Un hormigón compuesto de bacterias que se repara por sí solo

El hormigón es el material de construcción más utilizado del mundo. En términos generales su composición más habitual incluye cemento, arena y agua; aunque un nuevo ingrediente de origen biológico podría entrar pronto en las hormigoneras: las bacterias. Un grupo de investigadores neerlandeses de la Universidad Técnica de Delft (TU) ha desarrollado un biohormigón que se repara por sí solo, al rellenar con la caliza sintetizada por los microorganismos cualquier fractura provocada por las tensiones.

Muchas culturas de la Antigüedad, como griegos y romanos, utilizaban este material desde hace miles de años. Pero el hormigón tiene una desventaja, ya que al no resistir demasiado bien ciertos esfuerzos con el tiempo se agrieta. Para evitarlo se utilizan refuerzos de acero que dan lugar al hormigón armado. Esta solución supone un arma de doble filo: por un lado se aumenta la resistencia de la estructura pero, por otro, cuando al final se forman las fracturas, el agua y la humedad penetran hasta la armadura y terminan por oxidar el metal. Y aquí entran en acción unos obreros microscópicos muy eficientes.

El sistema aumenta la esperanza de vida del hormigón y permite ahorrar en reparaciones y mantenimiento

“Las bacterias reparan el hormigón conforme crecen, porque producen caliza que rellena las fracturas y sella el material”, asegura a Teknautas el investigador de la TU creador del sistema, Henk Jonkers. Este material rocoso está formado en su mayoría por carbonato de calcio. Muchos organismos, como los corales, lo utilizan en sus esqueletos y también es un elemento habitual del cemento con el que se obtiene el hormigón. Por ello es un candidato ideal para sanar cualquier grieta.

La caliza producida de forma biológica sella las grietas para impedir daños mayores, pero Jonkers admite que no aumenta la resistencia de la estructura. “Las mayores fracturas deben ser reparadas con los métodos tradicionales, pero el sistema aumenta la esperanza de vida de la construcción”, explica, debido a que se impermeabiliza la superficie y se protege el acero de la corrosión.

Aunque no se trate de un remedio infalible, el investigador asegura que se producirían ahorros considerables, especialmente en aquellos hormigones reforzados con acero como el armado y en construcciones de difícil acceso como. Según Jonkers, “su uso resulta rentable, ya que el sobrecoste para el hormigón se compensa rápidamente con una menor necesidad de reparaciones y mantenimiento”. Además los ingenieros suelen utilizar una mayor cantidad de acero en las armaduras para evitar las fracturas, lo que supone un sobrecoste innecesario.

El reto de vivir dentro del hormigón

La idea surgió en 2006, cuando un experto en hormigón le preguntó a Jonkers si sería posible usar bacterias sintetizadoras de calcita para reparar construcciones. Aunque conseguir que un microorganismo crezca en un material rocoso tan seco no es una tarea sencilla, el investigador se puso manos a la obra.

El hormigón es un material tan alcalino que su pH (11.5) se acerca peligrosamente al de la lejía (12), una sustancia tan básica que se utiliza como desinfectante. Por suerte existen bacterias capaces de vivir en casi cualquier ambiente por extremo que sea y este caso no iba a ser una excepción. Jonkers escogió el género Bacillus que, a diferencia del resto de microorganismos, pueden vivir sin problemas en estas condiciones extremas.

'Las bacterias reparan el hormigón conforme crecen, al producir caliza que rellena las fracturas y sella el material'

Estos microorganismos, además, pueden formar esporas capaces de resistir durante décadas. Jonkers explica que son como “bacterias dormidas, comparables a las semillas de las plantas”, que sólo se activan cuando tienen suficiente agua y comida para crecer. Así que el agua que se filtra por las grietas, causa principal de que el hormigón se colapse debido a la oxidación del acero, se convierte al mismo tiempo en el activador de los bacilos.

Para que las bacterias puedan sintetizar el carbonato cálcico necesario para reparar el hormigón es imprescindible que dispongan de comida suficiente para ello. Esto supuso otro quebradero de cabeza para los investigadores holandeses: la opción lógica hubiera sido añadir azúcar a la mezcla, pero entonces el hormigón hubiera sido demasiado frágil. Al final la solución consistió en añadir cápsulas biodegradables de lactato de calcio, que sólo se abren en contacto con el agua. De esta forma los microorganismos permanecerán dormidos hasta que el hormigón se resquebraje, cuando comenzarán a crecer y repararlo.

El invento ya se utiliza en varias construcciones neerlandesas, según adelanta Jonkers: “No sólo en nuevas estructuras, sino también en otras existentes que estaban dañadas”. Por ello el experto en materiales asegura que en menos de cinco años podría extenderse su uso. El siguiente paso consistirá en obtener cepas de Bacillus que produzcan tanta calcita como sea posible y estudiar cómo afecta la temperatura a la autorreparación.

Jonkers considera que aprovechar los elementosgratuitos de la naturalezaabrirá las puertas a una nueva época de edificios biológicos,y con este hormigón tan vivo se inicia una nueva etapa en la evolución de un material que lleva con nosotros miles de años.