21 Materiais Inovadores na Construção Civil [Revelado]

Em um cenário de construções, sempre apta por mudanças, é vital que os empreendedores atualizem-se com os mais recentes avanços em materiais inovadores na construção civil.

A propósito, a ciência dos materiais avança a passos largos de modo considerável, e já existem materiais de construção revolucionários no mercado.

Desta forma, materiais mais leves, mais fortes e mais corretos, do ponto de vista ecológico, do que os materiais tradicionais.

Sendo assim, esses avanços estimulam uma nova engenharia e arquitetura, portanto, bem diferente do que estamos acostumados, e muito mais amigável ao meio ambiente.

Este artigo explora os principais materiais inovadores na construção civil, que revolucionam a forma de construir.

A Revolução dos Materiais Inovadores na Construção Civil;

Para começar, reflita, os edifícios com estruturas tradicionais de tijolos e concreto armado se tornarão coisas do passado?

Por que? Devido às necessidades da humanidade, pois precisam de edifícios eficientes , sendo mais energéticos, duráveis ​​e leves.

No entanto, o uso do concreto armado pode diminuir, como parte de uma transição para práticas de construção mais sustentáveis, mas é improvável que ele seja extinto no curto prazo.

Sendo assim, o concreto armado é um material ainda muito utilizado, pois é durável, resistente, mão de obra abundante, e continuará sendo útil na construção civil, como também o concreto protendido.

Agora, é importante que a indústria continue a buscar e adotar alternativas mais ecológicas, sempre que possível, visando reduzir o impacto ambiental nas obras.

Então, vamos reunir os materiais mais interessantes e inovadores, alguns já estão em uso, e outros são conceitos promissores, pois estão em testes em projetos piloto.

Portanto, aqui está uma lista com 21 materiais inovadores na construção civil.

1 — Madeira Transparente;

Então, a invenção desse material ecológico, a madeira transparente foi anunciada em 2016.

No entanto, somente em 2020, o cientista que a inventou, em colaboração com uma equipe da Universidade de Maryland nos Estados Unidos, afirmou que os testes foram concluídos e que alcançaram um resultado estável.

Em primeiro lugar, ela é pelo menos cinco vezes mais forte e mais leve que o vidro, além de ser mais eficiente termicamente.

Sendo assim, são essas características que a tornam um substituto potencial para janelas de vidro.

Além disso, a sua matéria-prima é renovável e ecológica. A árvore de balsa cresce muito rápido, até a idade adulta em apenas 5 anos.

Já os custos de produção também são muito mais baixos do que na produção de vidro, onde há uma pegada de carbono perceptível, devido às altas temperaturas requeridas, e à eletricidade usada no processo.

Por outro lado, a madeira transparente é bastante flexível, pois contém celulose natural.

A propósito, para alcançar a transparência, a madeira de balsa é adicionada em uma solução especial e depois resina epóxi é acrescentada.

Portanto, a madeira transparente pode ser usada em vez das unidades de vidro tradicionais, ou outros elementos em estruturas de construção que precisam ser transparentes, mas também duráveis, ecológicos e energeticamente eficientes.

2 — Fibras de Carbono;

Então, a fibra de carbono é um dos materiais inovadores da construção civil do futuro, embora esteja em uso há muito tempo, em diferentes esportes.

No entanto, este material é muito utilizado na construção, em uma indústria que exige com frequência, uma combinação de resistência e leveza.

Em resumo, a fibra de carbono é 75% mais leve que o ferro e 30% mais leve que o alumínio.

Em outras palavras, usa-se a fibra de carbono para reforçar materiais de construção tradicionais, com o intuito de melhorar sua resistência, tais como:

• Tijolos;
• Reparo de estruturas de concreto armado;
• Estruturas de madeira;

Além disso, o reforço de fibra de carbono para o concreto, também fornece excelente isolamento térmico.

Porém, a única desvantagem que restringe sua aplicação generalizada é o alto custo do material.

3 — Azulejo Acrílico Decorativo;

Em primeiro lugar, materiais inovadores na construção civil, nem sempre têm as propriedades de destaques como a sua resistência ou segurança.

Em segundo lugar, eles também integram uma tecnologia para proporcionar uma decoração espetacular, e implementar ideias de design mais extravagantes.

Sendo assim, um novo tipo de material de acabamento para construção é o azulejo sensível, com fibra acrílica, que reage aos seus movimentos, toques ou fontes de luz.

Em suma, a fibra óptica transmite luz e reage, e assim o azulejo pode iluminar, capturar e dispersar cores vizinhas em sua superfície.

