Ecomateriais: Uma Solução Sustentável

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1. INTRODUÇÃO 
O uso de materiais sempre caminhou em conjunto com a humanidade, desde 
os primórdios até pleno século 21 e, a intervenção humana para a criação dos 
mesmos implica em sequelas negativas para os recursos naturais. Nesses 
processos de produção e aplicabilidade de materiais há fases de modificação de 
matérias primas, de confeccionar peças e dispositivos, de utilização no decurso do 
ciclo de vida do material e, no término desse estágio, reciclagem, reuso ou descarte. 
Supletivamente, uma numerosa quantia de outros insumos é consumida todos os 
dias de maneira secundária aos próprios produtos, como soldas, pinturas, 
embalagens, baterias, aditivos retardantes de chama e entre outros, nos quais há 
diversas substâncias tóxicas cuja mudança é importante dentro das referências do 
desenvolvimento sustentável. 
Todas etapas do curso dos materiais podem ter alguma consequência sobre o 
meio ambiente, destacando-se: emissões líquidas, sólidas e gasosas durante o 
processo de fabricação; impactos ambientais no fim do ciclo de vida do material (se 
precisa ser incinerado, aterrado ou se pode ser reaproveitado ou reciclado); extração 
de insumos a partir de reservas naturais; emissões à atmosfera enquanto o uso dos 
materiais; efeitos positivos quando o material é empregado para remediação, 
catálise ou descontaminação. 
A Terra dispõe de uma continência finita tanto para a disposição de recursos 
quanto para o descarte desses resíduos, situação que reforça a relevância de se 
reduzir as perdas ambientais, bem como o uso mais eficiente de energia e recursos 
para uma evolução sustentável dos países. Nessas circunstâncias é indiscutível a 
necessidade de inovações na área tecnológica para a manufatura de materiais que 
não prejudicam o meio ambiente. Em resposta à essas necessidades, a definição de 
ecomateriais passou a ser divulgada com início nos anos 90, sendo ela composta 
pelos seguintes índices: o desempenho, o meio ambiente e a qualidade de vida. 
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Figura 1: Direção dos Ecomateriais no desenvolvimento dos três índices. 
 
Os ecomateriais são elaborados exclusivamente para reduzirem os efeitos 
prejudiciais ao meio ambiente, conservando seu desempenho e preço competitivo 
no mercado. De modo geral, além de serem benéficos para o meio ambiente, os 
ecomateriais também possuem conveniências de conforto e qualidade de vida. 
Tendo como exemplo: materiais produzidos a partir de fontes renováveis de energia 
e matéria prima; materiais naturalmente atóxicos; materiais que substituem outros 
que prejudicam o meio ambiente ou com utilização para despoluir, tratar resíduos. 
Geralmente os materiais são usufruídos na forma de um produto, dispositivo 
ou peça e por isso, naturalmente, a concepção do ciclo de vida está sucessivamente 
ligada à vida útil do artigo em questão. Porém essa dedução está incorreta, já que o 
período de vida de um material é distinto do ciclo de vida dos seus produtos e é 
justamente nesse ponto em que se deve criar uma consciência do uso correto dos 
mesmos. 
 
