Mais Circular Nem Sempre É Mais Sustentável: O Caso do Concreto de Carbono Reciclado

Resumo: Existe uma premissa raramente questionada nas estratégias de economia circular: que aumentar a circularidade de um produto melhora automaticamente seu desempenho de sustentabilidade. Um estudo publicado no Journal of Cleaner Production testou essa premissa com dados reais — e encontrou o contrário em duas dimensões importantes.

Por que o setor da construção

Os números que abrem o estudo justificam a escolha do caso. O setor de edificação e construção consome 50% de todos os recursos extraídos e é responsável por 35% da geração total de resíduos da União Europeia. As indústrias de cimento e concreto sozinhas contribuem com 6% a 8% das emissões antropogênicas de CO₂.

Nesse contexto surgiu o concreto reforçado com carbono (CRC) — um compósito de concreto com grelhas e barras de fibra de carbono no lugar da armadura de aço. Como as fibras de carbono não corroem, é necessária apenas alguns milímetros de cobertura de concreto em vez da camada espessa exigida para proteger o aço. O resultado: cerca de 80% de economia de recursos mantendo a mesma capacidade de carga, e redução de até 70% no peso do componente.

Mas o CRC traz um problema próprio. Diferentemente do aço, as fibras de carbono não são facilmente recicláveis e tendem a ser degradadas em ciclos posteriores com alta demanda energética. Dada a novidade e a longevidade do material, opções de reciclagem ainda são pouco exploradas.

O experimento

Anna Luthin (Universidade de Melbourne e RWTH Aachen), Robert H. Crawford e Marzia Traverso aplicaram a estrutura C-LCSA (Circular Life Cycle Sustainability Assessment) a um caso concreto: transformar sucata de CRC em um piso industrial.

A C-LCSA adiciona a avaliação de circularidade como quarto pilar à avaliação de sustentabilidade de ciclo de vida tradicional — que já combina ACV ambiental, custeio de ciclo de vida (LCC) e avaliação social. As quatro análises são conduzidas em paralelo, com a mesma unidade funcional e as mesmas fronteiras de sistema.

A unidade funcional: 1 m³ de concreto feito de sucata de CRC pós-produção, para uso como piso industrial em galpão, com vida útil esperada de 50 anos.

O processo real: a sucata de CRC foi triturada com britador de mandíbulas e moinho de martelos, separando a matriz de concreto da grelha de fibra de carbono. A fração de concreto (granulometria 2/4) percorreu 3 km até a fábrica. As fibras de carbono, que não podem ser reutilizadas na forma de grelha, seguiram 500 km até uma instalação de pirólise, foram cortadas em comprimento específico e retornaram. Na produção, as fibras de carbono substituíram fibras de aço, e o concreto triturado substituiu 80% da brita originalmente necessária.

Para a circularidade, usou-se o Material Circularity Indicator (MCI) da Ellen MacArthur Foundation e Granta Design — uma escala de 0 (totalmente linear) a 1 (perfeitamente circular).

O resultado de circularidade

O piso industrial de CRC reciclado alcançou um MCI de 0,8184 — alto, explicado pela grande fração de material reciclado (69,64% da massa de insumos) e pelo potencial de ser reciclado novamente ao fim da vida (assumindo 90% de coleta, com 10% de perdas na desconstrução).

As variações de cenário mostram a sensibilidade do indicador:

| Cenário | MCI | |---|---| | Resíduo após uso (sem reciclagem) | 0,4134 | | Cenário base | 0,8184 | | Substituição total da brita por concreto reciclado (SV1) | 0,8912 | | Vida útil de 200 anos | 0,9886 | | Ambos combinados | 0,9932 |

Note-se que a diferença entre 0,4134 e 0,8184 depende inteiramente de uma suposição sobre o ciclo de vida seguinte — algo que ainda não aconteceu e que os autores reconhecem como limitação estrutural do método.

O trade-off que o estudo revela

Aqui está o achado central. Ao aumentar a circularidade de 0,8184 para 0,8912 substituindo toda a brita natural por concreto reciclado (cenário SV1):

| Indicador | Cenário base | SV1 (mais circular) | Direção | |---|---|---|---| | Circularidade (MCI) | 0,8184 | 0,8912 | ✔ melhora | | GWP (kg CO₂ eq./m³) | 167 | 159 | ✔ melhora | | Eutrofização (kg fosfato eq.) | 0,0279 | 0,0268 | ✔ melhora | | Toxicidade humana (kg DCB eq.) | 11,9 | 13,6 | ✘ piora | | Custo (€/m³) | 573,39 | 640,13 | ✘ piora (+12%) |

Aumentar a circularidade melhorou o clima e a eutrofização — e piorou a toxicidade humana e o custo.

