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Ecocimento promete casas construídas por bactérias
06/03/15
Biocimento
Você gostaria de morar em uma casa construída por bactérias?
Calma, as bactérias não estarão mais vivas quando você entrar na sua nova casa.
Engenheiros europeus desenvolveram uma nova tecnologia para fabricar biocimento cuja grande estrela é um tipo comum de bactéria que vive no solo (Sporosarcina pasteurii), que é cultivada em uma mistura de ureia e nutrientes a uma temperatura de 30º C.
“Dentro dessa mistura, a bactéria começa a se desenvolver; elas basicamente aumentam de número. A bactéria precisa alcançar uma certa quantidade a fim de produzir o cimento. Depois de cerca de três horas de fermentação, nossa mistura está pronta para uso,” explica Piero Tiano, líder do projeto Eco-Cement, financiado pela União Europeia.
Na verdade, antes de poder ser usado para fazer paredes, a mistura produzida pela bactérias precisa ser misturada com areia, resíduos de cimento industrial reaproveitado e cinzas de casca de arroz, para então virar o ecocimento pronto para ser aplicado sobre os tijolos.
“Nossas matérias-primas são praticamente todas rejeitos. Assim, nós não temos custos adicionais. Por exemplo, nós não precisamos explorar e transportar o calcário normalmente usado para fabricar cimento. E nós também não temos os custos de energia,” acrescenta Laura Sánchez Alonso, que também faz parte da equipe.
Cimento de bactérias
A transformação do calcário em cimento é feita em processos industriais que exigem temperaturas de 1.400 a 1.500º C. Já o biocimento feito pelas bactérias é produzido a meros 30º C.
Isto é possível porque a técnica usa um processo biológico para ligar as partículas do cimento.
Os testes iniciais em pequena escala foram promissores, sendo o ecocimento adequado para a construção de paredes, mas não forte o suficiente para substituir o concreto tradicional.
Agora a equipe está trabalhando para tornar a bactéria mais eficiente e mais produtiva para que o biocimento possa ser produzido em maior escala.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/
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Alvenaria de solo-cimento
28/09/14
Sistemas de construção de solo-cimento podem minimizar danos ambientais, baratear e dar mais agilidade às obras. A técnica é o resultado da mistura homogênea de solo, cimento e água em proporções previamente determinadas, depois compactada na forma de tijolos, blocos ou paredes monolíticas. Desde que bem executado, o componente apresenta boa durabilidade e resistência à compressão.
Empregado no Brasil inicialmente na confecção de bases e sub-bases de pavimentos de estradas, o solo-cimento começou a ser empregado em construções em 1948, quando residências feitas com paredes monolíticas foram construídas na Fazenda Inglesa, em Petrópolis (RJ). Um ano depois, foi construído o famoso Hospital Adriano Jorge, do Serviço Nacional de Tuberculos e, em Manaus, edifício com 10.800 m² ainda em funcionamento e em bom estado de conservação.
No entanto, o solo-cimento só foi amplamente aplicado em moradias por volta de 1978, quando o antigo BNH aprovou a técnica para construções de habitações populares. “Na época, estudos feitos pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) e pelo Ceped (Centro de Pesquisas e Desenvolvimento) comprovaram que, além do bom desempenho termoacústico, o solo-cimento aplicado em construções levava a uma redução de custos de 20% a 40%, se comparado com a alvenaria tradicional de tijolos de barro ou cerâmicos”, diz Fernando Teixeira, consultor na área de solo-cimento.
O engenheiro explica que, naquele momento, predominavam as construções com paredes monolíticas. “Recentemente, processos construtivos que envolvem o uso de blocos modulares com encaixe intertravado estão tendo muita aceitação”, explica Teixeira. Apesar de mais cara do que a parede monolítica, a alvenaria de blocos apresenta vantagens como dispensar o emprego de fôrmas, acelerar a construção e facilitar a passagem das instalações hidráulica e elétrica.
Sistemas monolíticos x modulares
Para o engenheiro Francisco Casanova, professor do programa de engenharia civil da Coppe (Coordenadoria de Programas de Pós-Graduação da UFRJ), o tijolo e a parede monolítica de solo-cimento são “cartas fora do baralho”. “Um dos grandes problemas da alvenaria de tijolos monolíticos de solo estabilizado sempre foi a interação com a argamassa de assentamento”, afirma Casanova. Para o engenheiro, as diferenças entre as propriedades físicas de ambos os materiais, como o módulo de elasticidade e coeficientes de dilatação, acabam por levar à falência de um deles.
A alvenaria feita com blocos modulares, sim, não só resolve esse problema de interação como oferece algumas vantagens. Dispensa o revestimento, argamassa de assentamento, além de não necessitar de queima de madeira ou óleo combustível para sua produção, o que barateia o processo construtivo. Assim como a parede monolítica, os blocos de solo-cimento são fabricados, normalmente, com o próprio solo do local, o que reduz custos com relação à matéria-prima de construção e o seu transporte.
A desvantagem do sistema modular, segundo Neidyr Cury Neto, engenheiro especializado em fundações e geotecnia, é a dependência com relação às prensas manuais e hidráulicas, cujo preço varia de R$ 5 a R$ 40 mil. “Além do custo da prensa, deve-se avaliar os gastos com a sua manutenção”, explica Cury Neto. O engenheiro defende o emprego das paredes monolíticas na construção de moradias populares por meio de cooperativas de trabalho. “Com as paredes monolíticas, há um melhor aproveitamento da mão-de-obra não especializada do local, além da redução de custos”, explica.
