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Grietas en el hormigón: la remediación mediante bacilos

 Las especies de bacilos alcalifílicos muestran una aplicación potencial en la reparación de grietas en el hormigón. Debido a la rápida producción de esporas, germinación y luego a la formación de calcita extracelular.

humedad superficial en las fachadas

Estos bacilos para la producción de esporas, la germinación y formación de calcita son el  preludio para la potencial en la remediación de grietas y microfisuras en hormigón.

La micro remediación de grietas en el hormigón

Las condiciones, el alcance y el momento de la producción de endosporas se determinaron mediante microscopía de luz de campo oscuro. Asimismo la inducción de la germinación y la cinética se evaluaron combinando la reducción de la densidad óptica. Todo ello con la formación de cuerpos refractarios mediante microscopía de contraste de fase.

Grietas en el hormigón

Los bacilos fueron seleccionados de entre varias especies, como el aislado más adecuado. Los niveles y la sincronización del carbonato de calcio precipitado in vitro por B-pseudofirmus fueron evaluados.

El aislado produjo esporas copiosas que germinaron rápidamente en presencia de los gérmenes l-alanina, inosina y NaCl.

Las células bacterianas produjeron cristales de CaCO3 en el hormigón rajado.  Aún más, la oclusión resultante restringió notablemente la entrada de agua, filtraciones y humedades.

En virtud de la rápida producción de esporas y germinación, la formación de carbonato de calcio in vitro e in situ, el B-pseudofirmus muestra un claro potencial para la remediación de las grietas en el hormigón a escala comercial.

Importancia e impacto del uso de microorganismos

El sellado microbiano debería convertirse en un medio viable y sostenible. Así, para aumentar la durabilidad del hormigón. Las actividades metabólicas en microbios producen materiales orgánicos e inorgánicos insolubles, intracelulares o extracelulares.

Los procesos que conducen a la producción por organismos vivos de material inorgánico como fosforitas, carbonatos y silicatos. Además de óxidos de hierro y manganeso en forma de conchas, esqueletos y dientes se denominan biomineralización.

La biocalcificación implica la precipitación de polimorfos de carbonato de calcio. Esto ocurre comúnmente en el suelo, agua dulce y ambientes marinos.

La investigación y aplicación potencial de la biocalcificación ha incluido la restauración de piedra caliza en monumentos históricos y piedras ornamentales. También en la estabilización de suelos y la reparación microbiológica de grietas en el hormigón.

En términos más generales, la precipitación de CaCO3 inducida por la actividad bacteriana puede aumentar la estabilidad de las estructuras en la ingeniería civil.

Los métodos imitan lo que ha estado ocurriendo naturalmente, ya que muchas rocas carbonatadas han sido cementadas a lo largo de eones de tiempo. Finalmente, por la precipitación de carbonato de calcio inducida por microbios.

Las hipótesis más ampliamente aceptadas, relacionadas con la precipitación de CaCO3 en el hormigón rajado, se basan en la acumulación de iones de calcio no utilizados en el medio extracelular. Existen al menos dos vías para la precipitación microbiana de CaCO3: pasiva y activa.

Las bacterias ureolíticas degradan la urea para producir CO2 y NH3. Luego la acumulación de NH3 en las inmediaciones aumenta el pH resultando en la deposición pasiva de CaCO3.

La precipitación activa de CaCO3 es el resultado del intercambio iónico a través de la membrana celular. Ciertamente, la activación de las bombas de iones de Ca++ y/o Mg++, posiblemente combinadas con la producción de iones de carbonato.

La resistencia de los bacilos y el hormigón rajado

La resistencia y el costo relativamente bajo del hormigón lo explican como el componente de construcción más utilizado en todo el mundo. Sin embargo, la baja resistencia a la tracción del hormigón y su susceptibilidad a las grietas, a menudo comprometen la integridad estructural y aparece el hormigón rajado.

Aunque los anchos de grieta inferiores a 2 mm, no imponen una amenaza estructural. Así el ingreso de cloruros, sulfatos y ácidos provoca la corrosión de la armadura de acero o la expansión de la pasta de cemento endurecido. Lo que puede provocar daños estructurales catastróficos.

