Biotecnologia e biomimetismo: contributos inovadores para a eco-eficiência da indústria da construção

Abstract

Os desafios ambientais com que o Planeta se depara exigem uma resposta urgente para garantir um desenvolvimento sustentável e as necessidades das gerações futuras. A indústria da construção é um dos principais contribuidores para o actual modelo de desenvolvimento insustentável devido aos seus enormes impactos ambientais. O campo da biotecnologia e também da biomimética apresentam potencial para oferecer soluções inovadoras que podem contribuir para uma maior eco-eficiência da indústria da construção. O objectivo desta dissertação foi a recolha de conteúdos inovadores nas áreas da biotecnologia e do biomimetismo. Nomeadamente os relacionados com a utilização da biotecnologia para aumentar a durabilidade do betão, as aplicações da biotecnologia na estabilização de solos, materiais compósitos bioinspirados, adesivos e materiais de revestimento bioinspirados e materiais com capacidade de auto-limpeza. No decorrer da presente dissertação são apresentados os desenvolvimentos recentes da utilização de microorganismos capazes de induzir a precipitação de carbonato de cálcio para aumentar a durabilidade do betão e a sua capacidade de prover uma melhoria das propriedades do solo. São ainda apresentados diversos materiais compósitos inspirados em estruturas biológicas com propriedades excepcionais que podem encontrar aplicações na área da construção. Também são abordados adesivos sintéticos inspirados na capacidade de adesão de diversos organismos biológicos e materiais com capacidade de auto-limpeza e a sua aplicação no fabrico de superfícies multifuncionais. Apesar do elevado esforço de investigação já levado a cabo nas áreas a que respeita a presente dissertação constata-se que há ainda muitos aspectos a necessitar de mais estudos. Tendo em conta a importância do material betão para a indústria construção, onde é o material mais utilizado, abaixo se resumem algumas questões relacionados com a utilização da biotecnologia para aumentar a durabilidades betão que necessitam de ser melhor estudadas: - Tornar a biomineralização economicamente eficiente; - Analisar se existem riscos de saúde implicados no uso de bactérias; - Fazer a análise do ciclo de vida do betão de durabilidade melhorada por via da biotecnologia. A recolha destes contributos e investigações de vanguarda nas áreas referidas indica a necessidade de proceder a mudanças significativas relacionadas com o ensino, a investigação e as políticas públicas, de forma a projectar um futuro sustentável da indústria da construção com os contributos associados relacionados com a sua eco-eficiência.

The planet faces environmental challenges that require an urgent response to assure a sustainable development and the needs of future generations. The construction industry is a major contributor to the current model of unsustainable development due to its huge environmental impacts. The field of biotechnology and also the field of biomimetics show a great potential in offering innovative solutions that can contribute to a greater eco-efficiency of the construction industry. The aim of this work was the gathering of innovative content in the areas of biotechnology and biomimetics. Particularly those related to the use of biotechnology to increase the durability of concrete and the applications of biotechnology in soil stabilization, bioinspired composite materials, bioinspired adhesives and coatings and self-cleaning materials. Recent developments in the use of microorganisms capable of inducing the precipitation of calcium carbonate to enhance the durability of the concrete and its ability to provide an improvement of the soil properties are presented in the course of this dissertation. It also presents various composite materials inspired by biological structures with exceptional properties that may find applications in the construction industry. Synthetic adhesives inspired in the adhesion abilities of various organisms and biological materials capable of self-cleaning and their applications in the production of multifunctional surfaces are also covered. Despite the great efforts in research already undertaken in the areas concerned by the present work it is clearly shown that there are still many aspects that need further studies. Given the importance of concrete, which is the most common material used in the construction industry, some issues that need further study related to the use of biotechnology to increase durability of concrete are summarized below: - Make biomineralization economically efficient; - Consider whether there are health risks involved in the use of bacteria; - Make the life cycle analysis of concrete with improved durability through biotechnology. The gathering of these contributions and cutting-edge research in the targeted areas, specifies the needs for significant changes related to education, research and public policy, in order to plan a sustainable future of the construction industry with the associated benefits related to the eco-efficiency.