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Tecnologia pode ser utilizada para formar blocos, reparar rachaduras e restaurar esculturas sem perda de qualidade das cores originais
Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) descobriram um método para produzir biocimento a partir de resíduos, criando uma alternativa mais sustentável ao cimento tradicional. A tecnologia usa bactérias para criar uma reação de endurecimento a partir de dois materiais residuais comuns: lodo de carboneto industrial e ureia (da urina de mamíferos). O resultado é uma massa compacta forte, durável e pouco permeável.
A equipe liderada pelo professor Chu Jian, presidente da Escola de Engenharia Civil e Ambiental, mostrou em um artigo de pesquisa de prova de conceito publicado em 22 de fevereiro de 2022 no Journal of Environmental Chemical Engineering que seu biocimento poderia se tornar um método sustentável e econômico para melhoria do solo, como fortalecer o solo para uso em construção ou escavação, controlar a erosão da praia, reduzir a poeira ou a erosão eólica no deserto ou construir reservatórios de água doce nas praias ou no deserto.
O biocimento também pode ser usado como biogrout para selar rachaduras para controle de infiltração e até mesmo para retocar e reparar monumentos como esculturas rupestres e estátuas.
“O biocimento é uma alternativa sustentável e renovável ao cimento tradicional e tem grande potencial para ser usado em projetos de construção que exigem tratamento do solo”, disse o professor Chu, que também é diretor do Centro de Soluções Urbanas da NTU, ao Science Direct.
Impactos ambientais do cimento comum
As cimenteiras são responsáveis por cerca de 5% da emissão global de dióxido de carbono (CO2), de fonte antrópica, liberado anualmente na atmosfera. Estima-se que, na produção de uma tonelada de clínquer (cimento em sua fase básica de fabrico), seja produzida uma tonelada de CO2, contribuindo em grande parte para o aumento do efeito estufa, segundo estudo.
No processo de fabricação do cimento também podem ser liberados o óxido de enxofre, óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e compostos de chumbo, sendo todos eles poluentes. Além disso, durante a primeira etapa de extração das matérias-primas, também podem ocorrer impactos físicos, como desmoronamentos nas pedreiras de calcário e erosões devido às vibrações produzidas no terreno. E a extração de argila em rios pode causar o aprofundamento desses cursos d’água, diminuindo a quantidade de água nos leitos e afetando os ecossistemas e assentamentos humanos ali existentes.
Como é feito o biocimento e quais são suas propriedades
O processo de fabricação de biocimento requer menos energia e gera menos emissões de carbono em comparação com os métodos tradicionais de produção de cimento. O biocimento da equipe da NTU é criado a partir de dois tipos de resíduos: lodo de carboneto industrial – o material residual da produção de gás acetileno, proveniente de fábricas de Cingapura – e ureia encontrada na urina.
Em primeiro lugar, a equipe trata a lama de carboneto com um ácido para produzir cálcio solúvel. A ureia é então adicionada ao cálcio solúvel para formar uma solução de cimentação. A equipe então adiciona uma cultura bacteriana a essa solução de cimentação. As bactérias da cultura então quebram a uréia na solução para formar íons carbonato.
Esses íons reagem com os íons de cálcio solúveis em um processo chamado precipitação de calcita induzida microbianamente (MICP). Essa reação forma carbonato de cálcio – um material duro e sólido que é encontrado naturalmente em giz, calcário e mármore.
A solução de biocimento é incolor, permitindo que os trabalhos de restauração mantenham a cor original da escultura. Quando essa reação ocorre no solo ou na areia, o carbonato de cálcio resultante une as partículas de solo ou areia para aumentar sua resistência e preenche os poros entre eles para reduzir a infiltração de água através do material. O mesmo processo também pode ser usado em juntas de rocha, o que permite o reparo de esculturas rupestres e estátuas.
O solo reforçado com biocimento apresenta resistência à compressão não confinada de até 1,7 megapascal (MPa), superior à do mesmo solo tratado com quantidade equivalente de cimento. Isso torna o biocimento da equipe adequado para uso em projetos de melhoria do solo, como fortalecimento do solo ou redução de infiltração de água para uso em construção ou escavação ou controle de erosão de praias ao longo da costa.
