Duas universidades norte-americanas atuam em pesquisas que prometem tornar material mais resistente, leve e sustentável

Vergalhões de aço estão associados às estruturas de concreto desde a origem do concreto armado. Agora, dois grupos de pesquisadores estão empenhados em criar alternativas que permitam à madeira substituir o aço como elemento estrutural do concreto. Um dos estudos está em desenvolvimento na Universidade de Maryland-EUA, onde o departamento de engenharia de materiais conseguiu criar o que foi batizado de “supermadeira”.

O produto de laboratório é citado como 12 vezes mais forte que as madeiras mais resistentes conhecidas na natureza: tília, carvalho e álamo. Na mesma linha de pesquisa, o departamento de engenharia de materiais da universidade de Purdue-EUA conseguiu produzir concreto com nanoestruturas de madeira, o que, segundo os pesquisadores, torna o material mais leve e mais resistente. O experimento prepara-se para ser testado em uma ponte que será construída na Califórnia, a partir de maio de 2018.

À frente da pesquisa na Universidade de Maryland está o professor-associado do departamento de engenharia de materiais, Liangbing Hu. Recentemente ele publicou artigo no periódico científico Nature sobre a “supermadeira”. “É um tipo de madeira que pode ser usado em automóveis, aviões, edifícios e em qualquer aplicação em que se use aço”, diz. Sobre o processo de produção de material, ele afirma que o segredo está no tratamento químico para a extração parcial de moléculas de lignina – polímero responsável pela cor amarronzada e a rigidez da madeira.

Após o processo de extração da lignina, a madeira é comprimida, de forma que as fibras de celulose ficam 80% mais próximas umas das outras. A compressão destrói eventuais defeitos na madeira, como buracos e nós, e a lignina que fica no material completa o serviço, agregando e fortalecendo a “supermadeira”. “A supermadeira é tão forte quanto o aço, mas seis vezes mais leve”, diz Hu, que realizou os testes utilizando fibras de tília, carvalho e álamo, misturadas a fibras de cedro e pinheiro.

Nanotecnologia injeta celulose no concreto

Na universidade de Purdue, os pesquisadores têm injetado nanocristais de celulose no concreto para tornar o material mais leve e mais sustentável. Segundo Jeffrey Youngblood, professor de engenharia de materiais, e que está à frente do projeto, os primeiros testes mostraram que a emissão de CO₂ diminuiu 8% com o uso das nanoestruturas de madeira. “Os nanocristais de celulose tornam o concreto mais forte por meio de uma reação química que aumenta a hidratação das partículas de cimento, sem que, necessariamente, seja preciso usar mais água na composição do concreto”, diz Jeffrey Youngblood.

Os pesquisadores revelam que os nanocristais de celulose “induzem” a água a preencher espaços que, no concreto comum, costumam não sofrer a hidratação correta, o que dificulta a resistência e a durabilidade do concreto. A aplicação prática do novo material se dará na construção de uma ponte com 10 metros de comprimento, na Califórnia, em parceria entre a universidade de Purdue, a universidade de Oregon e a P3Nano, uma startup californiana que busca parceria na construção civil norte-americana para aplicar inovações tecnológicas em obras.

Entrevistados
– Professor-associado do departamento de engenharia de materiais da universidade de Maryland-EUA , Liangbing Hu (via assessoria de imprensa)
– Professor de engenharia de materiais da universidade de Purdue-EUA , Jeffrey Youngblood (via assessoria de imprensa)

Contatos
binghu@umd.edu
innovation@prf.org

Jornalista responsável: Altair Santos MTB 2330