Boston não é um lugar onde você esperaria encontrar uma fábrica de cimento. No entanto, a apenas 20 minutos a pé dos sagrados corredores de Harvard, escondidos no bairro artístico de Somerville, fica o Sublime Systems.

Ao entrar na sede da Sublime, você supõe que será recebido por uma explosão de calor sinônimo da tradicional fabricação de cimento. Em vez disso, você entra em um escritório em planta aberta, sem a sensação perceptível de estar em uma fábrica de cimento, fora de uma camada de poeira fina, que parece cobrir a instalação. No entanto, a aparente esterilidade contraria o trabalho em andamento nas profundezas do edifício. Isso porque a Sublime, ao contrário dos produtores convencionais, é pioneira no uso da eletroquímica para fabricar cimento, um processo que, segundo ela, poderia descarbonizar significativamente o setor.

Uma questão concreta

A indústria do cimento é uma das maiores poluidoras do mundo, respondendo por aproximadamente 8% das emissões globais de CO2. Também desempenha um papel crucial na construção de data centers, representando até 40% da estrutura. E, com mais de 3.000 novas construções (e contando) planejadas ou em construção apenas no mercado dos EUA, a intensidade de carbono da construção de data centers foi lançada aos holofotes.

Em resposta, vários hiperescalas começaram a apoiar um número crescente de empresas de cimento sustentável, incluindo a Sublime, que recebeu apoio da Microsoft no ano passado. O acordo, inspirado em um acordo de compensação de carbono, fez com que a Microsoft se comprometesse a adquirir o valor ambiental de até 622.500 toneladas de cimento Sublime em um período de seis a nove anos.

Amazon, Meta e Google seguiram o mesmo caminho, apoiando inúmeras empresas com uma variedade de abordagens ao problema. A Sublime afirma ser a única empresa a buscar revolucionar completamente a produção de cimento por meio de seu inovador processo eletroquímico.

Da eletricidade ao cimento

Criada pela Dra. Leah Ellis e pelo Professor Yet-Ming Chiang, a Sublime reflete a excelência acadêmica da cidade onde está sediado. Formada em 2020, ela veio de um projeto de pesquisa no Massachusetts Institute of Technology (MIT), no qual o cofundador Ellis desenvolveu o processo eletroquímico como pesquisador de pós-doutorado no laboratório do professor Chiang.

Em vez de adaptar tecnologias existentes, a Sublime busca substituir a fabricação tradicional de cimento. O Cimento Portland Comum (OPC) é produzido em fornos de alta temperatura, onde o calcário é aquecido a ~1.450 °C. No entanto, o processo é altamente intensivo em CO2, não apenas pela liberação de carbono na combustão do combustível, mas também pelo calcário calcinado, composto por cerca de 50% de carbono incorporado.

A Sublime utiliza rochas de silicato de cálcio – como o basalto – em vez de calcário e, por meio da eletrorrefinação, refina-as em elementos necessários à produção de cimento. "Você basicamente refina pedras em um tanque", diz um membro da equipe de P&D da empresa à DCD. "Em vez de queimá-los, decompomos rochas de silicato de cálcio de baixo valor e alguns resíduos industriais em elementos de que precisamos."

Ao evitar rochas carbonatadas e usar eletricidade em vez de fornos a combustíveis fósseis, a empresa reduz a grande maioria das emissões associadas à produção tradicional de cimento. Para alcançar a descarbonização total, entretanto, a usina precisaria ser alimentada inteiramente por fontes renováveis, o que é improvável no futuro imediato. Mesmo assim, o processo oferece uma opção muito menos intensiva em carbono e mais eficiente em termos de energia, exigindo níveis de calor muito mais baixos e eliminando a necessidade de fornos a combustíveis fósseis.

Depois que o cimento é feito, ele precisa ser testado. Continuando o tour pela instalação piloto, encontramos uma série de pequenas misturadoras onde cubos de argamassa são misturados e depois despejados em banhos de água com cal. É uma visão estranha, mas um membro da equipe Sublime assegura que o DCD tem um propósito, com a solução usada para imitar as condições dentro de uma grande estrutura de concreto. Após a salmoura da banheira, os cubos são carregados em um testador de compressão, que aplica força lentamente até que se fraturem.

Os testes ajudam a identificar a mistura ideal que atende aos requisitos padrão da indústria para cimento. Portanto, cada teste é cuidadosamente repetido, com controle rigoroso da velocidade de mistura, das proporções e dos tempos de cura, para garantir que o cimento funcione em condições reais de construção.

