Manufatura aditiva
Polímero de Argila e Cânhamo de Secagem Rápida Impresso em 3D para Substituir o Concreto
Adicione Securities.io às suas fontes preferidas no Google
Limites Ambientais do Concreto: Uso de Areia e Emissões de CO₂
O concreto tornou-se o material central da construção nas últimas décadas, especialmente em ambientes urbanos densos. Ele substituiu progressivamente tijolos, pedra e madeira graças ao baixo custo, à facilidade de uso e à possibilidade de aplicação em grande escala.
Mas ele não está isento de problemas.
Em primeiro lugar, está longe de ser sustentável em termos de consumo de recursos. Usa enormes quantidades de areia, a ponto de relatórios sugerirem que o mundo está “ficando sem areia”.
Fonte: Visual Capitalist
A produção de cimento também consome muita energia. Ela depende quase exclusivamente de combustíveis fósseis, o que faz com que a produção de cimento responda por 8% das emissões globais de CO₂.
Isso é comparável às emissões de carros e vans, responsáveis por 10% das emissões globais. Portanto, tornar o concreto mais sustentável teria impacto semelhante ao de converter todos os carros do mundo em veículos elétricos alimentados apenas por energia verde.
Como a Impressão 3D de Argila e Cânhamo Cria uma Alternativa ao Concreto de Baixo Carbono
Paralelamente à busca por alternativas mais verdes ao concreto tradicional, surgiu a ideia de aplicar princípios de impressão 3D à construção de casas.
Em vez de métodos intensivos em mão de obra, como assentar tijolos, uma impressora 3D automatizada pode montar paredes rapidamente.
No entanto, imprimir as paredes não elimina o longo tempo de cura do concreto: ainda são necessários 28 dias para que a estrutura alcance resistência total.
Pesquisadores da Oregon State University desenvolveram agora um substituto do concreto com emissão de carbono muito menor e compatível com a impressão 3D.
Os resultados foram publicados na revista Advanced Composites and Hybrid Materials1 sob o título “Impressão 3D de infraestrutura sustentável usando concreto de argila de cura rápida com aditivos de base biológica”.
Deslize para navegar →
| Propriedade | Concreto de Cimento Tradicional | Concreto de Polímero de Argila–Cânhamo (OSU) | Cimento Eletrolisador de Baixo Carbono (Sublime) |
|---|---|---|---|
| Ligante | Cimento Portland, clínquer queimado em forno | Ligante de polímero à base de acrilamida usando RICFP | Cimento baseado em eletrolisador produzido em temperaturas ambientes |
| Conteúdo biobaseado / in situ | Baixo; principalmente agregados extraídos | ≈75% argila, areia, fibras de cânhamo, biochar em peso | Depende de fontes locais de cálcio (subprodutos industriais, rochas) |
| Resistência imediatamente após a aplicação | Efetivamente 0 MPa; requer fôrma | ≈3 MPa logo após a impressão 3D | Perfil de alta resistência ainda em escala e teste |
| Dias para alcançar resistência estrutural de 17–24 MPa | Normalmente até 28 dias | ≈3 dias para superar 17 MPa | Alvo similar ou melhor, varia conforme a mistura e a planta |
| Tempo total de cura | ≈28 dias | ≈8–14 dias (acima de 40 MPa) | Específico da planta; projetado para evitar o processo de forno |
| Pegada de CO₂ vs cimento Portland comum | Alta (fornos e emissões do processo) | Mais baixa, graças aos agregados biobaseados e à ausência de forno de cimento | Projetado para ser substancialmente menor ao evitar a calcinação de calcário |
| Capacidade de impressão 3D | Requer suportes, cura mais lenta, saliências limitadas | Pode imprimir saliências e vãos autoportantes sem suportes | Estágio inicial; foco na produção em lote de cimento de baixo carbono |
Dentro do Polímero de Argila e Cânhamo: RICFP e Agregados de Base Biológica
O cimento normalmente é composto de cálcio, silício, alumínio e ferro, que são aquecidos em um forno e moídos até formar um pó fino.
