Bioconcreto

O bioconcreto, também conhecido como concreto autorregenerativo ou concreto biológico, é um material de construção inovador caracterizado por sua capacidade autônoma de reparar fissuras e rachaduras. Essa propriedade é conferida pela adição de microrganismos específicos, geralmente bactérias esporuladas, que induzem a precipitação de carbonato de cálcio (calcário) no interior das fendas estruturais . Desenvolvido com o objetivo de aumentar a durabilidade das infraestruturas civis e minimizar a necessidade de manutenção corretiva, o bioconcreto representa uma abordagem biotecnológica voltada para a sustentabilidade na engenharia civil . BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Gardini, O. L., de Marco, G., & Florian, F. (2024). A UTILIZAÇÃO DE BIOCONCRETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL, PONTOS POSITIVOS E SEUS DESAFIOS. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar, 5(1), e516061. DOI: https://doi.org/10.47820/recima21.v5i1.6061

História A busca por materiais cimentícios com capacidade de autorregeneração tem sido objeto de estudo há décadas. No entanto, o desenvolvimento do bioconcreto moderno é amplamente creditado ao microbiologista holandês Henk Jonkers, pesquisador da Universidade Técnica de Delft. A partir do início dos anos 2000, Jonkers e sua equipe investigaram soluções biológicas para a fissuração do concreto, inspirando-se na capacidade de regeneração de organismos vivos. A pesquisa focou na identificação de bactérias alcalifílicas capazes de sobreviver no ambiente inóspito do concreto e produzir calcário de forma eficiente. O sucesso desse trabalho levou Jonkers a ser finalista do European Inventor Award em 2015 . Jonkers, H. M. (2011). Bacteria-based self-healing concrete. Heron, 56(1), 1-12.

BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Mecanismo de funcionamento O princípio fundamental do bioconcreto baseia-se na Precipitação de Carbonato de Cálcio Induzida por Microrganismos (MICP, do inglês Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation). Para que o processo ocorra, esporos de bactérias (frequentemente do gênero Bacillus, como Bacillus pseudofirmus ou Bacillus pasteurii) e uma fonte de nutrientes (como o lactato de cálcio) são encapsulados em materiais porosos, como argila expandida, e adicionados à mistura tradicional do concreto . BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Wong, P. Y., et al. (2024). Advances in microbial self-healing concrete: A critical review of mechanisms, developments, and future directions. Science of The Total Environment, 947, 174553. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174553

As bactérias permanecem em estado de dormência enquanto a estrutura está intacta. Quando ocorre uma fissura e a água penetra no concreto, os esporos são ativados. As bactérias então metabolizam o lactato de cálcio, produzindo carbonato de cálcio (CaCO₃) insolúvel, que cristaliza e preenche a fenda. O processo químico simplificado pode ser descrito pela reação:

Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓

Esse mecanismo sela a fissura de forma autônoma, restaurando a impermeabilidade da estrutura e protegendo a armadura de aço contra a corrosão . Elgendy, I. M., et al. (2025). Bacteria-powered self-healing concrete: Breakthroughs, challenges, and future prospects. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 52(1), 59-70. DOI:

Tipos e classificações Existem diferentes abordagens tecnológicas para a formulação do bioconcreto, variando conforme o método de incorporação dos agentes biológicos:

Bactérias encapsuladas: O método mais difundido, onde esporos e nutrientes são protegidos em cápsulas de argila expandida, sílica gel ou polímeros, sendo liberados apenas com a ruptura da matriz e a entrada de água . Jonkers, H. M. (2011). Bacteria-based self-healing concrete. Heron, 56(1), 1-12.

Wong, P. Y., et al. (2024). Advances in microbial self-healing concrete: A critical review of mechanisms, developments, and future directions. Science of The Total Environment, 947, 174553. DOI:

Bactérias imobilizadas: Os microrganismos são fixados diretamente em substratos como zeólitas ou argilas, sem cápsulas isolantes. O principal desafio é assegurar a viabilidade bacteriana no alto pH do cimento . Elgendy, I. M., et al. (2025). Bacteria-powered self-healing concrete: Breakthroughs, challenges, and future prospects. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 52(1), 59-70. DOI:

Agentes pulverizáveis: Empregado em estruturas preexistentes, consiste na aplicação de uma solução líquida contendo bactérias e nutrientes diretamente sobre as fissuras, atuando como um reparo superficial . BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Aplicações Devido à sua capacidade de selamento autônomo, o bioconcreto é particularmente indicado para estruturas onde a manutenção é técnica ou economicamente inviável:

Estruturas subaquáticas e subterrâneas: Túneis, fundações profundas, barragens e diques, onde a umidade constante favorece a ativação bacteriana . Jonkers, H. M. (2011). Bacteria-based self-healing concrete. Heron, 56(1), 1-12.

BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Infraestruturas civis críticas: Pontes, viadutos e edificações sujeitas a abalos sísmicos ou cargas dinâmicas elevadas . BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Saneamento básico: Estações de tratamento de água e esgoto (ETA/ETE), onde o concreto está exposto a agentes químicos agressivos . Gardini, O. L., de Marco, G., & Florian, F. (2024). A UTILIZAÇÃO DE BIOCONCRETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL, PONTOS POSITIVOS E SEUS DESAFIOS. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar, 5(1), e516061. DOI: https://doi.org/10.47820/recima21.v5i1.6061

Vantagens e limitações A principal vantagem do bioconcreto é o aumento significativo da vida útil das estruturas, reduzindo os custos operacionais com manutenção e os impactos ambientais associados à produção de novo cimento (que é responsável por cerca de 8% das emissões globais de CO₂) . Ao impedir a penetração de cloretos e sulfatos, o material protege ativamente as armaduras estruturais . Gardini, O. L., de Marco, G., & Florian, F. (2024). A UTILIZAÇÃO DE BIOCONCRETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL, PONTOS POSITIVOS E SEUS DESAFIOS. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar, 5(1), e516061. DOI: https://doi.org/10.47820/recima21.v5i1.6061

Por outro lado, o material apresenta limitações que restringem sua adoção em larga escala. O custo inicial de produção é consideravelmente superior ao do concreto convencional devido ao processamento biológico e ao encapsulamento . Além disso, a capacidade de regeneração é fisicamente limitada a fissuras com largura máxima de aproximadamente 0,8 mm . A ausência de normas técnicas específicas e padronizadas por órgãos como ABNT, ASTM ou ISO para este material específico também representa uma barreira comercial e regulatória . Jonkers, H. M. (2011). Bacteria-based self-healing concrete. Heron, 56(1), 1-12.

BBC News. (2016). Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras. Disponível em:https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389

Gardini, O. L., de Marco, G., & Florian, F. (2024). A UTILIZAÇÃO DE BIOCONCRETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL, PONTOS POSITIVOS E SEUS DESAFIOS. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar, 5(1), e516061. DOI: https://doi.org/10.47820/recima21.v5i1.6061

RECIMA21. (2024). A UTILIZAÇÃO DE BIOCONCRETO NA CONSTRUÇÃO CIVIL, PONTOS POSITIVOS E SEUS DESAFIOS.

Studocu. Normas Técnicas del Concreto: NTP y ASTM en Construcción

Categoria:Concreto Categoria:Ciência dos materiais Categoria:Engenharia civil Categoria:Biotecnologia