Pesquisadores desenvolvem material de construção sustentável
Material feito com areia e bactérias tem resistência semelhante à da argamassa comum
Desde o século 19, quando começou a ser produzido, o cimento não sofreu muitas alterações em sua fórmula. Calcário, argila, escória siderúrgica e gesso são a base desse material essencial para a construção civil, porém poluente e altamente dependente de combustível fóssil.
Mas, isso poderá mudar em breve. Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, desenvolveram um material de construção sustentável e com uma característica bastante peculiar: ele é vivo.
O método, descrito na revista Matter, combina areia e bactérias. O resultado é um material com carga estrutural e função biológica.
"Já usamos materiais biológicos em nossos edifícios, como a madeira, mas eles não estão vivos", diz o engenheiro Wil Srubar, professor-assistente no Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e de Arquitetura (CEAE) da universidade americana.
"Então, nós nos perguntamos: por que não podemos manter a matéria-prima viva e deixar que a biologia faça algo benéfico?", justifica. De acordo com ele, uma das vantagens de se usar bactérias é que elas se multiplicam, além de garantirem uma pegada de carbono mais baixa.
O concreto é o segundo material mais consumido no planeta, depois da água. Somente a produção de cimento — o pó para fabricá-lo — é responsável por 6% das emissões de CO2, sendo que, quando curado, o produto final libera dióxido de carbono.
"Nosso método oferece uma alternativa verde aos modernos materiais de construção", diz Srubar. No estudo, foram usadas cianobactérias do gênero Synechococcus. Sob as condições certas, esses micróbios verdes absorvem CO2 para crescerem e produzirem carbonato de cálcio – o principal ingrediente do calcário e cimento. Portanto, além de não gerar esse gás, o material o capturaria da atmosfera, o que Srubar considera um bônus.
Para iniciar o processo de fabricação, os pesquisadores inocularam colônias de cianobactérias em uma solução de areia e hidrogel. Essa mistura foi adicionada a um molde.
A gelatina solúvel retém a umidade e os nutrientes para que as bactérias proliferem e mineralizem um processo semelhante à formação de conchas do mar no oceano. Combinando os três, os pesquisadores criaram um material vivo sustentável que, de acordo com os testes, oferece resistência semelhante à argamassa feita de cimento.
"Usamos as cianobactérias fotossintéticas para biomineralizar o esqueleto do tijolo, por isso é realmente um material verde. Parece um material do tipo Frankenstein", brinca Srubar.
"É exatamente isso que estamos tentando criar – algo que permanece vivo", explica. O tijolo de hidrogel e areia não está apenas vivo, mas também se reproduz. Ao dividi-lo ao meio, as bactérias podem se transformar em duas peças completas, bastando adicionar um pouco de areia, hidrogel e nutrientes extras. Em vez de fabricar os tijolos um por um, a equipe demonstrou que um único pode reproduzir até oito tijolos.
"O que realmente nos entusiasma é que isso desafia as formas convencionais pelas quais fabricamos materiais de construção estruturais", diz o engenheiro. "Isso realmente demonstra a capacidade de fabricação de material exponencial."
O tijolo produzido pelas cianobactérias precisa ser completamente seco para atingir a capacidade estrutural máxima; ou seja, a resistência. Porém, a secagem estressa os micro-organismos, comprometendo a viabilidade do material.
Para manter a função estrutural e garantir a sobrevivência microbiana, o conceito de umidade relativa ideal e de condições de armazenamento é crítico. Utilizando a umidade e a temperatura como interruptores físicos, os pesquisadores podem controlar quando as bactérias crescem e quando o material permanece inativo para servir às funções estruturais.
O próximo passo para Srubar é explorar as inúmeras aplicações desse tipo de material. Ele prevê a introdução de bactérias com diferentes funcionalidades na produção de matéria-prima a fim de criar insumos para a construção civil com funções biológicas, como os que detectam e respondem a toxinas no ar.