Para a construção de paredes monolíticas usam-se guias, fôrmas e soquetes para a compactação da mistura. As guias devem respeitar o alinhamento e o prumo. Depois de presas com parafusos adequados, as fôrmas, normalmente de madeira, são preenchidas por camadas de solo-cimento, que devem ser compactadas até formar uma mistura coesa e homogênea.
À medida que se constrói a parede, as fôrmas vão passando de uma altura a outra sem esperar a secagem da etapa anterior. “Dentre os sistemas ensaiados pelo Ceped, o que apresentou melhores resultados consistia em fixar previamente, no solo, guias para o deslizamento das fôrmas, que subiam de acordo com o enchimento do muro”, explica Cury Neto.
Escolha do solo
Independentemente do sistema adotado devem ser tomados cuidados que vão desde a seleção do solo adequado até a correta execução das fundações e da alvenaria.
“O que parece ser um processo simples, de fácil execução, requer a aplicação de um protocolo técnico que envolve fatores como a escolha do solo, a dosagem dos teores dos ligantes hidráulicos e o correto ajuste de parâmetros de estado e colocação relativos ao solo e à mistura deste com o estabilizante”, diz o engenheiro Francisco Casanova. Segundo ele, o nível de detalhamento de projeto deve ser o maior possível. “Tudo aquilo que as normas exigem para a alvenaria estrutural de blocos de concreto, armada ou não-armada, vale para o solo estabilizado com o cimento”, afirma.
O engenheiro e professor da Poli-USP Alex Abiko, que durante 13 anos foi pesquisador da tecnologia no IPT, acredita que a durabilidade dos sistemas construtivos com solo-cimento depende de rigorosas análises de laboratório que avaliem a retração do composto e a expansibilidade do solo usadas na mistura. “O fato de algumas argilas expandirem muito dentro do conjunto pode aumentar o volume do material de forma a ocasionar trincas”, diz.
Em princípio, o solo de qualquer jazida pode ser utilizado para a confecção de paredes monolíticas, blocos e tijolos de solo-cimento. Os mais indicados, no entanto, são aqueles que possuem de 50% a 70% de teor de areia no composto. “O solo com a granulometria ideal para a mistura deve ser predominantemente arenoso, com argila em menor percentagem para que haja coesão entre os grãos”, diz Aurinilce Nascimento, da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland). A engenheira explica que na medida em que aumenta o teor de argila do solo, aumenta a necessidade de consumo do cimento para sua estabilização, que deve representar de 5% a 10% em massa em relação ao solo.
“A correção de um solo muito argiloso pode ser feita com a adição de areia pura ou de solo arenoso”, diz Cury Neto. Tal procedimento, segundo ele, pode baratear o processo por reduzir a quantidade de cimento necessária para conferir estabilidade e resistência ao material. Neto explica que as camadas superficiais do solo, com profundidades que variam normalmente de 10 a 60 cm, em que há o predomínio de matéria orgânica, não podem ser adicionadas à mistura. “A acidez da matéria orgânica no solo retarda as reações de hidratação do cimento, comprometendo a resistência à compressão do solo-cimento”, afirma.
Método de dosagem alternativo
Uma vez colhidas amostras qualitativas do solo, essas deverão ser encaminhadas para um laboratório de mecânica dos solos, que determinará a proporção de argila, areia e silte existentes. Depois da análise, é feita a dosagem para solo-cimento, procedimento que determinará a quantidade de água, cimento e solo para estabilizar a mistura. “Por demorarem 40 dias para serem concluídos, os procedimentos de análise e dosagem feitos por laboratórios são um dos fatores que desestimulam o uso em construções”, diz Casanova.
Em conjunto com seus alunos de mestrado e doutorado, Casanova desenvolveu uma metodologia baseada em ensaios simples e expeditos, que dispensam a atuação do laboratório, podendo ser aplicada diretamente na jazida ou canteiro de obras. “A metodologia, além de baratear o processo, dura apenas cinco dias”, explica.
Uma vez determinada a dosagem, o solo que será utilizado na mistura deverá ser peneirado, destorroado e estocado, de preferência em local coberto. Após essa etapa, a matéria-prima é misturada com o cimento e a água, atividade que pode ser realizada manualmente, ou por um misturador mecânico, de acordo com a capacidade de produção da prensa.
Por produzirem maior quantidade de peças do que as manuais, as prensas hidráulicas requerem equipamentos mecanizados para a produção da mistura e alimentação dos silos. Fernando Teixeira explica que com a produção diária de até 3,5 mil blocos, a mistura do composto e sua condução até a prensa é feita manualmente. “Acima disso, torna-se necessário o emprego de um misturador mecânico e de uma correia transportadora para abastecer a prensa”, explica. Para a produção de paredes monolíticas, os procedimentos, em geral, são feitos manualmente.
