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Pesquisadores do Instituto Paul Scherrer criam novas receitas de cimento com baixo carbono usando inteligência artificial e algoritmos genéticos avançados
O cimento ecológico pode estar prestes a ganhar espaço na construção civil. Pesquisadores do Instituto Paul Scherrer, na Suíça, desenvolveram uma forma de criar novas receitas de cimento ecológico em questão de segundos, usando inteligência artificial.
Em vez de testes longos em laboratório, os cientistas usaram inteligência artificial para criar novas receitas de cimento com menos emissões.
O problema do cimento convencional
O cimento funciona como agente de ligação no concreto. Misturado com água e cascalho, ele forma minerais que tornam o material duro e resistente. O problema está na fabricação. Para produzir cimento, é preciso aquecer calcário moído a 1.400 °C. Isso gera grande quantidade de CO₂.
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O mais surpreendente é que a maior parte dessas emissões não vem da queima de combustível, mas do próprio calcário. Quando aquecido, ele libera o dióxido de carbono que estava preso quimicamente em sua composição.
Hoje, parte desse cimento é substituído por subprodutos, como escória de ferro ou cinzas de carvão. Mas a demanda global por cimento é tão alta que outras soluções precisam ser encontradas.
IA encontra a “receita certa”
A matemática Romana Boiger, que lidera a equipe do PSI, afirma que a inteligência artificial funciona como um “livro de receitas digital para cimento ecológico”.
O sistema criado consegue simular diferentes misturas de cimento e prever, em segundos, quais delas emitem menos CO₂ e ainda mantêm a qualidade do material.
Os cientistas treinaram uma rede neural com dados produzidos por um software do próprio instituto, o GEMS.
Esse programa simula reações geoquímicas e a formação de minerais durante o processo de endurecimento do cimento. Com isso, o sistema aprendeu a prever o comportamento de diversas formulações.
Segundo o pesquisador Nikolaos Prasianakis, a rede neural consegue calcular as propriedades de uma mistura de cimento em milissegundos — o que é cerca de mil vezes mais rápido que os métodos convencionais.
Algoritmos genéticos ajudam na escolha
Além da rede neural, a equipe também utilizou algoritmos genéticos. Esse tipo de técnica se inspira na evolução natural. A ideia é testar, de forma automatizada, quais combinações de materiais produzem um cimento eficiente, com baixo carbono e viável para produção em grande escala.
John Provis, coautor do estudo, afirma que algumas das novas receitas já mostram potencial real. Elas não só reduzem as emissões como também mantêm a resistência e podem ser aplicadas na indústria.
Ainda é o começo
Apesar dos avanços, os pesquisadores destacam que ainda há um longo caminho pela frente. As fórmulas encontradas precisam passar por muitos testes práticos. O estudo atual é apenas uma prova de conceito.
O uso da inteligência artificial permitiu descobrir receitas promissoras sem necessidade de milhares de experimentos físicos. Isso pode acelerar o processo e levar à criação de materiais de construção mais sustentáveis.
Outros projetos também estão em desenvolvimento. Em um deles, pesquisadores transformaram argila em cimento. Em outro, foi usada impressão 3D com grafeno para criar concreto mais resistente.
O cimento com menos carbono ainda não está pronto para uso em larga escala. Mas o uso da IA mostra que há formas mais rápidas e eficientes de chegar lá.
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