Nanotecnologia na construção civil: quais as principais aplicações (e consequências)?
A nanotecnologia na construção civil é algo que realmente soa um pouco diferente para aqueles que não fazem parte desse ramo profissional. Afinal, a nanotecnologia em si já é algo não comum ao nosso conhecimento. Sendo assim, precisamos entender que nanotecnologia é a capacidade de criar objetos de qualidade superior aos existentes hoje, a partir da organização dos átomos e moléculas da forma desejada. Essa qualidade diz respeito a maior resistência, segurança e um baixo custo de produção. Já as nanopartículas são sistemas nos quais a matéria se encontra com no mínimo uma dimensão em escala nanométrica. Ou seja, entre 1 e 100nm, apresentando quantidades de átomos e moléculas suficientemente elevadas. Hoje, a nanotecnologia engloba muitas áreas de pesquisa, dos diversos setores da indústria e das áreas estratégicas. E seu mercado ainda irá mudar bastante nos próximos anos. Ela é aplicada em mais de 800 produtos atualmente. Contudo, vamos nos ater apenas ao que nos interessa, que é sua aplicação na construção civil. Para os especialistas, estamos vivendo a segunda revolução do concreto, justamente a partir da descoberta da nanotecnologia e das experiências bem sucedidas de acrescentar nanotubos de carbono ao cimento. Nanotubos de carbono são cilindros ou tubos ocos formados por alótropos do carbono com proporções nanométricas. Um nanômetro é igual à bilionésima parte de um metro. Esses materiais podem ser feitos por um só desses cilindros, sendo classificados como nanotubos de parede única. Mas existem também os nanotubos de paredes múltiplas, que são formados por vários cilindros. Os nanotubos de carbono possuem as seguintes características: Estruturas cilíndricas formadas por uma ou mais camadas de carbono; Cinco vezes mais forte que o aço; Leves e flexíveis; Capacidade de armazenamento de hidrogênio; Condutores elétricos ou semicondutores. Seu resultado é justamente a oferta de um concreto com altíssima resistência. Para se ter uma ideia, revestimentos, argamassas e concretos são materiais que já são desenvolvidos em nível molecular, na escala nanométrica. Os materiais nanoestruturados apresentam grandes promessas e oportunidades para uma nova geração de materiais com propriedades controladas e otimizadas, para diferentes aplicações. Na construção civil, os nanotubos de carbonos podem ser utilizados de modo bem sucedidos como é o caso do cimento. Frente ao custo de reparação de pontes e de outras obras, atrai, agora, consideravelmente a atenção dos cientistas. Quais as aplicações (e suas consequências) da nanotecnologia na construção civil? A nanotecnologia possibilita a fabricação de produtos com características diferenciadas ao manipular a estrutura molecular, alterando a geometria ou “arquitetura” da composição das moléculas dos materiais. A partir desta modificação geométrica, os elementos adquirem características físico-químicas diferentes das tradicionais, digamos. Ou seja, diferentes daquelas conhecidas no tamanho em que aparecem na natureza. Sendo assim, vamos conhecer agora algumas aplicações da nanotecnologia na construção civil e o que a ela impõe quanto as suas consequências. Aplicação em concreto Algumas pesquisas já realizadas comprovaram o bom desempenho das nanopartículas quando adicionadas a argamassas de cimento e a concretos. Devido ao seu tamanho minúsculo, tais partículas contribuem para o preenchimento de vazios. E, por consequência, para a melhoria de diversas propriedades desses materiais. O desenvolvimento da nanociência em concretos é necessário. Isso porque as propriedades como baixa retração, resistência a temperaturas acima de 600ºC, compatibilidade com tipos diversos de fibras e capacidade de reação com nanomateriais, como a nanosílica e sem características tóxicas, podem ser usadas para a criação de novos produtos com bom desempenho. Com relação as propriedades mecânicas em argamassas de cimento com nanomateriais, pode-se afirmar que a resistência à compressão dessas argamassas aumenta significativamente com a incorporação de nanopartículas. O uso de nano-SiO2 é um exemplo disso, apresentando valores superiores ao da argamassa com cimento comum. Além de melhorar a distribuição de tamanho dos poros, preenchendo-os entre as grandes cinzas volantes e partículas de cimento em escala nano. Esse aumento de resistência pode ser explicado por três motivos: As nanopartículas agem como um núcleo de ligação forte ao cimento hidratado quando uma pequena quantidade de nanopartículas é uniformemente dispersa na pasta de cimento. Além disso, as nanopartículas contribuem para a hidratação do cimento devido a sua alta atividade, favorecendo a resistência mecânica; As nanopartículas presentes entre os produtos hidratados irão impedir o crescimento de cristais, tais como o Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio), o que favorece a resistência mecânica; As nanopartículas preencherão os poros da pasta de cimento, tornando-a mais densa. A partir daí, aumenta-se a resistência de modo similar ao efeito da sílica ativa. Aplicação em Aço Já sabemos que o uso do aço proporcionou uma revolução nos padrões arquitetônicos. Não só pelo tamanho das estruturas que agora são possíveis, mas principalmente pelo melhor aproveitamento do espaço. A capacidade de ser bastante flexível quanto a sua utilização também faz do aço um produto em destaque no cenário mundial. Além de propriedades como força, resistência a corrosão e capacidade de solda. Mas o importante nesse tópico é entendermos que o sistema de tratamento do aço tem sido utilizado com o objetivo de aumentar a resistência à corrosão e melhorar a adesão da tinta sobre o substrato. Esse aço de alta performance possui baixo consumo de carbono, oferecendo resistência a corrosão e capacidade superior de solda, incorporando as nanopartículas de cobre nos contornos das partículas de aço. Aplicação em revestimento A aplicação da nanotecnologia em revestimento é uma das principais quando o assunto é construção. Podemos citar um exemplo super interessante relacionado ao dióxido de titânio (TiO2), que é utilizado para vidraças de revestimento devido a sua esterilização e propriedades anti-incrustantes. O TiO2 em nanopartículas tem sua utilização na purificação do ar, da água e em superfícies autolimpantes. Assim, o produto vai quebrar e desintegrar sujeira orgânica através de uma poderosa reação catalítica. Por ser hidrófilo, ele fará com que a água se espalhe uniformemente sobre a superfície e lave a sujeira quebrada. Outros revestimentos especiais como anti-grafite, controle térmico, economia de energia e anti-reflexo também foram desenvolvidos. Aplicação em vidro O vidro anti-fogo é uma aplicação da nanotecnologia relacionada ao revestimento. Isto é conseguido usando uma camada intumescente clara
