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Sistema do MIT usa inteligência artificial para encontrar 19 materiais reciclados que podem substituir o cimento e ajudar a produzir concreto verde com menor emissão de carbono.
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um sistema baseado em inteligência artificial que identificou alternativas ao cimento para a produção de concreto verde. A iniciativa busca reduzir as emissões globais de carbono associadas à construção civil.
A pesquisa, publicada na revista Communications Materials, analisou mais de 88 mil artigos científicos e extraiu dados de composição de 14 mil materiais utilizados anteriormente em concretos e cimentos. Com base nesses dados, a ferramenta de aprendizado de máquina avaliou a viabilidade de diferentes substitutos ao cimento tradicional.
A produção global de concreto chega a 30 bilhões de toneladas por ano, e o cimento é o principal responsável por manter esse material unido. No entanto, sua fabricação responde por cerca de 6% das emissões globais de gases de efeito estufa, segundo os pesquisadores do MIT. A substituição parcial do cimento por materiais com menor pegada ambiental pode reduzir significativamente esse número.
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Sistema do MIT analisou 1 milhão de amostras com auxílio de inteligência artificial
O sistema de inteligência artificial criado pelo MIT examinou cerca de 1 milhão de amostras de materiais com base em suas propriedades químicas e físicas. O objetivo foi identificar substitutos viáveis para o cimento que pudessem manter as características essenciais do concreto, como sua capacidade de endurecimento ao ser misturado com água.
A partir dessa análise, foram selecionados 19 materiais considerados ideais. Muitos deles são resíduos industriais ou subprodutos de outras cadeias produtivas, o que reduz o custo e evita o descarte em aterros. Entre os materiais indicados estão cinzas volantes, escórias de siderurgia, cerâmicas descartadas, cinzas de biomassa, resíduos de construção e demolição, vidro triturado e rejeitos de mineração.
Segundo os pesquisadores, a maioria desses materiais está amplamente disponível no mundo e pode ser utilizada nas misturas de concreto após moagem simples, sem necessidade de processamento complexo.
Concreto verde pode ser produzido com resíduos comuns
Entre os principais candidatos identificados pela ferramenta de inteligência artificial estão as cerâmicas recicladas. Azulejos, tijolos e outros materiais cerâmicos demonstraram alto potencial de reatividade, sendo considerados boas opções para substituir parte do cimento em concretos. O pesquisador Soroush Mahjoubi, do MIT, destacou que esses materiais apresentam características químicas compatíveis com as exigências da indústria.
Outros resíduos incluídos na lista do estudo são cinzas resultantes da queima de biomassa, como casca de arroz, bagaço de cana-de-açúcar, madeira e resíduos florestais. Também foram apontados como viáveis os rejeitos de demolição, como fragmentos de concreto e cerâmica, além de resíduos da incineração de lixo urbano e resíduos de mineração.
O uso desses materiais no concreto verde contribuiria para reduzir a pressão sobre a produção convencional de cimento, que além de ser um processo altamente emissor, depende de recursos naturais como calcário e energia térmica intensa.
Escassez de substitutos tradicionais motiva busca por novas fontes
A utilização de materiais substitutos ao cimento não é novidade na indústria da construção civil. Cinzas volantes e escórias de alto-forno, por exemplo, já são empregadas como adições ao concreto. No entanto, a crescente demanda por alternativas sustentáveis tem limitado a oferta desses materiais em diversas regiões.
Diante desse cenário, o modelo desenvolvido no MIT tem o objetivo de ampliar a base de opções disponíveis. Os pesquisadores utilizaram a inteligência artificial para identificar materiais que muitas vezes não estão catalogados nos bancos de dados tradicionais ou que ainda não foram testados em larga escala.
Além dos resíduos industriais, o estudo também apontou 25 tipos de rochas naturais como potenciais substitutos ao cimento, com base em sua composição e propriedades mecânicas.
Tecnologia pode acelerar transição para práticas mais sustentáveis
A ferramenta criada pelo MIT pode auxiliar empresas, pesquisadores e governos a tomar decisões mais rápidas e baseadas em evidências sobre o uso de concreto verde. O sistema automatiza a triagem e a avaliação de materiais, economizando tempo e recursos que seriam necessários para testes laboratoriais manuais.
A expectativa é que a iniciativa contribua para a transição da indústria da construção civil para práticas menos poluentes, promovendo o uso de inteligência artificial como aliada na redução das emissões de carbono associadas ao cimento.
O uso de resíduos e subprodutos na formulação de concretos verdes pode, ainda, gerar benefícios econômicos. Além de reduzir o custo de produção, evita o descarte inadequado de resíduos sólidos e aproveita materiais que já existem em grande volume em diversos setores industriais.
Aplicação pode ser feita com infraestrutura existente
Os pesquisadores do MIT destacam que muitos dos materiais identificados podem ser utilizados sem necessidade de grandes mudanças nas linhas de produção existentes. A principal exigência seria a moagem adequada, já prevista em boa parte das usinas de concreto atuais.
A pesquisa está em fase de testes avançados para validação em escala real. O objetivo é permitir que os novos materiais possam substituir de forma segura e eficiente o cimento em construções de pequeno, médio e grande porte.
