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Hormigón al Día
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Experimentan con un “sellante biológico” para reparar grietas en el hormigón

En la Universidad de Concepción, académicos y estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil están viendo en laboratorio cómo reacciona una bacteria específica a la hora de reparar grietas y microgrietas que se presenten en el material. Para conocer más de esta experiencia, Hormigón al Día conversó con Marcelo Aybar, profesor que es parte de esta investigación.

Los hormigones con propiedades autoreparantes o autosellantes no son una novedad. Actualmente, existen en el mercado productos que cubren estas necesidades y que, cuando el material presenta una fractura, la acción de aditivos químicos añadidos en la mezcla permite que el hormigón pueda repararse a sí mismo.

No obstante aquello, la investigación que lleva a cabo Marcelo Aybar, profesor asistente de carrera de Ingeniería Civil de la Universidad de Concepción, junto con un grupo de alumnos de esa casa de estudios, lleva las propiedades de autoreparación del hormigón al campo de la biotecnología, transformando así un material “inerte”, como el caso del hormigón, en una suerte de materia viva que se regenera a sí misma, al inyectar una bacteria en la mezcla del material y que ésta, bajo ciertas condiciones, genere elementos orgánicos que puedan reparar grietas que se presenten en el hormigón.

La idea de esta investigación –que tiene antecedentes en Holanda pero que es inédita en nuestro país– nació cuando uno de los estudiantes del profesor Aybar le comentó sobre esta investigación. “Si bien no es el tema que sigue mi línea de investigación –Aybar estudia biopelículas– le dije a este alumno que era un tema súper interesante y que comenzáramos a desarrollarlo”, contó a Hormigón al Día el académico de la Universidad de Concepción.

El elemento central de este proyecto es, sin duda, la bacteria que va reparando al hormigón. ¿Qué características tiene?
-La bacteria es súper especial tiene que resistir las fuerzas mecánicas de cuando uno está haciendo la mezcla con las piedras, con la arena, entonces no puede ser cualquier bacteria y lo otro, es que tiene que resistir también el ambiente extremo que hay dentro del hormigón, que es de un Ph mayor a 10, entonces, tiene que ser una bacteria capaz de soportar esfuerzos mecánicos pero también soportar un Ph extremo.

Microgrieta sin reparación. Crédito: Marcelo Aybar

Si bien la bacteria utilizada para el proyecto se añade a la mezcla del hormigón, éste “en sí es normal. El hormigón tiene los mismos ingredientes que un hormigón tradicional: tiene el cemento, los áridos, el agua, los ingredientes son similares. Lo que sí cambia es que se reemplaza un poco de la arena por este material biológico”, comentó Aybar. Asimismo, además de la bacteria, Aybar dijo que a la mezcla también se le agregó lactato de calcio, que es un compuesto que sirve como “alimento” para la bacteria.

La bacteria agregada a la mezcla se mantiene en forma de espora, es decir, “como que se pone en un ‘escudo de fuerza’, por decirlo así, y con ese escudo, la bacteria puede resistir estos esfuerzos mecánicos cuando se está haciendo la mezcla”, reveló el académico.

Así, una vez que se establecen las probetas de hormigón en laboratorio y se generan de manera artificial las grietas en el material, “la bacteria, que está en forma de espora, como que ‘siente’ que entró, por ejemplo, humedad o entró agua en contacto con ella, y ella ‘revive’, por decirlo así, y dice ‘ah, ya, entonces siento que hay agua, que hay humedad, producto de la grieta está abierta, entonces ahora empiezo a hacer el metabolismo bacteriano que yo hago’. Y justo, el metabolismo bacteriano que hace esa bacteria es, o genera como subproducto, calcita y ese sellante se va precipitando en la grieta”, explicó Aybar.

¿Cuánto tiempo demoró el accionar de esta bacteria en generar calcita suficiente para sellar estas grietas?
-Nosotros vimos que, bajo las condiciones que nosotros probamos, más o menos como en dos semanas teníamos como el 50% de la grieta sellada. Y ahora, que va como un mes, un mes y medio, tenemos como el 70% de la grieta sellada.

Marcelo Aybar destacó la velocidad con la que actúa este verdadero “sellante biológico” del hormigón pero advirtió que esto depende “de las condiciones en las cuales yo esté haciendo el experimento. Por ejemplo, depende de la humedad que le estemos dando a la grieta, de la temperatura del agua, depende de si, por ejemplo, la humedad tiene algún tipo de salinidad, etcétera”, recalcó.

Microgrieta con efecto de reparación. Crédito: Marcelo Aybar.

Otra de los puntos que destaca Marcelo Aybar es para el desarrollo de la investigación que conduce, también ha recibido el apoyo y colaboración de Henk Jonkers, microbiólogo y académico de la Universidad Técnica de Delft (Holanda), quien realizó los primeros estudios relacionados con bacterias y hormigón. “Es súper bueno –comentó Aybar– porque en el fondo, nos estamos saltando varios pasos de prueba y error ya que él nos está diciendo ‘mira, háganlo de esta manera y no de la otra’”.

Los pasos a seguir para el desarrollo de este hormigón con elementos biológicos autoreparantes es probarlo en ambientes más complejos. “En teoría, a fin de año nosotros ya debiéramos llevar algunas probetas a terreno”, adelantó el académico de la Universidad de Concepción. “Por ejemplo, pensamos llevar algunas probetas a un sector que esté en un muelle, qué se yo, incluso que esté sumergido bajo el agua, uno que esté como en la rompiente y también llevar una probeta a un sector que esté más seco y ver cómo se comporta la autoreparación en esos lugares”, dijo.

Aunque aún etapa experimental, el gran logro, a juicio de Marcelo Aybar, que tiene este experimento es que logra cruzar disciplinas, en papel, alejadas: el mundo de la materialidad y el de la biología. “A título personal, yo creo que esa una virtud súper grande de este proyecto, en el que uno puede obtener resultados realmente innovadores, cuando uno mezcla dos disciplinas distintas”, comentó.

Microgrieta con efecto de reparación. Crédito: Marcelo Aybar

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