A causa da piora em toxicidade é rastreável: o processamento da sucata de CRC responde por 65% do impacto de toxicidade humana no cenário base e 71% no SV1, devido à alta quantidade de particulados emitidos ao ar. Mais concreto reciclado significa mais processamento, e portanto mais particulados.

A conclusão dos autores é direta: afirmações gerais sobre a relação entre maior circularidade e impactos positivos na sustentabilidade não podem necessariamente ser feitas.

Onde os impactos realmente estão

O detalhamento por etapa é instrutivo para qualquer empresa que planeje intervenções.

Os materiais comprados — cimento CEM III A 42,5 R, superplastificante, brita e cinza volante — contribuem com 79% a 99% de todas as categorias de impacto ambiental, com a única exceção da toxicidade humana. Só o cimento e demais insumos emitiram 137 dos 167 kg CO₂ eq. totais.

A pirólise das fibras de carbono, apesar dos 500 km de transporte em cada sentido, contribuiu apenas 20,6 kg CO₂ eq. — o segundo maior contribuinte, mas muito atrás. O transporte total não passou de 10% em nenhuma categoria.

A implicação estratégica: otimizar o processo de reciclagem tem retorno limitado enquanto a formulação do concreto — especialmente o teor de cimento — permanecer inalterada.

O custo que a fase de desenvolvimento esconde

O piso custou 573,39 €/m³ para produzir, contra um preço de mercado de aproximadamente 165 €/m³ para um piso industrial comparável com fibras de aço. Uma perda de 408,39 € por metro cúbico.

Mas o detalhamento desarma a conclusão pessimista: os custos de pessoal representam 66% do total (70% no SV1). O processamento da sucata exigiu 7,47 horas de trabalho por m³ — reflexo de produção em escala laboratorial com procedimentos não otimizados.

Os autores registram que, sem os custos de pessoal, a produção teria sido similar ao preço de venda alcançável. Ou seja: o obstáculo econômico é de escala e automação, não de viabilidade estrutural do conceito.

A dimensão social que raramente é avaliada

A avaliação de pontos críticos sociais, usando o Social Hotspot Database, encontrou riscos baixos para direitos trabalhistas (1,6), sociedade (1,4), governança (1,0) e comunidade (1,3).

Dois resultados merecem atenção:

Saúde e segurança ocupacional: risco alto (4) — relacionado a toxinas e perigos ocupacionais e a lesões e fatalidades. Coerente com o achado de particulados na etapa de processamento.

Aceitação social: risco médio (2,45) — categoria adicionada pelos autores especificamente para conceitos de economia circular em fase de desenvolvimento. Dois fatores: incertezas técnicas quanto à possível contaminação de maquinário ao processar fibras de carbono, e dúvidas não totalmente resolvidas sobre riscos à saúde de partículas fibrosas no ar.

Avaliar aceitação social na fase de desenvolvimento é uma escolha metodológica valiosa: identifica obstáculos de adoção de mercado antes que investimentos de escalonamento sejam comprometidos.

As limitações declaradas

Os autores são rigorosos sobre o que a estrutura não resolve.

A unidade funcional fica mais complexa no contexto circular. Definir a função de um produto que se espera que entre em outro ciclo de vida exige suposições sobre esse ciclo futuro. Uma revisão citada identifica quatro graus de detalhe na definição de UF para concreto: volume; volume e resistência; volume, resistência e durabilidade simultaneamente; e confiabilidade de resistência. Este estudo usou apenas volume — porque dados de resistência não estavam disponíveis na fase de desenvolvimento — e reconhece que isso limita a comparabilidade.

A vida útil de 200 anos é tecnicamente possível mas irrealista. Os autores citam pesquisa indicando que mudanças de mercado e fatores sociais determinam o fim de vida de edifícios com mais frequência do que a falha dos materiais.

O downcycling não é capturado. Apesar de vida útil e taxas de reciclagem altas, a degradação das propriedades do material reciclado não aparece no MCI — uma lacuna que os autores explicitamente encaminham para pesquisas futuras.

Os dados sociais estão desatualizados. Vários indicadores do SHDB remontam a mais de dez anos.

