Apesar de ser um material
universalmente usado nas construções humanas, o concreto é suscetível a uma
série de problemas que impactam na sua durabilidade e resistência. Pensando
nesses problemas, pesquisadores holandeses da Universidade de Delft desenvolveram
o que pode ser a melhor solução, o Bio-concreto.
O principal cientista envolvido
no projeto, o microbiólogo Henk Jonkers, foi finalista do prêmio European
Inventor Award em 2015. “Nosso concreto vai revolucionar a maneira como
construímos, pois nos inspiramos na natureza”, afirmou ao receber o prêmio.
Como disse em sua apresentação do
projeto, o principal inimigo das estruturas de concreto é a tensão, já que pela
natureza do material, com o tempo ele racha e deteriora. O novo material
utiliza conceitos de biologia e engenharia mirando ser uma solução que pode se
auto regenerar. Uma opção mais barata e sustentável que aumenta o tempo de vida
de edificações.
O Bio-concreto
A solução para a auto regeneração
do concreto veio diretamente da biologia, mais precisamente do estudo das
bactérias. A ideia era utilizar microrganismos dormentes que fossem capaz de
sobreviver a um ambiente de alto pH (como é o concreto).
As bactérias são ativadas quando
detectam a presença da umidade no ambiente. Isso ocorre justamente em uma
situação de fissuras ou rachaduras, que permite a entrada de água na estrutura.
A presença da bactéria na mistura
do concreto é justificada por uma propriedade biológica específica, que vamos
conhecer agora.
A bactéria
A bactéria tem função primordial
no funcionamento do bio-concreto. Os pesquisadores procuravam uma espécie com
capacidades bem específicas.
Para função de regeneração da
estrutura, a bactéria deve liberar calcário como produto de sua digestão.
Justamente esse calcário preenche o espaço aberto em fissuras ou rachaduras.
Já para sobreviver ao ambiente
hostil (como o alto pH do concreto), ela deveria ser capaz de formar
endósporos, uma estrutura de proteção que permita que ela sobreviva em estado
inativo por longos períodos.
O desafio era encontrar uma
espécie que atendesse a essas demandas dos pesquisadores. A bactéria só foi
encontrada na Rússia, em lagos cujos pHs registrados também são altos como no
concreto. A Bacilus pseudofirmus é normalmente encontrada em áreas de alto
risco, como crateras de vulcões ativos.
Regeneração do concreto
O processo de regeneração do
concreto acontece pela alimentação e digestão das bactérias. A mistura do
bio-concreto conta com lactato de cálcio, substância utilizada como alimento
das bactérias.
No caso de danos como rachaduras,
a estrutura interna é exposta à umidade do ambiente, o que ativa as bactérias
de sua inércia. Quando elas despertam, passam a consumir o lactato de cálcio da
mistura. Na digestão, a Bacilus pseudofirmus libera calcário que ocupa o espaço
aberto na patologia do concreto em questão.O calcário produzido é acumulado na
região das rachaduras. Esse processo acontece no prazo de três semanas.
No caso de estruturas com o
concreto sem a bactéria, o bio-concreto pode ser utilizado como solução de
manutenção. Basta pulverizar um material que contenhas as bactérias e o lactato
de cálcio nas fendas.
O bio-concreto pode recuperar
rachaduras de qualquer comprimento, com o porém da largura máxima de 0.8
milímetros.
Custos do bio-concreto
Embora um dos objetivos do projeto seja evitar ou diminuir
os custos de manutenção de construções, a implementação da tecnologia ainda
bate no preço. O custo de produção na Europa é quase o dobro do concreto comum
(este custa por volta de € 80/m³).
O maior contribuinte para o preço é o lactato de cálcio, mas
a equipe de Jonkers está desenvolvendo um nutriente baseado em açúcar para
baixar os custos, podendo levar o metro cúbico do bio-concreto para a faixa
entre € 85 e €100.
A vida útil de 200 anos da bactéria é uma grande vantagem
competitiva, já que reduz drasticamente os valores de manutenção. Há um largo
potencial sustentável, já que 7% das emissões de dióxido de carbono no mundo
são causadas pela fabricação de cimento. Com um material que se auto regenera,
parte dessa produção seria reduzida.
Implementação
Com os preços atuais, o bio-concreto é mais indicado para
estruturas subaquáticas ou no subsolo, ambientes com maior nível de vazamento
ou corrosão.
A primeira estrutura a usar o material foi uma estação de
salva-vidas de um lago na Holanda. A edificação protótipo, iniciada em 2011 e
sujeita a condições extremas com alta incidência solar e a presença contínua de
água, permanece estanque desde a construção.
O bio-concreto também está sendo utilizado em canais de
irrigação no Equador, país com grande atividade sísmica. Esses eventos podem
provocar rachaduras nas estruturas de concreto, fazendo com que a capacidade de
regeneração do material seja colocada a teste.
A barreira do alto custo ainda é o principal empecilho para
a viabilização da tecnologia no Brasil, como também acontece com o concreto do
ultra-alto desempenho. A expectativa é que os avanços da pesquisa permitam com
que o material possa ser mais difundido em construções de todo o mundo.
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