O concreto é um dos principais materiais da engenharia civil, e o concreto reforçado com fibra de aço é um dos principais materiais compósitos formados por concreto para reduzir trincas e, consequentemente, o risco de fraturas.

Os materiais excedentes formados pelo processo de usinagem, por exemplo, são utilizados como fibras de aço, ou seja, são fibras de aço recicladas. Utilizando essa fibra reciclada ao invés da fibra de aço primária ao concreto, é formado o concreto com fibra de aço reciclada (objeto de estudo deste artigo), que se torna outra forma inovadora de formar concretos de materiais compósitos.

Além disso, a fibra de aço reciclada não precisa ser reprocessada, o que reduz a emissão de gases do efeito estufa e o acúmulo de resíduos sólidos, além de encontrar um novo método para proteger o solo da poluição. Portanto, é uma escolha ideal substituir parcialmente a fibra de aço primária pela fibra reciclada. 

Através da pesquisa e análise da proporção de mistura, abatimento (ensaio para a determinação da consistência do concreto), resistência e tenacidade do concreto com a fibra de aço reciclada, os autores chegaram em quatro conclusões a serem discutidas a seguir.

A primeira conclusão que os autores chegaram é que o abatimento (ensaio de consistência) do concreto diminui com o aumento da fibra reciclada. Ou seja, quanto mais fibra de aço reciclada, em teor de volume, é presente no concreto, menor a consistência do material, indicando um desempenho no fluxo do concreto.

Figura 1: Teste do abatimento (ensaio de consistência): (a) preenchimento do cilindro de abatimento e (b) teste do abatimento. Fonte: (Gao et al. 2022).

A segunda conclusão é sobre a  resistência à compressão do concreto, que aumentou com o aumento do teor volumétrico da fibra, sendo estimada em 1,0% o teor volumétrico razoável de fibra no concreto. Os autores afirmaram que a resistência à compressão do corpo de teste e a resistência à compressão axial, com 28 dias de cura, foram aumentadas em 11,8 e 16,1%, respectivamente, em comparação com o concreto normal.

Figura 2: Teste de compressão do corpo de prova: (a) dispositivo de teste e (b) processo de teste. Fonte: (Gao et al. 2022).

Assim, a terceira conclusão dos autores é que a resistência à tração e resistência à flexão do concreto com a fibra reciclada foram maiores do que as do concreto normal e aumentam com o aumento do volume de fibra de aço reciclada. 

Além disso, a quarta conclusão dos pesquisadores foi que a fibra reciclada pode aumentar significativamente a tenacidade do concreto, aumentando com o aumento do volume de fibra de aço reciclada. Porém, os autores notaram que quando o teor de volume é de 1,0%, o efeito de tenacidade da fibra primária (não reciclada) no concreto é um pouco melhor do que o da fibra reciclada.

Concluindo, o mundo consome quase 100 milhões de toneladas de aço todos os anos para fabricar vários tipos de fibras de aço, enquanto produz até 200 milhões de toneladas de materiais excedentes por meio do processamento por ano. 

Se esses resíduos forem transformados em fibras de aço recicladas, eles não apenas podem reduzir o desperdício de recursos, mas também podem contribuir para a redução da poluição mundial.

Os mesmos cientistas que projetaram a enzima que se alimenta de plástico, a PETase, criaram agora um coquetel de enzimas que pode digerir o plástico até seis vezes mais rápido. Uma segunda enzima foi combinada com PETase para acelerar a quebra do plástico.

A PETase decompõe o polietileno tereftalato (PET) de modo que seja possível ser reciclado infinitamente e que possa reduzir a poluição pelo plástico e os gases do efeito estufa que impulsionam as mudanças climáticas. O PET é o termoplástico mais conhecido e mais usado para fazer garrafas de bebidas descartáveis. Este polímero leva centenas de anos para se decompor no ambiente, mas com essas enzimas pode reduzir esse tempo para dias.

A descoberta inicial da PETase criou a perspectiva de uma revolução na reciclagem de plástico, criando uma solução potencial de baixo consumo de energia para lidar com o lixo plástico. Essa enzima natural foi desenvolvida em laboratório e pode ser 20% mais rápida na decomposição do PET.

Depois, a mesma equipe combinou PETase e uma segunda enzima chamada MHETase, para gerar melhorias muito maiores. A mistura de PETase com MHETase dobrou a velocidade de decomposição do PET e ainda projetou uma conexão entre as duas enzimas para criar uma 'superenzima'.

Nos primeiros experimentos, foi observado que eles realmente funcionam melhor juntos, então eles foram ligados fisicamente, como dois Pac-men unidos por um pedaço de corda.

A descoberta da enzima PETase original anunciava a primeira esperança de que uma solução para o problema global da poluição por plásticos pudesse estar ao alcance, embora a PETase sozinha ainda não seja rápida o suficiente para tornar o processo comercialmente viável para lidar com as toneladas de garrafas PET descartadas espalhadas pelo planeta.

Combiná-lo com uma segunda enzima, e descobrir que juntas funcionam ainda melhor, significa que outro salto foi dado no sentido de encontrar uma solução para os resíduos de plástico. A combinação MHETase-PETase trabalha digerindo o plástico PET. Isso permite que os plásticos sejam feitos e reutilizados infinitamente, reduzindo nossa dependência de recursos fósseis como petróleo e gás.

Essa pesquisa combinou informações estruturais, computacionais, bioquímicas e bioinformáticas para revelar percepções moleculares sobre sua estrutura e como ela funciona. O estudo foi um enorme esforço de equipe envolvendo cientistas em todos os níveis de suas carreiras.

Uma das autoras mais jovens, Rosie Graham, uma aluna de doutorado do Portsmouth CEI-NREL disse: "Minha parte favorita da pesquisa é como as ideias começam, seja durante o café, no trajeto de trem ou ao passar pelos corredores da universidade, pode ser realmente a qualquer momento”.

O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.