Após a inserção da mistura fresca dentro dos moldes de prensas hidráulicas ou manuais, ocorre a prensagem dos blocos ou tijolos, que devem ser estocados, de preferência em local coberto. Para cura, as peças devem ser molhadas três vezes ao dia, durante um período mínimo de sete dias, para que a mistura prensada endureça e adquira a resistência desejada. De acordo com as normas da ABNT, só depois de 14 dias é que os tijolos ou blocos poderão ser aplicados em construção. Em locais descobertos, o composto deverá ser molhado mais do que três vezes ao dia, de acordo com as condições climáticas.
Manuais ou hidráulicas, as prensas utilizadas para a fabricação dos tijolos contam com moldes que podem configurar diferentes modelos de blocos, classificados pelo tipo de encaixe: encaixe tronco-cônico, encaixe quadrado bisotado/não bisotado ? ou com vértices arredondados ? , e o encaixe trilha.
As paredes monolíticas requerem um processo de cura igual ao de alvenaria dos blocos. Segundo Aurinilce, sua espessura varia de 8 a 12 cm, de acordo com a altura da parede. Como manutenção das paredes monolíticas e de blocos de solo-cimento, a engenheira recomenda a impermeabilização por meio da aplicação de um verniz específico para o material.
Fundações rasas como o baldrame e, principalmente, a do tipo radier, são apropriadas para as construções de solo-cimento. Por se adaptar a qualquer tipo de solo, garantir uma melhor uniformização do terreno e evitar problemas como recalques diferenciais, a fundação do tipo radier é, apesar de mais cara, mais indicada do que a sapata corrida. Além do radier, recomenda-se a execução de uma base de argamassa impermeabilizada que acompanhe o traçado das paredes e sirva como área de apoio aos tijolos.
Normas
As normas técnicas da ABNT, que determinam características como forma, dimensões, resistência à compressão e à absorção de água de blocos e tijolos de solo-cimento, desconsideram a aplicação das peças em alvenarias estruturais. Apesar disso, há um consenso entre os profissionais da área sobre a possibilidade de execução de paredes estruturais feitas de blocos de solo-cimento. “Nesse caso, deve-se aumentar a resistência dos blocos por meio de uma adição maior de cimento à mistura”, diz Fernando Teixeira. O engenheiro explica que, além disso, os buracos dos blocos devem ser armados e preenchidos de concreto, de acordo com as orientações de um calculista que, nesse caso, também poderá determinar o diâmetro dos furos de grauteamento.
Uma alvenaria feita com blocos de solo-cimento, de acordo com a resistência à compressão determinada pela ABNT para as peças (2 MPa), suporta o peso de elementos como lajes moldadas ou pré-moldadas e coberturas convencionais, como a de telha cerâmica, por exemplo. O mesmo se aplica às paredes monolíticas. “Com relação aos blocos, devem ser tomados pequenos cuidados de segurança, como fazer amarrações, armar e preencher os furos dos blocos das extremidades com concreto”, explica Teixeira.
Segundo o engenheiro, uma alvenaria de solo-cimento, desde que associada a uma estrutura de concreto, pode atingir um número “indefinido” de pavimentos. “Sem isso, o máximo que ela consegue atingir são três pavimentos”, explica.
As construções requerem, sobre portas e janelas, a execução de vergas de bloco do tipo canaleta, que deverão ser preenchidas com concreto. “Para isso, os furos das duas fiadas, imediatamente abaixo e acima, deverão ser obturados e grauteados”, explica Casanova. A presença da viga conformada pelo bloco do tipo canaleta também é necessária, segundo Fernando Teixeira, entre a parede e a cobertura da construção. “Essa pequena viga armada permitirá uma melhor distribuição da carga do telhado sobre as paredes”, afirma.
Apesar de dispensarem argamassa de assentamento, sistemas que fazem uso de blocos modulares e encaixáveis requerem vedação de juntas por meio de aplicação de cola à base de PVC. “Blocos de solo-cimento são mais ecológicos do que tijolos cerâmicos ou de barro cozido por dispensarem a queima de madeira ou óleo combustível”, explica Casanova.
Segundo o engenheiro, para a fabricação de mil tijolos cerâmicos de 20 cm x 20 cm x 10 cm, é necessária a queima de cinco árvores de porte médio ou 120 kg de óleo combustível. “É uma mera questão de tempo para que o sistema construtivo se imponha naturalmente”, finaliza.
Fonte: http://www.monteirotijolos.com
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Reciclagem de entulho é um empreendimento viável
27/01/14
As cidades brasileiras podem fornecer brita e areia recicladas para a indústria da construção civil de forma complementar aos agregados naturais a partir de Resíduos de Construção e Demolição (RCDs), aponta pesquisa da Escola Politénica (Poli) da USP. A viabilidade da reciclagem por meio da mineração urbana foi verificada a partir de uma modelagem teórica baseada na análise do conteúdo e da destinação dos resíduos nas cidades de Macaé (Rio de Janeiro), Maceió (Alagoas) e São Paulo. O trabalho do engenheiro Francisco Mariano Souza Lima teve orientação do professor Arthur Pinto Chaves, do Departamento de Engnharia de Minas da Poli.
De acordo com o engenheiro, o gerenciamento dos resíduos é afetado por dois aspectos da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela lei federal 12.305, de 2 de agosto de 2010. “São os princípios do poluidor pagador e do protetor-recebedor, além da responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida do produto”, aponta. “As empresas da cadeia da indústria da construção civil tornam-se responsáveis pelos custos do gerenciamento dos RCDs desde a geração até o descarte final ou a reciclagem. A lei incentiva a criação de mecanismo de mercado para o gerenciamento destes resíduos.” A supervisão do serviço é feita pelos municípios e a reciclagem pode ser realizada por empresas privadas.
