Bio-concreto: conheça o concreto que se autorregenera

 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 autorregenerar. 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 autorregeneração do concreto veio diretamente da biologia, mais precisamente do estudo das bactérias. A ideia era utilizar microrganismos dormentes que fossem capazes 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 Bacillus 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 Bacillus 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 contenham 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 autorregenera, 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.

Perguntas frequentes