O que é Bioconcreto? – Características, Funcionamento e Uso

POR Pedro Coelho

Publicado: domingo, 14 de maio de 2023

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O concreto é um material muito utilizado na construção civil, possui alta resistência à compressão, porém quando tracionado tende a fissurar e quebrar. Com a ocorrência dessas trincas e possível ruptura, teme-se que a estrutura deixe de atender aos seus critérios de desempenho ou que sua vida útil seja reduzida.

Com base nessa problemática, foram desenvolvidos estudos sobre o bioconcreto, concreto capaz de realizar a autorreparação a partir da adição de bactérias gram-positivas e seu meio alimentar em seu preparo através do processo de biomineralização. Ao entrar em contato com a água, essa bactéria se alimenta e precipita uma camada de carbonato de cálcio (CaCO3), preenchendo assim suas fissuras. Portanto, o bioconcreto se apresenta como uma nova alternativa na área da construção civil.

O que é o bioconcreto de fato?

Desenvolvido pelo microbiologista Hendrik “Henk” Marius Jonkers, o bioconcreto é uma solução de um produto de concreto auto-reparável, que explora as propriedades curativas da natureza. Misturando um novo tipo de bactéria e cápsulas de lactato de cálcio na mistura inicial de concreto, Jonkers criou um tipo de concreto que pode realmente se reconstruir à medida que a umidade entra nas inevitáveis ​​rachaduras, lacunas e buracos, uma forma de automanutenção.

O bioconcreto é um material de construção que combina cimento juntamente com bactérias e nutrientes que são capazes de restaurar a estrutura desse tipo de concreto. Estes microrganismos produzem uma camada de carbonato, que confere ao concreto uma maior resistência mecânica e térmica.

Além disso, o bioconcreto é um material durável, resistente aos efeitos da poluição e à corrosão. Por estas razões, é um material ideal para uso em obras de engenharia civil.

Como funciona o bioconcreto e quais são suas propriedades?

O bioconcreto é um tipo de concreto que foi desenvolvido para substituir o concreto convencional. O inventor desse concreto auto curável escolheu bactérias (Bacillus pseudo rmus e B. cohnii), que são capazes de produzir calcário em bases biológicas.

O efeito colateral positivo dessas bactérias no concreto é que elas tem a propriedade de consumir oxigênio, o que, por sua vez, evita a corrosão interna do concreto armado. Além disso, elas também não representam risco à saúde humana, pois só sobrevivem nas condições alcalinas do concreto.

Nesse tipo de concreto autocicatrizante, as bactérias são integradas ao concreto durante a construção, enquanto a argamassa de reparo e o sistema líquido só entram em ação quando ocorrem danos agudos nos elementos de concreto.

Os esporos das bactérias desse concreto são encapsulados em pastilhas de argila de dois a quatro milímetros de largura e adicionados à mistura de cimento com nitrogênio, fósforo e um agente nutriente separados.

Isso faz com que as bactérias permaneçam inativas no concreto por até 200 anos. O contato com nutrientes ocorre apenas se a água penetrar em uma rachadura - e não durante a mistura de cimento. Esta variante é adequada para estruturas expostas às intempéries, bem como para pontos de difícil acesso para reparadores. Assim, a necessidade de reparos manuais caros e complexos é eliminada.

O bioconcreto é um material bem mais resistente à água do que o concreto convencional e também é mais leve, o que o torna ideal para aplicações em que o peso é um fator importante. Além disso, ele não contém produtos químicos nocivos e pode ser facilmente reciclado, o que significa que ele é mais amigável ao meio ambiente.

O processo de produção de bioconcreto é relativamente simples. O bioconcreto é mais resistente à água e à umidade do que o concreto convencional, o que o torna ideal para aplicações em locais úmidos ou em áreas costeiras. Além disso, o bioconcreto é mais leve do que o concreto convencional, o que o torna mais fácil de trabalhar e transportar.

