Reavaliando Materiais e Processos Estruturais Existentes sob uma Perspectiva Moderna

Por milênios, materiais de construção como o concreto permitiram que os humanos criassem obras‑primas duradouras da arquitetura; basta observar a Roma antiga como exemplo. Embora se possa pensar que, ao longo desse tempo, já teríamos aprendido tudo o que há para saber sobre esses materiais de construção, reavaliá‑los sob uma perspectiva moderna permitiu que empresas voltadas para o futuro lhes dessem um novo propósito e aprimorassem receitas antigas.

Materiais e Processos

Como mencionado, a Roma antiga é o exemplo perfeito do que pode ser alcançado com o uso de concreto. Até recentemente, porém, os cientistas estavam perplexos sobre como estruturas datadas de mais de 2000 anos ainda estavam em tão boas condições. Agora, sabemos que a resposta estava bem diante de nós o tempo todo – a cal.

Sempre se acreditou que a presença de cal no concreto romano era resultado de práticas de mistura descuidadas/ruins. Contudo, descobriu‑se que os fragmentos de cal resultantes têm um propósito importante que, quando incorporados ao concreto de maneira específica, permitem que o produto final cicatrize fissuras por conta própria; o que nos leva à nossa primeira abordagem moderna de um material de construção antigo – o concreto autorreparável.

Concreto Autorreparável

O concreto é simplesmente uma mistura de substratos finos e grossos combinados e mantidos juntos por um endurecedor. A receita para fazer concreto tem variado ao longo do tempo e ao redor do mundo, para se adequar a diferentes ambientes. Com isso em mente, cientistas começaram a pesquisar e testar novas receitas/abordagens para criar uma iteração projetada para o futuro. Um exemplo vem da Universidade do Colorado, onde os cientistas desenvolveram um potencial substituto do concreto que chamam de ‘Materiais de Construção Vivos (LBMs)’, criados ao utilizar “microrganismos fotossintéticos para biomineralizar andaimes inertes de areia e gelatina”.

Promissoramente, esses LBMs demonstraram a capacidade não apenas de se autorreplicar e autorreparar, mas também de serem produzidos a partir de materiais de resíduos. Igualmente importante é sua capacidade de capturar carbono. Além da durabilidade e longevidade, há uma razão principal para o tempo dedicado ao desenvolvimento de novas receitas de concreto futurista – o meio ambiente.

O processo de produção do concreto emite uma grande quantidade de CO₂. Como o segundo produto mais usado na Terra, isso resulta em emissões massivas (8% do total de CO₂). Se pudermos criar iterações de concreto que realmente ajudem o meio ambiente em vez de prejudicá‑lo, então esse é um caminho que vale a pena explorar.

Além das pesquisas em andamento nos laboratórios, startups como Biomason já estão oferecendo produtos baseados em uma abordagem semelhante que usa a biologia como meio de minimizar a pegada ambiental da indústria do cimento. Até o momento, esta empresa já gerou cerca de US$ 95 milhões em financiamento ao longo de várias rodadas, de investidores como Novo Holdings, Celesta Capital e outros.

Armadura de Cânhamo

A armadura (vergalhão) é um material extremamente importante usado na construção com concreto. Normalmente feita de aço, a armadura fornece suporte estrutural a edifícios de concreto e aumenta sua longevidade. Como mencionado anteriormente, trabalhar com concreto geralmente implica grandes emissões de CO₂. E se houvesse uma forma de criar vergalhões que ajudassem a compensar esse problema sem sacrificar as vantagens do aço? Apresentamos a armadura de cânhamo.

A armadura de cânhamo não só aumenta a longevidade do concreto, como pode ser mais barata, mais forte e mais leve que o aço, permanecendo livre de corrosão; todas considerações importantes, já que o colapso de muitos edifícios está associado a vergalhões de aço pesados e corroídos. Também é conhecida como um biomaterial carbono‑negativo, com campos de cultivo que absorvem enormes quantidades de CO₂. Quando utilizada em aplicações como vergalhão, o produto ao longo de seu ciclo de vida pode contrabalançar as emissões de CO₂ associadas ao uso do concreto.

Tijolos Armazenadores de Energia

O concreto não é o único material de construção que está passando por uma reformulação futurista. Processos para transformar tijolos regulares e reciclados em supercapacitores estão sendo desenvolvidos. Isso significa que, em um futuro próximo, os tijolos que revestem sua casa ou servem como passarela podem funcionar como uma solução de armazenamento de energia. Basta conectar os tijolos a uma fonte de energia (por exemplo, painéis solares), e eles podem ser carregados para fornecer energia durante a noite. Deve‑se notar, porém, que a tecnologia ainda tem um longo caminho a percorrer antes que isso seja viável. Atualmente, pesquisadores indicam que a capacitância de aproximadamente 50 tijolos forneceria energia suficiente apenas para iluminação de emergência por até 5 horas.

Para alcançar esse feito, os pesquisadores consideraram a estrutura inerente dos tijolos, observando que são bastante porosos. Para transformá‑los em supercapacitores, os tijolos foram revestidos/injetados com PEDOT (um polímero condutor), que essencialmente converte o tijolo em uma esponja de energia.

Essas são o tipo de soluções que, quando combinadas com um esforço contínuo e coordenado em direção à energia sustentável, permitirão que a humanidade reverta os danos causados ao planeta e garanta um futuro mais verde.

Manufatura Aditiva

Ao olhar para o futuro da construção, há mais do que apenas os materiais utilizados. Também há processos a serem considerados. Com isso em mente, um dos avanços mais promissores e potencialmente revolucionários que mudará a forma como construímos é a manufatura aditiva, também conhecida como ‘impressão 3D’.

ICON é uma empresa particularmente notável para observar, pois seus produtos/serviços são mais que uma ideia de alto potencial; já estão sendo colocados em prática. Em um exemplo, uma comunidade de 100 casas compostas por casas impressas em 3D pela ICON já está em desenvolvimento em Georgetown, Texas. Em outro, e possivelmente mais empolgante, a ICON foi premiada com um subsídio de US$ 57,2 milhões da NASA para desenvolver um ‘sistema de construção para a superfície lunar’. Sim, a ICON está desenvolvendo os sistemas que permitirão a habitação da Lua e além em estruturas impressas em 3D.

A promessa das casas impressas em 3D é tal que empresas como a ICON já atraíram financiamento substancial de investidores visionários. Até a sua última rodada de captação, a ICON conta com cerca de US$ 451,5 milhões em financiamento.

A ICON não é a única empresa que imprime casas em 3D, porém. Outras, como Alquist, estão aproveitando o processo para criar moradias acessíveis na tentativa de “elevar comunidades economicamente vulneráveis e pouco atendidas, reduzindo o custo da construção”

Olhar para o Futuro

O ano é 2033. Se tudo correr como planejado, haverá pessoas que sairão de sua casa impressa em 3D, reforçada com armadura de cânhamo e concreto autorreparável, alimentada à noite por uma passarela de tijolos carregada ao longo do dia, e olharão para o céu noturno. Lá, verão pontos de luz provenientes de vastas constelações de satélites, lançados por meio de foguetes reutilizáveis que também entregam cargas de material para a primeira estrutura a ser construída na Lua. em português.