(conteúdo atualizado em 03/04/2023)
Materiais de construção inovadores têm o potencial de transformar a forma como se projetam edificações e estruturas. O concreto armado, por exemplo, surgiu como um substituto das estruturas metálicas. Suas características plásticas, com a possibilidade modelagem in loco, deu aos arquitetos maior liberdade criativa e se disseminou pelo mundo ao longo do século 20.
Hoje, a indústria da construção civil busca constantemente novos materiais e tecnologias que possam melhorar a eficiência, sustentabilidade e estética dos projetos. Neste blogpost, apresentaremos alguns dos materiais de construção mais inovadores e promissores disponíveis no mercado atualmente.
Desde materiais sustentáveis e de baixo impacto ambiental até soluções que otimizam a eficiência energética e a durabilidade das edificações, exploraremos como esses avanços estão moldando o futuro da arquitetura e do design de construção. Acompanhe conosco e descubra como esses materiais inovadores podem revolucionar o setor e criar novas possibilidades para engenheiros e arquitetos em todo o mundo.
O impacto da inovação na construção civil
A escolha de materiais de construção inovadores pode revolucionar a forma de projetar, com impactos na vida útil, an qualidade e nos impactos ambientais do empreendimento. Dessa forma, o investimento de construtoras em inovação e alta performance é essencial para agregar valor e garantir vantagens competitivas no mercado, especialmente em um cenário de crescente preocupação ambiental e demanda por eficiência energética.
Neste contexto, acompanhar e implementar as inovações tecnológicas no setor da construção civil pode proporcionar benefícios significativos, tanto em curto quanto em médio e longo prazo. Além do impacto direto na qualidade e durabilidade das edificações, o uso de materiais inovadores pode resultar em vantagens indiretas, como:
- Certificações de sustentabilidade: A adoção de materiais ecoeficientes e de baixo impacto ambiental pode contribuir para a obtenção de certificações de sustentabilidade, como LEED e BREEAM, que promovem a reputação da empresa e estabelecem um diferencial competitivo no mercado.
- Incentivos fiscais: Projetos sustentáveis e que utilizam materiais inovadores podem ser elegíveis para incentivos fiscais e programas de financiamento voltados para a promoção de práticas construtivas sustentáveis.
- Vantagem técnica sobre a concorrência: Empresas que adotam novos materiais e tecnologias em seus projetos ganham uma vantagem técnica em relação aos concorrentes, posicionando-se na vanguarda do setor e estabelecendo-se como referência em inovação e qualidade.
- Redução de custos operacionais: Materiais inovadores, como aqueles com propriedades térmicas e acústicas avançadas, podem resultar em economias significativas em termos de consumo de energia e manutenção, melhorando o desempenho e a rentabilidade dos empreendimentos ao longo do tempo.
Em suma, investir em materiais de construção inovadores é uma estratégia inteligente e sustentável para engenheiros e arquitetos que buscam agregar valor aos seus projetos, reduzir custos operacionais e garantir vantagens competitivas no mercado cada vez mais exigente e consciente das questões ambientais e de eficiência energética.
Materiais de construção inovadores que você precisa conhecer
Veja alguns dos materiais de construção que prometem mudar a forma como se constrói no Brasil e no mundo:
1. Hidrocerâmica
Desenvolvida no Instituto de Arquitetura Avançada da Catalunha, na Espanha, a hidrocerâmica é um material composto que promete contribuir para melhorar o isolamento térmico de ambientes. São três componentes básicos, que formam placas ideais para revestimentos de fachada.
O principal componente é o hidrogel, um polímero que expande até 400 vezes quando entra em contato com a água. Em ambientes secos, a evaporação da água promove a redução de temperatura em seu entorno.
Na hidrocerâmica, diversas bolhas de hidrogel são fechadas no interior de placas cerâmicas – uma interna, outra externa –, protegidas por um tecido especial. Com isso, cria-se um material de revestimento que reduz em até 6°C a temperatura interna em comparação com a externa.
É usar a hidrocerâmica e dar adeus ao ar-condicionado.
2. Concreto bioreceptivo
Um material bioreceptivo permite o crescimento de conteúdo biológico (biofilmes) nele, sem necessariamente afetar o material em si. Os concretos bioreceptivos podem, por exemplo, ser integrados a uma fachada de edifício, criando revestimentos verdes que não dependam de sistemas técnicos adicionais.
A Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, desenvolveu recentemente um concreto altamente absorvente e que retém umidade, características que o tornam receptivo ao crescimento de musgos. O objetivo é aplicar este concreto como uma camada em superfícies de concreto existentes, transformando-as ao longo do tempo em “superfícies vivas” cobertas por musgos.
3. Madeira translúcida
A madeira transparente é um material obtido a partir de uma matriz de madeira porosa, que foi modificada em escala nanométrica. Este material é obtido através da remoção de lignina e impregnação de células da parede com polímeros de índice de refração ajustado.
A estrutura da madeira é preservada, resultando em um material transparente com excelente desempenho estrutural, devido às nanofibras de celulose na parede celular. A madeira transparente tem potencial para ser usada em construções de baixo custo, leves e de transmissão de luz, bem como em janelas de células solares transparentes.
4. Grafeno
Grafeno é uma forma de carbono por sua estrutura de rede hexagonal de átomos. Ele é considerado um dos materiais mais fortes e resistentes já descobertos, além de ser altamente condutor de calor e elétrico.
Na construção, o grafeno pode ser adicionado a materiais como concreto, argamassa e tintas para melhorar suas propriedades físicas e mecânicas. Por exemplo, a adição de grafeno ao concreto pode melhorar sua resistência à tração e flexão, além de aumentar sua resistência ao fogo. Além disso, o grafeno também pode ser usado como material de revestimento, como uma camada isolante térmica e acústica.
Outra aplicação potencial do grafeno na construção civil é como material de construção de estruturas leves e resistentes, como pontes e edifícios. O grafeno é muito mais forte do que outros materiais como aço e alumínio, o que significa que pode ser usado em estruturas mais finas e leves. Além disso, o grafeno também é resistente à corrosão, o que significa que pode ser usado em aplicações ao ar livre sem se deteriorar com o tempo.
5. Bioconcreto
O bioconcreto é uma solução criada pelo microbiologista Hendrik Jonkers, da Universidade de Delft, na Holanda, para aumentar a estabilidade e durabilidade das estruturas. Ele propõe uma abordagem inovadora ao adicionar bactérias produtoras de calcário à mistura do concreto.
Tipos especialmente selecionados das bactérias Bacillus pseudofirmus e Sporosarcina pasteurii, juntamente com nitrogênio, fósforo e um nutriente à base de cálcio chamado lactato de cálcio, são adicionados aos ingredientes do concreto durante a mistura.
Esses agentes podem permanecer dormentes no concreto por até dois séculos. Quando uma rachadura aparece no concreto, permitindo a entrada de ar e umidade, as bactérias despertam e começam a se alimentar do lactato de cálcio. Durante esse processo, também consomem oxigênio e convertem o lactato de cálcio solúvel em calcário insolúvel.
O calcário solidifica nas rachaduras, selando-as novamente. A tecnologia pode selar rachaduras de qualquer comprimento, desde que tenham largura máxima de 0,8 milímetros.
6. Espuma de alumínio
As espumas de alumínio são amplamente utilizadas em uma grande variedade de indústrias, incluindo a aeroespacial, a automotiva, a de eletrônicos, a de isolamento térmico e acústico, entre outras. Na fabricação de automóveis, por exemplo, ela permite reduzir o peso e tornar o consumo de combustível mais eficiente.
Na construção civil, a espuma de alumínio é muito adequada como revestimento de fachada de edifícios, pois é resistente à corrosão e ao clima, não é higroscópica e tem desempenho incombustível. A espuma de alumínio também possui excelentes propriedades de isolamento térmico, redução de ruído e blindagem eletromagnética.
7. Tijolo com bituca de cigarro
O tijolo é outro material que está presente na maioria dos canteiros de obras. Até já existem soluções construtivas que reduzem (ou eliminam) seu uso, como o Steel Frame, mas ele ainda é quase unanimidade.
Se você não quiser abrir mão dos tijolos, que tal adicionar uma boa dose de sustentabilidade e eficiência a eles? É isso que pesquisadores da Austrália propõem com uma nova forma de fazer tijolos, usando bitucas de cigarro.