O manejo dos resíduos é muito diferenciado nos municípios brasileiros, destaca Souza Lima. “Considerando o total de 5564 municípios, 3639 realizam pelo menos a coleta destes resíduos. No entanto, entre as cidades que fazem o manejo de RCDs, somente 79 possuem alguma forma de reaproveitamento”, ressalta. Os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) são de 2008 e são expostos no Plano Nacional de Saneamento Básico. “Estima-se que a geração de entulho no Brasil é da ordem de 100 milhões de toneladas por ano (tons/ano). A estimativa baseia-se na geração por habitante de 0,5tons/ano, comprovada pela pesquisa na cidade de Macaé.”
Sentido econômico
O engenheiro afirma que o sentido econômico de minerar é conferir valor a um minério que está misturado em geral a outros. “Fisicamente ocorre a separação deste mineral ou conjunto destes minerais dos demais que não tem valor econômico”, conta. “Da mesma forma, os RCDs ganham valor quando são tratados por técnicas de separação mineral e a fração mineral que nos interessa nos entulhos volta como mercadoria no mercado de agregados. A industrialização e a própria urbanização alocou este processo de valorização nas cidades.”
A pesquisa fez a modelagem dinâmica no período de 20 anos para as três cidades abarcando todo o processo, desde a geração até o descarte ou a reciclagem dos resíduos tendo em vista os diferentes conteúdos destes resíduos amostrados . “Os resultados mostram a heterogeneidade das cidades amostradas no tocante a qualidade do RCD originários de distintos processos de urbanização”, relata Souza Lima. “O modelo de custo-benefício mostra que os benefícios superam os custos na seguinte ordem: São Paulo, Macaé e Maceió.”
Segundo o pesquisador, as plantas móveis de reciclagem são mais viáveis do que as fixas na cidade de Macaé. A região de São Paulo, devido ao maior volume de resíduos e maiores estímulos à reciclagem, é a única entre as três que não precisa de subsídios para implantar o sistema. “O modelo de viabilidade mostra que a qualidade do resíduo tem considerável influência na viabilidade das empresas de reciclagem”, afirma. “Os fatores mais sensíveis ao modelo de viabilidade são, pela ordem, o valor cobrado pelo terreno, a taxa cobrada na entrada dos RCDs na planta de reciclagem, os custos de operação da planta e os impostos em vigor.”
Souza Lima afirma que o modelo testado pode ser replicado para qualquer cidade brasileira e propõe o conceito de “industria recicladora emergente”. “Seu processo de implantação está em marcha e em alguns lugares consolidados como na região metropolitana de São Paulo, com um grande número de empresas recicladoras privadas que constituíram a Associação Brasileira para Reciclagem dos Resíduos de Construção e Demolição (Abrecon), fundada em 2011″, conclui.
Fonte: http://www.usp.br/agen/?p=166670
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Construção de Casas com Garrafas Pet
16/09/13
Empresa do RN lança projeto de construção de casas com garrafa pet
Projeto já construiu 40 casas no Brasil e um prédio de cinco andares em Petrolina, Pernambuco.
O uso das garrafas pet em todo o Brasil tem mudado com o passar dos anos. As “descartáveis” como são conhecidas são para algumas pessoas apenas embalagens de bebidas que após uso, tornam-se lixo, enquanto para outras são usadas como material para vassouras, luminárias e até como insumos na construção civil.
Como parte dos elementos usados na construção civil, as garrafas pet tem sido utilizadas em projetos como o de construção de 40 casas no Brasil e um prédio de cinco andares em Petrolina.
O idealizador do projeto, Antônio Duarte Gomes trabalha com o projeto há oito anos e conta como são feitas as casas. “A nossa proposta é abrir espaço no mercado de construção civil para a ecoconstrução e minimizar os problemas ambientais causados pelo acúmulo de lixo, além de tornar a construção mais barata já que não utilizamos todos os materiais da construção comum”, conta.
O baixo custo da produção ecológico é apontado como diferencial da construção com lixo eletrônico e garrafas pet é o baixo custo, já que o valor do metro quadrado custa R$ 400 enquanto a construção no mercado é de R$ 600.
A rapidez na construção das casas com garrafas pet também é alvo de comentários entre os construtores já que após o término dos experimentos, fica evidente a eficácia da construção no sentido de diminuir o custo de uma casa popular, como também sua rápida construção. “Os blocos podem ser utilizados com uma alternativa para famílias de baixa renda, além de representar uma alternativa para o aproveitamento de um material que é de fácil acesso e pode ser reciclável”, justifica.
Apontada como uma solução para o déficit habitacional, a construção ecológica feita através de materiais recicláveis é uma das soluções para o mercado.
As garrafas pet são usadas também na confecção de itens de vestuário, como as camisas da seleção brasileira de futebol. “A garrafa pet passou a ser usada com diferentes finalidades, passando de vilã à mocinha”, comentou.
Antônio trabalha em parceria com as cooperativas de catadores de lixo que vendem o material reciclável para a empresa. “O custo da nossa construção é mais barato do que o método convencional e as casas ficam mais ventiladas, com conforto térmico e acústico”, defende o construtor.
