Estudo da biomineralização aplicada a argamassas de construção civil e sua viabilidade tecnológica

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Cruz, Caroline Moraes da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bacteria; Bactérias; Biomineralização; Biomineralization; Concrete; Concreto; Cracks; Fissuras; Hidrogéis; Hydrogels
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-26042023-081552/

A vedação de fissuras de argamassa civil por meio de biomineralização é possível a partir da adição de bactérias à formulação, gerando carbonato de cálcio como subproduto de sua atividade metabólica. No entanto, deve-se proteger os esporos adicionados do calor proveniente da reação de hidratação do cimento, bem como da retração durante seu endurecimento, para mantê-los viáveis ao longo do tempo. Tal proteção é realizada por meio do seu encapsulamento e distribuição na matriz. Polímeros superabsorventes (hidrogéis), como o alginato de sódio, são potenciais portadores de bactérias devido à sua resistência durante o processo de mistura e também sua capacidade de armazenar água, servindo como reservatório para as reações ocorridas durante o processo metabólico das bactérias. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de encapsulamento de bactérias do tipo Lysinibacillus sphaericus em esferas de quitosana e de alginato de sódio, a influência da adição das cápsulas nas propriedades físicas e mecânicas de uma argamassa e a atividade metabólica da bactéria na ocasião de geração de fissuras, de modo a curá-las. Para tal, formulações de argamassa com adição de cápsulas foram calculadas sob medida para manter a distribuição granulométrica da formulação original, sendo obtidos produtos com excelentes propriedades físicas, mecânicas e reológicas, e permitindo a adição de 0,5, 1,0 e 1,5% de cápsulas em relação ao peso total de cimento. Análise de variância multivariada foi aplicada, em cada idade, mostrando efeito significativo da formulação nas propriedades físicas e mecânicas. As formulações com 0,5% e 1,0% de adição de cápsulas e compensação granulométrica mantiveram os níveis de fluidez estatisticamente iguais ao observado para a formulação normal, mostrando que a reologia não é afetada quando a compensação granulométrica é realizada. Ainda, foram obtidas formulações com valores de resistência mecânica até 10% superiores aos observados para a formulação normal. Após a ruptura, foi possível observar a atuação das bactérias liberadas, por meio da formação de estruturas cristalinas na região da fissura. As cápsulas de hidrogéis foram preparadas por meio de métodos simples e baratos, não afetam as propriedades do concreto e se provaram eficazes na preservação das bactérias durante a mistura e endurecimento do concreto, liberando-as para vedação das fissuras conforme necessário.