Estima-se que incluir apenas 1% de bitucas de cigarro em cada tijolo desses poderiam compensar a total produção de cigarros no mundo. Além disso, o material ficaria mais leve e, claro, mais eficiente.
8. Tijolo que aspira a poluição do ar
O que você acharia de ter um aspirador de pó direto nas suas paredes? Essa é a proposta do Breathe Brick, um tijolo que se torna parte do sistema de ventilação do ambiente e usa a mesma filtragem de poeira que aspiradores de pó.
E se você estiver se perguntando onde fica o depósito de poeira, saiba que todo o pó coletado fica reservado em um compartimento da parede que pode ser aberto para retirar as impurezas.
9. Telhas solares
As telhas solares são uma das grandes soluções energéticas para o futuro, já que a geração de energia limpa e renovável é uma prioridade na construção civil. Elas contam com painéis capazes de coletar energia do sol e direcionar para as atividades do prédio.
Não é à toa que o governo brasileiro dê incentivos para quem usa esse tipo de material em suas construções.
10. Cimento programável
Você sabia que o concreto é a substância a mais consumida pela humanidade depois da água? Imagine, portanto, o impacto desse material no meio ambiente.
É natural, portanto, que esse material permaneça sendo um foco primário da pesquisa de novos materiais de construção civil.
No entanto, apesar de sua onipresença, o concreto ainda mantém muitos mistérios à espera de serem descobertos.
Entre elas está a recente descoberta de que o cimento seria capaz de carbonizar o dióxido de carbono ao longo do tempo. Tal condição pode redefinir o impacto ambiental do material.
Esses estudos enfatizam a necessidade de compreender melhor o material a um nível molecular. Um passo importante foi dado no Laboratório de Materiais Multiescala da Universidade Rice.
Cientistas descobriram princípios de comportamento de partículas de cimento de hidrato de cálcio-silicato (C-S-H). Desde então, eles estão empregando esse conhecimento para programar as partículas de maneiras altamente controladas.
“Esse foi um primeiro passo dado no controle da cinética do cimento para obter as formas desejadas”, disse o principal autor, Rouzbeh Shahsavari, em comunicado à imprensa. Segundo ele, o estudo mostra como se pode controlar a morfologia e o tamanho dos blocos de construção básicos do CSH.
Shahsavari diz que esta densidade aumentada resultará em uma maior resistência de material e longevidade. Outros benefícios serão uma melhor resistência química e melhor proteção do aço de reforço dentro do concreto.
11. Madeira de lei laminada
Outro material de construção que está recebendo uma atenção significativa é a madeira.
Dentro do campo florescente de produtos de madeira projetada de coníferas, um concorrente improvável apareceu: a madeira de lei laminada transversal (CLT).
O londrino DRMM Architects desenvolveu um painel CLT de jacarandá tulipa (tulipwood) de rápido crescimento. O trabalho foi realizado em colaboração com a Arup e com o American Hardwood Export Council.
Utilizado em instalações exibidas em feiras de design, o material já foi licenciado para o fabricante Züblin, com sede em Stuttgart, sob o nome Leno CLT.
Você pode estar se perguntando: O que esse material tem de especial e porque é considerado um dos novos materiais de construção?
Ao contrário de CLT típico, que consiste na elegante madeira de coníferas, esta versão é de jacarandá-tulipa, o material é muito mais forte, comparável ao concreto. Além disso, possui uma aparência superior.
Adicionalmente, o Leno CLT é feito a partir de uma matéria-prima rapidamente renovável e pode ser fabricado em tamanhos extragrandes, de 14 X 4,5 m, por exemplo. Ou seja, poderia ser usada para aplicações especiais.
12. Estradas de painéis solares
É preciso reconhecer que as tecnologias renováveis continuam a avançar com as aplicações mais diversas e inesperadas. Um destaque, nesse sentido, é a integração da capacidade de coletar energia solar na infraestrutura de transporte.
A norte-americana Solar Roadways desenvolve pavimentos sextavados hexagonais compostos por um substrato fotovoltaico (PV) protegido por um vidro texturizado de alta resistência.
Os pavimentos incorporam iluminação LED e dispositivos de aquecimento para iluminação própria da autoestrada e capacidade de derretimento de neve.
