18 Materiais de Construção Inovadores.

Ao longo do tempo, a indústria da construção teve continuamente uma série de inovações. Podemos ver como os avanços tecnológicos impactaram esta indústria, desde o concreto durável usado em estruturas antigas até o aço usado em pontes e arranha-céus. Alguns materiais evoluem com o tempo, mas outros são novos para a indústria. A necessidade de acompanhar a demanda por moradias, desastres e custos crescentes de construção criou a necessidade de desenvolver soluções inovadoras. Este artigo discutirá alguns dos materiais de construção mais emergentes.

1. Painéis Alusion

Os painéis Alusion são uma forma de revestimento feito de espuma de alumínio estabilizada que cria painéis sólidos e leves que se assemelham a esponjas metálicas. Os painéis Alusion têm características distintas, como isolamento acústico, durabilidade, resistência ao fogo e facilidade de instalação. Eles são usados para painéis de parede, fachadas, tetos, pisos, sinalizações e luminárias. Eles têm aplicações virtualmente ilimitadas na construção e arquitetura.

Painéis Alusion e algumas aplicações

2. Madeira transparente

A madeira transparente é um material de construção revolucionário que é uma ótima alternativa ao vidro e ao plástico. Tem a mesma resistência da madeira serrada e é muito mais leve. É feito comprimindo e tratando tiras finas de madeira. A lignina é substituída por polímeros para tornar a madeira transparente no processo de tratamento. Entre as propriedades favoráveis da madeira transparente está sua baixa densidade em comparação com o vidro, baixa condutividade térmica e alta transmitância óptica. A transmitância óptica reduz a necessidade de luz artificial, minimizando assim o consumo de energia.

Madeira transparente: Foto USDA Forest Service

3. Hidrocerâmica

A hidrocerâmica é uma nova tecnologia para a construção de paredes e permite que estas reajam às temperaturas externas. Essas paredes inteligentes são feitas de painéis de argila e cápsulas de água que absorvem água para resfriar um edifício. Uma parede hidrocerâmica atua como um dispositivo de resfriamento, reduzindo a temperatura e aumentando a umidade. A água retida pode evaporar quando o calor externo aumenta e expele ar frio para dentro do edifício. Essas paredes podem reduzir a temperatura ambiente em até 5 graus Celsius. Também aumenta a umidade em climas quentes e secos em 15%, tornando as instalações mais habitáveis. Argila e hidrogéis são baratos, tornando esses edifícios uma alternativa de baixo custo.

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4. Concreto pigmentado

O concreto pigmentado é feito pela adição de pó seco ou concreto líquido durante a fase de mistura. Derivamos a maioria desses pigmentos de óxido de ferro ou corantes. Tradicionalmente, o concreto é cinza, mas o concreto pigmentado produz tons mais quentes de amarelo, marrom, vermelho, verde, azul e suas derivações de cores. Os concretos pigmentados não são afetados pela abrasão e a exposição ao calor e à luz não desbota as cores. Este tipo de concreto é usado para pisos, fachadas e outras aplicações decorativas.

5. Concreto reforçado com bambu

O concreto armado com aço é um dos materiais de construção mais tradicionais em obras. No entanto, o bambu é um material alternativo usado para reforço. O bambu tem sido usado na construção há muitos anos devido às suas excelentes propriedades de tração. O bambu é superior à madeira e, em alguns casos, ao aço estrutural. A maioria dos arquitetos com mentalidade de sustentabilidade adota o bambu na construção. No entanto, o bambu tem algumas desvantagens quando não tratado. Pode inchar com água e apodrecer. Na construção moderna, o bambu não é usado em seu estado tubular natural. As fibras vegetais são extraídas e combinadas com resinas naturais, formando um material altamente versátil com uma matriz estrutural robusta.

