Pesquisadores da ETH Zurich, na Suíça, descobriram como usar uma bactéria para transformar areia em material de construção sólido, sem forno e sem calor. O processo completo leva até cinco dias e pode, no futuro, ajudar a reduzir o uso do cimento tradicional.
O trabalho é liderado por Karen Antorveza Paez e aposta em um tipo de biocimentação para fazer da areia um material arquitetônico por conta própria.
Por que buscar uma alternativa ao cimento
A produção de cimento exige temperaturas muito altas e grandes quantidades de energia. Por isso, ela é uma das principais fontes de emissões de CO2 da construção civil.
Encontrar uma opção mais sustentável pode fazer diferença real no setor. A areia sozinha, porém, não serve para a maioria das construções, porque seus grãos não ficam grudados.
Como funciona o cimento de bactéria
A equipe usa a bactéria Sporosarcina pasteurii. Nas condições certas, ela cresce entre os grãos de areia e os une ao formar carbonato de cálcio, o mesmo composto presente no calcário, no giz e em conchas de moluscos.
A ideia de biocimentação não é nova. Ela já foi usada para estabilizar solo para plantio e para reparar rachaduras em concreto. A novidade é o objetivo: criar um material de construção feito só de areia.
Os pesquisadores encontraram dois caminhos para isso.
Método 1: impressão 3D
Os cientistas criaram uma espécie de bioinfusão, uma “biotinta” com água, areia, bactérias vivas e alguns produtos químicos. Ela tem consistência de gel e pode ser impressa no formato desejado.
Depois, a peça fica três dias imersa em um banho com ureia e cloreto de cálcio. É nessa etapa que as bactérias formam cristais que prendem os grãos. Em seguida, a peça seca por dois dias à temperatura ambiente.
Antorveza Paez compara o processo a assar um bolo: a massa é maleável e delicada, e só o forno a deixa sólida. Aqui, as bactérias fazem o papel do forno, mas sem calor.
Método 2: spray com braço robótico
No segundo método, um braço robótico borrifa a mistura de areia e bactérias sobre uma superfície. O objeto é construído aos poucos, camada por camada, conforme o carbonato de cálcio se forma.
Parece lento, mas a grande vantagem é que o processo pode ser totalmente automatizado. O sistema funcionou sem parar por seis meses, sem supervisão humana constante.
Principais dados da pesquisa
- Instituição: ETH Zurich, na Suíça
- Bactéria usada: Sporosarcina pasteurii
- Tempo total do método de impressão 3D: até 5 dias (3 de banho e 2 de secagem)
- Operação do braço robótico: 6 meses contínuos
- Temperatura de cura: ambiente, sem calor
Para que serve cada método
A impressão 3D é mais indicada para elementos arquitetônicos complexos. Já o spray robótico foi pensado para revestir superfícies.
O que ainda falta
Um dos maiores problemas é o amônio, subproduto do banho de mineralização no método de impressão 3D. Ele é muito tóxico e precisa ser neutralizado antes de a tecnologia ser ampliada.
Outra questão é a resistência. Por enquanto, o material poderia substituir a argamassa que une tijolos, mas ainda não é tão forte quanto o concreto, que sustenta lajes, pilares e fundações.
A equipe também estuda como o tamanho dos grãos de areia afeta as propriedades do produto final. Ainda há bastante trabalho até que castelos de areia virem projetos de arquitetura de verdade.
Perguntas frequentes
Como a bactéria transforma areia em cimento?
A Sporosarcina pasteurii forma carbonato de cálcio entre os grãos de areia, o que os une em uma estrutura sólida.
Esse material já substitui o concreto?
Não. Por enquanto ele poderia substituir a argamassa, mas ainda não tem a resistência do concreto para lajes, pilares e fundações.
Quanto tempo leva para endurecer?
No método com impressão 3D, até cinco dias: três em banho com ureia e cloreto de cálcio e dois de secagem ao ar.
Por que isso é melhor que o cimento comum?
O endurecimento ocorre sem altas temperaturas. A produção do cimento tradicional gasta muita energia e é grande fonte de CO2.