Os painéis de concreto CPC são resultado da tecnologia de "concreto protendido com carbono", que teve sua origem em um extenso projeto de pesquisa realizado em colaboração entre a Universidade de Ciências Aplicadas de Zurique (ZHAW) e a empresa Silidur AG, sediada em Andelfingen. Esses painéis são reforçados com fios de carbono pré-tensionados, o que possibilita que sejam significativamente mais finos e leves, mantendo a mesma capacidade de carga dos painéis reforçados convencionais.
A abordagem inovadora da CPC na fabricação de painéis de concreto reduz o consumo de materiais em 75% e minimiza a pegada de carbono na produção de concreto. O ArchDaily entrevistou o Professor Josef Kurath, do Departamento de Design de Arquitetura e Engenharia Civil da Universidade de Ciências Aplicadas de Zurique (ZHAW), que desempenhou um papel crucial no desenvolvimento desses painéis de concreto. Na entrevista, discutimos sua perspectiva sobre a descarbonização na arquitetura e as motivações que impulsionaram a criação dos painéis da CPC. Além disso, comparamos o CPC com o concreto tradicional e as possibilidades de escalabilidade e acessibilidade no futuro.
Conheça as ideias de John Kurah sobre a descarbonização da indústria da construção e as perspectivas inovadoras dos painéis da CPC.
Paul Yakubu (ArchDaily): O ambiente construído é responsável por aproximadamente 42% das emissões globais anuais de CO2. Em sua opinião, quais são as principais áreas na construção que a indústria da construção deve reconsiderar e inovar para reduzir essas emissões?
Josef Kurath (CPC AG & ZHAW): Concreto e cascalho são dois dos materiais mais utilizados na construção em todo o mundo. Grandes quantidades deles são usadas e essa demanda só tende a crescer no futuro. No entanto, esses materiais também contribuem significativamente para as emissões de CO2 na indústria da construção. Os componentes que compõem o cascalho e o concreto são abundantes em todo o mundo, e por isso são escolhas apropriadas para a construção de edifícios. No entanto, é crucial otimizar o uso desses recursos no futuro, promovendo a reutilização e minimizando as emissões nos processos de fabricação e construção.
PY: Quais foram as inspirações iniciais por trás da pesquisa sobre painéis CPC e como você chegou à ideia de utilizar fios de carbono pré-tensionados como alternativa?
JK: Como engenheiro civil, tenho experiência com o concreto armado e, como pesquisador, tenho explorado bastante compósitos de fibras nas últimas décadas. Os compósitos de fibra de carbono (CFRP) possuem uma resistência excepcional à tração, não sofrem fadiga e não corroem. No entanto, eles não são mais rígidos que o aço, são sensíveis a outras cargas e não têm durabilidade infinita quando expostos ao sol. Por outro lado, o concreto é robusto em termos de impactos ambientais e mecânicos e lida bem com cargas de compressão. Esses dois materiais se complementam bem, exceto em relação à rigidez. Quando os fios de carbono são pré-tensionados no concreto, essa incompatibilidade é superada, resultando em um material de construção superior ao concreto armado tradicional.
PY: Quais são as aplicações atuais desse elemento inovador e quais são as perspectivas estruturais para sua integração na arquitetura? Por exemplo, ele poderia potencialmente substituir completamente o concreto armado tradicional na construção de arranha-céus nas cidades?
JK: Atualmente, a tecnologia CPC, que difere fundamentalmente da construção com concreto armado, é principalmente usada em elementos simples de edifícios e infraestruturas, como coberturas de pontes, degraus de escada, lajes de varanda e as fachadas de edifícios. Nos últimos anos, temos desenvolvido métodos de conexão adaptados ao CPC na Universidade de Ciências Aplicadas de Zurique (ZHAW), o que nos permitiu criar estruturas mais complexas, como pontes completas, lajes e estruturas de arranha-céus. Especificamente em aplicações de construção, diversos projetos de pesquisa estão em andamento na ZHAW, abordando questões como isolamento acústico e resistência ao fogo. O método de construção CPC tem o potencial de substituir o concreto armado tradicional na construção de edifícios, sem perder a flexibilidade oferecida pelo concreto armado. Além disso, devido à sua sustentabilidade, requer até 4 vezes menos material e permite uma melhor organização das atividades de construção, tornando-o uma boa opção.
PY: Em comparação com o concreto tradicional, os painéis CPC são de três a quatro vezes mais finos e leves. Essa característica única permite que o material se comporte como um material de tração. Você consegue imaginar novas formas de design que podem ser alcançadas através desse comportamento inovador do seu produto?
JK: Há um grande potencial para isso. Já demonstramos em edifícios menores, como a "Ponte para o Futuro" e o "Banco do Arco". No entanto, o desenvolvimento de novos designs é um campo que cabe aos engenheiros e arquitetos explorar.
PY: Quando se trata de escalabilidade, quão viáveis economicamente são os fios de carbono em comparação com o aço? Além disso, que métodos sua empresa planeja usar para ampliar a acessibilidade desse material?
JK: No caso de aplicações como coberturas e pequenas pontes, o método CPC já é competitivo no mercado. No entanto, no caso de edifícios altos, o custo está na faixa dos edifícios de madeira, sendo um pouco mais caro do que os edifícios convencionais no mercado em geral. Isso se deve ao volume de produção e ao fato de muitas empresas ainda não estarem familiarizadas com o método de construção. Atualmente, o parceiro da CPC, Holcim AG, está estabelecendo sua primeira fábrica de produção de grandes painéis CPC. Esses painéis têm dimensões de até 4,5m x 17m com espessuras de 40mm e 70mm. Com a capacidade dessa fábrica, será possível construir cerca de 9 edifícios de médio porte, com aproximadamente 100 apartamentos, por ano. No entanto, isso ainda é um volume limitado para o mercado da construção civil. Existe um plano para aumentar significativamente a produção nos próximos anos. À medida que as capacidades de produção aumentam, o CPC se torna uma alternativa economicamente competitiva, mesmo em comparação com a construção convencional. Além disso, considerando os benefícios de sustentabilidade, o CPC se torna uma opção mais atraente. Porém, devido às complexas regulamentações da indústria da construção, ainda levará algum tempo para sua ampla adoção.
Este artigo é parte dos Temas do ArchDaily: Descarbonização da arquitetura. Mensalmente, exploramos um tema em profundidade através de artigos, entrevistas, notícias e projetos de arquitetura. Convidamos você a conhecer mais sobre os temas do ArchDaily. E, como sempre, o ArchDaily está aberto a contribuição de nossas leitoras e leitores; se você quiser enviar um artigo ou projeto, entre em contato.
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