AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DOS CIMENTOS ÁLCALI-ATIVADOS: UM PANORAMA ATUAL
DOI:
https://doi.org/10.19123/Palavras-chave:
cimentos álcali-ativados, avaliação do ciclo de vida, sustentabilidade, impacto ambiental, geopolímerosResumo
A crescente preocupação com as emissões de gases de efeito estufa tem impulsionado a busca por alternativas sustentáveis na construção civil, setor responsável por uma parcela dessas emissões. O cimento Portland, amplamente utilizado, contribui com 5% a 8% das emissões globais de CO₂ devido ao seu processo produtivo. Diante desse cenário, os cimentos álcali-ativados emergem como solução viável, pois reduzem as emissões de CO₂ e permitem a incorporação de resíduos industriais como precursores. Este estudo revisa a Avaliação do Ciclo de Vida dos cimentos álcali-ativados, analisando suas categorias de impacto ambiental, os diferentes tipos de materiais álcali-ativados e o papel dos ativadores alcalinos na sustentabilidade do processo. A pesquisa foi conduzida por meio de revisão bibliográfica qualitativa e descritiva, abrangendo artigos publicados entre 2020 e 2025. Os resultados apontam que os cimentos álcali-ativados podem reduzir o potencial de aquecimento global em até 40%, além de mitigar impactos como acidificação terrestre (35%), eutrofização (30%) e toxicidade humana (26%). No entanto, os ativadores alcalinos convencionais, como silicato de sódio e hidróxido de sódio, ainda apresentam impactos ambientais, sendo responsáveis por até 85% das emissões associadas. A substituição desses ativadores por resíduos ricos em sílica e álcalis, como lama vermelha e cinzas agroindustriais, demonstra potencial para reduzir impactos e custos de produção. Conclui-se que a otimização dos processos produtivos e a adoção de ativadores alcalinos alternativos são estratégias necessárias para viabilizar a aplicação dos cimentos álcali-ativados em larga escala, consolidando-os como alternativa sustentável ao cimento Portland.
Referências
ABDULKAREEM, M.; HAVUKAINEN, J.; NUORTILA-JOKINEN, J.; HORTTANAINEN, M. Life cycle assessment of a low-height noise barrier for railway traffic noise. Journal of Cleaner Production, v. 323, p. 129169, 2021.
ALGHAMDI, H.; SHOUKRY, H.; ABDEL-GAWWAD, H.A.; HOSSAIN, M.U.; ABADEL, A.A.; ELTAWIL, K.A.; YOUSSEF, A.S. Development of Limestone Calcined Clay Cement-Based Lightweight Bricks Incorporating Waste Rockwool: A Step into Leading the Way in Low-Carbon Bricks. Buildings, v. 14, n. 12, p. 3937, 2024.
ALHASSAN, M.; ALKHAWALDEH, A.; BETOUSH, N.; ALKHAWALDEH, M.; HUSEIEN, G.F.; AMAIREH, L.; ELREFAE, A. Life cycle assessment of the sustainability of alkali-activated binders. Biomimetics, v. 8, n. 1, p. 58, 2023.
ALVARADO, A.; BAYKARA, H.; RIOFRIO, A.; CORNEJO, M.; MERCHAN-MERCHAN, W. Preparation, characterization, electrical conductivity, and life cycle assessment of carbon nanofibers-reinforced Ecuadorian natural zeolite-based geopolymer composites. Heliyon, v. 10, n. 6, 2024.
AMARI, S.; DARESTANI, M.; MILLAR, G.J.; SAMALI, B.; STROUNINA, E. Engineering and life cycle assessment (LCA) of sustainable zeolite-based geopolymer incorporating blast furnace slag. Sustainability, v. 16, n. 1, p. 440, 2024.
BAYKARA, H.; RIOFRIO, A.; CORNEJO, M. Preparation, characterization, and environmental impact analysis of natural Ecuadorian zeolite tuff-based silicoaluminophosphate geopolymer. Construction and Building Materials, v. 438, p. 137126, 2024.
