NeoFronteras

Hormigón bacteriano autorreparable

Área: Biología,Tecnología — jueves, 2 de septiembre de 2010

Proponen el uso de bacterias para que repararen las grietas que aparecen en el hormigón utilizado para la construcción.

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En nuestra soberbia creemos que las construcciones modernas pervivirán por siempre. La verdad es que si no fuera por nuestros constantes cuidados duraría más bien poco y ni aún así durarán de todos modos mucho tiempo. Recientemente se intentó explorar la idea de qué ocurriría si el ser humano se desvaneciera súbitamente para siempre de la Tierra. Sorprendentemente, la Naturaleza recuperaría su lugar en el mundo, las carreteras estarían inservibles en unos pocos años, las presas reventarían, los edificios se caerían… Al cabo de unos pocos siglos no quedarían prácticamente casi huellas del ser humano. Sólo las pirámides de Egipto permanecerían como testigos del paso del hombre sobre este planeta.
Las pirámides permanecerán durante mucho más tiempo que nuestros rascacielos porque están hechas de piedra y están ubicadas en un lugar muy seco y cálido. Nuestros modernos edificios están hechos de hormigón y el hormigón sufre fuertemente el ataque corrosivo de la humedad, es decir, del agua. Además, mucho de nuestro hormigón es hormigón armado y contiene fuertes barras de acero en su interior. Pero el acero también sufre el ataque del agua, se oxida y aumenta su volumen, creándose tensiones catastróficas. Si además el clima es frío, de vez en cuando el agua filtrada en el interior del hormigón se congela, aumenta de volumen y quiebra aún más el material.
El cemento utilizado en el hormigón (mezcla de cemento con áridos y piedras) es un material bastante bueno. La cúpula del panteón de Roma (hecha de mortero), de casi 2000 años de antigüedad, así lo demuestra. El cemento se transforma poco a poco en dura caliza al reaccionar con el dióxido de carbono atmosférico. Pero la debilidad del cemento o del hormigón es la formación de grietas por donde puede penetrar el agua.
Desde hace años se viene investigando con métodos que permitan sellar las grietas que aparecen en el hormigón. Un método que se ha ensayado en el pasado consiste en un hormigón autorreparable que contiene fibras rellenas de un fluido. Ante una grieta la fibra se parte y libera una resina que rellena la grieta.
Pero quizás nos debamos fijar en la Naturaleza, en casos como los huesos de los animales o el coral, estructuras ambas creadas con diversas formas de carbonato cálcico, al igual que el cemento. La Gran Barrera de Coral, por ejemplo, es una estructura creada por organismos vivos que es tan grande que es visible desde el espacio. Ninguno de nuestros edificios lo es.
El hueso es otro ejemplo de lo que puede hacer la vida a la hora de crear estructuras, las células osteblásticas del hueso son capaces de reparar grietas o incluso fracturas que puedan aparecer en el hueso.
La idea que ha tenido Henk Jonkers, un investigador de la Universidad Tecnológica de Delf (Holanda), es hacer que unas bacterias realicen el mismo papel de las antes mencionadas células del hueso y rellenen las grietas y agujeros que aparezcan en el hormigón. Estas bacterias serían activadas precisamente por la presencia de agua y funcionarían gracias a un “alimento” compuesto principalmente por lactato cálcico, que sería añadido también al hormigón.
Las bacterias estarían más o menos en estado de letargo hasta que en una grieta hiciera presente el agua. Entonces, las bacterias se activarían y empezarían a metabolizar el lactato y a producir calcita en presencia de oxígeno. La calcita cumpliría el papel de cemento, rellenado o sellando la grieta.
Pero encontrar bacterias que cumplan esta misión no es sencillo, el hormigón tiene un pH típico de 10, una situación que no suele ser del agrado de todos los microorganismos. Afortunadamente puede haber bacterias extremófilas que vivan en ambientes alcalinos y que puedan cumplir la misión. Por esta razón Jonkers y sus colaboradores han viajado a lagos alcalinos de Rusia y Egipto, donde el pH del agua es alto de manera natural, encontrando cepas de bacilos adecuadas que prosperan en ese ambiente.
Los bueno de estas variedades de bacterias es que pueden adoptar el estado de espora y permanecer “dormidas” durante 50 años sin necesidad de agua o comida. Son como “semillas” esperando a ser plantadas, justo lo que buscan para la idea de reparación del hormigón.
Para que el hormigón convencional no se resienta con el añadido de bacterias y lactato, Jonkers primero encapsula las esporas en esferitas cerámicas de escasos milímetros y luego añade estas esferitas a la mezcla habitual del hormigón.
Esperan que cuando las grietas del hormigón se formen rompan estas esferitas y liberen las bacterias reparadoras, el agua activaría las esporas y los microorganismos empezarían a segregar calcita.
Todavía no parece que se haya puesto a prueba la idea, y de momento se desconoce cómo sería la producción de calcita en el interior del hormigón. Un factor limitante podría ser el oxígeno necesario para metabolizar el lactato, gas cuya concentración en el interior del hormigón sería muy baja.
Pero las bacterias no necesitan rellenar completamente la grieta, basta con que la sellen y no entre más agua en el interior, que es el que degrada el hormigón.
Como las bacterias viven sólo a un pH alto, tampoco representarían un problema medioambiental o una amenaza para los humanos. Una vez fuera del hormigón simplemente mueren.
Este equipo de investigadores se centra ahora en la rebaja de costes de todo el proceso para que el hormigón biológico autorreparable sea competitivo en el mercado.
La idea es tan bonita que estaría muy bien que saliera adelante. Si funcionara nuestros puentes y edificios estarían literalmente vivos y se habría iniciado el campo de la ingeniería biológica.
¿Quién habría dicho que la investigación en extremófilos nos iba a ayudar a que los puentes no se caigan?

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3226

Fuentes y referencias:
Inspirado en una noticia de NewScientist.
Foto: por WSDOT, vía Flickr.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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2 Comentarios

  1. joabbl:

    Hace muchos leí en un cuento de ciencia-ficción sobre unos zapatos con suelas “biológicas” que hacían precisamente eso, autorepararse. Así las suelas nunca se gastaban. Es una idea ingeniosa con posibilidades enormes. Ya puestos a especular, no haría falta un organismo extremófilo preexistente, sino que con el advenimiento de la genómica sintética tal vez podría crearse un organismo artificial a la carta. Más trabajo para Craig Venter…
    Saludos

  2. Miky:

    Serviría mucho para las construcciones subterráneas donde la humedad se vuelve un problema.

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