A equipe do Professor Sun Xiaohui, da Universidade de Shenzhen, em parceria com a equipe do Professor H.J.H. Brouwers, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, publicou uma pesquisa no periódico *Cement and Concrete Composites*, propondo inovadoramente a tecnologia de encapsulamento por carbonatação (CC). Pela primeira vez, foi projetado um agregado com estrutura núcleo-casca de CaCO₃@IBA, gerando simultaneamente carbonato de cálcio precipitado (PCC) de alto valor agregado como subproduto.

A produção global anual de resíduos sólidos urbanos já atingiu 2,01 bilhões de toneladas, com previsão de aumento para 3,4 bilhões de toneladas até 2050. As cinzas de fundição (IBA) geradas pela incineração representam 80% do peso total dos resíduos da incineração. Somente na Europa, a produção anual chega a 20 milhões de toneladas. O aterro tradicional não só desperdiça recursos terrestres, como também perde o potencial de valorização dos resíduos sólidos. Por outro lado, a substituição direta de agregados naturais em materiais de construção enfrenta riscos de lixiviação de contaminantes como metais pesados, íons cloreto e sulfatos. As tecnologias de carbonatação existentes geralmente apresentam deficiências, como baixa eficiência de captura de carbono, imobilização incompleta de poluentes e dificuldade no controle de sais solúveis.

A equipe de pesquisa utilizou cinzas finas de fundição com alto teor de poluentes e diâmetro inferior a 2 mm como material base. Através da reação de carbonatação em fase líquida, uma camada de CaCO₃ foi crescida in situ na superfície das partículas de IBA, construindo a estrutura núcleo-casca de CaCO₃@IBA. Esta tecnologia atinge uma fixação de CO₂ de até 246,45 mg/g de IBA, com eficiências de imobilização de 90% para Zn, 49% para Cu e 30% para íons cloreto. Combinando um modelo de cobertura superficial modificado, o estudo elucidou a cinética da reação de encapsulamento por carbonatação e o mecanismo de formação da estrutura núcleo-casca. Através de testes de lixiviação e simulações de dinâmica molecular, foram revelados os mecanismos triplos de imobilização sinérgica de poluentes: encapsulamento físico, precipitação de carbonato e coprecipitação em rede cristalina.

A validação do desempenho da aplicação mostra que, utilizando o agregado de CaCO₃@IBA como substituto da areia natural, a resistência à compressão da argamassa com 30% de teor de substituição foi mais de 16% superior à das cinzas de fundição não tratadas. Os valores de lixiviação de poluentes da argamassa endurecida atendem aos limites regulatórios relevantes para materiais de construção. O projeto do processo industrial completo, baseado no tratamento de 100 toneladas de cinzas de fundição por dia, pode absorver simultaneamente o CO₂ dos gases de combustão da incineração de resíduos. A análise de custo-benefício realizada através de simulação de Monte Carlo mostrou que o lucro líquido médio do projeto ao longo de um período de operação de 10 anos é de 32,9 milhões de euros, com um período de retorno do investimento de apenas 2,11 anos. Os resultados da avaliação do ciclo de vida indicam que cada tonelada de produto pode reduzir o potencial de aquecimento global em 30,8 kg de CO₂ equivalente.