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26 de agosto de 2013
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Concreto Hoje

Concreto pode ser reparado com luz solar

Uma solução totalmente química pode ser borrifada para autorregenerar rachaduras pequenas quando a estrutura é exposta à luz solar

O projeto está em desenvolvimento por pesquisadores do Departamento de Química da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, e chama a atenção pela capacidade de autorreparar microrrachaduras em concreto. O responsável pelos estudos, Chan-Moon Chung, diz que o reparo rápido e eficiente em pequenas avarias é essencial para evitar prolongamento de rachaduras, que irão causar maiores problemas na estrutura futuramente.

O pesquisador sul-coreano reconhece que há outros desenvolvimentos com o propósito de autorregeneração, mas pondera que muitas dessas pesquisas levam microcápsulas de autorreparo que utilizam um agente de cura menos acessível. Ele explica que o custo desses agentes pode tornar as soluções menos rentáveis e disponíveis. “Diferente da luz solar, que é um recurso natural e abundante”, pontua.

Segundo o especialista, nesse processo – que ainda está em fase de desenvolvimento – há uma camada protetora aplicada na superfície do concreto. Ela é formada por microcápsulas de polímero e contém substâncias químicas que reagem em contato com a luz solar. Assim, quando a microrrachadura é exposta, a composição se transforma em uma camada sólida e impermeável, protegendo a estrutura.

Durante a primeira fase de testes em laboratório, a equipe constatou que ao combinar um pré-polímero líquido (polidimetilsiloxano, metacriloxipropil terminado) com um fotoiniciador (um éter de benzoína), o composto age formando um polímero protetor. O desafio, no entanto, tornou-se impedir que a reação ocorresse sem a ação de rachaduras. Para isso, a solução encontrada por Chung e sua equipe está em uma cápsula protetora capaz de impedir a ação do Sol sobre a mistura até que haja uma fissura no concreto e rompa as microcápsulas que estão próximas.

Para produzir as cápsulas foi criada uma solução de água, ureia e cloreto de amônio, bem como resorcinol, que é um derivado de benzeno responsável por estimular a formação da cápsula. Chung conta que a solução foi preparada a 55 C°, durante quatro horas e meia, para que ficasse pronta para ser aplicada.

Nos primeiros testes, utilizando blocos de concreto de 666 gramas cada, alguns foram borrifados com a “capa” protetora e expostos por quatro horas à luz solar. Para testar a eficiência dos resultados, os blocos ficaram 24 horas submersos em água e depois foram pesados para registrar a quantidade de água infiltrada. Em média, o concreto


O projeto está em desenvolvimento por pesquisadores do Departamento de Química da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, e chama a atenção pela capacidade de autorreparar microrrachaduras em concreto. O responsável pelos estudos, Chan-Moon Chung, diz que o reparo rápido e eficiente em pequenas avarias é essencial para evitar prolongamento de rachaduras, que irão causar maiores problemas na estrutura futuramente.

O pesquisador sul-coreano reconhece que há outros desenvolvimentos com o propósito de autorregeneração, mas pondera que muitas dessas pesquisas levam microcápsulas de autorreparo que utilizam um agente de cura menos acessível. Ele explica que o custo desses agentes pode tornar as soluções menos rentáveis e disponíveis. “Diferente da luz solar, que é um recurso natural e abundante”, pontua.

Segundo o especialista, nesse processo – que ainda está em fase de desenvolvimento – há uma camada protetora aplicada na superfície do concreto. Ela é formada por microcápsulas de polímero e contém substâncias químicas que reagem em contato com a luz solar. Assim, quando a microrrachadura é exposta, a composição se transforma em uma camada sólida e impermeável, protegendo a estrutura.

Durante a primeira fase de testes em laboratório, a equipe constatou que ao combinar um pré-polímero líquido (polidimetilsiloxano, metacriloxipropil terminado) com um fotoiniciador (um éter de benzoína), o composto age formando um polímero protetor. O desafio, no entanto, tornou-se impedir que a reação ocorresse sem a ação de rachaduras. Para isso, a solução encontrada por Chung e sua equipe está em uma cápsula protetora capaz de impedir a ação do Sol sobre a mistura até que haja uma fissura no concreto e rompa as microcápsulas que estão próximas.

Para produzir as cápsulas foi criada uma solução de água, ureia e cloreto de amônio, bem como resorcinol, que é um derivado de benzeno responsável por estimular a formação da cápsula. Chung conta que a solução foi preparada a 55 C°, durante quatro horas e meia, para que ficasse pronta para ser aplicada.

Nos primeiros testes, utilizando blocos de concreto de 666 gramas cada, alguns foram borrifados com a “capa” protetora e expostos por quatro horas à luz solar. Para testar a eficiência dos resultados, os blocos ficaram 24 horas submersos em água e depois foram pesados para registrar a quantidade de água infiltrada. Em média, o concreto não tratado acumulou 11,3 gramas de água, enquanto os blocos com revestimento de microcápsulas tiveram apenas 0,4 gramas de infiltração.

No mercado em 2016

O próximo passo para Chung é determinar a melhor composição para a camada protetora e conseguir um resultado que perdure por períodos mais longos. Por enquanto, os testes resultaram em eficiência do sistema durante um ano após ser aplicado no concreto. “Estamos agora operando uma planta piloto e deve levar mais dois ou três anos para apresentarmos o produto ao mercado com os resultados que desejamos”, diz ele. O pesquisador acredita que o sistema desenvolvido por sua equipe terá papel importante na indústria concreteira, principalmente em aspectos de economia e segurança.

A ideia de um concreto com características autorregenerativas não é novidade, apesar de a solução apresentada por Chung ser diferente por ser totalmente química. Vale lembrar que a coluna Concreto Hoje, publicada na edição de dezembro de 2012 da Grandes Construções, também reportou como um grupo de pesquisadores da Universidade Tecnológica de Delft, na Holanda, desenvolveu uma solução contendo bactérias para autorreparar o concreto.

“Soluções autorregenerativas visam  à integridade das estruturas maiores de concreto, como pontes e viadutos, que podem sucumbir a partir de pequenas e microrrachaduras”, diz Chung. Nesse aspecto, as ações climáticas como mistura de umidade, chuva e vento são as maiores inimigas, pois podem causar infiltrações e enfraquecer a estrutura, resultando em rachaduras maiores e corrosão do aço estrutural. Isso acontece principalmente com a reação de íons de cloreto e dióxido de carbono.

Levantamento de Joseanne Rosarola Dota, professora do Departamento de Estruturas e Construção Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), aponta que somente as ações corrosivas por íons de cloreto – presente principalmente em regiões expostas à névoa salina (litoral) e a altos níveis de poluentes (metrópoles) – representam grande comprometimento em estruturas de concreto. “Em uma pesquisa feita em Recife (PE), esse foi o motivo causador de 65% das patologias no concreto”, afirmou a pesquisadora ao portal Massa Cinzenta, da fabricante Itambé, em agosto de 2012.

Joseane ainda ressalta que o Brasil gasta cerca de R$ 800 milhões por ano com reparos em estruturas de concreto somente em obras públicas. “Além do alto custo com mão de obra e materiais, a recuperação das estruturas também pode causar a interrupção do tráfego em áreas urbanas”, conclui.