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.
A nanotecnologia está entre as mais recentes inovações no desenvolvimento de aditivos para concreto.


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 intercalada entre os painéis de vidro formada por nanopartículas de dióxido de silício (SiO2), que se transforma em um escudo de fogo rígido e opaco quando aquecido.

Os revestimentos eletrocrômicos em desenvolvimento reagem às mudanças na tensão aplicada usando uma camada de óxido de tungstênio, tornando-se mais opaco com o toque de um botão. Devido às propriedades hidrofóbicas do TiO2, pode ser aplicado em janelas autolimpantes.


Nanosensores

O dióxido de titânio nanoestruturado mantém a cor branca brilhante da Jubilee Church, em Roma

A utilização dos nanosensores na construção civil tem ocorrido devido a necessidade de se monitorar ou controlar a condição ambiente e o desempenho de materiais e estruturas. Tais sensores possuem o papel de incorporação durante o processo de construção, tendo como vantagem a sua dimensão (10 -9m to 10-5m).

Um dispositivo multi-funcional baseado em piezo-cerâmico de baixo custo tem sido aplicado para controlar as propriedades do concreto de pouca idade. Dentre essas propriedades podemos citar a umidade, temperatura, umidade relativa e o desenvolvimento precoce da resistência.

Outras funções desse agregado inteligente são:
  • Monitorar a corrosão e rompimento do concreto;
  • Monitorar a saúde da estrutura;
  • Fornecer uma indicação precoce da saúde da estrutura antes que uma falha possa ocorrer;
  • Monitorar as tensões internas, rachaduras e outras forças físicas nas estruturas ao longo de suas vidas.

Outras aplicações

Alguns materiais voltados para o mercado da construção civil já estão sendo comercializados mundialmente com a aplicação da nanotecnologia. São eles:
  • Capeamento de vidros e aplicações antierosão a metais;
  • Filtros de proteção solar;
  • Material para proteção contra raios ultravioleta;
  • Nano-cola capaz de unir qualquer material a outro;
  • Produtos para limpar materiais tóxicos;
  • Produtos de limpeza, remoção e proteção de superfícies;
  • Sistemas de filtração do ar e de água.

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