Operações Unitárias Como é produzido o Cimento?

Como é feito o cimento? O cimento é um material cerâmico que, em contato com a água, produz reação exotérmica de cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica. O cimento depende, principalmente, para sua fabricação, dos seguintes materiais: calcário, argila, minério de ferro e gesso. Essas matérias-primas são extraídas das minas por meio de detonações. Em seguida, são trituradas e transportadas para a fábrica onde são armazenadas e homogeneizadas.

Matérias-primas do cimento

Composição As reações químicas que provocam o endurecimento reduzem a água no interior da pasta, sendo que boa parte desse líquido também evapora com o calor gerado pela reação - a perda é tão grande que o cimento pode trincar. A areia entra na mistura para evitar que isso aconteça. Por ser um material inerte, ela não reage quimicamente com os outros elementos da fórmula - ao contrário, engrossa a mistura impedindo que o cimento rache. Essa combinação de cimento, areia e água recebe o nome de argamassa. Mas quando o volume a ser preenchido é muito grande, até a argamassa pode trincar facilmente - nesse caso, acrescentamos brita (pedra moída) e temos o concreto.

Pré-Homogeneização O processo de fabricação do cimento começa com a mineração do calcário, principal matéria-prima do cimento. O material é extraído das minas e armazenado no pátio de pré-homogeneização. Nesta fase são recolhidas as primeiras amostras para serem analisadas no Laboratório de Qualidade.

Moinho de Farinha ou Cru No moinho de farinha ou cru, o calcário é moído com argila e aditivos específicos (tais como minérios ferrosos, alumínicos ou materiais substitutos co-processados). A argila é um produto rico em sílica, ferro e alumínio, elementos essenciais para a qualidade do cimento. O produto final é formado por grãos muito finos, daí o nome farinha ou cru. Um filtro instalado no moinho evita que haja a emissão de pó para a atmosfera. A farinha é estocada em silos especiais até ser enviada ao forno rotativo. Na moagem de cru procede-se à afinação da composição química e da moagem com a finura adequada à cozedura.

Produção do Clínquer Antes de ser inserida no forno rotativo, a farinha passa pela torre de ciclone para que seja aquecida através dos gases quentes originados pelo forno, que se encontra logo abaixo. Quando a farinha chega ao forno rotativo já está com temperatura em torno de 900ºC, ajudando a reduzir o consumo de energia. No interior do forno a temperatura chega a 1.450ºC, produzindo o clínquer.

 Resfriamento Para finalizar o processo de produção do clínquer, o material é resfriado no resfriador e a temperatura reduzida para menos de 200ºC. Um filtro está instalado na saída do equipamento, liberando o ar de resfriamento para a atmosfera sem poluentes. Uma nova coleta de amostras é realizada para os ensaios químicos do Laboratório de Controle de Qualidade. O clínquer é transportado para as moegas, onde ficam armazenadas as outras matérias-primas que compõem o cimento: gesso, calcário e pozolana ou escória. Dependendo da porcentagem de cada produto, obtém-se uma especificação de cimento.

Os procedimentos necessários à produção do cimento geram cerca de 5% das emissões mundiais de CO2 As fábricas de cimento são consideradas grandes poluidoras, segundo estudos. Durante o processo de extração do calcário de pedreiras podem ocorrer desmoronamentos e erosões devido às vibrações produzidas no terreno ou pelo abandono de pedreiras já muito exploradas. Também são emitidos gases poluentes. Já a extração de argila em rios causa aprofundamento desses cursos d’água, diminuindo a quantidade de água nos leitos e atrapalhando os habitantes ali existentes, o que diminui a biodiversidade da região.

Além de consumir 2% de toda a energia global, as cimenteiras também são responsáveis por 5% da emissão de dióxido de carbono (CO2) de todo o mundo (na produção de uma tonelada de clínquer, é produzido uma tonelada de CO2), contribuindo em grande parte para o aumento do efeito estufa, segundo estudo. Liberam também óxido de enxofre óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e compostos de chumbo, todos eles poluentes. A previsão é que a produção de cimento dobre nos próximos 40 anos, o que faria com que essas empresas fossem responsáveis por até 20% do total de emissões de CO2 no mundo. Para evitar essa projeção, é necessário que o processo sofra alterações, já que dificilmente a demanda por cimento irá diminuir.

A mistura segue para o moinho de cimento, onde todos os componentes são moídos até atingirem a granulometria ideal, resultando em cimento de alta qualidade. Moinho

Expedição Após sua moagem, o cimento é estocado em silos até ser ensacado e comercializado. O cimento a granel destina-se a consumidores de grande porte, normalmente consumidores industriais e concreteiras, onde suas instalações são dotadas de silos de armazenagem. O cimento é entregue ao cliente em caminhões, usualmente conhecidos como “cebolão ”