2. ENTENDIMENTO DOS ECOMATERIAIS 
 A certificação ambiental da gama de materiais que apresentamos até então 
encontra-se numa fase de implementação. Há diversas normas de avaliação da 
mesma, como a ISO 21930, CEN BT 14/2005, ISO 14020, PEFC, Cradle to cradle, 
entre outros, que instituem parâmetros e abordagens diferentes para exprimir 
alegações de impacto ambiental. 
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 No livro “Eco Productos, em la arquitectura e el deseño” (Arnal, Sauer, et al. 
2008), o autor denota um quadro de 10 deduções que proporcionam um bom 
dimensionamento na problemática de referências do que são ecomateriais: 
“1 – Material absorvente de 𝐶𝑂2: A escolha de um material que participe ativamente 
na solução de uns dos mais complicados problemas atuais. A mitigação do 
aquecimento global é a melhor opção que a construção pode dar ao meio ambiente. 
2 – Material sustentável: Se utilizarmos as matérias-primas que a natureza nos 
oferece de maneira inesgotável, não condicionamos o futuro das nossas reservas. 
3 – Materiais recicláveis: O destino de um material reciclável se encontrar na 
reutilização, não acaba no aterro. 
4 – Material reciclado: Evitamos a contaminação e o consumo de energia 
necessários para a fabricação nova do mesmo material, consequentemente 
reduzimos a quantidade de resíduos. 
5 – A pureza compositiva: Quanto mais matérias-primas sejam necessárias para 
obter um material, mais complicada se torna a sua separação e a sua reciclagem. 
6 – Energia incorporada: Para além de dos custos energéticos iniciais (extração, 
transporte, fabricação...), é importante compreender a dependência energética do 
material ao longo do seu ciclo de vida (inércia térmica, manutenção, rupturas e 
desgaste, possibilidade de ser reciclado ou reutilizado). 
7 – Grau de industrialização: Apenas para projetos de pequena escala se justifica a 
utilização de um material artesanal que exija muita mão-de-obra e a utilização 
intensiva de recursos em obra (água e energia). Em todos os projetos restantes 
deveriam se utilizar materiais industriais onde há o consumo controlado de recursos 
e energia. 
8 – Materiais saudáveis: Evitar usar produtos que possam afetar a saúde do 
fabricante, do utilizador e do trabalhador no processo de reciclagem. Principalmente 
no que se refere a partículas tóxicas ou cancerígenas. 
9 – Exigências de manutenção: Materiais com baixa manutenção favorecem o 
conforto do utilizador e diminuem a utilização de pinturas, lubrificantes e vernizes. 
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10 – Materiais com certificação ecológica: Poucos materiais têm certificação que 
garanta uma boa utilização dos recursos, os que têm merecem um tratamento 
privilegiado (Sauer 2008)”. 
O autor Hart (1997, p.76) demonstra que no cenário atual, mesmo que as 
empresas passem a almejar emissões zero, o planeta Terra ainda têm riscos de 
sofrer as consequências das emissões já realizadas até agora. Por isso, Ashby 
(1999) menciona que a seleção de materiais para a fabricação de determinado 
produto é essencial, pois os mesmos definem tanto o uso dos recursos naturais 
como a quantidade de energia a ser utilizada na produção e uso do produto final. 
Allione et al. (2012, p.90) indicam que as três estratégias principais incluem 
diretrizes, que pode-se observar na figura abaixo: 
 
Figura 2: Sistema multicritério, feito de parâmetros qualitativos e quantitativos utilizado para avaliação do perfil 
ambiental do material de acordo com a abordagem do ciclo de vida. 
 
 
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2.1 TIPOS DE ECOMATERIAL 
 Os ecomateriais são enquadrados em famílias, as quais são agrupados os 
materiais que possuem características semelhantes entre si: 
 
Ecomateriais Vernaculares 
 Estes materiais apresentam grandes vantagens na sua utilização, devido ao 
seu desempenho bioclimático, fácil extração e ao nível do seu ciclo de vida. Uma 
construção em adobe é naturalmente reciclada no final da sua vida útil, o solo ao 
solo retorna, sem causar problemas de resíduos ou contaminações. Muitos destes 
materiais tradicionais têm também uma outra enorme vantagem, são materiais que 
acumulam e armazenam CO2, especificamente a madeira e os seus derivados, as 
fibras animais, as fibras vegetais e alguns compostos químicos, por exemplo as 
argamassas de cal aérea, onde a reacção química da argamassa se prolonga no 
tempo, transformando o carbono atmosférico em carbonato de cálcio devido à 
reação do hidróxido de cálcio presente na argamassa. 
 
 
Figura 3: arquitetura da Indonésia, design vernicular de bambu. 
 
Ecomateriais Reciclados 
 A existência de uma indústria de gestão de resíduos leva a índices de 
reciclagem cada vez mais elevados. Consequentemente, passamos a dispor de 
recursos que pode-se utilizar sem degradar os recursos naturais de que ainda 
dispomos, com a vantagem de contribuirmos para reduzir o paradigma dos resíduos 
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que contaminam o ambiente.Ademais, eles são mais atrativos devido ao aumento 
dos custos de matérias-primas e energia ligados à transformação, armazenagem e 
transporte dos materiais utilizados, como também a escassez de recursos naturais, o 
que fortalece o a política dos RRR (reduzir, reutilizar e reciclar). 
 
