Em recentes avanços, pesquisadores têm explorado a viabilidade do concreto autoregenerativo como uma solução para lidar com vulnerabilidades estruturais. Seu trabalho, liderado por uma equipe de cientistas de materiais e microbiologistas, concentra-se na integração de fibras biológicas ao concreto para potencialmente reparar rachaduras ao longo do tempo.
Inspirados pelas capacidades regenerativas do tecido humano, os pesquisadores do laboratório de Materiais de Infraestrutura Avançada da Universidade Drexel desenvolveram uma adição inovadora ao concreto conhecida como BioFiber. Essa tecnologia, se implementada com sucesso, poderia significativamente prolongar a vida útil das estruturas de concreto.
A BioFiber opera por meio de uma abordagem em camadas múltiplas. Cada fibra é composta por um núcleo feito de álcool polivinílico, cercado por um hidrogel infundido com bactérias Lysinibacillus sphaericus, e protegido por uma casca externa responsiva a danos. Quando rachaduras surgem no concreto, a casca externa se rompe, liberando as bactérias na rachadura para iniciar o processo de cicatrização.
A camada de hidrogel, feita de alginato derivado de algas marinhas, atua como um reservatório para bactérias dormentes, conhecidas como endósporos. Quando ativadas pela entrada de água na rachadura, essas bactérias facilitam uma reação química chamada precipitação de carbonato de cálcio induzida microbianamente (MICCP). Essa reação resulta na formação de cristais de carbonato de cálcio que preenchem e reparam a rachadura.
A distribuição de BioFibers ao longo da mistura de concreto garante uma cobertura uniforme. À medida que surgem rachaduras, as fibras ativadas iniciam o processo de cicatrização, sendo que cada fibra é capaz de tratar um número limitado de rachaduras. No entanto, o processo é finito, uma vez que as bactérias eventualmente consomem sua fonte de alimento e param de funcionar.
Embora a BioFiber demonstre promessa em ambientes de laboratório, a expansão da produção enfrenta desafios devido a processos de fabricação especializados e custos de materiais. Pesquisas adicionais, incluindo testes de campo, são necessárias para validar sua eficácia em condições do mundo real.
Apesar das limitações atuais, os pesquisadores mantêm o otimismo quanto ao potencial da BioFiber para revolucionar a construção de concreto. O aprimoramento contínuo da tecnologia e a exploração de eficiências de fabricação visam preparar o caminho para sua adoção em larga escala em projetos de infraestrutura, oferecendo uma solução sustentável para mitigar a degradação do concreto e estender sua vida útil.
Além de suas propriedades de autocicatrização, a BioFiber também atua como um mecanismo de reforço, impedindo que as rachaduras se expandam ainda mais durante o processo de cicatrização. A combinação desses recursos promete melhorar a durabilidade e a resistência das estruturas de concreto sujeitas a estresses ambientais e cargas mecânicas.
No entanto, apesar de seus benefícios potenciais, a BioFiber enfrenta vários desafios que precisam ser superados antes da adoção em larga escala. Os processos de fabricação e os materiais especializados envolvidos podem limitar a escalabilidade e a acessibilidade, dificultando sua aplicação em projetos de construção de grande porte.
Além disso, embora os testes de laboratório iniciais sejam promissores, mais pesquisas e testes de campo são necessários para validar o desempenho e a durabilidade de longo prazo da BioFiber em condições do mundo real. Esses esforços são essenciais para avaliar sua praticidade e eficácia na extensão da vida útil da infraestrutura de concreto.
Apesar desses desafios, os pesquisadores permanecem comprometidos em avançar o desenvolvimento da BioFiber e explorar maneiras de superar as limitações existentes. Com inovação contínua e colaboração, a BioFiber tem o potencial de revolucionar a indústria da construção, oferecendo uma solução sustentável para enfrentar a degradação do concreto e aprimorar a resiliência dos ambientes construídos.
