p A indústria da construção enfrenta atualmente dois grandes desafios:a demanda por infraestrutura sustentável e a necessidade de reparar edifícios em deterioração, pontes e estradas. Embora o concreto seja o material de escolha para muitos projetos de construção, tem uma grande pegada de carbono, resultando em alto desperdício e gasto de energia. Hoje, pesquisadores relatam o progresso em direção a um material de construção sustentável feito de solo local, usando uma impressora 3-D para criar uma estrutura de suporte de carga. p Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no Encontro e Expo Virtual Outono 2020 da American Chemical Society (ACS).

p “O impacto ambiental da indústria da construção é uma questão de crescente preocupação, "diz Sarbajit Banerjee, Ph.D., investigador principal do projeto. “Alguns pesquisadores se voltaram para a manufatura aditiva, ou estruturas de construção camada por camada, o que geralmente é feito com uma impressora 3-D. Esse avanço começou a transformar este setor em termos de redução de desperdícios, mas os materiais usados ​​no processo também precisam ser sustentáveis. "

p Por exemplo, projetos de construção usando camadas extrudadas de concreto destacaram o potencial da manufatura aditiva para construir estruturas de forma rápida e barata. Contudo, a fabricação de concreto é responsável por aproximadamente 7% das emissões de dióxido de carbono, de acordo com a Agência Internacional de Energia, e não pode ser reciclado.

p "Historicamente, humanos costumavam construir com materiais de origem local, como o adobe, mas a mudança para o concreto levantou muitas questões ambientais, "diz Aayushi Bajpayee, um estudante de graduação no laboratório de Banerjee na Texas A&M University. Ela está apresentando o trabalho na reunião. "Nosso pensamento era voltar no tempo e encontrar uma maneira de adaptar os materiais de nossos próprios quintais como um substituto potencial para o concreto."

p Uma vantagem de usar solo local na construção é que os materiais não precisariam ser fabricados e transportados para o local de construção, reduzindo custos e danos ambientais. Banerjee e Bajpayee também dizem que a manufatura aditiva com solo poderia um dia ser usada fora da Terra, para criar assentamentos na lua ou mesmo em Marte.

p O solo é normalmente classificado pelas camadas de materiais que compreende, começando com a camada orgânica superior onde as plantas crescem e terminando na rocha sólida da crosta terrestre. Abaixo da camada orgânica inicial está a argila, que dá ao solo seu plástico, caráter moldável que os pesquisadores capitalizaram em seu projeto.

p Os pesquisadores começaram coletando amostras de solo do quintal de um colega e adaptando o material com um novo aditivo ecologicamente correto para que se ligasse e fosse facilmente extrudado através da impressora 3-D. Como os solos variam muito com a localização, seu objetivo era ter um "kit de ferramentas" de química que pudesse transformar qualquer tipo de solo em material de construção para impressão. A partir daí Bajpayee construiu estruturas de teste em pequena escala, cubos medindo cinco centímetros de cada lado, para ver o desempenho do material quando extrudado em camadas empilhadas.

p A próxima etapa foi garantir que a mistura suporte carga, o que significa que suportará o peso das camadas, mas também de outros materiais usados ​​na construção, como vergalhões e isolamento. Para ajudar com isso, os pesquisadores fortaleceram a mistura de argila "fechando com zíper" as camadas microscópicas em sua superfície para evitar que absorva água e se expanda, o que comprometeria a estrutura impressa. Com este método, os pesquisadores mostraram que o material pode suportar o dobro do peso da mistura de argila não modificada.

p Próximo, a equipe planeja melhorar as capacidades de suporte de carga do solo a fim de dimensionar suas estruturas de teste e chegar o mais perto possível de uma substituição para o concreto. Além disso, eles estão coletando dados para ver se essas estruturas impressas em 3-D são tão ecologicamente corretas quanto imaginam, especialmente em termos de pegada de carbono e potencial de reciclagem. Assim que tiverem uma imagem melhor da química, funcionalidade e viabilidade de construção com solos locais, eles planejam explorar mais como essa tecnologia pode ser usada fora de nosso próprio planeta.