p Encontrar concreto é uma ocorrência comum - até mesmo rotineira. E é exatamente isso que torna o concreto excepcional. p Como o material mais consumido depois da água, o concreto é indispensável para os muitos sistemas essenciais - de estradas a edifícios - nos quais é usado.

p Mas devido ao seu uso extensivo, a produção de concreto também contribui com cerca de 1 por cento das emissões nos Estados Unidos e continua sendo uma das várias indústrias intensivas em carbono em todo o mundo. Combatendo a mudança climática, então, significará reduzir os impactos ambientais do concreto, mesmo que seu uso continue a aumentar.

p Em um novo jornal no Proceedings of the National Academy of Sciences , uma equipe de pesquisadores atuais e ex-pesquisadores do MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub) descreve como isso pode ser alcançado.

p Eles apresentam uma extensa avaliação do ciclo de vida dos setores de construção e pavimentação que estima como as estratégias de redução de gases de efeito estufa (GEE) - incluindo aquelas para concreto e cimento - poderiam minimizar as emissões cumulativas de cada setor e como essas reduções seriam comparadas à redução nacional de GEE alvos.

p A equipe descobriu que, se estratégias de redução fossem implementadas, as emissões de pavimentos e edifícios entre 2016 e 2050 podem cair em até 65 por cento e 57 por cento, respectivamente, mesmo que o uso de concreto tenha se acelerado muito durante esse período. Estas estão próximas das metas de redução dos EUA definidas como parte dos Acordos do Clima de Paris. As soluções consideradas também permitiriam a produção de concreto para ambos os setores atingir a neutralidade de carbono até 2050.

p Apesar da contínua descarbonização da rede e dos aumentos na eficiência de combustível, eles descobriram que a grande maioria das emissões de GEE de novos edifícios e pavimentos durante este período derivaria do consumo de energia operacional, em vez das chamadas emissões incorporadas - emissões da produção de materiais e construção.

p Fontes e soluções

p O consumo de concreto, devido à sua versatilidade, durabilidade, construtibilidade, e papel no desenvolvimento econômico, foi projetado para aumentar em todo o mundo.

p Embora seja essencial considerar os impactos incorporados da produção de concreto em andamento, é igualmente essencial colocar esses impactos iniciais no contexto do ciclo de vida do material.

p Devido aos atributos únicos do concreto, pode influenciar o desempenho de sustentabilidade de longo prazo dos sistemas em que é usado. Pavimentos de concreto, por exemplo, pode reduzir o consumo de combustível do veículo, enquanto as estruturas de concreto podem suportar perigos sem a necessidade de reparos que consomem muita energia e materiais.

p Impactos do concreto, então, são tão complexos quanto o próprio material - uma mistura cuidadosamente proporcionada de pó de cimento, agua, areia, e agregados. Desembaraçar a contribuição do concreto para os impactos operacionais e incorporados de edifícios e pavimentos é essencial para o planejamento de reduções de GEE em ambos os setores.

p Conjunto de cenários

p Em seu jornal, Os pesquisadores do CSHub prevêem as potenciais emissões de gases de efeito estufa dos setores de construção e pavimentação à medida que várias estratégias de redução de emissões foram introduzidas entre 2016 e 2050.

p Uma vez que ambos os setores são imensos e em rápida evolução, modelá-los exigia uma estrutura complexa.

p "Não temos detalhes sobre cada edifício e pavimento nos Estados Unidos, "explica Randolph Kirchain, um cientista pesquisador do Laboratório de Pesquisa de Materiais e codiretor do CSHub.

p "Como tal, começamos desenvolvendo projetos de referência, que se destinam a ser representativos dos edifícios e pavimentos atuais e futuros. Estes foram adaptados para serem apropriados para 14 zonas climáticas diferentes nos Estados Unidos e, em seguida, distribuídos em todos os EUA com base em dados do Censo dos EUA e da Administração de Rodovias Federais. "

p Para refletir a complexidade desses sistemas, seus modelos deveriam ter as resoluções mais altas possíveis.

p “No setor de pavimentos, coletamos o estoque atual da rede dos EUA com base em segmentos de alta precisão de 10 milhas, junto com as condições da superfície, tráfego, espessura, largura da pista, e número de pistas para cada segmento, "diz Hessam AzariJafari, um pós-doutorado no CSHub e um co-autor no artigo.

