Concreto autoconserta-se de rachaduras usando enzima do sangue humano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/07/2021

Micrografias mostrando a autocura do concreto catalisada pela enzima.
[Imagem: Jessica A. Rosewitz et al. - 10.1016/j.apmt.2021.101035]

Anidrase carbônica

Pesquisadores apresentaram uma nova receita para criar estruturas de cimento e concreto capazes de se autoconsertar de trincas e rachaduras.

O "ingrediente secreto" é uma enzima encontrada nos glóbulos vermelhos do sangue humano, onde ela ajuda a transportar o CO2 e controlar o pH.

A enzima, chamada anidrase carbônica, reage automaticamente com o dióxido de carbono atmosférico (CO2) para criar cristais de carbonato de cálcio, que imitam o concreto em estrutura, resistência e outras propriedades, preenchendo assim rachaduras antes que elas causem problemas estruturais.

"Se pequenas rachaduras pudessem ser reparadas automaticamente quando começassem, elas não se transformariam em problemas maiores, que precisariam de reparo ou substituição. Parece ficção científica, mas é uma solução real para um problema significativo na indústria da construção," disse o professor Nima Rahbar, do Instituto Politécnico Worcester, nos EUA.

Processo de autocura do concreto usando enzima encontrada no sangue humano.
[Imagem: Jessica A. Rosewitz et al. - 10.1016/j.apmt.2021.101035]

Enzima melhor que bactéria

Inspirados pelo processo de transferência de CO2 no corpo humano, os pesquisadores adicionaram a anidrase carbônica produzida sinteticamente ao pó de cimento antes da preparação e mistura que forma o concreto. Quando uma pequena fissura eventualmente se forma no concreto enzimático, a enzima lá dentro se conecta com o CO2 do ar, desencadeando o crescimento de uma nova matriz cristalina que preenche a fissura.

O processo consegue curar rachaduras em escala milimétrica em 24 horas.

A equipe desenvolveu uma abordagem em três frentes que inclui uma mistura de concreto que, quando usada para construir uma estrutura, irá autoconsertar pequenas fissuras que se formarem; uma mistura que pode induzir a autocura em fendas ou buracos maiores; e um processo que pode ser aplicado ao concreto tradicional para consertar rachaduras.

Outros pesquisadores já propuseram a criação de concreto autocurável usando bactérias, como o Bacillus Megaterium, um micróbio que produz uma enzima que é expelida na mistura de concreto.

Rahbar optou por usar enzimas diretamente, em vez de bactérias, observando que as bactérias são mais caras e funcionam mais lentamente, levando até um mês para curar uma rachadura de 10 micrômetros, que as enzimas podem curar em poucas horas - e há preocupações sobre potenciais questões de saúde de longo prazo relacionadas ao uso das bactérias.

Bibliografia:

Artigo: An enzymatic self-healing cementitious material
Autores: Jessica A. Rosewitz, Shuai Wang, Suzanne F. Scarlata, Nima Rahbar
Revista: Applied Materials Today