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Viernes, 29 julio 2016
Ciencia de los Materiales

Película bacteriana para proteger al cemento de efectos dañinos de la humedad

La humedad puede destruir el cemento con el paso del tiempo, por ejemplo cuando se forman grietas debido a la escarcha. Unos científicos han encontrado una forma inusual de proteger el cemento de la humedad: Antes de aplicarlo, le añaden como aditivo el material del que están hechas las biopelículas, una sustancia blanda y húmeda producida por bacterias.

 

Este llamativo invento es obra del equipo de Oliver Lieleg, del Instituto de Ingeniería Médica adscrito a la Universidad Técnica de Múnich (TUM), en Alemania.

 

Lieleg normalmente tiene poco que ver con ladrillos, cemento y hormigón. Como profesor de biomecánica en el citado instituto, se ocupa principalmente de hidrogeles basados en biopolímeros o, dicho de forma más simple y directa, de limo formado por organismos vivos.

 

Esos materiales incluyen a las biopelículas bacterianas, como la placa dental y el recubrimiento viscoso y negro que se forma en las tuberías de los desagües. Las biopelículas se consideran en general dañinas e indeseables. Ahora habrá al menos algo en lo que nos podrán resultar beneficiosas.

 

[Img #37644]

 

La superficie del cemento híbrido (izquierda) está cubierta con diminutas "púas" cristalinas. Ello resulta en lo que se denomina efecto loto, la imposibilidad para el agua de permanecer en una superficie así, con el resultado de que el agua, en forma de gotas, resbala hasta salir de la superficie protegida, un fenómeno que también ocurre en la planta de loto. En el cemento no tratado (derecha) el agua se encharca y es retenida con facilidad. (Imagen: Stefan Grumbein / TUM)

 

Para su proyecto, Lieleg utilizó cemento en vez de hormigón. En vez de arreglar las grietas después de que se haya producido el daño, él quiere evitar que la humedad penetre en el cemento desde el primer momento. Esa agua invasora puede ocasionar problemas graves, por ejemplo, provocando el crecimiento de moho o ampliando las microgrietas a través de ciclos de congelación-deshielo. Para evitar esa entrada de agua, aprovecha el hecho de que algunas películas bacterianas son altamente hidrófobas (repelen el agua). Se puede decir, por tanto, que Lieleg y sus colegas han ideado un modo de producir un cemento "híbrido" resistente a la humedad.

 

El ingrediente esencial en el nuevo material es el de la biopelícula producida por la bacteria Bacillus subtilis, que normalmente vive en el suelo y es un microorganismo muy común. Para sus experimentos Lieleg y sus colegas utilizaron una cepa de laboratorio que crece muy deprisa, forma abundante biomasa y es completamente inofensiva. El equipo de Lieleg produjo la película bacteriana sobre un medio de cultivo estándar en el laboratorio. Después añadió la biopelícula húmeda al cemento aún en polvo.

 

Se constató que, en el cemento híbrido generado, el agua tenía muchas más dificultades a la hora de humedecer la superficie en comparación con lo que sucede en un cemento no tratado.

 

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