Portanto, decorar com este material oferece novas oportunidades na arquitetura e design de interiores.

4 — Concreto Autocicatrizante;

Então, o concreto tradicional é um material de construção muito confiável e bem estabelecido, mas perde suas propriedades quando rachado (fissuras).

Sendo assim, muitos especialistas, em ciência de materiais, ao redor do mundo, trabalham para dar ao material base, uma atualização moderna.

Por volta de 2015, o inventor Henk Jonkers, da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, mostrou um método inovador para reparar rachaduras (fissuras) no concreto usando bactérias.

Em síntese, o princípio da tecnologia é simples: cápsulas contendo bactérias específicas e nutrientes para as fissuras são adicionadas ao concreto.

Logo, ativam-se as bactérias com a presença de água, e assim, reconstrói-se o concreto rachado com umidade, e preenchido com calcário produzido pelas bactérias.

Além dessa biotecnologia, pesquisadores coreanos desenvolvem estudos em que adicionam-se cápsulas de certo polímero ao concreto.

Pois, sob a influência de umidade e luz solar, ele também começa a reagir, inchando e preenchendo a rachadura.

Por outro lado, cientistas americanos do Instituto Politécnico de Worcester, também apresentaram evidências de que desenvolveram bioconcreto.

Nesse caso, uma enzima é adicionada para reagir com cristais de carbonato de cálcio liberadores de CO₂,pois suas propriedades são semelhantes às do concreto.

Como resultado, todas as fissuras são preenchidas e a resistência do concreto melhorada. Este método pode restaurar uma rachadura de 1 mm em um dia.

Outro desenvolvimento de cientistas da Universidade do Colorado, também nos Estados Unidos, é baseado na fotossíntese de bactérias.

O bioconcreto é composto por uma mistura de cianobactérias, ou seja, bactérias fotossintetizantes, gelatina e areia.

Por fim, elas reagem com à água e aumentam de tamanho para preencher quaisquer cavidades.

5 — Aerogel;

Bem, você sabia que o material mais duro e leve do mundo é feito de 99,8% de ar?

De fato, o aerogel é um material também sintético e poroso, sendo derivado de um gel, com seu componente líquido substituído por um gás.

O resultado disso é um corpo muito sólido, com baixa densidade e condutividade térmica. Ao toque, lembra uma espuma de poliestireno frágil.

O aerogel foi produzido pela primeira vez em 1931, com uma ideia de Samuel Stephens Kistler, engenheiro químico e cientista americano,

Ele argumentou que poderia substituir líquido por gás sem encolher a estrutura.

Sendo assim, os primeiros aerogéis eram feitos de géis de sílica. O trabalho posterior de Kistler dizia respeito a aerogéis baseados em óxido de alumínio, óxido de cromo e dióxido de estanho.

Os aerogéis de carbono foram desenvolvidos pela primeira vez no final da década de 1980.

Uma característica especial destes, é que eles podem ter uma condutividade térmica mais baixa do que a do gás que eles contêm.

Sendo assim, esse material é um eficiente isolante térmico, sendo muito utilizado para isto, além de ecológico em uma escala industrial.

Agora, devido à porosidade alta e fina da estrutura, os aerogéis podem ser usados como uma matriz de coleta para as menores partículas de poeira.

6 — Richlite;

O Richlite é um material composto durável, e feito de papel reciclado, que é prensado em painéis duros e lisos e processados.

Assim, o papel é muito mais ecológico do que muitos dos materiais mais comuns usados na construção, e esta é uma das suas principais vantagens

Ao contrário de pedra ou outras superfícies duras, o Richlite funciona da mesma forma que a madeira densa, e ser facilmente usinado, lixado e unido.

Além disso, ele também é um material resistente à água e higiênico, com baixa absorção de umidade, alta resistência ao calor e resistência ao fogo.

Como resultado, usa-se em muitas indústrias, desde construção até design de móveis.

Portanto, O Richlite se torna um material conhecido, amado por muitos arquitetos, para acabamento para móveis, elementos de interior e estruturas criativas.

7 — Granito Líquido;

Este é uma mistura especial de formação líquida, feita de 70% de lascas de mármore, 30% de aditivos especiais e material de enchimento decorativo.

O intuito é pulverizar superfícies, incluindo concreto, alvenaria, pedra e asfalto.

Devido à sua composição, o líquido se solidifica para formar uma vedação apertada, e proporciona à superfície uma durabilidade e aparência atraente.

A propósito, o granito líquido é um material ecológico, pois inclui resinas seguras, lascas de mármore natural e enchimentos de minerais.

