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.
Mas como funciona o novo material? O Blog da Atex destrincha e te conta cada detalhe!
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.
A implementação dela garante um potencial alto de manutenção por um longuíssimo prazo. “O surpreendente é que essas bactérias formam esporos e podem sobreviver por mais de 200 anos nos edifícios”, destaca Jonkers.
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.