O processo rigoroso deu frutos, diz a equipe de P&D da Sublime, com testes iniciais de durabilidade que mostram que o cimento resiste a rachaduras e se desgasta de forma mais uniforme do que o OPC padrão. Pequenos aditivos são usados para ajustar o desempenho, e o produto resultante é projetado para funcionar com os mesmos caminhões, bombas e processos já usados na construção, criando o que a Sublime afirma ser uma alternativa integrada e sem interrupções.

Outro benefício da abordagem eletroquímica, além do processo de baixo carbono, é seu apelo cosmético: o cimento produzido pelo processo Sublimes é de cor mais clara, o que o torna mais adequado para superfícies refletivas de calor em climas quentes.

Como escalar

Após o tour pelo centro, a DCD conversa com o CEO da Sublime, Rob Davies. Veterano da indústria de cimento com mais de 35 anos de experiência, incluindo cargos de liderança na Blue Circle, Lafarge e Holcim, Davies foi contratado especificamente para liderar a transição da Sublimes de operações piloto para operações comerciais. Após ingressar como COO, foi nomeado CEO em outubro de 2025.

"Estou ciente das emissões de CO2 do cimento desde a década de 1990", recorda ele. "Agora o foco se intensificou. Empresas do setor de cimento estão assumindo compromissos, estabelecendo metas e investindo em soluções. O cimento de baixo carbono está passando de conceito a realidade comercial – e é aí que a Sublime está posicionada."

O acordo de offtake da Microsoft é um elemento crítico desse esforço de escalabilidade. Isso fará com que a empresa de nuvem adquira os créditos de atributos ambientais vinculados ao cimento e ofereça a opção de usar, primeiro, o fornecimento físico quando aplicável.

"Eles podem usar nossos benefícios ambientais mesmo que o produto seja despejado em outros locais, o que torna a abordagem logística viável", explica Davies.

Como resultado, Davies vê os hiperescalas como os primeiros a adotar o produto, oferecendo um comprador pronto e disposto a adquirir o cimento. Ciente disso, a empresa já fez esforço para demonstrar a eficácia do produto no mercado de data centers, realizando vários testes de filtragem, incluindo um em um campus da Stack na Virgínia, para validar o material em condições reais.

Embora a Sublime tenha demonstrado que sua tecnologia funciona, escalá-la é outra questão. Por meio de sua instalação-piloto, a Sublime produziu um cimento que atende ao padrão de desempenho ASTM C1157 e supera os requisitos para uso geral. No entanto, está claro que o laboratório, embora impressionante, é pequeno demais para suportar uma escala de produção significativa. A instalação piloto em Somerville produz apenas 250 toneladas por ano, o suficiente para demonstrações em pequena escala, mas não para a implantação comercial nem para as vastas quantidades exigidas pela indústria de data centers.

O próximo passo, diz Davies, é uma instalação de 30.000 toneladas por ano, prevista para ser construída em Holyoke, Massachusetts, um local escolhido por sua eletricidade renovável, infraestrutura industrial existente e proximidade de potenciais compradores de cimento, incluindo data centers.

Olhando para o longo prazo, a Sublime tem planos para múltiplas instalações com capacidade de um milhão de toneladas por ano na América do Norte e na Europa. Para isso, Davies argumenta, será necessário aproveitar parcerias com operadores de cimento estabelecidos para escalar sem replicar infraestrutura centenária. "Fornecemos os pacotes de tecnologia e de engenharia; eles constroem e operam", explica Davies.

No entanto, esse prazo já pode estar sendo adiado. Inicialmente prevista para o início de 2028, a empresa foi forçada a suspender a implantação na usina após o cancelamento de uma doação de 87 milhões de dólares (440 milhões de reais) do Office of Clean Energy Demonstrations (OCED), devido a cortes no financiamento de investimentos federais focados em sustentabilidade. O prêmio foi destinado a financiar 50% da construção da usina. A empresa também foi forçada a reduzir sua força de trabalho em 10%.

Segundo um comunicado na época, a empresa afirmou que a perda de financiamento "criou desafios na montagem do nosso capital e nos forçou a considerar abordagens alternativas para nosso projeto de demonstração. Estamos trabalhando ativamente em um conjunto robusto de planos alternativos de expansão e temos várias opções empolgantes para colocar nossa primeira planta comercial em operação."

