Com um cinza descorado, o concreto à base de cimento continua sendo o material mais empregado em construção. Frente ao custo de reparação de pontes e de outras obras, atrai, agora, consideravelmente a atenção dos cientistas. Um concreto mais durável faria com que fossem economizados milhões de dólares.
Laila Raki e sua equipe - do Instituto de Pesquisa em Construção do Conselho Nacional de Pesquisas do Canadá (NRC-CNRC) - descobriram como tornar esse material, oriundo do cimento Portland, mais leve e maleável. A nanotecnologia forneceu-lhes uma chave para prevenir as rachaduras resultantes do envelhecimento do material, progresso bastante aguardado no Canadá onde o calor, o frio e o sal maltratam o concreto.
Desde 2005, Laila Raki dirige uma equipe interdisciplinar que busca encontrar materiais nanotecnológicos para a indústria da construção civil. Os pesquisadores focam essencialmente sobre novos cimentos, adjuvantes e concretos.
O rigor do clima canadense submete ruas e edifícios a duras provas.
Créditos: NRC-CNRC, Canadá
"Com o tempo, compreendemos o que se passa quando se modifica a mistura, quando se acrescenta outros materiais e quando se diminui ou se acelera as reações químicas na fabricação do concreto, declara ela. Antes de testar outros adjuvantes (auxiliares) e de modificar a duração da reação, seria preciso saber o que se passava em nível molecular."
Laila Raki se interessa pela hidratação do cimento, porque é ela que comanda as propriedades microscópicas e macroscópicas do concreto. O cimento "liga" e endurece devido aos hidratos, compostos aquosos nascidos quando os componentes do cimento reagem com a água. "A reação produz um silicato de cálcio hidratado", prossegue Laika Raki. "Nós nos perguntamos como esse hidrato se comporta com aditivos orgânicos em escala molecular, na esperança de tornar o concreto mais durável."
Sua equipe testou a adição de subprodutos industriais - principalmente cinza fina e sílica muito fina -, uma maneira de reduzir as emanações de carbono, a quantidade de energia consumida sendo menor que aquela associada à extração dos materiais iniciais. Esses aditivos fornecem um concreto mais denso e resistente, mas alguns retardam o endurecimento. Os pesquisadores tentaram remediar a situação com nanopartículas, cuidando de preservar a durabilidade do produto.
"As nanopartículas como as cinzas finas aceleram a hidratação e o endurecimento da mistura obstruindo (tampando) os poros, afirma ela. É importante, porque o sal e outros compostos penetram no concreto pelos poros, levando à deterioração. Nanotubos de carbono reforçariam também o concreto e impediriam as fissuras de se propagarem."
Uma dificuldade da indústria consiste em controlar o tempo entre a fabricação e a entrega no canteiro de obras. Quando um caminhão-betoneira é colocado em circulação, o concreto endurece no caminhão. Para atenuar o problema, Laila Raki e seus colaboradores desenvolveram e patentearam um "superplastificante" com liberação lenta que acelera ou retarda a hidratação do cimento. Os fabricantes poderão, assim, controlar o tempo do processo com mais precisão, a fim de que o concreto seja utilizado no momento oportuno.
"Uma empresa química de renome internacional, em breve, testará nossa fórmula, com seus próprios adjuvantes", termina a pesquisadora. "Se a fórmula funcionar corretamente restará apenas encontrarmos um parceiro para comercializá-la."