Os pesquisadores desenvolveram, em seu lugar, um material de construção à base de argila e imprimível em 3D por um método chamado Polimerização Frontal Catiônica Induzida por Radicais (RICFP).
O processo depende de três componentes químicos essenciais:
- Um monômero que polimeriza na presença de um radical livre.
- Um agente de reticulação que liga as cadeias do polímero.
- Um iniciador que, sob alta temperatura, libera os radicais livres necessários para iniciar a polimerização.
Os pesquisadores combinaram o aglutinante RICFP com agregado de argila, areia, biocarvão e fibra de cânhamo para melhorar resistência à compressão, isolamento e sustentabilidade. Foi adicionado um aglutinante composto de monômero de acrilamida (ACR), reticulante metilenobisacrilamida (MBA) e persulfato de amônio (APS).
No total, a mistura conseguiu usar entre 70% e 80% de materiais de base biológica em peso.
Resistência Superior e Cura Mais Rápida do que o Concreto Tradicional
A principal melhoria oferecida por esse material em comparação com o concreto é a maior resistência, sobretudo logo após a impressão 3D.
Com resistência construtiva de 3 megapascais (MPa), ele permite erguer paredes de várias camadas e saliências autoportantes, como telhados.
A resistência aumenta com o tempo, produzindo uma edificação final muito sólida.
“Ele supera 17 megapascais, a resistência exigida do concreto estrutural residencial, em apenas três dias, ante até 28 dias para o concreto tradicional à base de cimento.”
Devin Roach — professor assistente de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da OSU
Outra vantagem é o tempo de cura: o material alcança em apenas três dias os 17 MPa exigidos para concreto estrutural residencial e cura completamente em menos de duas semanas, contra cerca de 28 dias do concreto tradicional.
Os pesquisadores também testaram diferentes métodos construtivos de impressão 3D. Eles demonstraram que a maior resistência e a polimerização rápida permitem imprimir a nova mistura sem uma estrutura de apoio inferior.
O novo método também pode imprimir portas e janelas em formatos convencionais, recursos que normalmente exigem material adicional ou técnicas especiais na impressão 3D com concreto.
“A capacidade do material de imprimir estruturas autoportantes sem o uso de suportes inclui possibilidades variadas e singulares da impressão com concreto de polimerização frontal.”
O que a Impressão 3D de Argila e Cânhamo Pode Significar para Edifícios Futuros
Embora casas e materiais de construção impressos em 3D tenham começado usando concreto, é provável que esse novo método construtivo se beneficie de materiais inovadores.
Por enquanto, como ainda está em fase experimental, o material à base de argila, cânhamo e biocarvão é mais caro que o concreto.
Mas o aperfeiçoamento do material e a redução de custos de construção proporcionada pela eficiência da impressão 3D devem, com o tempo, torná-lo competitivo com os materiais tradicionais.
Além disso, a pegada de carbono muito menor pode ser decisiva caso impostos sobre carbono passem a elevar fortemente o custo do cimento.
Investindo na Produção de Cimento
Conclusão para Investidores – Impressão 3D de Argila e Cânhamo & CRH
O concreto de polímero de argila e cânhamo ainda está em fase laboratorial e piloto, mas acompanha três forças poderosas: a descarbonização da construção, a automação de edifícios impressos em 3D e materiais de cura rápida que encurtam cronogramas. A mistura da Oregon State University mostra como agregados de base biológica e química de polímeros podem fornecer resistência estrutural em dias, e não semanas, com pegada de CO₂ muito menor que a do cimento tradicional. Para investidores do mercado aberto, a CRH é uma das formas mais claras de obter exposição a essa transição. A empresa é a maior recicladora da América do Norte, já começou a reduzir as emissões do cimento com combustíveis alternativos e investe em inovadores de baixo carbono como Sublime Systems, tecnologias de captura de carbono e otimização de misturas por IA. Se o cimento produzido por eletrólise e misturas avançadas para impressão 3D alcançarem escala comercial, empresas estabelecidas com distribuição global, capital e relações regulatórias — como a CRH — estão bem posicionadas para liderar a transição.