Em resumo, este material composto é muito usado em acabamentos, revestimento de estruturas individuais, ou elementos de interiores.

8 — Concreto Flexível;

Para começar, pesquisas, para melhorar a qualidade do concreto, são atividades das mais populares na ciência dos materiais.

Agora, mencionou-se acima que um dos problemas do concreto é a fissuração.

Além disso, embora o concreto seja muito resistente, ele tem um limite de cargas a suportar.

Sendo assim, por volta de 2014, em Singapura, os cientistas melhoraram a resistência e reduziram o peso do concreto, eliminando a armadura,

Devido a um aditivo único, o novo concreto chamado de ConFlexPave ganhou flexibilidade e resistência até três vezes maior do que o concreto tradicional.

As microfibras de polímero, mais fina, são misturadas na solução, distribuindo, por exemplo, as cargas por toda uma laje de concreto.

E isso ajuda a torná-lo tão forte quanto um metal, e duas vezes mais forte que o concreto regular quando está sujeito a flexão.

A busca por Materiais Inovadores na Construção Civil é Intensa;

Por exemplo, especialistas da Universidade de Swinburne, na Austrália, criaram concreto sem usar cimento, mas com as mesmas características excepcionais em termos de flexibilidade e cargas.

Esse novo tipo de concreto também é ecológico, pois incorpora cinzas volantes e compostos geopoliméricos, que são emissões típicas de resíduos de usinas a carvão.

Além disso, ele também solidifica à temperatura ambiente, e assim, não encarecem os custos de produção

Porém, o mais importante, o novo concreto é 400 vezes mais flexível que o concreto tradicional, sob o mesmo nível de resistência.

Sendo assim, os geopolímeros contribuem para o coeficiente de flexão, e também melhoram a resistência a possíveis microfissuras.

Em resumo, as fibras de polímero mantêm a estrutura sob carga, mesmo com a presença de fissuras.

Logo, o novo material pode ser usado em áreas propensas a terremotos, já que o risco de colapso de edifícios feitos de tal concreto é minimizado.

9 -—Alumínio Transparente;

Este material do futuro é uma realidade física. Em termos simples, é uma cerâmica transparente baseada em oxinitrato de alumínio (ALON).

As principais características deste material são a resistência a arranhões e a durabilidade.

O alumínio transparente é muito mais durável do que o vidro aluminossilicato (quartzo) e também é 85% mais duro que a safira.

Além disso, eles resistem temperaturas da ordem de até 2.100 °C, à radiação, ácidos, álcalis e água.

Sendo assim, de modo natural, as indústrias militares e ópticas adotaram o material.

Agora, na construção civil, usa-se para janelas resistentes a impacto, domos e outros elementos que requerem transparência e resistência.

10 — Madeira Laminada;

Por aqui, este é um dos materiais inovadores na construção civil, que utiliza madeira em todos os seus elementos.

Desse modo, a madeira é prensada em painéis e laminada, e transforma-se em um bloco sólido, muito mais resistente do que a madeira comum.

Dentro desta categoria, você encontrará subtipos como madeira laminada cruzada e madeira laminada.

Por um lado, a madeira laminada é composta por várias peças de madeira coladas juntas, que são usadas para criar vigas fortes.

Por outro lado, a madeira laminada cruzada é feita de peças de madeira dispostas em direções alternadas, para criar grandes painéis, que suportam cargas pesadas.

Sendo assim, ambos os tipos de madeira são muito resistentes ao fogo, pois as camadas externas, ao queimar, criam carbonização, que ajuda a isolar o restante da madeira.

Durante os testes de resistência ao fogo, demonstraram a capacidade de manter sua integridade estrutural.

O uso de madeira sólida facilita a captura de carbono, enquanto as árvores estão crescendo, e a madeira está em uso nos edifícios.

11 — Hidrocerâmicos (Resfriamento Passivo)

Este material é para uso em fachadas de edifícios e casas, feito à base de argila e hidrogel, capaz de resfriar o interior das edificações em até 6 °C.

Os hidrocerâmicos utilizam a capacidade do hidrogel de absorver 500 vezes mais água do que o seu próprio peso, para criar um sistema de construção que “se torna um ser vivo como parte da natureza, não além dela”.

Estudantes espanhóis desenvolveram a tecnologia, no Instituto de Arquitetura Avançada da Catalunha, em 2014.

Desde então, este material inovador que possibilita sistemas de resfriamento automático, está em grande demanda na indústria da construção e entre os arquitetos.

