Dra. Fernanda Pacheco
Engenheira Civil e professora da Unisinos e analista de projetos do itt Performance
Dr. Bernardo Fonseca Tutikian
Engenheiro civil e professor e pesquisador da Universidade do Vale do Rio dos Sinos - RS (Unisinos)
Estruturas de concreto armado são amplamente utilizadas. As propriedades do concreto somadas às do aço fazem com que as estruturas tenham a capacidade de resistir aos principais esforços transmitidos pelas cargas, constituindo um material eficaz e durável. Espera-se que as estruturas de concreto armado tenham elevada durabilidade, porém, é comum
o surgimento de danos patológicos. Um dos principais danos é a formação de fissuras, o que pode ocorrer por motivos diversos, como a corrosão das armaduras, as diferenças de temperatura, sobrecargas, entre outros. As fissuras permitem a entrada de gás carbônico (de veículos e indústrias) e de íons cloreto (águas marinhas), o que deteriora o concreto. Portanto, para minimizar os danos nas estruturas, tem-se estudado a ação de agentes que possam ir selando as fissuras, ou cicatrizando. (DI LUZIO; FERRARA; KRELANI, 2018).
Existem diversos mecanismos de autocicatrização. Algumas linhas de pesquisa defendem a ideia de que qualquer concreto tenha esse potencial, pelas próprias partículas de cimento. Outros pesquisadores analisam que as pozolanas inseridas no concreto, em substituição ou adição ao cimento, possam exercer tal função, através das reações secundárias de hidratação (ALYOUSIF, 2016). Para estes dois mecanismos, dá-se o nome de autogênico, que utiliza materiais já convencionalmente usados no concreto. Destacam-se, no entanto, atualmente, os mecanismos autônomos proporcionados através da adição de produtos químicos e soluções bacterianas, utilizados no concreto especificamente para esse objetivo.
No mecanismo biológico, bactérias inseridas no concreto convertem algum tipo de nutriente em calcita, produto denso que sela as fissuras, preenchendo os vazios. (ADAK, 2015). Os produtos podem se formar também pelo uso de soluções químicas, tais como silicato de sódio, um produto comercializado pronto para uso.
Soluções químicas e biológicas no concreto
O uso de soluções bacterianas envolve a escolha da espécie e de seu alimento. Um dos gêneros comuns é Bacillus, e o alimento frequente é o lactato de cálcio. A obtenção de tais insumos é o que eleva o custo do bioconcreto. O uso de soluções químicas exige que seja testada sua compatibilidade. A vantagem é sua disposição em galões a baixo custo, sem exigir procedimentos de preparo como as bactérias. Tanto as soluções químicas quanto as biológicas são inseridas em estruturas de concreto através de estruturas porosas, como agregados leves, de argila expandida, perlita expandida, vermiculita, entre outros, de modo a preservar tais produtos em uma proteção.
As imagens a seguir, apresentam estudo no qual tais soluções foram inseridas no concreto com o uso de perlita expandida (em substituição à areia), em um concreto de cerca de 30MPa, e com características comuns de composição.
Em ambos os métodos, percebe-se o potencial para cicatrizar produtos de até 1mm (Pacheco, 2020). Atualmente, estudam-se novas variáveis em relação a este material, como otimização de composição e viabilização desses concretos em larga escala. As barreiras continuam sendo a preparação prévia necessária, o uso de proteção em agregados leves e o custo elevado dos insumos. No Brasil, grupos de pesquisa estão se formando, em universidades como ITA, UFRGS, UEL, Unila, Unisinos, entre outras.