Biocimento renovável feito inteiramente de materiais residuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/05/2022

O biocimento foi usado nos testes para restauração de uma estátua de Buda.
[Imagem: NTU]

Biocimento

Cientistas de Cingapura criaram um cimento de origem biológica - uma alternativa ao cimento comum, de origem mineral - ainda mais verde e sustentável.

O biocimento é uma forma renovável de cimento que normalmente usa bactérias para formar uma reação de endurecimento que liga o material base em um bloco sólido.

Yang Yang e seus colegas da Universidade Tecnológica de Nanyang conseguiram fabricar tudo usando dois materiais residuais amplamente disponíveis, a ureia e o lodo de carboneto industrial, uma espécie de calcário que sobra da reação entre carboneto de cálcio e água na indústria que produz gás acetileno, usado em soldagem.

Basta uma reação da ureia com os íons de cálcio presentes no lodo de carboneto para formar um sólido duro. Quando essa reação ocorre em um material particulado, como areia, o precipitado une as partículas e preenche as lacunas entre elas, criando uma massa compacta.

Usos

Além do uso comum, o biocimento pode ser empregado como rejunte para selar rachaduras na rocha, para controle de infiltração, e até mesmo para retocar e reparar monumentos como esculturas rupestres e estátuas.

Segundo a equipe, a técnica que eles desenvolveram também pode tornar-se um método sustentável e econômico para fortalecer o solo para uso em construção ou escavação, controlar a erosão de praias, reduzir a poeira ou a erosão eólica no deserto ou construir reservatórios de água doce.

"O biocimento é uma alternativa sustentável e renovável ao cimento tradicional e tem grande potencial para ser usado em projetos de construção que exigem tratamento do solo," disse o professor Jian Chu, coordenador da equipe. "Nossa pesquisa fez biocimento ainda mais sustentável usando dois tipos de resíduos como matéria-prima. A longo prazo, isso não apenas tornará mais barato fabricar biocimento, mas também reduzirá o custo envolvido no descarte de resíduos."

Método de fabricação do biocimento, incluindo uma etapa de esterilização devido ao uso do material para restauração.
[Imagem: Yang Yang et al. - 10.1016/j.jece.2022.107443]

Processo de fabricação do biocimento

O processo de fabricação do biocimento começa com a lama de carboneto sendo tratada com um ácido para produzir cálcio solúvel. A ureia é então adicionada ao cálcio solúvel para formar uma solução de cimentação. A equipe então adicionou uma cultura bacteriana a essa solução de cimentação e deixou as bactérias quebrarem a ureia na solução para formar íons carbonato.

Esses íons reagem com os íons de cálcio solúveis, em um processo chamado precipitação de calcita induzida microbianamente. Essa reação forma carbonato de cálcio, um material duro e sólido que é encontrado naturalmente no giz, no calcário e no mármore. Isto significa que a fabricação do biocimento dispensa a mineração do calcário, um recurso finito.

Quando essa reação ocorre no solo ou na areia, o carbonato de cálcio resultante une as partículas, aumentando sua resistência e preenchendo os poros, reduzindo a infiltração de água através do material. O mesmo processo também pode ser usado para unir rochas, o que permite o reparo de esculturas e estátuas.

O solo reforçado com biocimento apresentou resistência à compressão não confinada de até 1,7 megapascal (MPa), superior à do mesmo solo tratado com quantidade equivalente de cimento comum.

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