Figura 4: Passada uma vida útil de 20 anos, os contentores marítimos normalmente são desativados. Este 
centro cultural, foi construído recorrendo a 28 contentores ISO High Cube devidamente recuperados. 
 
Ecomateriais de Nova Tecnologia 
 São providos de avanços tecnológicos dos ramos da nanotecnologia com 
nano materiais e materiais metabólicos, muito utilizados nas bio-contruções onde a 
utilização destes materiais favorecem sua agradabilidade, tem resultados práticos e 
muito eficientes ao nível da climatização interior e da qualidade do ar, diminuindo os 
custos energéticos dos sistemas de ventilação e de climatização. 
 
 
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Figura 5: Um novo material de revestimento, desenvolvido pelo MIT, que pode ser aplicado em telhas ou em 
vidros, permite controlar os ganhos solares térmicos alterando a sua coloração. Na fotografia temos o exemplo 
da telha. No caso do vidro, a baixas temperaturas o material fica transparente, permitindo ganhos térmicos no 
interior, tornando-se opalino quando a temperatura aumenta, refletindo o calor desse modo. 
 
2.2 Conceito de Eco-Friendly 
 Nos dias atuais há a tendência sustentável e a redução do ecological 
footprint (pegada ecológica), a qual refere-se aos recursos naturais usados por 
empresas em seus processos de produção, sejam eles, insumos, água, geração de 
energia e dejetos da produção. O mais notável exemplo é o caso do footprint do 
carbono onde é considerado as emissões de carbono em sua totalidade 
provenientes de seus processos produtivos referentes a uma organização. 
 Com base nisso, o conceito de eco-friendly ganhou proporções, definido como 
amigável ao meio ambiente, é associado a produtos, serviços e políticas 
empresariais que tem por objetivo provocar o menor dano possível ao meio 
ambiente. E adotando essa alternativa, um consumidor incorpora o conceito do 
consumo responsável no dia a dia e se compromete em identificar produtos, 
serviços e comportamentos de consumo que são de fato eco-friendly, sustentáveis e 
verdes. 
 Este mercado vem sendo aquecido com os investimentos em tecnologia 
verde, haja vista a presença já de produtos de limpeza menos agressivos ao meio 
ambiente e à saúde através da substituição de produtos químicos e eventualmente 
tóxicos por substâncias obtidas a partir de insumos naturais e biodegradáveis. 
 E para o consumo consciente, existe rótulos de identificação de produtos 
contribuintes com o meio ambiente, um deles é o Rótulo Ecológio da ABNT que foi 
lançado em 2008, sendo um selo ambiental de produtos que seguem os ideiais de 
sustentabilidade internacionais estabelecidas pela Global Ecolabelling Network 
(GEN), ONG responsável pelo estabelecimento da rotulagem ambiental tipo l. No 
Brasil, a representação é dada pela ABNT, e a regulamentação desse rótulo é dada 
pela NBR ISO 14024, sendo possivel sua aplicação em qualquer setor industrial. 
 
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Figura 6: exemplo de rótulo de identificação eco-friendly. 
 
 Um exemplo bem atual é o fato do uso do canudinho de plástico ter sido 
proibido no Rio de Janeiro. A empresa que for flagrada fornecendo os mesmos, 
pode levar uma multa de até R$60 mil e é intimada a substitui-los em até 60 dias. 
Essa ideia veio do princípio de que diariamente descarta-se cerca de um bilhão de 
canudos no mundo e levam cerca de 450 anos para se decompor, representando 
4% de todo o lixo plástico global. 
Como alternativa, estão surgindo diversos novos tipos de canudos: os de 
bambu, silicone, vidro, metálico, papel e até de palha. Diversas empresas já estão 
adotando o movimento, sendo a Nestlè um exemplo delas, onde o toddynho, produto 
clássico, não possui mais canudo. 
 
