O reforço de basalto poderia substituir o aço na construção de infraestruturas?

O aço tem sido a espinha dorsal da construção, mas com o aumento dos preços e a pressão das metas de carbono incorporadas, o vergalhão de basalto pode se tornar uma alternativa.

O reforço de basalto como reforço de concreto alternativo ao aço ou fibra de vidro não é uma tecnologia nova. Alguns países ao redor do mundo, principalmente os Estados Unidos, já o utilizam há décadas. No Reino Unido, ainda é uma opção emergente, mas está a ganhar importância à medida que os esforços de descarbonização se intensificam.

As aplicações no High Speed ​​2 (HS2) e um grande projeto no M42 estão ajudando a elevar o perfil do vergalhão de basalto e destacar seu potencial.

O reforço é feito do chamado polímero reforçado com fibra de basalto (BFRP). Para criar as fibras, a rocha basáltica vulcânica é coletada, triturada em pequenos pedaços e derretida a 1.400°C. Os silicatos em sua formação permitem que o basalto derretido se torne um líquido que pode ser esticado pela gravidade através de uma placa especial para formar longos filamentos. Esses filamentos podem ter milhares de metros de comprimento e podem ser enrolados até que estejam prontos para serem transformados em reforço.

A conversão do vergalhão é feita por pultrusão, onde as fibras são tracionadas sob tensão e posteriormente imersas em resina epóxi líquida. A resina é uma ligação polimérica que é aquecida até a forma líquida, na qual os fios são imersos. Em seguida, cura em minutos para se tornar a barra acabada.

Vergalhões de basalto foram usados ​​nas paredes-guia para a construção da parede diafragma no HS2

Os benefícios do BFRP em relação ao aço são numerosos, de acordo com Malcolm Newton, diretor da Bastech, fabricante de vergalhões de basalto. É mais fácil de trabalhar na construção porque, comparado ao aço, é 4,5 vezes mais leve e tem 2,5 vezes mais resistência à tração.

Por ser um material inerte, o basalto é resistente a álcalis e ácidos, o que o torna ideal para estruturas expostas a condições úmidas, pois não sofre corrosão.

A sua resistência à corrosão contribui para uma redução da pegada de carbono do betão armado. Como a entrada de água não é um problema, o vergalhão de basalto requer 20% menos cobertura de concreto em uma laje em comparação com a barra de aço, de acordo com Newton.

A pegada de carbono do vergalhão de basalto também é significativamente menor que a do aço. Isto pode parecer contra-intuitivo, dado que a rocha tem de ser importada dos Estados Unidos e é aquecida a altas temperaturas. Mas Newton diz que a análise do ciclo de vida da Universidade de Kingston mostrou que utiliza pelo menos 70% menos carbono durante o processo de produção do que o reforço de aço e 22% menos do que o aço reciclado.

Existem áreas onde o basalto não corresponde ao aço. Não pode ser dobrado como o aço e, apesar de sua maior resistência à tração, possui menor elasticidade. Esses são fatores que significam que é improvável que os empreiteiros o utilizem em estruturas verticais altas.

Newton acredita que o preço tem sido a principal razão para a lenta adoção do BFRP no Reino Unido, mas ele espera que este valor diminua se mais for produzido. Embora os preços do aço estejam a subir, o do basalto manteve-se estável até um ponto em que é agora quase comparável ao do aço.

“Por isso, durante muito tempo, ninguém pensou em usar alternativas ao aço porque era barato, fácil de usar e fácil de assinar para indenização profissional”, diz Newton.

Também não existe um Eurocódigo para polímeros reforçados com fibra de qualquer tipo, incluindo vergalhões de basalto, porque o conhecimento de testes é limitado e a indústria é “conservadora por definição”, segundo Newton. Como resultado, os engenheiros relutam em especificá-lo.

“No entanto, os engenheiros estruturais da Bastech são capazes de fornecer projetos auxiliados por testes”, diz Newton. “Com uma combinação de testes e cálculos realizados nos nossos laboratórios, os nossos engenheiros podem fornecer projetos aceitáveis ​​com os Eurocódigos e, mais importante ainda, fornecer aos projetistas uma indemnização profissional.”

Um projecto do Reino Unido demonstrou os benefícios da utilização de basalto – apoiados por análises de longo prazo. O tabuleiro da Thompson's Bridge, uma ponte rodoviária na Irlanda do Norte inaugurada em 2011, foi construída com BFRP em vez de reforço de aço. O projeto, liderado por uma equipe da Escola de Planejamento, Arquitetura e Engenharia Civil da Queen's University Belfast, foi financiado pelo Departamento de Transportes.