Durante a construção, são usadas 21 garrafas por metro quadrado. O projeto das casas ecológicas será apresentado na Festa do Boi deste ano.
Lixo eletrônico
O lixo eletrônico – pilhas, teclados de computadores e até partes do monitor - também faz parte da construção ecológica das casas. “Tudo moído e misturado ao cimento junto com a areia que se torna um material resistente para a construção civil”, conta.
A proposta ecológica da construção reutiliza os resíduo sólidos também das construções como resto de obra, resto de brita e concreto quebrado que são usados principalmente no acabamento de paredes.
Agradecemos e parabenizamos o amigo Antonio Duarte que nos enviou o resultado do seu trabalho. Esperamos que essa pesquisa continue e atraia novos pesquisadores.
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Cimento inovador permite o crescimento de plantas
20/08/13
No Reino Unido, a empresa William Lee Surface Design desenvolveu, em parceria com um cientista de materiais e a Shire Green Roof Substrates, cimento que, para além de biodegradável, se transforma num produtor de flores.
O cimento, absolutamente espetacular, está revestido de sementes e oferece assim a hipótese de se unir à natureza, no âmbito de um projeto arquitetonico. Ao mesmo tempo fornece uma solução à perda de habitats de fauna nativa e espécies de flores.
O material tem uma consistência semelhante ao betão convencional, com a diferença de que as sementes começam a germinar quando lhe é adicionada água. O crescimento das plantas divide lentamente o material que, de seguida, se decompõe no solo, tornando-se totalmente biodegradável.
É uma criação espantosa que pode ditar um fim de vida em ascensão, em vez de destruição, de estruturas e equipamentos. Há apenas que ter o cuidado de não usar o material em construções susceptíveis a apanharem chuva.
Fonte: http://greensavers.sapo.pt
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Concreto moderno importa tecnologia da Roma Antiga
16/08/13
Em uma época conhecida como Era do Conhecimento ou Era da Tecnologia, pode soar estranho o que fez uma equipe internacional geólogos e engenheiros – eles foram procurar uma solução para um problema moderno no passado remoto.
Trabalhando para tornar o concreto usado na construção civil mais durável e mais sustentável, Marie Jackson e seus colegas encontraram inspiração no concreto fabricado na Roma Antiga.
Jackson foi orientada pelo brasileiro Paulo Monteiro, atualmente professor na Universidade de Berkeley, nos Estados Unidos.
Concreto romano
O concreto romano, fabricado há mais de 2.000 anos, continua sustentando estruturas, sem sinal de deterioração, enquanto o concreto moderno mostra sinais claros de degradação apenas 50 anos depois de sua fabricação.
Segundo a equipe, o segredo está em um composto altamente estável, conhecido como silicato hidratado de cálcio e alumínio. É esse composto que dá liga ao concreto romano, que foi usado para construir algumas das estruturas mais duráveis do mundo ocidental.
O processo de fabricação do concreto romano também era muito menos danoso ao meio ambiente do que o atual.
O processo de fabricação do cimento portland, o principal componente do concreto, usa combustíveis fósseis para queimar o carbonato de cálcio, ou calcário, e argilas a uma temperatura de 1.450º C – 7% das emissões globais de CO2 vem da fabricação de cimento.
A produção do concreto romano, por sua vez, exigia temperaturas equivalentes a dois terços da temperatura necessária para fabricar o cimento portland. O processo, descrito no ano 30 A.C. por Marcus Vitruvius Pollio, engenheiro do Imperador Augusto, emprega cinza vulcânica, que os romanos combinavam com cal para formar uma argamassa.
Eles embalavam essa argamassa e pedaços de pedras em moldes de madeira e mergulhavam tudo na água do mar.
Ou seja, em vez de lutar contra os elementos marinhos, os maiores inimigos do concreto moderno, os romanos aproveitavam a água salgada, tornando-a parte integrante do concreto.
Essa combinação dá origem a um outro mineral, também descrito pela primeira vez pela equipe, a tobermorita de alumínio, que ajuda a explicar a resistência do concreto imperial.
Durável demais
“O concreto romano se mantém coerente e bem consolidada há 2.000 anos nos agressivos ambientes marítimos,” comenta Marie Jackson. “É um dos materiais de construção mais duráveis do planeta, o que não é nenhum acidente – o transporte marítimo estava na base da estabilidade política, econômica e militar do Império Romano. Assim, construir portos que durassem era algo crítico.”
E por que as fábricas modernas não usam a tecnologia romana para fazer concreto durável?
“Você pode argumentar que as estruturas originais romanas foram construídas tão bem que, uma vez no lugar, elas não precisavam ser substituídas,” sinaliza a pesquisadora.
Outra razão pode ser a pressa moderna: o concreto romano não endurecia tão rapidamente quanto o concreto moderno.
