Os pesquisadores desenvolveram uma nova solução para capturar carbono no concreto, misturando uma alga verde sustentável e fácil de crescer na massa industrial que produz cimento, tudo sem reduzir sua força.
Cientistas da Universidade de Washington e da Microsoft Research usaram o aprendizado de máquina para agilizar sua experimentação, apresentando uma solução que reduziu os impactos globais do aquecimento global do cimento em 21%
Um estudo sobre seu trabalho está publicando online hoje em Matériaum diário de ciências focado na ciência dos materiais.
A pesquisa foi liderada por Elefteria Roumeli, professora assistente da UW em ciência e engenharia de materiais, e Kristen Severson, pesquisadora sênior da Microsoft Research. Roumeli desenvolveu anteriormente um plástico à base de algas que biodeg das biodegradas na natureza tão rápido quanto uma casca de banana.
Os cientistas queriam combater o concreto, uma vez que é responsável entre 8 a 11% das emissões globais de carbono. O cimento, o componente -chave do concreto, contribui para quase todo esse ônus climático.
Existem esforços em todo o mundo para conter a pegada de carbono do concreto usando energia limpa na geração do calor necessário para o cimento do produto e trocando em diferentes ingredientes para ligar o cimento, como resíduos industriais, como cinzas volantes e escória do forno.
Roumeli e Severson se voltaram para as algas marinhas, uma vez que puxa o carbono do ar e o trava durante a fotossíntese. Outros testaram o uso de algas menores, mas os pesquisadores foram os primeiros a escolher uma macroalga chamada Ulva como material, porque possui uma estrutura celular mais robusta que suspeitaram que poderia ajudar a reforçar o cimento.
Os cientistas desidraram a alga antes de incorporá -la e foram capazes de usar com sucesso quantidades muito mais altas no cimento do que as demonstrações anteriores.
Uma das dificuldades no desenvolvimento de cimento de baixo carbono é o tempo necessário para garantir que seja forte o suficiente para ser usado na construção de edifícios, pontes e outras infraestruturas. O concreto ganha força ao longo do tempo, levando os pesquisadores a testar o material após 28 dias.
Para acelerar esse processo, os cientistas desenvolveram um modelo de aprendizado de máquina que poderia prever quão mais forte uma amostra terá mais de quatro semanas, permitindo que eles abandonem estratégias de baixo desempenho no início do processo. A abordagem raspou 112 dias de folga do tempo do experimento. O modelo é adaptável e pode ser aplicado a outras soluções para fabricar cimento mais verde.
“(T) seu trabalho estabelece uma estrutura com o potencial de acelerar o projeto de cimento sustentável com recursos experimentais viáveis, satisfazendo os requisitos críticos de desempenho”, escreveram os autores.
Outros autores do artigo foram Meng-Yen Lin e Paul Grandgeorge, que fizeram a pesquisa como estudante de pós-graduação e pós-doutorado, respectivamente, no laboratório de Roumeli. A publicação é intitulada “Otimização em circuito fechado usando o aprendizado de máquina para o design acelerado de cimentos sustentáveis que incorporam biomateria de algas”.