3. APLICAÇÕES 
Ecoprodutos são artigos de origem artesanal ou industrial que sejam não-poluentes, 
atóxicos, benéficos para o meio ambiente e à saúde dos seres vivos, contribuindo 
para o desenvolvimento sustentável. Como saber se o material ou tecnologia 
é sustentável ou menos impactante? 
• Matéria-prima – é virgem ou reciclada? Como é extraída? É um recurso 
renovável? 
• Qual é o processo produtivo? Apresenta baixo consumo de energia? E de água? 
O processo é poluente? (ar, água, terra, ruído). Que tipo de resíduos gera? 
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• O produto é poluente? 
• A sua instalação ou manutenção gera resíduos? 
• Como é a logística de distribuição do produto? Consome muita energia? 
• E a embalagem? Possui potencial de reciclagem ou de reutilização? 
• Possui algum tipo de certificação (como ISO 14001) ou SELO? 
Seguindo esta lista de fatores de avaliação para o conhecimento do material em meio 
ao baixo impacto e sustentabilidade, temos diversas aplicações sustentáveis, sendo 
alguns exemplos destas: 
Poupança de água e de energia 
• Luminárias de LED 
Aplicação: Iluminação. 
Descrição: Chip emissor de luz que também é chamado de “SOLID STATE 
LIGHTING”, conhecido como “LED”. 
Impacto ambiental: Aparelho com duração de 15 anos sem manutenção. O seu 
raio luminoso é livre de UV e de calor e o seu tamanho compacto proporciona uma 
maior flexibilidade. Uma tecnologia que supera a iluminação convencional, 
promovendo uma economia que varia de 50 a 80%. 
 
Conforto termo-acústico 
• Tecidos GreenScreen 
Aplicação: Persianas e cortinas para proteção solar. 
Descrição: Tecido para proteção solar, isento de PVC e COVs. 
Impacto ambiental: Reduzem a entrada de calor e evitam a luminosidade 
excessiva. São mais seguros pois, em caso de incêndio, não há emissão de fumo 
denso nem quantidades mensuráveis de gás de ácido hidroclorídrico, muito nocivo 
para o sistema respiratório. 
 
 
 
 
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Qualidade interna do ar 
• Resina Ecopiso 
Aplicação: Revestimento de pisos. 
Descrição: Resina impermeabilizante produzida com mais de 70% de matérias-
primas naturais renováveis, entre elas o óleo de rícino. 
Impacto ambiental: Não liberta gases tóxicos durante ou depois da sua aplicação. 
 
Madeiras 
• Madeira de Demolição 
Aplicação: Produção de móveis, revestimento de piso. 
Descrição: Madeiras nobres de lei, em extinção, provenientes principalmente de 
elementos de antigas construções, como esquadrias, soalhos, entre outros. 
Impacto ambiental: Possibilita o reuso de peças que seriam descartadas, 
diminuindo a procura de madeira nova. 
 
Tecidos e Fibras sustentáveis 
• Tecido Locomotiva Eco Juta 
Aplicação: Decoração. 
Descrição: Tecido composto por 60% algodão e 40% juta. 
Impacto ambiental: Desenvolvida a partir de fibra de juta, cuja plantação não utiliza 
fertilizantes ou repelentes. Após descartada, a juta decompõe-se em 2 anos, 
enquanto o algodão leva 10, e o poliéster pode chegar aos 100 anos. 
 
