Revolucionária argamassa verde para práticas de construção sustentáveis

Nos projetos de construção modernos, o melhoramento do solo através da injeção de calda de cimento é normalmente utilizado para garantir a estabilidade e a segurança estrutural. Esta técnica, que envolve a injeção de materiais estabilizadores no solo, é essencial para edifícios em regiões propensas a terramotos e áreas com condições de solo adversas.

Desde a fixação de fundações e a prevenção da erosão do solo até ao reforço de estruturas subterrâneas, a injeção de calda de cimento desempenha um papel vital na criação de uma infraestrutura resiliente capaz de suportar tensões ambientais e desafios geológicos.

No entanto, os métodos tradicionais de injeção de calda de cimento há muito que colocam desafios ambientais significativos. A forte dependência da indústria da construção de caldas de injeção químicas à base de sílica, produzidas através de processos que consomem muita energia, contribui substancialmente para as emissões globais de dióxido de carbono (CO2).

Com a crescente pressão para reduzir o seu impacto ambiental, o desenvolvimento de alternativas sustentáveis aos materiais de betumação convencionais tornou-se uma prioridade crítica para cientistas e engenheiros de todo o mundo.

Neste contexto, uma equipa de investigação do Instituto de Tecnologia de Shibaura, no Japão, desenvolveu uma solução inovadora que poderá revolucionar o melhoramento do solo através da aplicação de caldas de injeção.

Liderada pelo professor Shinya Inazumi da Faculdade de Engenharia, a equipa de investigação desenvolveu uma nova argamassa neutra em carbono chamada Sílica Coloidal Recuperada de Fluidos Geotérmicos (CSRGF), que melhora a estabilização do solo e, ao mesmo tempo, reduz o impacto ambiental da construção e da colheita de energia geotérmica. O seu estudo foi disponibilizado online a 22 de janeiro de 2025, e será publicado no Volume 22 de Case Studies in Construction Materials em julho de 2025.

“A produção de energia geotérmica gera grandes quantidades de fluidos residuais ricos em sílica, que tradicionalmente representam desafios de manutenção e descarte”, explica Inazumi.

”Ao reaproveitar esses resíduos em uma argamassa CSRGF de alto desempenho, pretendemos estabelecer uma abordagem de economia circular, transformando um subproduto industrial em um valioso material de construção. Ao fazê-lo, a calda recém-desenvolvida aborda duas questões importantes – evitar que os fluidos residuais com elevado teor de sílica danifiquem o equipamento de recolha de energia geotérmica e minimizar a pegada de carbono da produção de calda convencional”, acrescenta.

Testes laboratoriais exaustivos demonstraram o desempenho notável da calda de cimento, apresentando um aumento de 50% na resistência à liquefação em comparação com os materiais existentes. A sua baixa viscosidade e o tempo de gelificação controlado permitem uma penetração profunda no solo, ao mesmo tempo que cumprem as normas de segurança ambiental.

Estas propriedades tornam a calda de cimento CSRGF particularmente valiosa em regiões propensas a terramotos, onde a estabilização do solo é crucial para evitar danos estruturais durante eventos sísmicos.

É de salientar que as aplicações da calda de injeção de CSRGF vão para além da proteção contra terramotos. As suas propriedades superiores de vedação de água tornam-na ideal para projetos de construção subterrânea, incluindo túneis, metropolitanos e caves, onde a infiltração de água ameaça a integridade estrutural. Além disso, em áreas costeiras e propensas a inundações, a calda de cimento CSRGF pode reforçar o solo para combater a erosão e mitigar os riscos associados à subida do nível do mar.

O desenvolvimento da calda de cimento CSRGF representa um marco significativo no percurso da indústria da construção em direção à neutralidade de carbono. Ao reutilizar subprodutos industriais e reduzir os resíduos, esta inovação demonstra como os princípios da economia circular podem impulsionar práticas de construção mais sustentáveis.

Além disso, a sua produção económica e escalável reduz as emissões de CO2 na construção. A sua adoção alinha-se com as iniciativas internacionais de sustentabilidade, estabelecendo novos padrões industriais para a estabilização ambientalmente responsável do solo. “Ao substituir as caldas tradicionais à base de sílica pela nossa alternativa sustentável, a indústria da construção pode avançar para um desenvolvimento de infraestruturas mais ecológico, apoiando os esforços globais para alcançar a neutralidade de carbono até 2050”, afirma Inazumi.

Os próximos passos da equipa de investigação incluem o aumento da produção e a realização de ensaios de campo para validar ainda mais o desempenho do material em condições reais. À medida que o sector da construção se esforça por equilibrar a sustentabilidade com o elevado desempenho, esta inovação demonstra o poder do pensamento inovador na resolução sustentável dos desafios da engenharia.