Cientistas conseguiram criar um novo cimento. mais sustentável e com maior resistência.
Pesquisadores da Universidade de Northwestern, nos EUA, reforçam o material com nanopartículas de grafeno e constatam melhoras em problemas de fraturas e infiltração
O estudo, publicado na revista Philosophical Transactions of the Royal Society A, diz que trata-se de um cimento mais inteligente, durável e altamente funcional.
Gases de efeito estufa
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 a resposta a 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.”
Os testes
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.
Previsões
Akono afirma que as implicações do estudo abrangem muitos campos, incluindo construção de edifícios, manutenção de estradas, otimização de sensores e geradores e monitoramento de integridade estrutural.
Ela lembra que os materiais inteligentes permitem que as cidades atendam às necessidades das populações em crescimento em termos de conectividade, energia e multifuncionalidade.
A engenheira diz que está animada com a perspectiva de que sua pesquisa poderá influenciar outras equipes. Ela conta que já está trabalhando em propostas que visam o uso de resíduos de construção para formar novo concreto e considera ir ainda mais longe, aumentando a fração de nanomaterial que o cimento contém. “Eu quero olhar para outras propriedades, como a compreensão do desempenho de longo prazo. Por exemplo, se você tem uma construção feita de nanomateriais à base de carbono, como pode prever a resistência em 10, 20 ou 40 anos?”
Com informações do Correio Braziliense
