Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Queensland, na Austrália, desenvolveram um novo material capaz de absorver energia, protegendo edifícios contra danos causados por impactos. A inspiração surgiu com a observação do composto usado em tênis de corrida e travesseiros de espuma viscoelástica, o famoso travesseiro na NASA.
O produto impresso em 3D possui uma capacidade de absorção sinética que consegue suportar a força de impacto equivalente a um carro de passeio viajando a uma velocidade constante de 60 km/h. Esse bioplástico imita o comportamento de materiais auxéticos — objetos que quando tracionados se expandem transversalmente, e quando comprimidos, se contraem transversalmente.
"Em vez de achatar quando esticado ou inchar quando comprimido, os materiais auxéticos se expandem ou se contraem em todas as direções ao mesmo tempo, o que os torna altamente absorventes de energia e resistentes à carga", explica a engenheira de materiais Tatheer Zahra, autora principal do estudo.
Como os materiais auxéticos disponíveis no mercado são caros, os pesquisadores replicaram as formas geométricas desses materiais usando uma impressora 3D. O produto resultante tem resistência suficiente para substituir as malhas de polímero reforçado com aço e fibra, normalmente usadas na construção civil.
Uma amostra desse material impresso em 3D com apenas 180 gramas é capaz de resistir a uma força de aproximadamente 2.500 kg, quando contraída em qualquer direção, e absorver energia de cerca de 260 joules sem apresentar danos estruturais ou mudanças significativas em sua forma original.
"Em uma escala normal, os compostos incorporados a essas geometrias auxéticas 3D poderiam, em teoria, resistir facilmente a impactos de grandes proporções ou à energia de choque causada por explosões de gás, terremotos, forças do vento e colisões entre veículos", acrescenta Zahra.
Ao incorporar o novo material à argamassa comum, por exemplo, as formas geométricas auxéticas ficariam protegidas de microrganismos e temperaturas acima dos 60 °C, fazendo com que elas durassem praticamente por toda a vida útil da estrutura de um prédio sem ser danificada.
A impressão em 3D também torna a modelagem do material mais simples, facilitando a escolha do tamanho ou do desenho de cada peça, antes da realização de um projeto arquitetônico contendo diferentes estruturas com requisitos básicos de carga e tensão, utilizados pela construção civil.
"Os bioplásticos fornecem uma alternativa mais sustentável e de baixa emissão de carbono em comparação com o plástico reforçado com fibra ou outros polímeros não biodegradáveis. Além disso, ele é mais econômico do que usar tecidos auxéticos disponíveis, que podem custar até US$ 400 (cerca de R$ 2.200 na cotação atual) por metro quadrado", encerra Tatheer Zahra.