Manter o apoio do mercado de data centers será, portanto, crucial para garantir mais financiamento ao projeto, que ainda está suspenso. Apesar desses obstáculos, o potencial da solução da Sublimes é claro, mas não é a única empresa disputando uma fatia de mercado.

Muitas opções

Embora a Sublime possa ter a oferta de cimento de baixo carbono mais chamativa, ela está longe de ser a única empresa ativa no setor. A Brimstone e a Fortera são dois dos exemplos mais notáveis e contaram com o apoio de grandes empresas de data centers, em parceria com a Amazon e a Microsoft, respectivamente, para validar e comercializar suas tecnologias.

A Brimstone, apoiada pela Amazon, se posicionou como uma ponte entre o OPC convencional e a solução de cimento descarbonizado. Em vez de inventar um novo processo de produção de cimento, a empresa utiliza o OPC padrão, mas substitui o basalto por calcário.

Isso tornou a Amazon uma perspectiva "atraente" para a empresa, diz Chris Roe, diretor mundial de carbono da Amazon.

Além de usar basalto como substituto direto, a solução de Brimstone não requer fornos de alta temperatura para extrair os componentes de cálcio necessários. Em um processo semelhante ao do Sublime, utiliza-se uma técnica de extração química para separar o cálcio da rocha silicatada, sem desencadear a liberação de CO2 associada à calcinação.

Sua parceria com a Amazon diferia de muitos outros acordos no mercado, pois consistia em um acordo físico de desembarque e não apenas em créditos ambientais. Além disso, as empresas concordaram em colaborar no apoio aos esforços de P&D, testando a trabalhabilidade, a resistência à compressão e outras propriedades importantes do Brimstone Cement, para garantir que ele atenda aos requisitos da ASTM C150 – o padrão do setor para OPC.

"É um grande validador que a Amazon esteja realmente retirando o material físico, não apenas os atributos ambientais", diz o CEO da Brimstone, Cody Finke. "Materiais estruturais exigem décadas de provas e enorme confiabilidade estatística; por isso, decidimos fazer exatamente o mesmo que o cimento Portland."

A empresa está planejando sua primeira instalação comercial, com potencial para produzir até 140.000 toneladas de OPC padrão da indústria por ano, evitando cerca de 120.000 toneladas de emissões de CO2 por ano. Estimativas iniciais indicam que a usina entrará em operação em algum momento de 2030; no entanto, assim como a Sublime, a Brimstone perdeu o financiamento federal para o projeto, que se espera chegar a 189 milhões de dólares (956 milhões de reais), o que lança uma nuvem de incerteza sobre a escala de longo prazo.

Apesar da perda de financiamento, a Amazon permanece otimista em relação à Brimstone e ao potencial mais amplo do setor de cimento sustentável, considerando fundamental o apoio ao setor de data centers para garantir a demanda de longo prazo pelos produtos.

"Riscos e desafios de financiamento não são exclusivos do concreto", diz Roe. "O que podemos fazer é atender à demanda de longo prazo e incorporar exigências de baixo carbono aos nossos padrões de aquisição. Essa estabilidade pode ser tão importante quanto o financiamento público."

Bolt on

Com sede em San Jose, Califórnia, a Fortera provavelmente adotou a abordagem mais divergente em relação à produção sustentável de cimento, buscando aproveitar a infraestrutura de cimento legada nos EUA para criar um fluxo consistente de cimento de baixo carbono. A empresa desenvolveu uma tecnologia de descarbonização bolt-on que funciona nas fábricas de cimento existentes para reduzir uma das principais fontes de emissões do próprio cimento.

"A maioria das outras empresas está trabalhando na fase de concreto, depois que o cimento já foi fabricado, ou está tentando mudar completamente de matéria-prima, o que exige novas pedreiras, novas permissões e nova infraestrutura", diz Ryan Gilliam, CEO da Fortera. "Somos a única empresa que reduz diretamente as emissões de CO2 na própria fábrica de cimento."

Segundo Gilliam, o processo se inspira nos recifes de coral e na formação de conchas, que absorvem CO2 e o convertem em calcário reativo. Ele explica: "Aplicamos o mesmo princípio nas fábricas de cimento – capturar CO2 e recombiná-lo com cal para criar material cimentício em vez de emiti-lo."

A tecnologia, conhecida como ReCarb, captura o CO2 dos gases de escape do forno, reage-o com cal e produz um carbonato reativo que atende aos padrões atuais da ASTM para cimento.

