MIT desenvolve betão para construir estruturas em Marte
Equipa de Lin Wan, na Northwestern University, descobriu uma forma de fabricar betão “marciano”, utilizando materiais cuja disponibilidade é “abundante” no Planeta Vermelho
Pedro Cristino
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Investigadores do Massachusets Institute of Technology (MIT) desenvolveram um tipo de betão, “barato e forte” com vista à eventual colonização do planeta Marte.
De acordo com a publicação Technology Review, do MIT, a equipa de Lin Wan, na Northwestern University, descobriu uma forma de fabricar betão “marciano”, utilizando materiais cuja disponibilidade é “abundante” no Planeta Vermelho e sem necessidade de recorrer a água, um recurso “precioso” neste corpo celeste.
Os investigadores acreditam que o mais importante material neste “boom” da construção em Marte será o enxofre e, assim, a ideia base da equipa consiste em aquecer o enxofre a uma temperatura de cerca de 240ºC, de forma a torná-lo líquido, misturá-lo com o solo marciano, que actua como agregado, e, depois, deixá-lo arrefecer. “O enxofre solidifica, ligando-se ao agregado, e cria o betão”, explicam.
Segundo a publicação do MIT, a ideia de utilizar o enxofre para ligar os agregados não é nova. Os engenheiros têm experimentado este tipo de material há, pelo menos, um século e, inicialmente, concluíram de que o betão à base de enxofre implicava uma série de problemas. Para começar, quando arrefece, o enxofre solidifica, formando enxofre monoclínico, para, depois, se transformar em ortorrômbico, a forma alotrópica estável a temperaturas mais baixas. Contudo, também encolhe durante este processo, causando fissuras e esforços que enfraquecem severamente o material.
Na década de 70, os cientistas da área de materiais estudaram a possibilidade de utilizar betão à base de enxofre para construir bases na Lua, descobrindo, “rapidamente”, que, no vácuo, o enxofre sublima, passando directamente do estado sólido ao gasoso. Assim, qualquer betão deste género na Lua iria rapidamente desaparecer no vazio do espaço.
Assim, importa descobrir se este tipo de betão pode ser suficientemente forte e durável para utilizar em Marte. Neste contexto, a equipa de Lin Wan utilizou solo marciano simulado, constituído principalmente por dióxido de silício e óxido de alumínio, com outros componentes como óxido de ferro e dióxido de titânio para fabricar o betão com base de enxofre, e testou várias dimensões diferentes de partículas nesta mistura.
Ao misturarem o agregado com percentagens diferentes de enxofre derretido e permitirem que as amostras arrefecessem em blocos, mediram as propriedades físicas dos materiais resultantes, como a sua força de compressão e mecanismos de falha, enquanto recorriam à química para analisar a mistura e simular o seu comportamento.
Desta forma, a equipa descobriu que ao utilizar uma mistura de partículas mais pequenas reduzem a formação de vazios, o que aumenta, de forma significativa, a força do material. “A melhor mistura para produzir betão “marciano” é 50% de enxofre e 50% de solo mariano com um tamanho máximo de agregados de 1 milímetro”, afirmam os cientistas.
Com isto, o material alcança uma força de compressão superior a 50 MPa, especialmente se for comprimido durante a cura, para reduzir a formação de vazios. Esta força deve-se também, em parte, às ligações químicas que o enxofre cria com o solo marciano. Comparativamente, os regulamentos de construção residencial na Terra exigem betão com uma força de compressão de cerca de 20 MPa.
A equipa de Wan acrescenta ainda que as condições atmosféricas de Marte são boas para este material. “Tanto a pressão atmosférica como a amplitude térmica em Marte são adequadas para albergar estruturas de betão à base de enxofre”, ressalvam. Existem ainda outras vantagens, como o facto de este tipo de betão poder ser reciclado através do calor, de forma a derreter o enxofre. Assim, pode ser repetidamente reutilizado. Além disso, é um material “relativamente fácil de manejar e extremamente barato comparado com os materiais levados da Terra”.