Por essa razão, tornou-se muito popular para a ecoconstrução, pois pode economizar até 28% do consumo total de energia dos dispositivos de refrigeração tradicionais.

12 — Flexicomb

Este aqui é um dos materiais inovadores na construção civil guiado na natureza, pois a estrutura dele é inspirada nas colmeias de abelhas.

Até agora, essa ideia muito simples se mostrou bem flexível e funcional. E surgiu pela primeira vez na Universidade Yale nos Estados Unidos, onde pesquisadores estudaram a estrutura das colmeias.

Logo, ao combinar canudos em uma matriz, é fácil criar uma estrutura semelhante a uma colmeia.

Além disso, ele também oferece a oportunidade de reciclar ou reutilizar um incômodo plástico comum, o canudo.

No Flexicomb, milhares de tubos de polipropileno são conectados bem firme, em uma matriz flexível, que pode ser moldada em diferentes formas.

Essas estruturas são translúcidas, então são muito usadas na fabricação de elementos de iluminação decorativa, assentos e até mesmo obras de arte inteiras.

13 — Pintura de Resfriamento Passivo

Para começar, você sabe que o branco é muito bom em refletir a luz, não é mesmo?

Porém, é possível criar a “tinta mais branca do mundo” para servir como um condicionador de ar e resfriar os ambientes?

Então, pesquisadores da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, criaram uma tinta branca que reflete 98,1% da luz solar.

Qual o segredo? A tinta contém em sua composição o sulfato de bário, e assim, proporciona um branco perfeito e puro, com um efeito reflexivo.

De acordo com os resultados dos testes, a aplicação da tinta leva a resultados incríveis.

Por exemplo, pintar um telhado de 90 m² proporciona uma capacidade de resfriamento de 10 kW. Esse número é maior do que a potência típica dos condicionadores de ar domésticos.

Além de ser usada para resfriar edifícios, a nova tinta também previne o superaquecimento de sistemas de eletricidade ao ar livre.

14 — Revestimento de Biocarvão;

A startup com sede em Berlim, Made of Air, desenvolveu um bioplástico especial, não tóxico, feito de biocarvão e proveniente de resíduos florestais e agrícolas.

Sendo assim, eles capturam carbono para muitas utilidades, desde fachadas de prédios, móveis, interiores, transporte e infraestrutura urbana.

Dito isso, o material reciclado consiste em 90% de carbono e capaz de absorver CO₂ da atmosfera, sendo ele próprio um material carbono-negativo.

Por outro lado, instalaram-se painéis hexagonais chamados HexChar pela primeira vez, como material de revestimento, em um centro de concessionária da Audi em Munique em 2021;

E esta foi a primeira vez que utilizou-se o produto em um prédio. Uma análise do ciclo de vida, mostrou que o revestimento da concessionária armazenou 14 toneladas de carbono.

15 — Concreto Pigmentado;

Então, fabrica-se o concreto pigmentado a partir da adição de pó seco ou concreto líquido, durante a etapa de mistura.

Sendo assim, a maioria desses pigmentos é derivada de óxido de ferro ou corantes.

De modo tradicional, o concreto é cinza, mas o concreto pigmentado produz tons mais quentes de amarelo, marrom, vermelho, verde, azul e suas variações de cores.

No entanto, eles não são afetados pela abrasão, exposição ao calor, além disso, à luz não desbota as cores.

Por fim, usa-se esse tipo de concreto para pisos, fachadas e outras aplicações decorativas.

16 — Tijolos Absorventes de Poluição;

Para começar, a sustentabilidade na construção é um dos fatores de grande preocupação.

Considere isso, o aumento da densidade populacional e da poluição traz desafios críticos, que impulsionam a indústria a desenvolver soluções sustentáveis.

Logo, os tijolos absorventes de poluição filtram o ar do exterior e o fornecem para o interior das estruturas.

Além disso, esses tijolos são blocos de concreto porosos projetados de forma facetada para direcionar o fluxo de ar para um sistema.

Em resumo, eles são baratos em comparação com as tecnologias de filtração mecânica, pois consomem menos energia, e a mão de obra é barata para construir o sistema.

17 — Grafeno 3D;

A indústria da construção civil está em crescimento devido ao aumento da população e à rápida urbanização.

No entanto, ela também enfrenta desafios significativos, tais como na redução de sua pegada de carbono, em especial vinculada a produtos à base de cimento.

Logo, ao produzir cimento, material usado para ligar concreto ou argamassas tradicionais, aquecem-se outros materiais à uma temperatura em torno de 1.480 graus Celsius.

