Influencia de la Aplicación del Bioconcreto En la Producción de Construcciones Sostenibles
El artículo detalla cómo el Bioconcreto, incorporando bacterias con propiedades autorreparables, puede prolongar la vida útil de las estructuras de concreto y reducir tanto los costos de mantenimiento como la contaminación ambiental asociada a la producción de concreto tradicional.
Títtle Of Paper
Objetivo de Investigación
Problemática y Su Relevancia
Análisis del Problema
La formación de grietas puede originarse en el estado endurecido o plástico del concreto. En el estado plástico se producen retracción y asentamiento plástico; mientras que, en el estado endurecido se presentan por el error de diseño y detalles, una sobrecarga constante, reacciones químicas y cargas externas.
Asimismo, el concreto puede verse afectado a la ductilidad y a la tracción; por lo cual, se hace uso de barras de refuerzo que reducen estos factores, pero no evitan la formación de grietas.
Por otro lado, el costo de reparación y mantenimiento que se da como respuesta a agrietamientos en el concreto está alrededor de $147/m3 de concreto, siendo más costoso que el costo de producción, el cual oscila entre los $65 a $85/m3. Además de la contaminación producida por la demanda de estos componentes.
Frente a esta problemática se busca una solución basándose en la biomimética. Dando como resultado una construcción sostenible que escatime en gastos y tenga un periodo de vida mayor.
Resultados
Se introduce el uso de bacterias a la composición del concreto que brindan propiedades auto regenerativas, iniciando una respuesta sistemática cuando se generan agrietamientos. Sellándolos a través de formación de caliza como resultado de un proceso de biomineralización. En el momento en que ocurren estas fallas las bacterias deberán soportar entornos hostiles y condiciones ambientales que presenta el pH alcalino de la piedra caliza. Para lo cual se presentan las siguientes reacciones químicas que explican el proceso de la producción de calcita.
En esta producción, el dióxido de carbono y el oxígeno son convertido en metano de acuerdo con la vía de la metanogénesis no metilotrófica como se interpreta en (1). El sulfato, oxida el metano para producir bicarbonato anaeróbicamente, como se interpreta en la ecuación (2). Después de que se haya producido el carbonato, el producto con la mezcla de iones de calcio reaccionará para producir la precipitación de carbonato de calcio como se interpreta en la ecuación (3). Lo cual hace que el bioconcreto sea autorreparable.
(a) Estructura de la bacteria, (b) Presencia de pared celular cargada negativamente por la existencia de iones cargados positivamente y (c) muestra la reproducción de biominerales a través de los iones de unión.
De ello se concluye que la aplicación del Bioconcreto genera mayores beneficios a largo plazo, una mayor vida útil de las construcciones y reduce significativamente la producción de materiales destinados al concreto disminuyendo la contaminación originada por estos.