Compósito sustentável de concreto polimérico leve por substituição parcial de agregados com resíduos plásticos ABS e aerogel

Transformando lixo em edifícios mais leves e resistentes

O concreto está em toda parte — em nossas casas, pontes e estradas — mas traz custos ocultos: é pesado e consome grandes quantidades de areia e pedra, enquanto resíduos plásticos se acumulam em aterros. Este estudo investiga se um plástico comum de aparelhos eletrônicos antigos, junto com um material ultraleve chamado aerogel, pode ser incorporado ao concreto comum para torná-lo mais leve, mais durável e mais ambientalmente amigável, sem sacrificar a resistência.

Por que misturar plástico e pós aerados no concreto?

O concreto tradicional depende de pedra britada e areia como sua espinha dorsal. Os pesquisadores fizeram uma pergunta simples: e se parte dessas pedras e grãos de areia fosse trocada por plástico residual e aerogel extremamente leve? Eles se concentraram no plástico ABS, amplamente presente em eletrônicos descartados e peças automotivas, e no aerogel de sílica, um material parecido com uma esponja composto em grande parte por ar. Com isso, buscavam reduzir o uso de agregados naturais e transformar plástico de difícil reciclagem em um ingrediente útil, ao mesmo tempo em que diminuíam o peso do concreto e melhoravam sua resistência à água e aos sais que podem danificar as armaduras de aço dentro das estruturas.

Desenvolvendo uma família de traços de concreto verde

Para testar a ideia, a equipe criou dez lotes diferentes de concreto estrutural do dia a dia, todos com a mesma quantidade de cimento e água para que apenas os agregados mudassem. Em algumas misturas, até 15% do britado grosso foi substituído por pedaços de plástico ABS; em outras, até 15% da areia fina foi trocada por grãos de aerogel, e várias misturas usaram ambos em proporções diferentes. Eles verificaram a facilidade de manuseio de cada traço por meio de ensaios de abatimento ao longo de uma hora e meia, depois moldaram cubos, vigas e cilindros para medir a resistência do concreto endurecido à compressão, flexão e tração por compressão diametral. Por fim, mediram quanto água o concreto absorvia e com que facilidade íons cloreto agressivos podiam atravessá-lo, um indicador crucial de durabilidade a longo prazo em proximidade de sais de desgelo ou ambientes costeiros.

O ponto ideal: mais resistente, mais fácil de lançar e mais durável

Uma combinação destacou-se claramente: um traço com 10% do britado grosso substituído por plástico ABS e 5% da areia substituída por aerogel. Essa mistura não apenas manteve o concreto fresco altamente trabalhabil ao longo de 90 minutos, como também se mostrou ligeiramente mais resistente que o concreto convencional nos ensaios de compressão, flexão e tração por compressão entre 7 e 90 dias. Os pedaços de plástico contribuíram por não absorverem água e por alterarem a propagação de fissuras, enquanto o aerogel atuou como um preenchimento minúsculo que suavizou a estrutura interna e reduziu vazios indesejados. Como resultado, essa mistura absorveu menos água e permitiu a passagem de menos íons cloreto, aproximando-se da categoria de permeabilidade “baixa” usada em normas de construção. Também pesou cerca de 4–5% a menos que o concreto convencional, reduzindo a carga permanente sobre fundações e elementos de suporte.

Quando o verde vai longe demais

O estudo também mostrou os limites dessa abordagem. Quando as quantidades de aerogel ou ABS foram aumentadas além de cerca de 10% de aerogel ou 15% de plástico, o concreto tornou-se visivelmente mais fraco e mais poroso. A natureza ultraleve do aerogel e as superfícies mais lisas do plástico criaram muitos pequenos vazios internos, que permitiram maior entrada de água e maior passagem de íons cloreto. Essas misturas com alta substituição caíram para faixas de resistência inferiores e migraram para permeabilidade “alta”, o que significa que seriam menos adequadas para proteger as armaduras de aço em estruturas reais, apesar de serem mais leves.

O que isso significa para construções futuras

Para um público leigo, a conclusão é direta: ao ajustar cuidadosamente quanto resíduo plástico e aerogel são adicionados, o concreto pode ficar simultaneamente mais verde e de melhor desempenho. A mistura destacada neste estudo é suficientemente resistente para usos estruturais padrão, pesa menos, absorve menos água e retarda a ação dos sais que causam a corrosão do aço — tudo isso reaproveitando plástico que, de outra forma, poderia ser queimado ou enterrado. Os autores sugerem que essa receita está pronta para ser testada em canteiros reais e pode ser refinada para aplicações de maior resistência ou especializadas, oferecendo um caminho promissor para edificações e infraestruturas mais leves e sustentáveis.

Citação: Devi, K., Singh, G. & Jindal, B.B. Sustainable lightweight polymer concrete composite through partial replacement of aggregates with ABS plastic waste and aerogel. Sci Rep 16, 11212 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40737-7

Palavras-chave: concreto leve, reaproveitamento de resíduos plásticos, aerogel de sílica, construção sustentável, materiais duráveis