Engenheiro propõe nova receita de betão resistente aos efeitos corrosivos do sal
Universidade norte-americana destaca que são utilizados mais de 900 mil toneladas de sal anticongelante todos os Invernos no estado da Pensilvânia e explica que, enquanto os Invernos no Nordeste do país colocam pressão sobre os departamentos de transportes do país para manter as estradas limpas – e o anticongelante desempenha uma função importante neste processo – contribuem também para que milhares de quilómetros de estradas necessitem de ser remendadas e reparadas a cada ano
Pedro Cristino
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O sal de cloreto de cálcio, aplicado todos os Invernos nas estradas para as proteger do gelo e para gerar condições mais seguras de condução, está, lentamente, a corroer o betão destas infra-estruturas.
“Os engenheiros sabem há bastante tempo que o sal de cloreto de cálcio, utilizado como anticongelante, reage com o hidróxido de cálcio no betão, criando um sucedâneo químico que causa fissuras nas estradas”, afirma, num artigo técnico, a universidade de Rexel, nos Estados Unidos. Neste sentido, um engenheiro civil desta universidade está a desenvolver uma nova receita para o betão, que recorre a resíduos das fornalhas e que aguenta as forças da erosão química.
A universidade norte-americana destaca que são utilizados mais de 900 mil toneladas de sal anticongelante todos os Invernos no estado da Pensilvânia e explica que, enquanto os Invernos no Nordeste do país colocam pressão sobre os departamentos de transportes do país para manter as estradas limpas – e o anticongelante desempenha uma função importante neste processo – contribuem também para que milhares de quilómetros de estradas necessitem de ser remendadas e reparadas a cada ano.
Yaghoob Farnam, professor assistente na Faculdade de Engenharia da universidade de Rexel e director do Grupo de Trabalho de Pesquisa em Materiais Avançados e Sustentáveis para Infra-estruturas, está a procurar uma solução para este problema na receita do betão. Segundo a universidade, Farnam criou um método para utilizar cinzas volantes, escória e sílica de fumo – resíduos de fornalhas de carvão e de processos de fundição – numa nova mistura de betão que é mais durável, pois não reage ao sal de cloreto de cálcio.
“Muitos departamentos de transportes têm reduzido a quantidade de cloreto de cálcio que utilizam para derreter o gelo e a neve, apesar deste ser muito eficiente, porque se descobriu que é também muito destrutivo”, afirmou o professor. Segundo Farnam, esta pesquisa “prova que, ao utilizar materiais cimentícios alternativos para fazer o betão, estes departamentos podem evitar a reacção química destrutiva e continuar a utilizar cloreto de cálcio”.
O objectivo do trabalho deste investigador consiste em produzir uma mistura de betão tão forte como as que são utilizadas na construção de estradas, mas que contenha menos hidróxido de cálcio, o ingrediente que reage ao cloreto de cálcio, formando um composto denominado oxicloreto de cálcio.
Este químico tende a expandir-se quando se forma e, quando essa reacção ocorre nos poros do cimento, pode causar degradação e fissuração. A investigação de Farnam conduziu-o à conclusão de que estes “materiais de cimento suplementares” poderiam ser substituídos na mistura com um resultado melhor, quando entram em contacto com o sal anticongelante de cloreto de cálcio.
“Existe uma grande pressão para utilizar estes subprodutos da indústria porque ocupam espaço e porque alguns deles podem ser nocivos ao ambiente”, explicou o engenheiro, referindo que os investigadores acreditavam que “porções dos subprodutos, como cinzas voláteis, sílica de fumo e escória poderiam ser utilizadas para fazer um betão que tanto é durável como barato, porque utiliza materiais reciclados”.
Para testar a sua teoria, o laboratório de Farnam criou amostras de cimento utilizado quantidades variáveis dos subprodutos referidos e comparou-os com amostras de cimento de Portland vulgar – o mais utilizado nas estradas. As conclusões confirmaram a sua hipótese, nomeadamente de que as amostras que continham mais materiais substitutos do cimento não produziam tanto oxicloreto de cálcio.
Uma análise às amostras de cimento Portland, através de emissões acústicas, raios X e microscopia, revelou danos após apenas oito dias de exposição devido à formação de oxicloreto de cálcio. Por outro lado, as amostras com quantidades correctas de cinzas voláteis, escória e fumo de sílica não apresentaram danos durante o período de testes.
Paralelamente, o estudo revelou também que maiores concentrações de cloreto de cálcio produzem mais oxicloreto de cálcio quando reagem ao betão. Assim, teoreticamente, a utilização de concentrações mais baixas de cloreto de cálcio nas estradas poderia ajudar a prolongar o seu ciclo de vida, mas também tornavam esta solução menos eficaz enquanto agente anticongelante.
“Uma preocupação acrescida é a de que o oxicloreto de cálcio pode formar-se mesmo se o betão não estiver num ciclo de gelo-degelo”, alertou Farnam, explicando que se trata de uma reacção química de pode ocorrer a temperaturas ambiente, portanto, poce acontecer quando as estradas são pré-salgadas, mesmo se o gelo não se formar”.
Uma vez que o sal permanece na superfície após uma tempestade de neve, “a reacção continuará a degradar a estrada, pelo que é de importância vital minimizar esta reacção, de forma a preservar a infra-estrutura”, concluiu o engenheiro.
O laboratório de Farnam continuará a pesquisar formas de melhorar os materiais a utilizar em infra-estruturas e, actualmente, procura um método para criar uma camada protectora na superfície do betão, utilizando uma bactéria que previne contra a formação de oxicloreto de cálcio.