3.1 PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SOLO-CIMENTO 
Processo de produção de Solo-Cimento (Tijolo Ecológico) utilizando resíduo 
do polimento de grés de porcelanato como fonte de sílica 
 As indústrias de porcelana sintetizadas, em seu processo de revestimento 
geram em média, 300 g.m² de resíduos provindos do processo de polimento. Uma 
empresa nacional, tem capacidade efetiva de produção de aproximadamente 
36.000.000 m² por ano de porcelanatos, garantindo uma produção que gira em torno 
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de 1000 toneladas de resíduos de produção ricos em feldspato alcalino, segundo 
Krummer e Bristot. 
 O resíduo gerado no processo de lixação do porcelanato antes citado, é 
incorporado ao como material alternativo e com ideais sustentáveis de 
reaproveitamento e reciclagem na produção de solo-cimento, mais conhecido como 
"tijolo ecológico", onde sua principal vantagem sustentável se dá pela ausência da 
necessidade da queima de materiais como lenha, gás e eletricidade. 
 O processo de produçãodo tijolo solo-cimento é obtido através da mistura de 
solo, que tem em sua composição solos argilosos adicionado cimento e resíduos de 
porcelanato a fim de obter-se as propriedades necessárias para a prensagem. A 
homogeneização do material é feito em uma betoneira com adição de água até 
atingir o nível de humidade ótimo. Após a etapa de mistura ocorre a moldagem do 
tijolo ecológico em uma prensa hidráulica ou manual, sendo assim compactados e 
estando prontos para a armazenagem, onde ocorre a cura deles, levando em média 
28 dias. 
 O resíduo material usado na substituição da areia, quando analisada sua 
composição, apresentou aproximadamente 57% de silício e 13% de alumínio, o que 
garante a viabilidade no uso para produção dos tijolos. Em ensaios de compactação, 
os quais levam em consideração o grau de umidade ótimo, foi atestado que com a 
adição de resíduos, promove uma redução na umidade, ficando em torno de 14,3% 
a 13,3%, garantindo uma maior compactação. Em ensaios de resistência a 
compressão, foram atendidas as exigências de NBR 8491/84, solicitando o mínimo 
de 2 MPa, para os tijolos ecológicos, a resistência média obtida foi de 8,33 MPa a 
8,63 MPa. Para os ensaios de absorção, o material também atestou positivo, 
atendendo a NBR 942/94, a qual permite uma absorção máxima de 20%, enquanto 
o tijolo ecológio registrou de 8,33% a 9,03%. 
 
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Figura 7: ilustração de uma máquina que produz tijolos ecológicos e o resultado. 
 
Vantagens do tijolo ecológico: seu design especial permite passar tubulações 
hidráulicas e elétricas no meio da obra, logo com a parede sendo montada, sendo 
assim, não há necessidade de quebrar parede para fazer mais obra depois; são 
facilmente encaixados uns nos outros, gerando economia de argamassa e outros 
produtos ligantes; podem receber qualquer tipo de acabamento ou revestimento; não 
se perde tempo cortando tijolos para encaixes, pois ele são produzidos como meio 
bloco de tijolo; duram até 6 vezes mais do que tijolos comuns; apresentam excelente 
isolamento térmico e há uma redução de custos em até 80% com cimento e 100% 
de madeira. 
Desvantagens do tijolo ecológico: exige mão de obra qualificada por exigir 
assentamento especial; absorvente muita umidade, exigindo cuidados com 
impermeabilização após a aplicação; são materiais com baixa resistência a impactos 
e são tijolos de maior espessura que podem comprometer espaços internos de uma 
casa se não planejado antes. 
 
 
 
 
 
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3.2 ESTUDO DE CASO DE AÇOS HSLA 
Estudo de caso da seleção de aços de alta resistência e baixa liga (HSLA) para 
o design de estruturas metálicas 
O aço é uma liga metálica de ferro e carbono, sendo uma liga quando há a 
união de dois ou mais elementos químicos onde pelo menos um é um metal, além 
de que todas as fases existentes têm propriedades metálicas. 
Com objetivo de analisar vários materiais em comparação ao HSLA, realizou-
se uma apuração de materiais computadorizada com o software Cambridge 
Engineering Selector para verificar se existem outros materiais com melhores eco 
propriedades. Assim, foram elaborados dois gráficos comparando certos materiais, o 
primeiro relacionado com a liberação de CO2 na atmosfera em kg/kg versus preço e 
o segundo em termos de tensão de escoamento (com fim de comparar os valores 
até onde o material suporta esforços antes que uma deformação irreversível possa 
ocorrer) versus energia incorporada (que é a energia que deve ser empregada para 
criar 1kg de material utilizável). 
 
 
Figura 8: Gráfico de seleção de materiais comparando preço e liberação de CO2 na atmosfera em 
kg/kg. 
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Figura 9: Gráfico de seleção de materiais comparando tensão de escoamento e energia incorporada 
empregada para criar 1 kg de material utilizável. 
 
