Concreto do futuro? Resíduos industriais são transformados em material reciclável e resistente para uso na construção civil

Seguindo muitos princípios da Química Verde, pesquisadores produziram um composto forte e sustentável usando dois resíduos comuns que normalmente são pouco aproveitados: a lignina e o enxofre. Com relação à lignina, trata-se de uma substância responsável por conferir suporte estrutural às células vegetais, sendo encontrada principalmente em plantas lenhosas. Devido a sua abundância, muitos estudos visam entender como utilizá-la de maneira eficiente, especialmente pelo seu potencial na produção de materiais sustentáveis e na captura de carbono, já que quase 30% de todo o carbono orgânico da natureza está armazenado na lignina. Isso a torna uma aliada em projetos de redução das emissões de carbono e combate às mudanças climáticas.

Apesar disso, a lignina é quase sempre descartada durante o processamento de biomassa devido ao descarte de madeira, galhos e caules. Só a indústria papeleira, como exemplo, contribui com cerca de 600 mil toneladas anuais da substância como resíduo. Essa dificuldade em se aproveitar a lignina acontece por causa da sua estrutura química complexa, formada por moléculas que se combinam para compor três tipos de subunidades estruturais, porém cada planta tem uma combinação única dessas subunidades. Por exemplo, gramíneas como o capim possuem as três em grandes quantidades, enquanto em árvores de madeira dura, como o carvalho, predominam duas, e árvores de madeira mole, como o pinheiro, têm uma prevalente.

O enxofre, por sua vez, é um subproduto gerado em grande escala pela refinação de combustíveis fósseis, atingindo cerca de 70 milhões de toneladas por ano. Dado que a demanda por combustíveis fósseis ainda persiste, são importantes estratégias de manejo e aproveitamento desses resíduos industriais. Assim, há tempos pesquisadores buscam formas de combinar esses subprodutos (lignina e enxofre) para gerar materiais úteis. Uma das técnicas empregadas é chamada de vulcanização inversa, um processo que resulta na formação de compósitos resistentes, porém exige que a lignina seja previamente modificada com produtos químicos adicionais, o que torna o processo caro, com etapas mais complexas e menos sustentável.

Sendo assim, o diferencial desta pesquisa é que ela utiliza uma abordagem diferente para estabelecer ligações entre o enxofre e a lignina. Foi identificado pelos pesquisadores em investigações anteriores que a lignina tem outras partes reativas em sua estrutura que podem interagir com o enxofre quando expostos a altas temperaturas. Diante disso, neste estudo avaliaram a viabilidade de criar um compósito durável a partir do enxofre e do óleo de lignina, como alternativa à lignina inteira. Ao combiná-los, obtiveram um material homogêneo, o LOS90, com estabilidade térmica e alta resistência, características que o tornam uma opção  viável e sustentável ao concreto tradicional para aplicações estruturais que exigem materiais fortes e duráveis. O artigo completo, "Green and Atom Economical Route to High Compressive Strength Lignin Oil-Sulfur Composites", pode ser lido em: https://doi.org/10.1007/s10924-024-03287-5