Uso do bioconcreto na construção civil

O bioconcreto pode ser usado em diversos projetos de construção civil, como:

• Construção de estruturas subaquáticas, como tanques de água, diques e equipamentos subaquáticos.
• Construção de estruturas de alta resistência à água, como piscinas, canais e estações de tratamento de água.
• Construção de estruturas resistentes às condições climáticas extremas, como estradas, pontes e muros.
• Construção de estruturas resistentes às intempéries, como edifícios, estacionamentos e calçadas.
• Construção de estruturas anti-deslizamento, como barragens, aterros e muros.
• Construção de estruturas para o armazenamento de água em locais de difícil acesso.
• Construção de estruturas para a prevenção de contaminação por substâncias poluentes, como óleo, metais e pesticidas.
• Construção de estruturas que contribuam para a minimização dos resíduos sólidos gerados por obras de construção.

Situação do bioconcreto no Brasil

Atualmente, o uso do bioconcreto no Brasil está ainda em estágio inicial. Porém, existem algumas iniciativas que estão sendo desenvolvidas para aumentar o uso desta tecnologia. Por exemplo, a Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) tem um Programa de Desenvolvimento Tecnológico para o uso do bioconcreto para a construção de estruturas subaquáticas.

Além disso, a Universidade de São Paulo (USP) tem desenvolvido pesquisas para aprimorar o uso desta tecnologia. A expectativa é que, nos próximos anos, o bioconcreto se torne cada vez mais popular no Brasil, possibilitando a criação de estruturas mais eficientes e sustentáveis.

Vantagens e desvantagens do bioconcreto

O bioconcreto tem as seguintes vantagens em relação ao concreto normal:

• Resistência à água.
• Resistência às intempéries e às condições climáticas extremas.
• Resistência às contaminações por substâncias poluentes.
• Minimiza os resíduos sólidos gerados por obras de construção.
• Pode ser usado para construir estruturas subaquáticas.
• Pode ser usado para armazenar água em locais de difícil acesso.

No entanto apresenta as seguintes desvantagens:

• É mais caro do que outros materiais de construção.
• Requer manutenção constante.
• Requer a seleção cuidadosa dos microorganismos.
• Os processos de produção podem ser complexos.

Preço do bioconcreto no Brasil

O preço do bioconcreto no Brasil depende da quantidade e da qualidade do material necessário para produzir o bioconcreto. Por exemplo, um saco de cimento Portland comum custa cerca de R$ 25,00 enquanto um saco de cimento Portland especialmente formulado para o bioconcreto pode custar até R$ 40,00.

O custo da areia, água e microorganismos também devem ser considerados. Em geral, o preço final do bioconcreto no Brasil gira em torno de R$ 100,00 a R$ 200,00 por metro cúbico.

Referências

• https://www.generalkinematics.com/blog/what-is-bio-concrete/ (acessado em 11/05/2023 as 18:21)
• https://www.mscnewswire.co.nz/component/k2/item/4402-bio-concrete-set-to-revolutionise-the-building-industry.html (acessado em 11/05/2023 as 18:24)
• https://www.giatecscientific.com/education/bio-concrete/#:~:text=What%20is%20Bio%2DConcrete%3F,to%20be%20repaired%20once%20placed. (acessado em 11/05/2023 as 18:32)
• https://new.epo.org/en/news-events/european-inventor-award/meet-the-finalists/hendrik-marius-jonkers (acessado em 12/05/2023 as 18:18)
• https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/15215 (acessado em 13/05/2023 as 18:29)
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8062653/#:~:text=Production%20of%20bioconcrete%20with%20improved%20durability%20properties%20using%20Alkaliphilic%20Egyptian%20bacteria,-Shiren%20O. (acessado em 11/05/2023 as 18:21)
• https://www.researchgate.net/figure/a-SEM-micrographs-of-calcite-precipitation-by-B-sphaericusb-SEM-micrographs-of-calcite_fig4_292208328 (acessado em 14/05/2023 as 17:25)
• https://www.elsevier.es/en-revista-science-tecnology-materials-395-articulo-study-self-healing-properties-in-concrete-S2603636318300629 (acessado em 14/05/2023 as 17:31)
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501315000506?via%3Dihub(acessado em 14/05/2023 as 18:13)
• https://www.bdcnetwork.com/dutch-teams-bioconcrete-can-heal-itself (acessado em 14/05/2023 as 18:28)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)