6. Tijolos absorventes de poluição

A sustentabilidade na construção é um dos fatores de grande preocupação. O aumento da densidade populacional e da poluição traz desafios críticos que levam a indústria a desenvolver soluções sustentáveis. Os tijolos absorventes de poluição filtram o ar do exterior e o fornecem ao interior das estruturas. Esses tijolos são blocos de concreto porosos projetados facetados para direcionar o fluxo de ar para um sistema. Esses tijolos são baratos em comparação com as tecnologias de filtragem mecânica. Eles também usam menos energia e não requerem mão de obra qualificada para construir o sistema.

7. Aerografite

O aerografite é um material feito de uma rede de pequenos tubos ocos de carbono. O aerografite é forte, dobrável, absorve os raios de luz e é estável à temperatura ambiente, podendo suportar muita vibração sem danos. É também um bom condutor de eletricidade. Pode-se comprimir o aerógrafo para ocupar 95% de sua área normal e ser puxado de volta à forma padrão sem danos. A tensão apenas fortalece o material. O aerografeno é usado principalmente na construção para fazer sistemas de purificação, materiais de aviação e satélites.

8. Tijolos de bituca de cigarro

De acordo com um estudo, só na Austrália, o consumo anual de cigarros é de 20 bilhões. Sete bilhões desses cigarros estão no lixo. No entanto, podemos incorporar pontas de cigarro na produção de tijolos, reduzindo drasticamente o lixo produzido por essas bitucas. Adicionar pontas aos tijolos durante a produção também reduz a energia gasta em até 58%. Os tijolos com essas propriedades adicionais são mais leves e têm boas propriedades de isolamento. As propriedades de isolamento diminuem os custos de aquecimento e resfriamento na habitação. Alguns pesquisadores afirmam que as pontas de cigarro reduzem a adequação dos tijolos para paredes de suporte. No entanto, podemos reduzir a concentração para atender aos requisitos.

9. Cimento gerador de luz

De acordo com um estudo da UMSNH de Morelia, o concreto pode absorver e irradiar luz, proporcionando melhor funcionalidade e versatilidade em relação à eficiência energética. O cimento gerador de luz tem muitos usos potenciais. Podemos usá-lo em estacionamentos, piscinas e sinalização rodoviária. Produzimos esse cimento alterando a microestrutura do cimento para que ele absorva a energia solar e depois emita luz na escuridão. Atualmente, as cores do cimento gerador de luz são azul e verde, e os empreiteiros podem ajustar a intensidade da luz para atender aos requisitos.

10. Grafeno 3D

O grafeno é um nanomaterial único com propriedades térmicas, elétricas e ópticas distintas. O grafeno 3D tem 5% da densidade do aço, mas é dez vezes mais forte que o aço. O grafeno há muito interessava aos cientistas, mas sua forma 2D padrão deu poucos frutos na construção. O surgimento da impressão 3D comprimiu pequenos flocos de grafeno sob alta pressão e calor e criou estruturas como cilindros que podiam reter cargas substanciais. O grafeno tem o potencial de suportar grandes arranha-céus .

11. Nanopartículas

A nanotecnologia na construção se concentra no uso de nanopartículas para fazer materiais estruturais sólidos. As nanopartículas também reduzem o uso de materiais naturais, pois produzem materiais mais robustos que ocupam menos espaço. Eles são uma maneira mais rápida e segura de realizar projetos de construção. Exemplos de nanopartículas no concreto incluem nano-sílica, nano-titânio, nanotubos de carbono e óxido de grafeno. Podemos adicionar esses materiais ao cimento para melhorar a resistência à flexão, tração e compressão do concreto. Esses materiais melhoram o desempenho das estruturas e sua vida útil geral. Os nanotubos de carbono no concreto têm propriedades de autolimpeza que facilitam o monitoramento da saúde de uma estrutura.

12. Tijolos de lã

Os fabricantes fazem tijolos de lã (foto abaixo) combinando lã com a argila usada na produção de tijolos. Este é um passo em direção à construção sustentável, pois os tijolos de lã são um produto de carbono zero. Eles fabricam os tijolos em fornos de tijolos que liberam gases tóxicos com altas concentrações de carbono. A fabricação tradicional de tijolos leva a graves implicações ambientais. Os tijolos de lã, no entanto, combinam lã, argila e polímeros naturais, e esses tijolos são estáveis e utilizam materiais naturalmente disponíveis. Eles também são mais robustos em comparação com os tijolos convencionais.

