geopolímero” e “β‑espodumênio delitiado” parecem distantes do quotidiano, mas nomeiam exatamente a intersecção entre química de materiais e política climática. Cada ponto percentual de cimento substituído por soluções desse tipo representa milhares de toneladas a menos de CO₂ ao longo de anos de obras.