Bibliografia:
Material and Elastic Properties of Al-Tobermorite in Ancient Roman Seawater Concrete
Marie D. Jackson, Juhyuk Moon, Emanuele Gotti, Rae Taylor, Sejung R. Chae, Martin Kunz, Abdul-Hamid Emwas, Cagla Meral, Peter Guttmann, Pierre Levitz, Hans-Rudolf Wenk, Paulo J. M. Monteiro
Journal of the American Ceramic Society
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1111/jace.12407/abstract
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/
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Pesquisadores da USP desenvolvem cimento ecoeficiente
03/05/13
Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) pode auxiliar a indústria cimenteira a atingir dois objetivos: dobrar a produção de cimento para atender a demanda mundial e diminuir a pegada de carbono, uma vez que o setor é um dos que mais emitem dióxido de carbono (CO2) na atmosfera.
Os pesquisadores criaram uma formulação que substitui grande parte do material responsável pela emissão de CO2 na fabricação do produto, diminuindo a concentração de material reativo produzido a altas temperaturas na composição de cimentos e, consequentemente, na de concretos e argamassas de revestimento, mantendo a resistência dos materiais.
A tecnologia foi testada em laboratório e despertou o interesse de empresas, que analisam a viabilidade do uso em escala na fabricação do material – o segundo mais produzido e consumido no mundo, atrás apenas dos alimentos.
“Em alguns experimentos em laboratório conseguimos reduzir em mais de 70% a quantidade de ligante [fração do cimento com capacidade de reagir com água] em concretos de alta resistência com um produto feito com a formulação”, disse Vanderley Moacyr John, professor do Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP e um dos coordenadores do projeto. “Recentemente, conseguimos adaptar a formulação para concretos de mais baixa resistência com metade do ligante usado em um produto convencional.”
De acordo com o pesquisador, que conduziu um projeto com apoio da FAPESP, o cimento tradicional – chamado Portland – é composto basicamente por argila e calcário – materiais extraídos de jazidas, posteriormente moídos e que, quando fundidos em fornos a 1,5 mil graus Celsius, se transformam em pequenas bolotas de clínquer. Esses grãos de clínquer são misturados e moídos com gipsita – a matéria-prima do gesso – até virarem cimento.
Para produzir uma tonelada de clínquer, no entanto, a indústria cimenteira emite entre 800 e mil quilos de dióxido de carbono, incluindo aí o CO2 gerado pela decomposição do calcário e pela queima do combustível fóssil para manter os fornos em funcionamento.
A fim de diminuir as emissões de CO2 na produção de clínquer, nas últimas décadas as indústrias cimenteiras começaram a substituir parte do material por escória de alto-forno – um resíduo da siderurgia – e, mais recentemente, por cinza volante – resíduo de termelétricas a carvão.
O problema dessas duas soluções, contudo, é que a indústria do aço – também altamente emissora de CO2 – e a geração de cinza volante não crescem na mesma velocidade das cimenteiras, inviabilizando as estratégias no longo prazo. “As estratégias utilizadas hoje para mitigar as emissões de CO2 pela indústria cimenteira são insuficientes”, avaliou John.
“Como a escala de produção de cimento é de 3,5 bilhões de toneladas por ano e estima-se que a produção global desse material chegará a 5,5 bilhões anuais até 2050, as indústrias cimenteiras poderão ser responsáveis por até 30% do total das emissões mundiais de CO2, superando muitos países isoladamente”, disse.
Pó de calcário
Segundo o professor da Poli-USP, por causa dessas limitações, a indústria cimenteira também usa desde a década de 1970 outro material candidato a substituir parcialmente o clínquer na formulação de cimento: o filler de calcário cru (pó de calcário).
O filler é uma matéria-prima que dispensa tratamento térmico (calcinação) – processo que, na fabricação de cimento, é responsável por mais de 80% do consumo energético e 90% das emissões de CO2.
A quantidade de filler na fórmula do cimento, contudo, era limitada a, no máximo, 10% no Brasil e em até 30%, em algumas situações, na Europa. Isso porque o calcário é moído junto com o cimento e, como não há controle do tamanho das partículas do material, seu limite de adição é baixo.
Por meio de tecnologias de controle de granulometria de partículas, já usadas em indústrias como a alimentícia e farmacêutica, os pesquisadores da Poli demonstraram em laboratório que combinando granulometrias de pó de calcário é possível aumentar para 70% a proporção do material e diminuir para 30% a quantidade de clínquer na composição do cimento.
“Atualmente, o teor de filler no cimento comercializado no mundo é de 6% e, no Brasil chega, no máximo, a 10%. Já na Europa, em algumas situações, uma tonelada de cimento tem 700 quilos de clínquer e 300 quilos de filler [incluindo outros tipos de filler, além do de calcário cru]”, comparou Bruno Damineli, um dos autores da pesquisa e que realiza pós-doutorado na Poli no âmbito do projeto.
“Demonstramos que é possível inverter essa composição e produzir uma tonelada de cimento com 300 quilos de clínquer e 700 quilos de pó de calcário”, disse.
Além de um padrão controlado do tamanho de grãos, segundo o pesquisador, as partículas de filler de pó de calcário e clínquer precisam receber aditivos químicos dispersantes, como policarboxilatos, que impedem que elas se aglomerem e formem grumos na água.
Como consequência disso, o dispersante reduz a quantidade de água e de cimento necessário para misturar à areia e pedra para produzir e desempenhar o papel de “cola” no concreto usado na indústria da construção civil.
“Os cimentos menos eficientes de modo geral apresentam grumos. Por causa disso são menos reativos e eficientes e requerem uma quantidade muito maior de água para fluir, porque são mais porosos”, explicou Rafael Pileggi, professor da Poli e um dos autores do projeto.