O que isso significa na prática

A lição transferível não é sobre concreto. É sobre método.

Um indicador de circularidade isolado não é evidência de sustentabilidade. O MCI é útil — está alinhado aos requisitos mínimos do rascunho da norma ISO 59020 — mas mede a minimização do fluxo linear, não o impacto ambiental, o custo ou o risco social. As três coisas podem divergir, e neste caso divergiram.

Trade-offs só aparecem quando as dimensões são avaliadas em paralelo. Os autores destacam que essas contrapartidas não poderiam ter sido identificadas usando apenas ACV tradicional ou indicadores de economia circular que somam tudo em um número único.

Avaliar cedo permite corrigir barato. A aplicação na fase de desenvolvimento identificou três hotspots concretos — particulados no processamento, custos de pessoal, e a incerteza técnica que afeta aceitação de mercado — todos endereçáveis antes do escalonamento.

Um aspecto prático que os autores destacam: a especificação separada das quatro dimensões permite que a C-LCSA seja conduzida por profissionais diferentes, o que reduz a complexidade em empresas onde a expertise de cada dimensão está em divisões distintas.

Perguntas frequentes

Aumentar a circularidade melhora automaticamente a sustentabilidade? Não. No caso estudado, elevar o MCI de 0,8184 para 0,8912 reduziu o GWP de 167 para 159 kg CO₂ eq., mas aumentou a toxicidade humana de 11,9 para 13,6 kg DCB eq. e os custos em 12%. Os autores concluem que afirmações gerais sobre essa relação não podem ser feitas.

O que é o C-LCSA? Circular Life Cycle Sustainability Assessment: uma estrutura que adiciona a avaliação de circularidade como quarto pilar à avaliação de sustentabilidade de ciclo de vida — ACV ambiental, custeio de ciclo de vida e avaliação social — todas conduzidas em paralelo com a mesma unidade funcional e fronteiras de sistema.

O que mede o Material Circularity Indicator (MCI)? O grau em que o fluxo linear foi minimizado e o fluxo restaurativo maximizado, numa escala de 0 (totalmente linear) a 1 (perfeitamente circular). Considera massa de material virgem, resíduo não recuperável e um fator de utilidade baseado em vida útil e intensidade de uso.

Por que o concreto reforçado com carbono reduz o uso de recursos? Porque fibras de carbono não corroem, exigindo apenas alguns milímetros de cobertura de concreto em vez da camada espessa necessária para proteger o aço. O resultado é cerca de 80% de economia de recursos com a mesma capacidade de carga e até 70% menos peso.

Onde estão concentrados os impactos ambientais nesse tipo de produto? Nos materiais comprados — cimento, superplastificante, brita e cinza volante — que representam 79% a 99% de todas as categorias de impacto. A exceção é a toxicidade humana, dominada pelo processamento da sucata (65% a 71%) devido aos particulados emitidos ao ar.

Um indicador de circularidade isolado é suficiente para orientar decisões? Não. Os autores destacam que os trade-offs identificados não poderiam ter sido detectados usando apenas ACV tradicional ou indicadores de economia circular que somam tudo em um número único.

Como a Sustek.co avalia circularidade sem esconder trade-offs

Anunciar uma meta de circularidade sem saber o que ela custa em toxicidade, orçamento ou risco social é comprometer publicamente algo que ainda não foi calculado. Estruturamos essa avaliação antes do anúncio:

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Sustainability Navigator — Aplica a lógica central deste estudo ao Redesenho de Modelo de Negócio Circular: avaliar circularidade junto com desempenho ambiental, econômico e social, e explicitar os trade-offs em vez de escondê-los em um índice agregado. Entrega value-at-stake circular em números financeiros, sequenciamento de tecnologias 4IR e o Blueprint de Transformação pronto para conselho.

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Fonte: Luthin, A., Crawford, R.H. & Traverso, M. (2023). "Demonstrating circular life cycle sustainability assessment – a case study of recycled carbon concrete." Journal of Cleaner Production, 433, 139853. ISSN 0959-6526. Artigo de acesso aberto sob licença CC BY-NC-ND. Financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF), projeto FaBeR. ACV conduzida conforme ISO 14040/14044 usando GaBi Professional© e método CML2001-Ago. 2016; circularidade avaliada com o Material Circularity Indicator (EMF & Granta Design, 2019); riscos sociais via Social Hotspot Database©.