Seleção e Avaliação de Bactérias Produtoras de CacO3 na Recuperação de Fissuras dos Materiais a Base de Cimento
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Data
2021
Autores
Ghellere, Polyana
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Resumo
A cicatrização das fissuras presentes nos materiais cimentícios, por meio da bioprecipitação de carbonato de cálcio (CaCO3), realizada por agentes biológicos (bactérias e fungos), vem se tornando uma alternativa biotecnológica para a recuperação de edificações. Neste contexto, a presente pesquisa objetivou selecionar bactérias e avaliar sua capacidade de reparação de fissuras em materiais cimentícios devido à biodeposição de CaCO3. A metodologia foi dividida em três partes. Na primeira foi realizada a seleção de bactérias potencialmente produtoras de carbonato de cálcio, por meio do isolamento de exemplares presentes em amostras coletadas de estruturas cimentícias reais e da visualização da precipitação de CaCO3 em meio de cultivo contendo indicadores de pH, comparando-as com a bactéria Bacillus subtilis já empregada na literatura. Na segunda etapa, foi realizada a produção de amostras prismáticas (4x4x16 cm) e cilíndricas (5x10 cm) de argamassa, com a proporção de 1:3 (cimento:areia) e relação a/c de 0,48, com adição de 105 esporos bacterianos mL-1 e 1% em relação à massa de cimento de extrato de levedura e acetato de cálcio. Os esporos foram aplicados de três formas distintas: (i) água de mistura (AM), (ii) aspersão (ASP) e (iii) água de mistura e aspersão (AM-ASP), sobre as fissuras realistas. Na terceira etapa, foi realizada a avaliação do potencial de reparação de fissuras em matrizes a base de cimento pelos 5 diferentes agentes biológicos selecionados na etapa 1, durante 120 dias. Foram conduzidas análises de imagem do estereomicroscópio, análise da presença do carbonato de cálcio utilizando o ensaio de termogravimetria (TG), avaliação da composição mineralógica do precipitado utilizando o ensaio de difração de raio-X (DRX) e resistência à compressão em amostras cilíndricas não fissuradas. No processo de seleção, constou-se a existência de 5 diferentes bactérias produtoras de CaCO3 quando em meio padrão e alcalino. Estas bactérias quando aplicadas na forma de esporos à matriz cimentícia apresentam um bom desempenho na biodeposição de carbonato de cálcio, para os três tipos de aplicação testados. As bactérias B1, B2 e B4 quando aplicadas na água de mistura e na água de mistura com aspersão foram as que mais se destacaram, sendo do gênero Bacillus subtilis, B. subtilis e B. cereus, respectivamente. Para o período avaliado, amostras com fissuras de pequenas aberturas (inferior a 0,43 mm) tiveram mais sucesso no processo de autocicatrização, sendo representadas pelas amostras ASP-B3, AM-B2, ASP-B2, AM-ASP-B1 e AM-B4, com valores de fissuras recuperadas de 0,43 mm, 0,29 mm, 0,25 mm, 0,24 mm e 0,20 mm, respectivamente. Quando avaliadas quanto ao potencial de recuperação de fissuras a amostra AM-ASP-B1 apresentou o melhor comportamento onde 100% das regiões das fissuras apresentaram precipitação de carbonato de cálcio. Acerca da resistência à compressão, aos 120 dias as amostras com bactérias B1 e B4 apresentaram os melhores resultados, 41,38 MPa e 41,51 MPa, respectivamente. Verificou-se que a utilização de bactérias do gênero Bacillus como agentes de autocicatrização biológica em matrizes cimentícias pode ser uma solução promissora para a minimização de manifestações patológicas decorrentes de fissuras.
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil.
Palavras-chave
Materiais cimentícios. Bacillus. Fissuras. Cicatrização. Biodeposição de CaCO3.