13. Concreto marciano

O concreto é fundamental na construção de estruturas na terra. No entanto, o concreto marciano pode ajudar imensamente na construção de estruturas em Marte. A água é um componente primário usado para construir na terra. No entanto, Marte tem toneladas de enxofre que cobrem 17% da área total da superfície do planeta. O concreto marciano é fabricado aquecendo o enxofre a 240 graus Celsius e misturando-o com o solo marciano. Este concreto atinge resistências à compressão de até 50 MPa se comprimido antes da cura para reduzir a formação de vazios.

14. Seda de aranha artificial

A seda de aranha é um dos materiais intrigantes da natureza. É possível esticá-lo por muito tempo antes de quebrar. Pesquisadores de Cambridge desenvolveram materiais que imitam a força e a capacidade de energia da seda da aranha. A seda artificial de aranha é fabricada a partir de um material conhecido como hidrogel, que é 98% de água. O hidrogel possui fibras de sílica e celulose que formam fibras fortes quando a água evapora. É possível fazer seda de aranha artificial em temperatura ambiente, facilitando sua produção em larga escala. A seda artificial de aranha é 340 vezes mais durável que o concreto e pode fazer telhas acústicas de construção.

15. Vidro gerador de energia

O uso de energia em espaços construídos é uma grande preocupação, considerando que os edifícios contribuem para 40% das emissões globais de carbono. Isso criou a ideia de vidro gerador de energia. Os sistemas solares e eólicos estão em uso há muito tempo, mas agora transformar janelas em painéis solares se tornou uma realidade. Isso criou a ideia de vidro gerador de energia. O vidro gerador de energia se assemelha ao vidro comum, mas pode desviar comprimentos de onda de luz invisíveis e convertê-los em energia. Este vidro reduz os custos de eletricidade, minimiza a poluição e aumenta o apelo arquitetônico de uma estrutura.

16. Balsa de fibra de carbono

As pessoas usam há séculos a madeira balsa na construção devido à sua resistência e leveza. No entanto, a madeira balsa é cara e possui variações naturais que podem impedir o cumprimento de requisitos precisos. A infusão de resina de fibra de carbono com madeira balsa torna um composto projetado de baixo peso e fácil de atingir uma rigidez específica.

17. Celulose microbiana

A celulose microbiana é um material de construção sustentável desenvolvido a partir de fontes renováveis e é uma mistura de leveduras, microorganismos e bactérias usadas para fazer estruturas em camadas. Muitas espécies bacterianas produzem a celulose bacteriana usada na fabricação de celulose microbiana. Forma uma membrana estrutural que podemos aplicar na fabricação de unidades como sinalização e fachadas de edifícios. A celulose microbiana é biodegradável e, portanto, não contribui para a poluição. Também é fácil e barato de produzir, dando assim uma boa base para a produção em massa e construção sustentável.

18. Biochar

O biochar é uma substância que se assemelha ao carvão e é feito a partir da decomposição de matéria orgânica em altas temperaturas sem oxigênio. Os fabricantes adicionam aditivos de solo para melhorar a absorção de água e capturar a umidade no biochar. O biochar é um bom material de construção que reduz a maioria das emissões de gases de efeito estufa de concreto e plásticos. Converter o total de resíduos orgânicos em aterros sanitários em biochar reduziria as emissões globais de metano em 11%. A adição de biochar aos tijolos reduz as quantidades de cimento usadas no concreto e o dióxido de carbono geral formado durante a fabricação do concreto. O biochar também é usado com plásticos para fazer tijolos e diminuir as quantidades globais de resíduos plásticos.

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Fonte: Autodesk
Tradução e adaptação: Instituto Bramante