BIANCO, I.; TOMOS, B.A.D.; VINAI, R. Analysis of the environmental impacts of alkali-activated concrete produced with waste glass-derived silicate activator–A LCA study. Journal of cleaner production, v. 316, p. 128383, 2021.
BOURZIK, O.; BABA, K.; AKKOURI, N.; MESHRAM, R.B.; BOUYAKHSASS, R.; NOUNAH, A. Life cycle assessment and thermophysical properties of a fly ash-based geopolymer containing drinking water treatment sludge. Environmental Science and Pollution Research, v. 30, n. 56, p. 118989-119000, 2023.
CHOO, H.; LIM, S.; LEE, W.; LEE, C. Compressive strength of one-part alkali activated fly ash using red mud as alkali supplier. Construction and Building Materials, v. 125, p. 21-28, 2016.
COLANGELO, F.; FARINA, I.; TRAVAGLIONI, M.; SALZANO, C.; CIOFFI, R.; PETRILLO, A. Eco-efficient industrial waste recycling for the manufacturing of fibre reinforced innovative geopolymer mortars: Integrated waste management and green product development through LCA. Journal of Cleaner Production, v. 312, p. 127777, 2021.
DANISH, A.; TORRES, A.S.; MORO, C.; SALIM, M.U. Hope or hype? Evaluating the environmental footprint of reclaimed fly ash in geopolymer production. Resources, Conservation and Recycling, v. 205, p. 107564, 2024.
ESPARHAM, A.; VATIN, N.I.; KHARUN, M.; HEMATIBAHAR, M. A study of modern eco-friendly composite (geopolymer) based on blast furnace slag compared to conventional concrete using the life cycle assessment approach. Infrastructures, v. 8, n. 3, p. 58, 2023.
FERNANDO, S.; GUNASEKARA, C.; LAW, D.W., NASVI, M.C.M.; SETUNGE, S.; DISSANAYAKE, R.; ROBERT, D. Environmental evaluation and economic analysis of fly ash-rice husk ash blended alkali-activated bricks. Environmental impact assessment review, v. 95, p. 106784, 2022.
GARCES, J.I.T.; DOLLENTE, I.J.; BELTRAN, A.B.; TAN, R.R.; PROMENTILLA, M.A.B. Life cycle assessment of self-healing geopolymer concrete. Cleaner Engineering and Technology, v. 4, p. 100147, 2021.
GHADIR, P.; ZAMANIAN, M.; MAHBUBI-MOTLAGH., SABERIAN, M., LI, J.; RANJBAR, N. Shear strength and life cycle assessment of volcanic ash-based geopolymer and cement stabilized soil: a comparative study. Transp Geotech 31: 100639 [em linha]. 2021.
GÜNTHER, H. Pesquisa qualitativa versus pesquisa quantitativa: esta é a questão?. Psicologia: teoria e pesquisa, v. 22, p. 201, 2006.
KUL, A.; OZEL, B.F.; OZCELIKCI, E.; GUNAL, M.F.; ULUGOL, H.; YILDIRIM, G.; SAHMARAN, M. Characterization and life cycle assessment of geopolymer mortars with masonry units and recycled concrete aggregates assorted from construction and demolition waste. Journal of Building Engineering, v. 78, p. 107546, 2023.
LUCA, A.; ANTONIO, G.; GIADA, L.S.; MANUELA, L.F.C.; ROSA, M. Life cycle assessment of a new industrial process for sustainable construction materials. Ecological Indicators, v. 148, p. 110042, 2023.
MESHRAM, R.B.; KUMAR, S. Comparative life cycle assessment (LCA) of geopolymer cement manufacturing with Portland cement in Indian context. International Journal of Environmental Science and Technology, v. 19, n. 6, p. 4791-4802, 2022.
MIR, N.; KHAN, S.A.; KUL, A.; SAHIN, O.; OZCELIKCI, E.; SAHMARAN, M.; KOC, M. Construction and demolition waste-based self-healing geopolymer composites for the built environment: An environmental profile assessment and optimization. Construction and Building Materials, v. 369, p. 130520, 2023.
