Using bacteria to make self-healing concrete

Summary

El concreto es el material de construcción más utilizado en el mundo, pero su principal defecto es su baja resistencia a la tracción, lo que requiere el uso de acero para reforzarlo. Sin embargo, las grietas en el concreto pueden permitir que sustancias dañinas lleguen al acero, provocando su corrosión. En la Universidad de Bath, en colaboración con las universidades de Cambridge y Cardiff, se está investigando el concreto autorreparable, que utiliza bacterias capaces de producir piedra caliza para sellar las grietas. Este avance podría reducir costos de reparación y las emisiones de CO2, contribuyendo a un futuro más sostenible para la industria de la construcción.

Takeaways

• 😀 El concreto es uno de los materiales más utilizados en la construcción, después del agua.
• 😀 La principal debilidad del concreto es su baja resistencia a la tracción, lo que requiere refuerzo con acero.
• 😀 El concreto reforzado debe proteger el acero contra la corrosión, pero las grietas en el concreto permiten que sustancias dañinas lleguen al acero, lo que provoca corrosión.
• 😀 Las grietas en el concreto son un problema costoso de reparar, especialmente en infraestructuras grandes como puentes.
• 😀 En la Universidad de Bath, junto con las universidades de Cambridge y Cardiff, se investiga el concreto autorreparable utilizando bacterias que producen piedra caliza.
• 😀 Las bacterias seleccionadas pueden sobrevivir en el entorno alcalino del concreto y producir caliza para sellar las grietas.
• 😀 Las bacterias se impregnan en el concreto con un medio nutritivo que contiene calcio, y utilizan el dióxido de carbono para formar calcita, cerrando las grietas.
• 😀 El concreto autorreparable podría reducir significativamente la necesidad de reparaciones costosas, lo que sería una ventaja económica.
• 😀 Además de los beneficios económicos, el concreto autorreparable también ayudaría a reducir las emisiones de CO2, un problema importante asociado con la producción de cemento.
• 😀 Las bacterias utilizadas son esporas que pueden sobrevivir hasta 100 años, lo que las hace ideales para la durabilidad del concreto a largo plazo.
• 😀 Las esporas bacterianas están protegidas en cápsulas que se rompen cuando se forma una grieta, liberando las bacterias y su alimento para reparar el concreto.

Q & A

¿Por qué el concreto es considerado el material de construcción más importante?

El concreto es el material de construcción más utilizado en el mundo, después del agua, debido a su amplia disponibilidad y versatilidad en diversas aplicaciones.

¿Cuál es la principal debilidad del concreto y cómo se soluciona?

La principal debilidad del concreto es su baja resistencia a la tracción. Para solucionarlo, se incorpora acero en el concreto para crear lo que se conoce como concreto reforzado.

¿Qué ocurre cuando el concreto se agrieta?

Cuando el concreto se agrieta, se abre una vía para que sustancias nocivas como cloruros, dióxido de carbono, oxígeno y agua lleguen al acero de refuerzo, lo que puede provocar la corrosión del acero y, finalmente, la destrucción del concreto.

¿Por qué es un problema la agrietación del concreto?

La agrietación del concreto es un problema porque requiere reparaciones costosas, especialmente en estructuras grandes como puentes de autopistas.

¿Qué es el concreto autorreparable y cómo funciona?

El concreto autorreparable es un tipo de concreto que puede sellar las grietas a medida que se forman, utilizando bacterias que producen piedra caliza, lo que ayuda a reparar las fisuras y evitar daños mayores.

¿Cómo sobreviven las bacterias en el concreto, un ambiente tan hostil?

Las bacterias que se usan para el concreto autorreparable son capaces de sobrevivir en ambientes alcalinos, gracias a su capacidad para formar esporas que les permiten vivir durante largos períodos, incluso en condiciones extremas.

¿Qué tipos de bacterias se están utilizando para el concreto autorreparable?

Se están utilizando tres cultivos bacterianos que son capaces de crecer en condiciones alcalinas, lo que los hace adecuados para su uso en concreto.

¿Cómo producen las bacterias la piedra caliza?

Las bacterias producen piedra caliza al utilizar calcio presente en el concreto junto con dióxido de carbono, lo que genera carbonato de calcio, el cual sella las grietas en el concreto.

¿Qué impacto tendría el concreto autorreparable en el medio ambiente?

El concreto autorreparable podría reducir la necesidad de reparaciones frecuentes y, por ende, disminuir la cantidad de concreto que se produce, lo cual reduciría las emisiones de CO2 relacionadas con la fabricación de cemento, que representa entre el 5% y el 7% de las emisiones globales de CO2.

¿Qué desafíos existen en la incorporación de bacterias en el concreto?

Uno de los mayores desafíos es la protección de las bacterias durante la fabricación del concreto, ya que el proceso de producción es muy duro. Las bacterias deben ser encapsuladas de alguna manera para protegerlas durante la mezcla del concreto y liberarlas solo cuando se forme una grieta.

¿En qué tipo de estructuras se espera que el concreto autorreparable sea más útil a largo plazo?

Se espera que el concreto autorreparable sea especialmente útil en estructuras especializadas, como las subterráneas o submarinas, donde las reparaciones no son una opción viable debido a las condiciones extremas.