A Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) obteve recentemente, do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), a primeira patente nacional de cimento nanoestruturado. Apenas dois outros países possuem esse tipo de licença para produzir material semelhante: os Estados Unidos, desde 2015, e a China, desde 2016. A UFMG levou mais de uma década para obter a patente do produto, que se diferencia do Cimento Portland por receber nanotubos de carbono diretamente na matriz cimentícia, que é o clínquer. 

Um nanotubo de carbono equivale à bilionésima fração de um metro, ou seja, é 100 mil vezes mais fino que um fio de cabelo. Somente com microscópios que usam a nanotecnologia é possível visualizá-los. A UFMG possui esses equipamentos em seu Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano). Foi o que permitiu que os pesquisadores liderados pelo físico Luiz Orlando Ladeira e pelo engenheiro civil José Marcio Calixto desenvolvessem o clínquer nanoestruturado e, consequentemente, chegassem ao nanocimento.

O resultado prático do produto desenvolvido na UFMG é que ele melhora a resistência à compressão, mas principalmente a resistência à tração do concreto que utilize o nanocimento. “Hoje sabemos que a adição de 0,3% de nanotubos em compósitos cimentícios aumenta seu modo de tração em 60%. Ou seja, uma pitadinha muda essa propriedade”, resume Luiz Orlando Ladeira. Para o concreto armado, os pesquisadores estimam que será possível usar menos armaduras de aço em estruturas que utilizem cimento produzido a partir de nanoclínquer.

O professor Luiz Orlando Ladeira explica ainda que compósitos cimentícios que usem nanocimento são mais resistentes às fissuras. “O concreto produzido com cimento nanoestruturado não dispensa o uso do aço, mas diminui o seu consumo. Contudo, o ganho mais significativo é a resistência ao estresse térmico, em que processos de aumento e diminuição de temperatura geram fadiga mecânica, levando a fissurações”, comenta o coordenador do CTNano.

Próximo passo é atingir a produção do clínquer nanoestruturado em escala industrial

A patente obtida pela UFMG diz respeito ao modo como os nanotubos de carbono são adicionados na fabricação do clínquer. A tecnologia adotada evita que as nanofibras aglomerem, possibilitando que se dispersem por toda a matriz cimentícia. Outra vantagem da invenção é que o clínquer nanoestruturado obtido ao final do processo pode ser misturado ao processo industrial do Cimento Portland. “O clínquer nanoestruturado contém de 10% a 25% de nanotubos de carbono. Fazemos a diluição desse material no cimento comum, de modo que não é necessário passar todo o cimento pelo processo. Um quilograma desse material pode ser diluído entre 90 quilos a 100 quilos de cimento sem perder as propriedades”, afirma Ladeira.

Para José Marcio Calixto, todos os compósitos à base de Cimento Portland podem se beneficiar da inovação. “Ele é capaz de melhorar as propriedades da pasta de cimento, utilizada principalmente em poços de petróleo, bem como as das argamassas usadas em alvenarias e também nos revestimentos, além do concreto”, resume. O próximo passo, dizem os pesquisadores, é atingir a produção do clínquer nanoestruturado em escala industrial. Nos laboratórios da UFMG a produção já atinge a marca de um quilo de nanoclínquer por dia.

Saiba o que é a nanotecnologia

Entrevistados
Físico Luiz Orlando Ladeira e Engenheiro Civil José Marcio Calixto, pesquisadores do Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano)

Contato: contato@ctnano.org

Jornalista responsável: Altair Santos MTB 2330