MONTEIRO, L.; FERAILLE, A.; SALIBA, J.; YANEZ-GODOY, H.; SAIYOURI, N. Life cycle analysis of sediment valorization by means of geopolymerization from laboratory to industrial scale. Construction and Building Materials, v. 411, p. 134598, 2024.
MORAES, J.C.B.; FONT, A.; SORIANO, L.; AKASAKI, J.L.; TASHIMA, M.M.; MONZÓ, J.; BORRACHERO, M.V.; PAYÁ, J. New use of sugar cane straw ash in alkali-activated materials: A silica source for the preparation of the alkaline activator. Construction and Building Materials, v. 171, p. 611-621, 2018.
MUNIR, Q.; ABDULKAREEM, M.; HORTTANAINEN, M.; KÄRKI, T. A comparative cradle-to-gate life cycle assessment of geopolymer concrete produced from industrial side streams in comparison with traditional concrete. Science of The Total Environment, v. 865, p. 161230, 2023.
PATRISIA, Y.; LAW, D.W.; GUNASEKARA, C.; WARDHONO, A. life cycle assessment of alkali-activated concretes under marine exposure in an Australian context. Environmental impact assessment review, v. 96, p. 106813, 2022.
PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V. Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges. Sustainability, v. 9, n. 10, p. 1864, 2017.
RAZA, M.H.; KHAN, M.; ZHONG, RY. Strength, porosity and life cycle analysis of geopolymer and hybrid cement mortars for sustainable construction. Science of The Total Environment, v. 907, p. 167839, 2024.
SANDANAYAKE, M.; LAW, D.; SARGENT, P. A new framework for assessing the environmental impacts of circular economy friendly soil waste-based geopolymer cements. Building and environment, v. 210, p. 108702, 2022.
SCRIVENER, K.L.; JOHN, V.M.; GARTNER, E.M. Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry. Cement and concrete Research, v. 114, p. 2-26, 2018.
SHI, X.; ZHANG, C.; LIANG, Y.; LUO, J.; WANG, X.; FENG, Y.; LI, Y.; WANG, Q.; ABOMOHRA, A.E.F. Life cycle assessment and impact correlation analysis of fly ash geopolymer concrete. Materials, v. 14, n. 23, p. 7375, 2021.
TRIPATHY, A.; ACHARYA, P.K. Strength, life cycle analysis, embodied energy and cost-sensitivity assessment of sugarcane bagasse ash-based ternary blends of geopolymer concrete. European Journal of Environmental and Civil Engineering, v. 28, n. 3, p. 591-610, 2024.
WANG, A.; FANG, Y.; ZHOU, Y.; WANG, C.; DONG, B.; CHEN, C. Green protective geopolymer coatings: Interface characterization, modification and life-cycle analysis. Materials, v. 15, n. 11, p. 3767, 2022.
XIONG, G.; CUNDY, A.; GUO, X. Utilization of corn cob ash (CCA) to prepare geopolymer grout: Reaction mechanism, crack repair effectiveness and life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, v. 476, p. 143741, 2024.
YUAN, B.; LIANG, J.; HUANG, X.; HUANG, Q.; ZHANG, B.; YANG, G.; WANG, Y.; YUAN, J.; WANG, H.; YUAN, P. Eco-efficient recycling of engineering muck for manufacturing low-carbon geopolymers assessed through LCA: exploring the impact of synthesis conditions on performance. Acta Geotechnica, p. 1-21, 2024.
ZHANG, J.; FERNANDO, S.; LAW, D.W.; GUNASEKURA, C.; SETUNGE, S.; SANDANAYAKE, M.; ZHANG, G. Life cycle assessment for geopolymer concrete bricks using brown coal fly ash. Sustainability, v. 15, n. 9, p. 7718, 2023.
ZHAO, M.N.; GONG, X.Z.; SHI, F.F.; MING, H.F. Life cycle assessment of ready-mixed concrete. In: Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, 2013. p. 234-238.
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