CRH: Um Líder Sustentável em Cimento e Jogada de Descarbonização
CRH Gráfico de preços
Como uma das líderes mundiais na produção de cimento, a CRH será fundamental para tornar a construção mais sustentável. Ela ocupa o primeiro lugar em volume total de materiais de construção fornecidos nos mercados dos Estados Unidos e da Europa.
A empresa atua em 28 países e 3.390 unidades, emprega 78.500 pessoas e obteve 65% de suas vendas globais de 2023 com a CRH Americas.
A CRH espera que os fortes gastos dos governos ocidentais em infraestrutura impulsionem seus negócios. As tendências de reindustrialização e relocalização da produção de alta tecnologia também devem ajudar.
Fonte: CRH
A CRH fez avanços importantes em sustentabilidade por meio de várias iniciativas:
- É a maior recicladora da América do Norte, tendo reciclado 43,9 milhões de toneladas de resíduos e subprodutos de outras indústrias em 2023.
- Reduziu suas emissões de CO₂ em 8% em 2023 graças ao uso de 36% de combustíveis alternativos em suas fábricas de cimento.
- Pretende reduzir as emissões em 30% até 2030, em comparação com 2021.
Isso é louvável por si só, mas pode ser considerado pouco e tardio diante das emissões de carbono da indústria do concreto.
Felizmente, a CRH também impulsiona mudanças mais fundamentais no setor. Em conjunto com a gigante europeia Holcim, investiu US$ 75 milhões na empresa de cimento de baixo carbono Sublime.
A Sublime Systems nasceu do MIT em 2020 para produzir cimento em temperatura ambiente com um eletrolisador, substituindo fornos intensivos em energia e combustíveis fósseis. A tecnologia também permite usar diferentes fontes de cálcio como matéria-prima e evita a liberação de CO₂ proveniente do calcário.
A primeira instalação comercial da Sublime em Holyoke deve abrir já em 2026. Se for bem-sucedida, poderá transformar a indústria do cimento e abrir caminho para concreto de baixas emissões em grande escala.
A CRH também investiu em outras startups de descarbonização e sustentabilidade:
- € 23,7 milhões na Cool Planet Technologies, que desenvolve soluções de captura de carbono para indústrias tradicionalmente difíceis de descarbonizar.
- US$ 34,7 milhões, juntamente com outros investidores, na Carbon Upcycling Technologies, que usa mineralização totalmente elétrica para armazenar CO₂ de forma permanente em subprodutos industriais e minerais usados em cimento, plásticos, bens de consumo, fertilizantes e medicamentos.
- AICrete, plataforma de “receita como serviço” que trabalha com produtores locais, usa análises de IA para otimizar materiais disponíveis e minimizar o cimento empregado, reduzindo a pegada de CO₂ e o custo de produção.
- A rodada Série B da FIDO AI apoia uma startup que usa IA para reduzir o consumo de água e ampliar sua economia.
Por fim, a CRH também investe em impressão 3D de concreto (3DCP) por meio de sua subsidiária Amerimix.
Em resumo, a CRH é uma líder lucrativa da indústria de concreto e construção e se prepara ativamente para a descarbonização do setor, tanto diretamente nas instalações existentes quanto como importante provedora de capital para startups que criam a próxima geração de tecnologias de cimento e concreto, incluindo descarbonização e impressão 3D.
Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da CRH (CRH)
Estudo Referenciado
1. Nicolas A. Gonsalves et al. Impressão 3D de infraestrutura sustentável usando concreto de argila de cura rápida com aditivos de base biológica. Advanced Composites and Hybrid Materials. Volume 8. 1º de outubro de 2025. https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-025-01456-1