Através do estudo dos gráficos mostrados acima, percebe-se que não há uma 
relação direta entre preço e liberação de CO2. O custo por kg do material cresce 
exponencialmente quando se observa os outros materiais analisados. Nesses 
parâmetros, os HSLA, representados pelo YS550 no gráfico, só perdem para os 
aços baixo carbono, representados por AISI 1020 e para ferros fundidos. Porém, 
examinando a figura 9, verifica-se que quando a tensão de escoamento é ponderada 
em função da energia incorporada, os HSLA apresentam valores muito superiores e 
com a menor energia incorporada de todos. 
Fabricação dos aços HSLA 
Através de mecanimos de endurecimento dos metais, propiciamos a eles 
características específicas como por exemplo, alta resistência mecânica e alta 
tenacidade, sendo possivel apenas a relação de que quanto maior for a restrição ao 
movimento de discordâncias, maior será a resistência de um material metálico. 
 Tratando-se de métodos de endurecimento, vemos que eles dão-se por 
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redução do tamanho de grão, pela formação de solução sólida, por encruamento, 
por dispersão de partículas e por transformação de fase. Para metais HSLA, metais 
policristalinos, o tamanho dos grãos influem nas propriedades mecânicas, como por 
exemplo, em materiais com grãos finos, a resistência é maior que materiais com 
grãos grosseiros porque há maior quantidade linear de contornos de grão e isso 
dificulta a movimentação de discordâncias. No caso dos metais HSLA, o processo 
de produção é importantíssimo e projetado para maximizar elementos aditivos 
usados na liga. 
 Aços que sofrem o processo de resfriamento em contato com a água, o 
TMCP (water-cooled thermomechanical control process) possibilitam boa 
soldabilidade, como também altas resistências mecânicas, sendo muito valorizados 
nas empresas de construção naval, estruturas marítimas, tubulações e construção 
civil. Por isso, aços soa produzidos através do processo de resfriamento por TMCP, 
a fim de obter a resistência, dureza e soldabilidade, tornando-se muito mais viável. 
 O TMCP consiste em dois estágios em série, laminação controlada e 
posteriormente, resfriamento acelerado. Durante o processo de laminação, os grãos 
são alongados em um formato de panqueca, o que introduz descontinuidades 
cristalográficas como falhas e bandas de deformação. Essas permanecem até que o 
processo de resfriamento acelerado inicia, quando a temperatura de laminação é 
abaixo de 800°C. 
 A efetividade do TMCP se dá pelo fato de possibilitar a redução da 
temperatura de pré-aquecimento, diminuindo o custo de fabricação, bem como 
elimina a necessidade de tratamentos térmicos posteriores. 
 
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Figura 10: Esquema de linha de TMCP para fabricação de aços planos. 
 
As características do aço HSLA estão bastante alinhadas com as estratégias 
de seleção dos ecomateriais. As matérias primas são reduzidas pelo baixo teor de 
elementos de liga, assim como os níveis de emissões são menores devido a 
redução do uso de energia durante o processo de fabricação. Também possuem a 
vida da estrutura prolongada pela robustez e maior resistência, além do aumento da 
qualidade do material e do processo de solda na estrutura. A maioria dos fabricantes 
já consideram os aços HSLA como uma alternativa ecológica, trazendo a 
consciência e a responsabilidade ambiental. 
 
CONCLUSÃO 
 A aplicação progressiva do conceito de ecomateriais é o fruto de diversas 
reivindicações, desde as necessidades geradas pelo crescimento populacional à 
ampliação dos níveis de comodidade e consumo produzidos pelo desenvolvimento 
das indústrias, transpassando da globalização das técnicas de compreensão 
ambiental, significativamente consolidados pela evidente crise climática e 
acentuados com os resultados econômicos do esgotamento dos recursos 
energéticos e naturais. 
 A variedade dos ecomateriais ultrapassa a quantidade de materiais não 
ecológicos disponíveis no mercado, às vezes até transcendem as exigências dos 
materiais não ecológicos. Porém a verdadeira distinção entre eles encontra-se na 
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capacidade dos ecomateriais possibilitarema contínua manufatura de modo menos 
prejudicial aos recursos naturais que estão cada vez mais escassos e o uso dos 
mesmos de modo mais consciente. 
 
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