Cimento vivo

Cimento vivo

Material feito com areia e bactérias tem resistência semelhante à da argamassa comum. Micro-organismos usados na estrutura se multiplicam e dão origem a novas peças. Segundo americanos, um tijolo repartido pode se transformar em oito

Paloma Oliveto
postado em 27/01/2020 00:00
 (foto: University of Colorado/Boulder/Divulgação - 30/1/19
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(foto: University of Colorado/Boulder/Divulgação - 30/1/19 )

Desde o século 19, quando começou a ser produzido, o cimento não sofreu muitas alterações em sua fórmula. Calcário, argila, escória siderúrgica e gesso são a base desse material essencial para a construção civil, porém poluente e altamente dependente de combustível fóssil. Mas isso poderá mudar em breve. Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, desenvolveram um material de construção sustentável e com uma característica bastante peculiar: ele é vivo.

O método, descrito na revista Matter, combina areia e bactérias. O resultado é um material com carga estrutural e função biológica. ;Já usamos materiais biológicos em nossos edifícios, como a madeira, mas eles não estão vivos;, diz o engenheiro Wil Srubar, professor-assistente no Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e de Arquitetura (CEAE) da universidade americana. ;Então, nós nos perguntamos: por que não podemos manter a matéria-prima viva e deixar que a biologia faça algo benéfico?;, justifica. De acordo com ele, uma das vantagens de se usar bactérias é que elas se multiplicam, além de garantirem uma pegada de carbono mais baixa.

O concreto é o segundo material mais consumido no planeta, depois da água. Somente a produção de cimento ; o pó para fabricá-lo ; é responsável por 6% das emissões de CO2, sendo que, quando curado, o produto final libera dióxido de carbono. ;Nosso método oferece uma alternativa verde aos modernos materiais de construção;, diz Srubar. No estudo, foram usadas cianobactérias do gênero Synechococcus. Sob as condições certas, esses micróbios verdes absorvem CO2 para crescerem e produzirem carbonato de cálcio ; o principal ingrediente do calcário e cimento. Portanto, além de não gerar esse gás, o material o capturaria da atmosfera, o que Srubar considera um ;bônus adicional;.

Para iniciar o processo de fabricação, os pesquisadores inocularam colônias de cianobactérias em uma solução de areia e hidrogel. Essa mistura foi adicionada a um molde. A gelatina solúvel retém a umidade e os nutrientes para que as bactérias proliferem e mineralizem um processo semelhante à formação de conchas do mar no oceano. Combinando os três, os pesquisadores criaram um material vivo sustentável que, de acordo com os testes, oferece resistência semelhante à argamassa feita de cimento.

;Usamos as cianobactérias fotossintéticas para biomineralizar o esqueleto do tijolo, por isso é realmente um material verde. Parece um material do tipo Frankenstein;, brinca Wil Srubar. ;É exatamente isso que estamos tentando criar ; algo que permanece vivo;, explica. O tijolo de hidrogel e areia não está apenas vivo, mas também se reproduz. Ao dividi-lo ao meio, as bactérias podem se transformar em duas peças completas, bastando adicionar um pouco de areia, hidrogel e nutrientes extras. Em vez de fabricar os tijolos um por um, a equipe demonstrou que um único pode reproduzir até oito tijolos. ;O que realmente nos entusiasma é que isso desafia as formas convencionais pelas quais fabricamos materiais de construção estruturais;, diz o engenheiro. ;Isso realmente demonstra a capacidade de fabricação de material exponencial.;

O tijolo produzido pelas cianobactérias precisa ser completamente seco para atingir a capacidade estrutural máxima; ou seja, a resistência. Porém, a secagem estressa os micro-organismos, comprometendo a viabilidade do material. Para manter a função estrutural e garantir a sobrevivência microbiana, o conceito de umidade relativa ideal e de condições de armazenamento é crítico. Utilizando a umidade e a temperatura como interruptores físicos, os pesquisadores podem controlar quando as bactérias crescem e quando o material permanece inativo para servir às funções estruturais.

Obra extraterrestre

O próximo passo para Srubar é explorar as inúmeras aplicações desse tipo de material. Ele prevê a introdução de bactérias com diferentes funcionalidades na produção de matéria-prima a fim de criar insumos para a construção civil com funções biológicas, como os que detectam e respondem a toxinas no ar. Outras aplicações incluem a construção de estruturas onde há recursos limitados, como o deserto ou até outro planeta.

;Em ambientes austeros, esses materiais teriam um desempenho especialmente bom porque usam a luz do Sol para crescer e proliferar com muito pouco ingrediente exógeno necessário. A exploração planetária vai acontecer de uma maneira ou de outra, e não vamos transportar sacos de cimento até Marte. Realmente acho que traremos biologia conosco assim que formos para lá;, acredita o engenheiro. ;Nosso laboratório prepara o terreno para novos materiais interessantes que podem ser projetados para interagir e responder aos seus ambientes. Estamos apenas tentando dar vida aos materiais de construção, e acho que é a pepita dessa coisa toda. Estamos apenas no começo dessa nova disciplina. O céu é o limite;, acredita.


"A exploração planetária vai acontecer de uma maneira ou de outra, e não vamos transportar sacos de cimento até Marte. Realmente acho que traremos biologia conosco assim que formos para lá;
Wil Srubar, pesquisador da Universidade do Colorado em Boulder

Para saber mais

Conhecimento milenar

Esquecidos durante o período medieval, quando a Europa se tornou essencialmente rural, os materiais de cimentação desempenharam papel vital e foram amplamente utilizados no mundo antigo. Os egípcios usavam gesso calcinado como cimento, e os gregos e romanos utilizavam cal produzida pelo aquecimento de calcário e adicionavam areia para fazer argamassa.

Os romanos descobriram que podia ser feito um cimento que se assentava sob a água, e isso era usado para a construção de portos. Esse material era produzido adicionando cinzas vulcânicas ao cal. Em lugares em que as cinzas vulcânicas eram escassas, como a Grã-Bretanha, usavam-se tijolos ou ladrilhos triturados. Os romanos foram, portanto, provavelmente os primeiros a manipular sistematicamente as propriedades de materiais cimentícios para aplicações e situações específicas.

Depois deles, o cimento ficou esquecido: na Idade Média, as cidades praticamente desapareceram. As grandes catedrais medievais foram claramente construídas por pedreiros altamente qualificados. Apesar disso, eles não tinham a tecnolog

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