Edifícios Vivos: Concreto com Bactérias para Cidades Mais Limpas

Uma equipe de engenheiros da prestigiosa universidade ETH Zurich introduziu um método de construção inovador que utiliza bactérias fotossintéticas para reduzir as emissões de carbono e reforçar o suporte estrutural do concreto. A arquitetura viva pode ter implicações significativas nos projetos de edifícios futuros. Veja o que você precisa saber.

Dióxido de Carbono

O dióxido de carbono é um dos principais gases de efeito estufa que contribuem para as mudanças climáticas. Essa composição química pode causar danos irreparáveis à camada de ozônio, aos ecossistemas locais e à sua saúde ao longo do tempo. Quando os níveis de CO2 não são controlados, podem ocorrer mudanças catastróficas, como a alteração do pH dos oceanos.

Remoção de CO2 é um Grande Negócio

Todas essas preocupações levaram o mundo a fazer um esforço conjunto para reduzir e remover o CO2 da atmosfera sempre que possível. Até o momento, engenheiros criaram diversas maneiras de realizar essa tarefa. Desde filtros especiais até materiais que convertem o químico em outros minerais menos nocivos, não faltou originalidade.

Conceitos como sistemas de captura direta de ar e reflorestamento buscam remover o carbono do ar diretamente. Essas abordagens provaram ser eficazes. No entanto, são caras e não podem ser ampliadas facilmente para atender à demanda global por esses serviços. Reconhecendo essas limitações, uma equipe de cientistas procurou uma forma de integrar a captura de CO2 ao cotidiano sem atrapalhá-lo.

Estudo de Arquitetura Viva

O estudo Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials¹, recentemente publicado na revista Nature Communications, destaca o uso de bactérias misturadas ao concreto de grau de construção para capturar CO2. Para realizar essa tarefa, os engenheiros utilizam uma das formas de vida mais antigas do mundo, cianobactérias fotossintéticas.

Esta bactéria é capaz de realizar fotossíntese, que remove o CO2 do ar, sem comprometer a estabilidade ou a resistência do concreto. Nesse sentido, a equipe imagina um futuro onde blocos de cidades podem limpar o ar autonomamente por meio de seus edifícios. Esses edifícios podem sequestrar e armazenar o CO2 diretamente, reduzindo custos e melhorando a qualidade do ar de forma significativa.

Fonte – Valentina Mori Biennale di Venezia

A mistura de concreto bacteriano cria um material vivo que cresce e se torna mais forte à medida que absorve mais CO2 durante a fotossíntese. De forma impressionante, ele absorve ativamente CO2 e o converte em biomassa e minerais contendo carbonato sem necessidade de eletricidade ou instalações separadas.

Alterando o Ambiente Químico

Os engenheiros observaram que, à medida que as bactérias começam a sugar e armazenar o CO2 na área, isso alterará positivamente o ambiente local. A pegada de carbono reduzida promoverá o crescimento de carbonatos sólidos, que são excelentes na absorção de CO2, criando um ciclo natural de redução de CO2.

Hydrogel

Como parte de sua abordagem, os pesquisadores criaram um gel imprimível para entregar suas bactérias. O hidrogel fornece a umidade necessária para promover o crescimento bacteriano. Também integra polímeros reticulados otimizados para durabilidade e fotossíntese. Especificamente, os engenheiros utilizaram formas geométricas especiais para maximizar a penetração de luz e melhorar o fluxo de nutrientes para as bactérias.

3D-Printable

Curiosamente, o hidrogel é imprimível em 3D, o que facilita sua integração. Os engenheiros imprimem o hidrogel com bactérias incorporadas como primeira etapa. Nesta fase, o hidrogel é macio e pode se encaixar em espaços apertados. Após os primeiros 30 dias de fotossíntese, as bactérias impressas podem se sustentar. À medida que o tempo avança, ele se tornará mais rígido e durável, utilizando o CO2 atmosférico para impulsionar essa mudança que ocorre de dentro para fora.

Testando o Conceito de Arquitetura Viva

Os cientistas realizaram vários testes de laboratório para garantir que seus conceitos fossem precisos. Eles imprimiram em 3D uma pequena forma e monitoraram sua atividade e crescimento ao longo de 400 dias. A equipe se empenhou em registrar aspectos vitais como o fluxo de nutrientes para as bactérias e como o hidrogel se mantinha.

Resultados dos Testes de Arquitetura Viva

Os resultados dos testes mostraram que o material vivo pode sequestrar CO₂ por mais de um ano sem necessidade de energia. A equipe observou que seu dispositivo extraiu CO2 com sucesso por 400 dias, resultando em uma taxa impressionante de 26 miligramas de CO2 por grama de material.

O teste revelou que o CO2 é capturado e convertido em minerais. Esses minerais são então depositados dentro do material, fortalecendo seu núcleo e reforçando-o mecanicamente. Notavelmente, a equipe registrou que o hidrogel permitiu que as células se espalhassem dentro do material e capturassem CO2 sem incidentes.

Benefícios do Estudo de Arquitetura Viva

Existem muitos benefícios que a construção com materiais vivos pode trazer ao mundo. Em primeiro lugar, essa tecnologia pode ter um efeito significativo na qualidade do ar urbano. Ao analisar a qualidade do ar globalmente, é fácil perceber que as áreas com maior densidade populacional têm a pior qualidade do ar.