Sendo assim, esse processo resulta na liberação de grandes quantidades de dióxido de carbono na atmosfera.

Agora preste atenção, o grafeno é um nanomaterial único, com propriedades térmicas, elétricas e ópticas distintas. Ele tem apenas 5% da densidade do aço, mas é dez vezes mais forte.

No entanto, o grafeno interessava aos cientistas, mas sua forma padrão 2D pouco rendia na construção.

Agora, com o surgimento da impressão 3D, comprimiram-se flocos de grafeno, sob alta pressão e calor, e criaram-se estruturas, como cilindros que suportam cargas substanciais.

Qual o segredo? Ao integrar o grafeno ao concreto, os engenheiros criam estruturas com menos consumo de material, enquanto ainda alcançam o mesmo desempenho estrutural do concreto tradicional.

A propósito, o concreto aprimorado com grafeno é 2,5 vezes mais resistente e quatro vezes menos permeável à água do que o concreto padrão.

Logo, ele consome muito menos cimento, para alcançar a resistência desejada. Como resultado, espera-se que reduza as emissões de CO₂ em 30%.

18 — Nanopartículas;

Primeiro de tudo, a nanotecnologia na construção civil concentra-se no uso de nanopartículas para produzir materiais estruturais sólidos.

Sendo assim, as nanopartículas reduzem o uso de materiais naturais, pois produzem materiais mais robustos que ocupam menos espaço.

Logo, esta é uma maneira mais rápida e segura de realizar projetos de construção.

Como exemplos de nanopartículas no concreto incluem:

• Nanossílica,
• Nanotitânio,
• Nanotubos de carbono;
• Óxido de grafeno;

Agora, podemos adicionar esses materiais ao cimento para melhorar a resistência à flexão, tração e compressão do concreto.

Sendo assim, eles melhoram o desempenho das estruturas e sua vida útil geral.

Os nanotubos de carbono no concreto possuem propriedades de auto limpeza, que facilitam o monitoramento da saúde de uma estrutura.

19 — Tijolos de Lã;

Então, os fabricantes produzem tijolos de lã combinando a própria lã com a argila usada na produção de tijolos.

Portanto, este é um passo em direção à construção sustentável, pois os tijolos de lã são um produto com zero emissão de carbono.

Por outro lado, eles fabricam os tijolos comuns em fornos, que liberam fumaça tóxica, com altas concentrações de carbono, e isso leva a graves implicações ambientais.

No entanto, os tijolos de lã combinam lã, argila e polímeros naturais, e esses tijolos são estáveis e utilizam materiais disponíveis de modo natural.

Além disso, eles também são mais robustos em comparação com os tijolos convencionais.

20 — Vidro gerador de energia;

Para começar, o consumo de energia em espaços construídos é uma grande preocupação, pois os edifícios contribuem com 40% das emissões globais de carbono.

Por essa razão, teve-se a ideia de um vidro gerador de energia.

A propósito, usam-se os sistemas solares e eólicos há muito tempo, mas agora, transformar janelas em painéis solares tornou-se uma realidade.

Sendo assim, o vidro gerador de energia se assemelha a um comum, mas pode desviar comprimentos de onda de luz invisível e convertê-los em energia.

Logo, esse vidro reduz os custos de eletricidade, minimiza a poluição e adiciona apelo arquitetônico a uma estrutura.

21 — Biochar;

Este material é uma substância que se assemelha ao carvão, e fabricado a partir da decomposição da matéria orgânica, em altas temperaturas, sem oxigênio.

Sendo assim, os fabricantes adicionam aditivos ao solo para melhorar a absorção de água e capturar umidade no biochar.

Logo, ele é um bom material de construção que reduz a maioria das emissões de gases de efeito estufa do concreto e plásticos.

Por isso, converter todos os resíduos orgânicos nos aterros em biochar reduziria as emissões globais de metano em 11%.

Além disso, adicioná-lo no concreto, reduz a quantidade de cimento, e o dióxido de carbono total, formado durante a fabricação do concreto.

O biochar também é usado com plásticos para fazer tijolos e reduzir as quantidades globais de resíduos plásticos.

Conclusão;

Esta lista de materiais inovadores na construção civil é apenas uma pequena fração dos desenvolvimentos que já estão em uso nesta indústria.

Vale salientar que esses materiais passam por aprimoramentos a cada ano, ou substitui-se uma solução por outra opção ainda melhor.

Sendo assim, a construção civil é uma área onde os materiais têm tecnologias avançadas e soluções digitais inovadoras.

Logo, eles revolucionam a forma como executam-se os projetos e criam estruturas bem futuristas.

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