Desenvolver materiais para a construção civil com impacto ambiental reduzido em relação aos materiais que são utilizados atualmente é o objetivo do grupo de pesquisa Materiais e Construções Sustentáveis do IFPB. Segundo o coordenador do grupo, o professor Marcos Alyssandro dos Anjos, o foco principal é a redução das emissões de CO2 resultantes de atividades humanas como indústria, automóveis, entre outras.

As pesquisas desenvolvidas realizam estudos que minimizem a emissão de gás carbônico oriunda da produção do cimento Portland, já que esse material é responsável por 5% das emissões globais. “É quase impossível pensar em um mundo sem cimento, pois para onde olhamos tem cimento Portland, em casa ou edifício tem muito concreto e argamassa. Nosso foco é avaliar materiais substitutos parciais do cimento para produzir argamassas e concretos com a mesma qualidade que se usássemos apenas cimento Portland”, frisa o docente.

Para fazer a substituição, os estudos empreendidos pelo grupo procuram desenvolver concretos e materiais para impressão 3D reduzindo em até 70% o uso de cimento Portland. Os pesquisadores também têm pesquisado materiais alternativos ao uso da areia e brita natural, usando agregados reciclados de construção e outros insumos.

A impressão 3D em concreto, também conhecida como 3D concrete printing - 3DCP, é uma tecnologia cuja finalidade é construir edificações por meio de um sistema robotizado (braços ou pórticos mecanizados). Com essa tecnologia, as paredes são construídas a partir da leitura que o computador faz de um projeto, depositando camadas de material a base de cimento Portland, camada após camada até construir a edificação. As impressoras 3D mais comuns são capazes de imprimir pequenos objetos, mas a impressora para concreto tem que ser muito grande para poder construir as edificações.

“O desafio maior é que no Brasil não existem impressoras para concreto para serem vendidas no mercado. Por isso, há uma corrida entre os centros de pesquisa para desenvolver esta tecnologia no país. Nós projetamos e montamos uma impressora de pequeno porte para desenvolvimento dos produtos à base de cimento imprimíveis, essa primeira impressora foi montada em 2020, em plena pandemia, com recursos próprios meus e do mestrando e ex-aluno do IFPB, Leonardo Dias”, explica o professor Marcos Alyssandro.

A partir de então, foram iniciadas as pesquisas em 3DCP no IFPB. Os pesquisadores do grupo já estão desenvolvendo outras duas impressoras em tamanho real, com apoio de editais institucionais, como: Economia 4.0 do IFES/SETEC/MEC; Edital Universal da FAPESQ/PB; e editais de pesquisa do IFPB. De acordo com os pesquisadores, esse apoio tem sido fundamental.

Durantes os dois anos de atuação do grupo, as pesquisas estão gerando frutos. Um deles foi a aprovação, em maio deste ano, do artigo “Development of composites for 3D printing with reduced cement consumption", na revista da área de Engenharia Civil Construction and Building Materials. Esse periódico tem conceito Qualis A1, o mais elevado entre as publicações científicas.

O artigo trata do desenvolvimento de concretos impressos com teores reduzidos de cimento Portland. O grande diferencial do trabalho é que enquanto a maioria das pesquisas no mundo utiliza elevadas quantidades de cimento (entre 800 e 1000 kg/m3) para impressão, a pesquisa desenvolvida no IFPB conseguiu fazer a impressão com quantidades de cimento muito reduzidas, até 400 kg/m3. “Todo esse trabalho foi desenvolvido nos laboratórios de engenharia civil do IFPB”, ressalta o docente.

Além disso, outros três trabalhos foram aprovados para apresentação na 3rd RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication (Digital Concrete 2022), que será realizada pela Loughborough University, Reino Unido. São eles: Influence of sand/cement and water/cement ratio on the fresh state behavior of 3DCP mixture; Effect of polypropylene fiber content on the shape retention and strength of 3D printed concrete; Shape retention and strength of sisal fiber reinforced 3D printed concrete.

O professor afirma que é gratificante colher os frutos dos trabalhos, como a publicação de artigos e aprovação das pesquisas em reconhecido congresso internacional da área. Todos os trabalhos foram desenvolvidos nos laboratórios de Engenharia Civil e contaram com as participações de alunos dos cursos de Engenharia Civil, Engenharia Mecânica, técnico em Edificações e técnico em Eletrotécnica. “A impressão 3DCP ainda não é uma realidade na maioria dos países do mundo, poucos países estão começando a dominar essa tecnologia, então esses alunos estão trabalhando com pesquisa do que há de mais inovador no mercado da construção civil. Para se ter uma ideia, há apenas duas universidades no Brasil com pesquisa nessa área com dissertação ou tese já defendidas, uma delas é onde atuamos e as dissertações foram desenvolvidas no IFPB, com a ajuda de nossos alunos bolsistas e voluntários”, destaca o docente.

“Nós do grupo de pesquisa de Materiais e construções sustentáveis- IFPB/JP agradecemos a Chefia da Unidade UA1, a coordenação do curso de engenharia civil, a Diretoria de Pesquisa do IFPB/JP, a Pró-Reitoria de Pesquisa do IFPB e a Direção Geral do Campus JP por todo apoio dado a este grupo e a estas pesquisas nos últimos anos”, finalizou Marcos.

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