p "Para modelar futuras ações de pavimentação ao longo do período de análise, assumimos quatro condições climáticas; Quatro tipos de estradas; asfalto, concreto, e estruturas de pavimento composto; bem como importante, menor, e ações de pavimentação de reconstrução especificadas para cada condição climática. "

p Usando esta estrutura, eles analisaram um cenário "projetado" e um "ambicioso" de estratégias de redução e atributos de sistema para edifícios e pavimentos ao longo do período de análise de 34 anos. Os cenários foram definidos pelo tempo e intensidade das estratégias de redução de GEE.

p Como o próprio nome pode sugerir, o cenário projetado refletia as tendências atuais. Para o setor de construção, as soluções abrangeram a esperada descarbonização da rede e melhorias nos códigos de construção e eficiência energética que estão sendo implementados em todo o país. Para pavimentos, a única solução projetada foi a melhoria da economia de combustível do veículo. Isso porque, à medida que a eficiência do veículo continua a aumentar, o excesso de emissões dos veículos devido à má qualidade das estradas também diminuirá.

p Ambos os cenários projetados para edifícios e pavimentos apresentaram a introdução gradual de estratégias de concreto de baixo carbono, como conteúdo reciclado, captura de carbono na produção de cimento, e o uso de carbono capturado para produzir agregados e curar concreto.

p “No cenário ambicioso, "explica Kirchain, "fomos além das tendências projetadas e exploramos mudanças razoáveis ​​que excedem as políticas atuais e os compromissos [da indústria]."

p Aqui, as estratégias do setor de construção eram as mesmas, mas implementado de forma mais agressiva. O setor de pavimentos também obedeceu a metas mais agressivas e incorporou várias estratégias inovadoras, incluindo investir mais para produzir estradas mais suaves, aplicar seletivamente camadas de concreto para produzir pavimentos mais rígidos, e a introdução de pavimentos mais reflexivos - que podem mudar o equilíbrio de energia da Terra, enviando mais energia para fora da atmosfera.

p Resultados

p À medida que a rede se torna mais verde e novas casas e edifícios se tornam mais eficientes, many experts have predicted the operational impacts of new construction projects to shrink in comparison to their embodied emissions.

p "What our life-cycle assessment found, " says Jeremy Gregory, the executive director of the MIT Climate Consortium and the lead author on the paper, "is that [this prediction] isn't necessarily the case."

p "Instead, we found that more than 80 percent of the total emissions from new buildings and pavements between 2016 and 2050 would derive from their operation."

p Na verdade, the study found that operations will create the majority of emissions through 2050 unless all energy sources—electrical and thermal—are carbon-neutral by 2040. This suggests that ambitious interventions to the electricity grid and other sources of operational emissions can have the greatest impact.

p Their predictions for emissions reductions generated additional insights.

p For the building sector, they found that the projected scenario would lead to a reduction of 49 percent compared to 2016 levels, and that the ambitious scenario provided a 57 percent reduction.

p As most buildings during the analysis period were existing rather than new, energy consumption dominated emissions in both scenarios. Consequentemente, decarbonizing the electricity grid and improving the efficiency of appliances and lighting led to the greatest improvements for buildings, they found.

p In contrast to the building sector, the pavements scenarios had a sizeable gulf between outcomes:The projected scenario led to only a 14 percent reduction while the ambitious scenario had a 65 percent reduction—enough to meet U.S. Paris Accord targets for that sector. This gulf derives from the lack of GHG reduction strategies being pursued under current projections.

p "The gap between the pavement scenarios shows that we need to be more proactive in managing the GHG impacts from pavements, " explains Kirchain. "There is tremendous potential, but seeing those gains requires action now."

p These gains from both ambitious scenarios could occur even as concrete use tripled over the analysis period in comparison to the projected scenarios—a reflection of not only concrete's growing demand but its potential role in decarbonizing both sectors.

p Though only one of their reduction scenarios (the ambitious pavement scenario) met the Paris Accord targets, that doesn't preclude the achievement of those targets:many other opportunities exist.

p "Neste estudo, we focused on mainly embodied reductions for concrete, " explains Gregory. "But other construction materials could receive similar treatment.

p "Further reductions could also come from retrofitting existing buildings and by designing structures with durability, hazard resilience, and adaptability in mind in order to minimize the need for reconstruction."

p This study answers a paradox in the field of sustainability. For the world to become more equitable, more development is necessary. E ainda, that very same development may portend greater emissions.

p The MIT team found that isn't necessarily the case. Even as America continues to use more concrete, the benefits of the material itself and the interventions made to it can make climate targets more achievable.