“Como o cimento com mais filler moído precisa de pouca água para fluir, é possível fazer um concreto pouco poroso e mais resistente do que o convencional”, disse Pileggi.
Os pesquisadores também obtiveram resultados semelhantes com outros produtos à base de cimento. Por meio do projeto realizado atualmente com apoio da FAPESP, o grupo de pesquisadores da Poli observou que também se pode reduzir o teor de cimento em argamassa de revestimento (reboco), mantendo a resistência de aderência do material.
“Constatamos que é possível reduzir a quantidade de cimento de argamassa pelo cimento com maior teor de filler moído e que a resistência do material não cai. Estamos demonstrando que a resistência não depende do cimento”, disse John.
Viabilidade técnica
A nova formulação de filler com granulometria controlada, combinada com o uso de dispersantes, abre a janela para produção de cimento com até 70% do material em sua composição, sem perder e até mesmo aumentar a confiabilidade do produto. Dessa forma, a tecnologia permitiria à indústria dobrar a produção de cimento, sem a necessidade de construir mais fornos ou produzir mais clínquer.
O grande desafio, no entanto, é viabilizar a tecnologia na escala da indústria cimenteira e de forma competitiva. “A tecnologia para moer partículas com granulometria controlada já existe, mas nunca ninguém a operou na escala da indústria cimenteira”, afirmou John.
“Será preciso produzir entre 2 e 3 bilhões de toneladas de filler com partículas com tamanho controlado e mais finas do que talco”, comparou.
Segundo os pesquisadores, vários materiais podem ser usados para produzir filler. O pó de calcário, no entanto, atualmente é o melhor candidato para substituir parcialmente o clínquer na formulação de cimento porque oferece menores riscos à saúde do que outros fillers biopersistentes.
Há outros grupos tentando utilizar quartzo finamente moído para essa finalidade. Entretanto, se usado de forma descontrolada, o material pode ser aspirado e causar silicose.
“Não é qualquer material finamente moído que pode ser utilizado para esse fim. É preciso levar em conta questões como a segurança do trabalhador da indústria da construção”, disse Damineli.
A tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores da USP despertou o interesse de empresas como a InterCement, a holding para negócios de cimento do grupo Camargo Corrêa. A empresa financia a reforma de um prédio no Departamento de Construção Civil da Poli para sediar um centro de pesquisa em construção sustentável. Coordenado pelos professores John e Pileggi, o centro de pesquisa deverá iniciar suas atividades ainda este ano e, entre outras atividades, deverá avançar no desenvolvimento do cimento ecoeficiente.
Elton Alisson
http://agencia.fapesp.br
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Brasileiros revolucionam fabricação de cimento
22/04/13
Cientistas da Escola Politécnica da USP desenvolveram uma nova técnica para a fabricação de cimento combinando matérias-primas simples com ferramentas e conceitos avançados na gestão do processo industrial.
O resultado pode ser uma revolução mundial na indústria cimenteira.
Segundo o professor Vanderley John, um dos responsáveis pelo projeto, o novo processo industrial permitirá dobrar a produção mundial de cimento sem precisar construir novos fornos e, portanto, sem aumentar as emissões de gases de efeito estufa.
O cimento Portland tradicional é composto basicamente por argila e calcário, substâncias que, quando fundidas em um forno sob altas temperaturas, transformam-se em pequenas bolotas chamadas clínquer.
Esses grãos de clínquer são moídos com o mineral gipsita (matéria-prima do gesso) até virarem pó.
“Estima-se que para cada tonelada de clínquer são emitidos entre 800 e 1.000 quilos de CO2, incluindo o CO2 gerado pela decomposição do calcário e pela queima do combustível fóssil (de 60 a 130 quilos por tonelada de clínquer)”, diz o professor John.
“A indústria busca alternativas para aumentar a ecoeficiência do processo substituindo parte do clínquer por escória de alto-forno de siderúrgicas e cinza volante, resíduo de termelétricas movidas a carvão. O problema é que a indústria do aço e a geração de cinza crescem menos que a produção de cimento, o que inviabiliza essa estratégia a longo prazo,” explica ele.
Carga bem distribuída
A nova tecnologia consiste basicamente em aumentar a proporção de carga (filler) na fórmula do cimento Portland, adicionando dispersantes orgânicos que afastam as partículas do material e possibilitam menor uso de água na mistura com o clínquer.
A carga é uma matéria-prima à base de pó de calcário que dispensa tratamento técnico (calcinação), processo que, na fabricação do cimento, é responsável por mais de 80% do consumo energético e 90% das emissões de CO2.
A fórmula para calcular a quantidade de carga no cimento é usada desde 1970, estabelecendo que a quantidade do material de preenchimento não poderia ser alta porque havia o risco de comprometer a qualidade do produto.
Os pesquisadores brasileiros descobriram que isto não é verdade.
“Em laboratório, foi possível chegar a teores de 70% de filler, sendo que atualmente ele está entre 10% e 30%”, afirma John. “Com isso será possível dobrar a produção mundial de cimento sem construir mais fornos e, portanto, sem aumentar as emissões”.
A solução veio da matemática, mais especificamente de estudos que, muitas vezes, parecem teorias sem qualquer ligação com a praticidade do mundo industrial.