Finalmente, para el mantenimiento y la reparación de grietas en el hormigón se requiere un gasto enorme. Se estima que se gastan 4000 millones anuales en puentes de hormigón para carreteras como resultado de la corrosión de los refuerzos.

Con el fin de crear una alternativa sostenible y rentable, se está estudiando la precipitación de calcita inducida microbiológicamente. Ciertamente para su aplicación en la curación de grietas en el hormigón.

Las bacterias en forma de endosporas de la especie bacillus pueden ser añadidas a la mezcla de hormigón (desnudas o encapsuladas) durante el colado. Pero deben soportar valores de pH alcalinos extremos, condiciones de deshidratación dentro del concreto y sobrevivir a altas fuerzas mecánicas de compresión durante el curado del hormigón.

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★★★ Presupuestos★★★

GLOSARIO

  • Bacilos: Tipo de bacteria con forma de bastón.
  • Biocementación: Proceso de usar microorganismos para producir carbonato de calcio y fortalecer el hormigón.
  • Biofilm: Capa de microorganismos que se adhiere a una superficie.
  • Calcio: Elemento químico esencial para la formación del hormigón.
  • Carbonatación: Proceso químico que convierte el calcio en carbonato de calcio.
  • Comprensión: Fuerza que resiste el aplastamiento de un material.
  • Craqueo: Formación de grietas en un material.
  • Curado: Proceso de endurecimiento del hormigón.
  • Fractura: Rotura de un material en dos o más partes.
  • Permeabilidad: Capacidad de un material para permitir el paso de un fluido.
  • pH: Medida de la acidez o alcalinidad de una solución.
  • Porosidad: Presencia de poros en un material.
  • Remediación: Acción para corregir o mejorar un problema ambiental.
  • Resistencia: Capacidad de un material para resistir una fuerza.
  • Tensión: Fuerza que estira un material.
  • Viscosidad: Resistencia de un fluido a fluir.

Comentarios

Freya R. (Almansa, Albacete)
Soy estudiante de arquitectura y me interesa conocer las últimas tecnologías en construcción. La remediación de grietas en el hormigón con bacilos me parece una técnica innovadora y con un gran potencial. Me gustaría saber si existen estudios que avalen su eficacia a largo plazo.

Elodie D. (Laredo, Cantabria)
Como propietaria de una vivienda, me preocupa el mantenimiento y la seguridad de mi hogar. Las grietas en el hormigón pueden ser un problema serio, por lo que me ha interesado leer sobre la remediación con bacilos. Me parece una alternativa atractiva a las reparaciones tradicionales, ya que es menos invasiva y ofrece resultados más duraderos.

Chiara M. (Calahorra, La Rioja)
Las grietas en el hormigón pueden ser un problema estético y estructural importante. Me ha llamado la atención la técnica, ya que parece ser una solución eficaz y respetuosa con el medio ambiente. Me gustaría conocer más sobre los costes y el tiempo de aplicación de esta técnica.

Björn L. (Luarca, Asturias)
En mi trabajo como ingeniero civil, me he encontrado con frecuencia con el problema de las grietas en el hormigón. La información proporcionada en este artículo sobre la remediación con bacilos me ha resultado muy útil. Me parece una técnica prometedora que podría ayudar a mejorar la vida útil de las estructuras de hormigón.

Ainhoa G. (Almagro, Ciudad Real)
He leído con interés este artículo sobre la remediación de grietas en el hormigón con bacilos. Me parece una alternativa innovadora y sostenible a las técnicas tradicionales, que además ofrece una mayor durabilidad y resistencia. Me gustaría saber si esta técnica se puede aplicar en cualquier tipo de grieta y si hay empresas en España que la implementen.

Aunque los anchos de grieta inferiores a 2 mm, no imponen una amenaza estructural. Así el ingreso de cloruros, sulfatos y ácidos provoca la corrosión de la armadura de acero o la expansión de la pasta de cemento endurecido. Lo que puede provocar daños estructurales catastróficos.
Liam Stegmayer | Ingeniero

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