Novas estradas com escória de aço reciclada podem reduzir emissões e salvar vidas

Todos gostamos de soluções em que todos ganham. Esta poderá ir ainda mais longe: uma solução com três vantagens.

A utilização de um resíduo industrial em novos pavimentos rodoviários poderá reduzir o impacto das estradas nas alterações climáticas e, potencialmente, salvar vidas.

Uma nova análise sugere que substituir o pavimento urbano convencional por estradas feitas parcialmente com escória de aço reciclada poderá cortar substancialmente as emissões de gases com efeito de estufa e de poluentes atmosféricos. A solução também poderá diminuir a necessidade de manutenção e, com ela, os incómodos engarrafamentos causados pelas reparações.

Como a escória de aço pode reforçar o pavimento

Quem nunca ouviu falar de escória de aço não está sozinho. Trata-se de um resíduo resultante da fusão de minério de ferro ou de sucata metálica para produzir aço.

Este material sobrante é uma mistura de dióxido de silício e óxidos metálicos, que pode ser usada para fabricar uma mistura asfáltica epóxi com escória de aço, designada SEAM.

A escória de aço tem características particularmente adequadas para pavimentos: a sua elevada resistência e estrutura angular ajudam a criar um material rodoviário duradouro.

Neste estudo, os investigadores combinaram a SEAM com um ligante asfáltico modificado com epóxi, obtendo um material concebido para resistir melhor ao desgaste e à deformação do que o pavimento convencional.

Uma estrada mais duradoura reduz os incómodos para a população e a poluição atmosférica associados ao trânsito provocado pelas obras rodoviárias.

Além disso, à medida que o pavimento se degrada, os veículos consomem mais combustível, com custos financeiros e de emissões. Uma estrada que se deteriora com menos frequência permite, por isso, poupar gasolina e gasóleo aos veículos que nela circulam, além de reduzir o seu desgaste.

No modelo dos investigadores, todos estes efeitos da fase de utilização representavam cerca de 95% das emissões e 60% dos custos ao longo da vida útil da estrada, nos cenários de referência.

Embora a maior parte dos custos de uma estrada surja durante a utilização, os investigadores mostram que a SEAM é mais cara de construir e produz mais emissões e poluição por partículas finas nos primeiros anos de uso. No entanto, quando o pavimento convencional precisa de ser substituído, gerando novamente essas emissões, as emissões da estrada com SEAM continuam a acumular-se.

A durabilidade das estradas com SEAM altera as contas

A durabilidade considerável das estradas com SEAM muda os resultados. Os investigadores modelaram três versões, com 20%, 35% ou 50% de epóxi. Atribuíram uma vida útil de seis anos ao pavimento convencional e à SEAM com 20% de epóxi, enquanto estimaram 15 anos para a versão com 35% e 20 anos para a de 50%.

Ao distribuir as emissões e os custos de construção por uma vida útil mais longa e ao reduzir os custos adicionais de combustível e manutenção associados à degradação das estradas, o pavimento mais duradouro poderá acabar por compensar a sua pegada inicial mais elevada.

Entre os cenários modelados, a formulação com 35% de epóxi apresentou o melhor equilíbrio. Uma maior quantidade de epóxi prolongava a vida do pavimento, mas, acima de aproximadamente 35%, os benefícios ambientais adicionais estabilizavam, ao passo que os custos continuavam a aumentar.

Os investigadores aplicaram depois o modelo à rede de estradas urbanas da China, testando cenários em que 25%, 50%, 75% ou 100% do pavimento asfáltico urbano existente era substituído. No cenário de substituição mais elevado, o modelo projetou reduções de cerca de 1,74 mil milhões de toneladas de emissões de CO₂ equivalente e de 1,23 mil milhões de quilogramas de PM2,5 durante o período avaliado.

A PM2,5 é uma forma de poluição por partículas finas associada a mortes por doenças cardíacas e renais, demência, hipertensão, cancro do pulmão e outras doenças.

No conjunto, os números apontam para um impacto considerável. Nos vários cenários de substituição, os investigadores estimaram que a redução da exposição à PM2,5, por si só, poderia evitar entre 31 802 e 128 980 mortes prematuras.

Estes valores de saúde resultam de um modelo que relaciona as reduções projetadas de poluição por partículas finas com relações estabelecidas entre a exposição à PM2,5 e a mortalidade. Os autores salientam que se trata de estimativas à escala do sistema, e não de previsões epidemiológicas precisas.

Há também uma poupança financeira importante a considerar: segundo o estudo, a SEAM poderia gerar entre 3,48 e 15,01 biliões de yuan chineses, equivalentes a 519,14 mil milhões a 2,24 biliões de dólares americanos.

Potencial e limitações da escória de aço reciclada

Alterações deste tipo no desempenho dos materiais à escala do sistema poderão ter implicações ainda maiores, uma vez que são «amplamente transferíveis para outras economias em rápida urbanização com indústrias siderúrgicas importantes», escrevem os investigadores.

«Países como a Índia, juntamente com várias nações do Sudeste Asiático e de África, geram grandes volumes de [escória de aço], ao mesmo tempo que enfrentam uma procura de transportes em aceleração e restrições ambientais crescentes.» Esses países também poderão beneficiar dos ganhos climáticos, de saúde pública e económicos das estradas com SEAM.

Existem, contudo, dificuldades logísticas a ter em conta. A escória de aço não é produzida de forma uniforme em toda a China, pelo que os investigadores modelaram o seu transporte entre províncias. Esse transporte acrescenta emissões, mas, no modelo, continuava a verificar-se uma redução líquida expressiva das emissões de CO₂ equivalente e de PM2,5.

O estudo também não avalia se as infraestruturas industriais atuais poderiam produzir e distribuir imediatamente material suficiente para satisfazer a procura nacional. Outra das maiores desvantagens é que o novo pavimento necessita de sete dias de cura antes de poder ser totalmente aberto ao trânsito.

É interessante pensar que a estrada mais sustentável poderá não ser necessariamente aquela que exige menos energia para ser construída. Poderá antes ser a que passa mais tempo a cumprir, de forma gloriosamente banal, a sua função de estrada: lisa, resistente e com menos necessidade de reparações.

A investigação foi publicada na revista Comunicações Terra e Ambiente.

Este artigo foi verificado por Rachel Garner e editado por Fiona MacDonald. Embora nos orgulhemos do nosso processo, somos humanos. Se detetar algum erro, informe-nos.