Segundo Fortera, isso permite aos produtores reter toda a massa da matéria-prima, reduzindo em 70% as emissões por tonelada e efetivamente dobrando o rendimento do cimento. A Fortera também afirma que o sistema pode ser combinado com energia renovável para alcançar um cimento totalmente zero carbono, embora enfatize que seu processo já é profundamente descarbonizado e não exige energia limpa em escala de rede.

As implicações para o setor de data centers são significativas, argumenta Gilliam. "Data centers são um mercado atraente porque os hyperscalers assumiram fortes compromissos públicos de sustentabilidade e consomem grandes quantidades de concreto", afirma ele. "Eles estão entre os poucos dispostos a apostar cedo em materiais de construção mais verdes."

O dilema dos data centers

O número de opções disponíveis para o setor de data centers está se multiplicando; no entanto, se o setor pode realmente descarbonizar seu uso de cimento ainda é uma questão em aberto. Para a Amazon, investimentos em concreto de baixo carbono não são vistos apenas como um meio de compensar suas próprias emissões, mas também como um sinal para o mercado mais amplo apoiar o uso desse tipo de concreto.

"Já vimos repetidas vezes que, se conseguirmos enviar um forte sinal de demanda e usar nosso capital para reduzir riscos na P&D inicial, podemos ajudar a criar um volante de inércia. O mercado vê a demanda, os desenvolvedores de tecnologia ganham confiança e as soluções crescem", diz Brandon Oyer, chefe de energia e água da AWS nas Américas.

Para apoiar o esforço de escalabilidade, a Amazon busca replicar o modelo que implementou nos mercados de energia renovável e avançada e de materiais de construção, como parte do que chama de "estratégia deliberada". Já implantou cimento de baixo carbono em locais de Indiana, em colaboração com Ozinga e Clayco; no Japão; e na Virgínia, com a construtora Holcim.

"Incorporar um requisito de redução de carbono de 35% para o concreto em nossos padrões de projeto é uma alavanca poderosa. Especificações baseadas em desempenho criam verdadeira certeza no mercado e dão aos fornecedores confiança para investir", acrescenta Roe.

Como resultado, a Amazon não apenas investiu em empresas de construção de baixo carbono, mas também buscou promover maior colaboração em todo o mercado para apoiar essas soluções. Isso é evidenciado pela fundação da Amazon e da Meta junto com um consórcio de outras organizações da Sustainable Concrete Buyers Alliance (SCoBA), lançada em setembro do ano passado, que busca impulsionar a demanda corporativa por concreto de baixo carbono por meio de um sistema de "livro e reivindicação".

Apesar dos esforços e do sucesso inicial na implantação de cimento em seu portfólio de data centers, várias barreiras importantes permanecem. Um dos maiores desafios na escalabilidade da tecnologia é que, por natureza, o cimento é extremamente difícil de transportar por longas distâncias devido ao seu peso elevado e baixo valor, o que pode tornar rapidamente os custos de transporte proibitivos. Também é sensível à umidade e às condições de manuseio, tornando a produção regional muito mais prática e econômica do que o transporte de longa distância.

Portanto, dada a natureza incipiente da produção e a perda de financiamento federal, que levou à suspensão de alguns planos sustentáveis para fábricas de cimento, parece provável que, no curto e médio prazo, o uso de concreto de baixo carbono continue a ser responsabilidade dos hiperescalas.

Isso não desanimou a Amazon. "Uma vez que uma solução de baixo carbono esteja pronta para comercialização, podemos ajudar a levá-la ao mercado por meio de nossas capacidades logísticas, de aquisição e operacionais", afirma Oyer.

No entanto, embora apoiar o crescimento da indústria de cimento sustentável seja crucial na estratégia da Amazon, o hyperscaler também está focando em reduzir o volume de cimento necessário para seus data centers por meio de avanços em design e engenharia.

"A maneira mais eficiente de reduzir as emissões de carbono é não usar algo desde o início. Então, antes mesmo de falarmos sobre concreto de baixo carbono, perguntamos como podemos reduzir o volume total de concreto por meio de um design e de uma engenharia mais inteligentes", diz Oyer.

Embora esses avanços possam reduzir a pressão sobre a cadeia de suprimentos, é evidente que o cimento continuará sendo um componente crucial na construção de data centers daqui para frente. A boa notícia é que o setor de cimento sustentável parece bem posicionado para atender à demanda e oferecer uma solução concreta para esse problema, com um pouco de ajuda dos hiperescalas.