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
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| 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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