Cientistas desenvolvem técnicas para deixar mais sustentável e com maior resistência o coringa das obras de urbanização. Americanos reforçam o material com nanopartículas de grafeno e constatam melhoras em problemas de fraturas e infiltração
Em 2050, prevê a Organização das Nações Unidas (ONU) que dois terços da população mundial estará concentrada nas cidades. Entre as muitas consequências do movimento intenso de urbanização, está o aumento da demanda pelo cimento, material básico para a construção de estradas a edifícios. Mas não basta aumentar a produção. Desde o momento em que se começa a erguer uma casa ou a pavimentar o asfalto, por exemplo, já tem início o processo de deterioração das estruturas. Por isso, engenheiros buscam novas tecnologias que, além de sustentáveis, sejam cada vez mais resistentes.
Uma das maneiras de aprimorar a funcionalidade dos materiais é aumentar a quantidade de carbono, mas isso faz com que se perca algum grau do desempenho mecânico. Porém, ao introduzir nanopartículas no cimento comum, pesquisadores da Universidade de Northwestern, nos EUA, alcançaram, segundo um estudo publicado na revista Philosophical Transactions of the Royal Society A, um cimento mais inteligente, durável e altamente funcional.
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Como o cimento é o material mais consumido globalmente e a indústria que o produz é responsável por 8% das emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem, a professora de engenharia civil e ambiental Ange-Therese Akono recorreu à versão nanorreforçada, em busca de uma solução. Akono, principal autora do estudo e pesquisadora da Faculdade de Engenharia, diz que os nanomateriais reduzem a pegada de carbono do cimento, mas, até agora, pouco se sabia sobre seu impacto no comportamento de fratura das infraestruturas. “Como especialista em mecânica de fratura, eu queria entender como mudar a produção de cimento para melhorar esse problema” diz.
Ela explica que o teste de fratura tradicional, no qual uma série de feixes de luz é lançada em um grande bloco de material, envolve muito tempo e componentes e, raramente, leva à descoberta de novas matérias-primas. Akono, então, desenvolveu um novo método, chamado teste de arranhão, que avalia a resposta à rachadura aplicando uma sonda cônica com força vertical crescente contra a superfície de pedaços microscópicos de cimento. Segundo a pesquisadora, isso requer menos materiais e acelera as descobertas.
“Pude ver muitos materiais diferentes ao mesmo tempo”, diz. “Meu método é aplicado diretamente nas escalas de micrômetro e nanômetro, o que economiza uma quantidade considerável de tempo. Então, com base nisso, podemos entender como os materiais se comportam, como eles trincam e, em última análise, predizer sua resistência à fratura.”
As previsões obtidas por meio de testes de arranhão também permitem que os engenheiros façam alterações nos materiais que melhorem o seu desempenho. No artigo, nanoplacas de grafeno, estrutura do carbono que está ganhando popularidade rapidamente na formação de materiais inteligentes, foram usadas para melhorar a resistência à fratura do cimento comum. A incorporação de uma pequena quantidade de nanomaterial também melhorou as propriedades de transporte de água, incluindo a estrutura de poros e a resistência à penetração de líquido, com diminuições relativas relatadas de 76% e 78%, respectivamente.
*Com informções do Correio Braziliense