Outro exemplo interessante é a Wattway, uma superfície de estrada que coleta energia feita pela empresa francesa Colas.
Segundo o fabricante, os veículos ocupam estradas apenas 10% do tempo. Enquanto isso, 20 metros quadrados da superfície da estrada poderiam ser utilizados para captar energia para alimentar uma casa.
Material composto flexível com apenas alguns milímetros de espessura, Wattway apresenta uma superfície PV altamente texturizada.
Embora não tenha as várias utilidades tecnológicas da Solar Roadways, a Wattway pode ser aplicada diretamente na superfície do pavimento existente. Além disso, é projetada para acomodar a dilatação térmica inerente da pavimentação veicular.
Quer um exemplo de aplicação?
A empresa francesa instalou recentemente uma faixa de 1 km de extensão em uma estrada na Normandia com o produto. A expectativa é gerar 280 megawatts anualmente nessa área.
13. Têxteis geradores de energia elétrica
Um dos materiais de construção inovadores que têm sido objeto de muita pesquisa é o tecido coletor de energia. Cientistas do Georgia Institute of Technology anunciaram o desenvolvimento de um tecido que coleta energia de fontes solares e cinéticas.
O material aproveita o atrito potencial que pode resultar da mistura de materiais geradores de energia com outras fibras.
Os pesquisadores empregaram uma máquina têxtil comercial para construir um tecido composto por células solares de fibras poliméricas e fibras triboelétricas. Os fios que se tornam eletricamente carregados quando geram fricção contra outro material.
“O tecido é altamente flexível, respirável, leve e adaptável a uma variedade de usos”, disse Zhong Lin Wang, professor de ciência e engenharia de materiais de construção civil.
Além disso, o têxtil consiste em materiais de construção civil de baixo custo, amplamente disponíveis e amigáveis ambientalmente que podem resistir a altos níveis de desgaste.
14. Biorreatores integrados em edifícios
Normalmente os edifícios não são utilizados para o cultivo de biomassa. No entanto, a colheita de algas integradas ao edifício é uma tendência, ainda que experimental.
Como microorganismos permeáveis à fotossíntese, as microalgas são um recurso com um potencial ilimitado para enfrentar a escassez de alimentos e energia.
O Splitterwerk, coletivo de design sediado na Áustria, e a Arup, chegaram às manchetes com sua fachada de biorreator de algas na Exposição Internacional de Construção de 2013.
Por sua vez, o ecoLogicStudio, de Londres, desenvolvei pesquisa aplicada com base no desenvolvimento dos ecossistemas “agri-urbanos”. O trabalho rendeu as ecoMachines exibidas em Karlsruhe, na Alemanha, na instalação Hortus.
Estes desenhos biomórficos consistem em culturas de algas encapsuladas e equipamentos eletrônicos, como sensores de luz e iluminação, que geram diferentes materiais de construção civil.
Tais esforços para incorporar o cultivo de biomassa em estruturas habitáveis representam um objetivo admirável para a arquitetura que não apenas protege os ocupantes, como também os alimenta.
“As forças humanas, tecnológicas e ambientais estão cada vez mais entrelaçadas ecoevolutivas”, disse Carlo Ratti, diretor do Mit Senseable City Lab, à revista Metropolis. “A arquitetura não é exceção”.
Vale a pena usar materiais de construção inovadores no Brasil?
A resistência à mudança é uma questão comum quando se avalia a adoção de inovações, especialmente aquelas que vêm de fora do país. O surgimento de materiais de construção inovadores, naturalmente, cria um cenário de oferta escassa.
Isso resulta em preços mais elevados, dificuldade em encontrar mão de obra especializada e questionamentos sobre o desempenho do material. No entanto, é importante estar atento à aceitação das novas tecnologias pelo mercado, a fim de manter sua empresa constantemente atualizada e à frente da concorrência.
Certamente, os materiais de construção inovadores são apenas o começo de uma revolução que será cada vez mais difícil de ignorar nos próximos anos. Quanto mais cedo você se envolver nessa mudança, maiores serão as chances de alcançar resultados incríveis com consistência e escala.
Quer saber como a tecnologia também tem um papel fundamental no desenvolvimento da construção civil? Conheça algumas das principais tendências para o futuro!