“A tecnologia é baseada em modelos de dispersão e empacotamento de partículas que possibilita organizar os grãos por tamanho, favorecendo a maleabilidade do cimento”, diz o professor Rafael Pileggi, coautor do estudo. “Por meio da reologia, ramo da ciência que estuda o escoamento dos fluidos, obteve-se misturas fluidas com baixo teor de clínquer e outros ligantes como a escória. Também foi possível reduzir a quantidade de cimento e água utilizados na produção de concreto, sem perda da qualidade”.
“O estudo atual mostrou que é possível mudar a forma como se fabrica cimento, concretos e argamassas”, comemora John. “Agora é preciso desenvolver uma tecnologia de moagem sofisticada em escala industrial.”
A Escola Politécnica da USP já está negociando parcerias com as indústrias cimenteiras para aperfeiçoar e transferir a nova técnica.
http://www.inovacaotecnologica.com.br
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BLOCOS DE PLÁSTICO
25/02/13
Blocos de plástico visa promover a construção sustentável no Chile. Proporciona melhor isolamento térmico e acústico, além de menos impacto ambiental, uma vez que não requer queima no forno de tijolos convencionais e sua facilidade para se mover e trabalhar são apenas alguns dos destaques.
O mercado de construção está constantemente à procura de alternativas que atendam as necessidades dos consumidores tornando-se cada vez mais exigentes e buscam produtos de boa qualidade e acabamentos. Mas hoje acrescentou um novo foco de atenção que está relacionado com as chamados casas sustentáveis ou habitação sustentável, um conceito vindo dos Estados Unidos e que cada dia ganha mais adeptos.
Isso é como uma Universidade jovem percebeu essa tendência, vendo uma oportunidade interessante de negócio através de um produto inovador em nosso país: baseado em tijolos de plástico triturados.
Gerardo é grandes Scheuch (25) estudantes de engenharia na construção da Faculdade de ciências físicas e matemáticas da Universidad Central de Chile, que no ano de 2001 começou a vislumbrar o que é hoje não só o seu projeto de tese, mas também uma oportunidade de negócio e contribuem para o ambiente.
“a verdade sempre quis fazer um trabalho que tinha de valor acrescentado e que foi uma contribuição para o desenvolvimento da construção no Chile. Que é como eu comecei a investigar e ler um artigo em uma mídia Argentina que percebi tijolos de plástico e impacto na construção. Então eu não pensei duas vezes, entrei em contato com as pessoas certas, e aqui estou, fazendo tijolos com base em plástico picado, água e cimento, “disse o estudante.
Além disso este tipo de tijolos são mais leves do que um tijolo tradicional (2,7 quilos o procurador contra 2,3 quilos); feitos com base em plástico de desfiado, de garrafas de plástico (recipiente, tampa, rótulo), cimento e água (esmagado no Chile valor oscila em torno de 70 pesos por quilo de plástico);É mais fácil de trabalhar e eles não são tão frágil quanto um tijolo tradicional; É mais limpo porque que não precisa de um forno para cozinhar, mas apenas o suficiente para colocá-lo ao sol e à temperatura ambiente; aditivos podem ser adicionados para melhorar as suas especificações técnicas.
Na sua opinião, este foi “parcialmente substitui uma tecnologia enraizada em nossa sociedade para a construção de habitações, como terreno comum cozido tijolo (feito com um recurso não-renovável) é que é produzidos a partir da remoção da camada de solo de superfície vegetal (húmus) e posteriormente queimado em fornos de poço aberto grandes, tornando-se um problema ambiental real que pode ser corrigido”conclui-se,
A expectativa é que isso vai ajudar a construir casas em lugares de extrema pobreza, gerando novos postos de trabalho mas principalmente ajudando a lançar as bases para promover uma consciência sustentável da nação-edifício.
http://www.elobservatodo.cl
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Bioconcreto usa bactérias para curar-se sozinho de trincas
16/01/13
Autocicatrização
Concreto e trincas são duas coisas que nenhum engenheiro gosta de ver juntas.
Talvez agora eles possam começar a respirar aliviados, graças a um concreto capaz de autocicatrizar-se de trinchas e rachaduras.
O Dr. Alan Richardson, da Universidade Northumbria, no Reino Unido, criou uma espécie de “bioconcreto”, um concreto que tira partido de um microrganismo para cicatrizar seus ferimentos.
O pesquisador está usando uma bactéria comumente encontrada no solo – Bacillus megaterium – para criar calcita, um mineral que é uma forma do carbonato de cálcio.
As bactérias são cultivadas em um meio nutriente de leveduras, minerais e ureia que, em seguida, é adicionado ao concreto.
Com sua fonte de alimento no concreto, as bactérias se espalham pelo material.
A calcita que elas produzem em seu processo metabólico funciona como um preenchimento que sela as rachaduras do concreto, evitando uma maior deterioração.
Novos e velhos
Não é necessário um grande impacto ou um terremoto para fazer o concreto trincar – o processo de desgaste lento é tão sério que os pesquisadores chamam o problema de “câncer do concreto”.
O pesquisador salienta que ainda são necessários testes de durabilidade e adaptação da técnica para o processo produtivo, mas está esperançoso de que o material possa servir não apenas para construções novas, mas também para reparos em prédios já construídos.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/
