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IBRACON Structures and Materials Journal • 2012 • vol. 5 • nº 2
Evaluation of partial clinker replacement by sugar cane bagasse ash: CO
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emission reductions
and potential for carbon credits
os projetos de MDL, como os exemplificados anteriormente, de-
vem atender, dentre outras exigências, ao requisito de utilizarem
uma tecnologia inovadora, desconhecida pelo mercado e o cálculo
das reduções de emissões deve seguir uma metodologia específi-
ca, aprovada e consolidada pela UNFCCC, para a atividade.
A modalidade que envolve a redução da fração de clínquer no
cimento através do aumento da fração de aditivos representa uma
alternativa bastante promissora para o Brasil, que no ano de 2010
apresentou uma produção de 59,1 Mt de cimento, sendo a região
sudeste do país responsável por cerca de 50% deste montante
[3]. A maior parte das emissões da produção do cimento ocorre
durante a queima do calcário nos fornos de clinquerização para
produção do clínquer e na queima de combustíveis fósseis. Os
principais aditivos ora misturados ao clínquer são cinza volante,
gipsita, escória de alto forno e fíler calcário.
Tal qual a indústria do cimento, a indústria sucroalcooleira, atu-
almente em processo de franca expansão, impulsionada pela
crescente demanda por combustíveis alternativos como o etanol,
também figura como setor estratégico no cenário econômico e
ambiental global, tendo sido produzidos cerca de 730 Mt de cana
de açúcar na safra de 2010, respondendo a região sudeste por
aproximadamente 70% deste total [4]. A cana produzida no Bra-
sil serve de matéria-prima para a produção de açúcar e etanol,
gerando cerca de 190 Mt de bagaço. Quase que a totalidade do
bagaço de cana gerado nas usinas tem sido queimada para apro-
veitamento energético da biomassa através de cogeração termo-
elétrica, processo no qual o resíduo final é uma cinza residual do
bagaço. Estima-se que cerca de 4,5 Mt de CBCA são geradas no
Brasil a cada safra [5].
Dentro deste contexto, pesquisas recentes sobre o desempenho
da cinza do bagaço em concreto têm sido desenvolvidas no La-
boratório de Estruturas da COPPE/UFRJ com base em estudos
de propriedades reológicas, térmicas, mecânicas e associadas à
durabilidade. Os resultados obtidos [5-9] mostram que há grande
potencial para o uso da CBCA, como pozolanas na produção de
cimento. Adicionalmente, em virtude de a cinza ser originada em
biomassa vegetal, cuja queima não contribui para intensificação
do efeito estufa, a substituição de clínquer por cinza possibilita
a redução das emissões de CO
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para a atmosfera. Identifica-se,
portanto, um promissor cenário de implantação de MDL, em espe-
cial na região sudeste, através do aproveitamento de um resíduo
da indústria da cana de açúcar na indústria do cimento, ambas
fortemente presentes nesta região.
1.4 Objetivos
Este trabalho objetiva quantificar a redução de emissões de CO
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decorrentes da substituição parcial de cimento Portland por CBCA
e avaliar a possibilidade de implementação de um MDL.
1.5 Justificativa
Tendo em vista que a indústria do cimento é responsável por apro-
ximadamente 5% [10] das emissões mundiais de CO
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, a busca
por tecnologias de produção mais limpa capazes de absorver um
resíduo largamente gerado em outra indústria e que proporcione
ganhos financeiros, mostra-se um campo de pesquisa e desen-
volvimento bastante promissor. Neste sentido, o Laboratório de
Estruturas da COPPE/UFRJ tem pesquisado o uso de materiais
(Figura 1) devido à emissão excessiva de gases de estufa oriun-
dos das atividades humanas, como o metano (CH
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), o óxido nitro-
so (N
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O), gases com flúor (HFC, PFC, SF6) e especialmente gás
carbônico (CO
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).
1.2 O protocolo de Kyoto e seus mecanismos
Com base nestas evidências e no âmbito da UNFCCC, foi redigido
em 1997 na cidade de Kyoto no Japão, um protocolo cuja principal
diretriz é o estabelecimento de metas de redução das emissões de
gases de efeito estufa dos países desenvolvidos, então denomina-
dos países do anexo I, em 5,2% em relação às suas emissões de
1990, no período de 2008 a 2012.
Os países em desenvolvimento, ou não anexo I, dentro dos quais
o Brasil se enquadra, não contribuíram com emissões significati-
vas devido à baixa atividade industrial e de consumo nos últimos
150 anos. Estes países estariam então isentos do compromisso
de redução de emissões, mas poderiam contribuir com o protocolo
de outras maneiras.
No intuito de criar alternativas para que a redução das emissões
fosse mais flexível, o protocolo disponibiliza três mecanismos:
Emissions Trading
, onde países desenvolvidos com cotas de
emissão não utilizadas podem vender sua cota para países que ti-
verem ultrapassado suas metas de redução;
Joint Implementation
,
onde países com metas de redução podem comprar ERUs (Uni-
dades de Redução de Emissão) de outros países com metas que
tenham implantado projetos de redução de emissão e queiram
vender estes créditos; e MDL (Mecanismos de Desenvolvimento
Limpo), onde um país com metas pode investir em um projeto de
redução de emissão em um país em desenvolvimento, podendo o
projeto adquirir CER (Certificados de Redução de Emissões), cuja
unidade equivale a 1 tonelada de CO
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. O país investidor pode des-
contar os créditos nas suas emissões no intuito de cumprir suas
metas, e o país sede do projeto além de receber tecnologia, tem
o retorno financeiro da venda dos CER gerados. Estes três meca-
nismos configuram o chamado “mercado de carbono” [1].
O Protocolo de Kyoto entrou em vigor em 2002, após ratificação
da Rússia, e atualmente foi ratificado por um total 184 países,
dentro dos quais não se inclui os Estados Unidos, um dos países
que, historicamente, contribuiu com a maior parte das emissões
do mundo.
1.3 O cimento Portland, a cinza do bagaço de cana
de açúcar (CBCA) e o MDL
Diversas iniciativas no âmbito do protocolo de Kyoto e do MDL
ocorreram nos países em desenvolvimento, especialmente no
Brasil, Índia e China. Podem ser citados inúmeros projetos rela-
cionados à redução de emissão de gases de efeito estufa como:
o aterro sanitário de Nova Iguaçu, no estado do Rio de Janeiro,
onde há conversão do metano gerado na decomposição do lixo
em CO
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, cujo potencial de estufa é 21 vezes menor; o uso de bio-
massa para geração de energia; o aproveitamento de energia da
incineração do lixo, como faz a Usina Verde, no campus da UFRJ,
também no Rio de Janeiro; o reflorestamento de áreas degrada-
das; o uso de combustíveis alternativos; a diminuição da fração de
clínquer para produção de cimento, onde são emitidos em média 1
tonelada de CO
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por tonelada de cimento [2]; dentre outras inúme-
ras formas de redução de emissões, vêm recebendo CER. Todos