Reza Moini e Shashank Gupta, dois engenheiros da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, apresentaram uma inovação na construção civil: um cimento inspirado na estrutura dos ossos humanos. O material é 5,6 vezes mais resistente a danos do que os atualmente utilizados na construção civil.
A descoberta promete transformar a maneira como edifícios e infraestruturas são projetados, oferecendo maior durabilidade e segurança.
O projeto, que segue princípios biomiméticos, utiliza a arquitetura da camada externa dos ossos humanos para criar um material que não apenas resiste a rachaduras, mas também evita falhas abruptas.
A biomimética é a área da ciência que estuda os princípios criativos e estratégias da natureza, com objetivo de criar soluções para os problemas atuais.
A resistência é essencial para suportar cargas, enquanto a tenacidade protege contra a propagação de danos. Tradicionalmente, essas duas propriedades competem entre si, mas a nova abordagem permite otimizá-las simultaneamente.
Uma das inovações mais notáveis desse cimento é sua aplicação através de um tubo, que promete viabilizar sua utilização em impressoras 3D na engenharia civil. Dessa forma, o material possui maior capacidade de resistir a fissuras.
Segundo Moini, essa propriedade é resultado da manipulação teórica das mecânicas da fratura e estatística, permitindo o aprimoramento nos materiais de forma planejada.
Além dessa nova fórmula, a equipe também havia desenvolvido anteriormente um cimento inspirado na madrepérola, que se mostrou 19 vezes mais resistente que o cimento convencional. O foco agora é aprimorar a durabilidade do novo material.
A inspiração para a arquitetura do cimento veio do osso cortical – a parte externa densa dos fêmures humanos. Essa estrutura é composta por componentes tubulares conhecidos como ósteons, que ajudam a desviar rachaduras e prevenir fraturas.
A nova mistura de cimento incorpora tubos que interagem com qualquer fissura, criando um sistema que não apenas resiste, mas também gerencia a propagação de rachaduras.
Moini destaca que a adição de tubos pode inicialmente parecer que tornaria o material menos resistente. Na prática, entretanto, os tubos são projetados para capturar fissuras, o que retarda sua progressão.
Essa interação gera um mecanismo de reação gradual que dissipa energia, evitando falhas catastróficas. “Em vez de quebrar tudo de uma vez, o material resiste a danos progressivamente, o que o torna muito mais resistente”, assegura Gupta.
Com essa nova tecnologia, a mudança na qual as estruturas são projetadas permite redução nos custos. Além disso, a construção civil pode ganhar resistência e tenacidade na formação de edifícios mais seguros.