Esse problema decorre de vários fatores, incluindo mais pessoas significam mais poluição, e mais edifícios significam muito menos árvores para remover naturalmente o CO2 do ambiente. Essa estratégia ajuda a resolver o problema sem exigir que as pessoas voltem a viver em cabanas de madeira.

Sustentável

A sustentabilidade é um dos maiores benefícios que essa tecnologia traz ao mercado. Reforçar o concreto usado na construção é uma ideia inteligente que reduzirá os custos de infraestrutura e melhorará sua durabilidade. Além disso, essa opção ecologicamente correta não requer eletricidade da rede para operar. As bactérias precisam apenas de uma pequena quantidade de luz solar, água e CO2 para iniciar a fotossíntese.

Versatilidade

Outro grande benefício dessa abordagem é a versatilidade. Os materiais impressos em 3D podem ser moldados ou encaixados em quase qualquer design, facilitando a integração em edifícios futuros. Quando combinados com tecnologias como sistemas de habitação impressos em 3D, é fácil imaginar um mundo onde casas são impressas em dias e desempenham um papel vital na proteção do ecossistema.

Eficiência

Nenhum outro sistema de captura direta de carbono do ar pode igualar a eficiência de usar bactérias para remover poluentes. Essas soluções naturais distribuem passivamente o fluido nutritivo por todo o corpo por meio de forças capilares, eliminando a necessidade de bombas, motores, baterias e todas as outras coisas que tornam os métodos de captura direta caros.

Aplicações no Mundo Real

Existe uma longa lista de aplicações reais para essa tecnologia. Você pode esperar vê-la inicialmente usada em projetos de construção. É fácil imaginar uma cidade onde os edifícios limpam continuamente o ar de poluentes. Essa metrópole verde ajudaria a prevenir as mudanças climáticas e promover a sustentabilidade em um novo nível.

Cronologia da Arquitetura Viva

Os engenheiros gostariam de ver o concreto vivo em uso nos próximos 10 anos. No entanto, eles podem realizar esse desejo muito antes, já que a ONU estabeleceu metas de redução de CO2 para ajudar a combater as mudanças climáticas. Agora, a equipe conduzirá experimentos no concreto para garantir que ele seja adequado para aplicações de construção em larga escala e mais.

Pesquisadores do Estudo de Arquitetura Viva

Engenheiros da ETH lideraram o estudo de arquitetura habitável. O artigo lista Dalia Dranseike, Yifan Cui e Mark W. Tibbitt como autores principais. Eles contaram com o apoio de uma equipe de cientistas, incluindo Andrea S. Ling, Felix Donat, Stéphane Bernhard, Margherita Bernero, Akhil Areeckal, Marco Lazic, Xiao-Hua Qin, John S. Oakey, Benjamin Dillenburger e André R. Studart.

Futuro da Arquitetura Viva

O futuro da arquitetura viva dependerá de alguns fatores‑chave. Já, o grupo demonstrou seu concreto vivo na Bienal de Arquitetura em Veneza. Lá, a equipe revelou duas estruturas impressas em 3D em forma de árvore que foram capazes de remover 18 kg de CO2 por ano da atmosfera. De forma impressionante, essa taxa de captura de CO2 equivale à de um pinheiro de 20 anos.

Investindo no Mercado de Captura de Carbono

O mercado de captura de CO2 experimentou um impulso significativo devido à legislação global que visa os poluidores. As empresas agora podem receber créditos fiscais por reduzir sua produção de CO2 ou pagar multas por não atender aos novos padrões. Ao longo dessas mudanças, algumas empresas conseguiram garantir sua posição como fornecedoras líderes de sistemas de captura de CO2. Aqui está uma empresa que continua a construir sua reputação por oferecer serviço de qualidade.

Bloom Energy

Dr. K.R. Sridhar lançou a Bloom Energy (BE ) em 2002. Na época, a empresa se chamava Ion America. Uma das primeiras tarefas da Ion America foi trabalhar com a NASA para criar uma célula eletroquímica que permitiria ao rover marciano gerar energia após pousar no planeta vermelho.

A empresa mudou seu nome para Bloom Energy pouco depois que o trabalho com a NASA foi concluído. Foi nesse momento que a empresa decidiu expandir esse trabalho para criar sistemas de captura de carbono, células de combustível e captura de calor de alto desempenho.

O sistema de célula de combustível de óxido sólido da Bloom Energy reutiliza água e hidrogênio dos gases de exaustão da célula de combustível. A partir daí, o sistema separa o CO2 e o sequestra em minerais que são enterrados no subsolo. Eles também investigaram a utilização do mineral para aplicações industriais e mais. Quem busca exposição ao mercado de captura de CO2 deve pesquisar mais sobre as próximas ofertas da Bloom Energy.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Bloom Energy (BE)

Captura de Carbono Usando Arquitetura Viva

A ideia de usar edifícios para capturar dióxido de carbono faz sentido. Cidades e fábricas, que são alguns dos maiores poluidores, têm algo em comum – utilizam muito concreto, tornando‑as candidatas ideais para a arquitetura viva no futuro. Por enquanto, o objetivo é divulgar a ideia ao público e garantir parcerias estratégicas para levar esse conceito revolucionário ao mercado.

Saiba mais sobre outros projetos legais de sustentabilidade aqui.

Estudos Referenciados:

^{1. Dranseike, D., Cui, Y., Ling, A.S. et al. Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials. Nat Commun 16, 3832 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58761-y}