Download Presentación Final, Sixto Garcia - FIC

Estudio del Efecto de la Auto-reparación en estructuras de
concreto: implementada por encapsulamiento en elementos
expuestos a condiciones de intemperismo acelerado.

Problema
¿Cuáles serán los efectos de la aplicación de la Bio-mineralización bacteriana en elementos de concreto reforzado, expuestos a
condiciones aceleradas y simuladas de intemperismo, y en qué medida, dichos efectos, cambiaran los resultados esperados de
dicho tratamiento?

Hipótesis
La interacción de las estructuras de concreto con agentes nocivos, como iones de cloruro o dióxido de carbono, presentes en las
condiciones operativas de los elementos, cambian las condiciones normales para la generación de la biomineralización
bacteriana, y a su vez, propician la alteración de los resultados esperados de dicho tratamiento.

Objetivo general
Examinar los efectos de la biomineralización al ser implementada en elementos de concreto reforzado, expuestos a condiciones
aceleradas de intemperismo, en los cuales se adicionen los microorganismos, y su nutriente, por algún método de supervivencia
tardía en la matriz cementante.

Objetivos específicos

Definir los mecanismos de adición para los microorganismos en la matriz de los elementos de concreto.

Conceptuar las características y propiedades de los especímenes, que favorezcan a la investigación.

Designar la metodología experimental necesaria para analizar los efectos producidos por el tratamiento de biomineralización
en las condiciones operativas previstas.

Examinar, una vez realizados los especímenes, el comportamiento electroquímico del acero de refuerzo al estar en contacto
con las reacciones químicas propias de la biomineralización.
Bibliografía comentada, marco teórico.
P. K. Mehta and P. J. M. Monteiro, Concrete Microstructure,
Properties, and Materials. New York Chicago San Francisco Lisbon
London Madrid Mexico City Milan New Delhi San Juan Seoul
Singapore Sydney Toronto: McGraw-Hill, 2006.
G. T. Halvorsen, P. Barlow, D. W. Fowler, F. Barth, W. Hansen, H. L.
Boggs, M. E. Brander, and T. C. Liu, “Causas , Evaluación y
Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón Informado por
el Comité ACI 224,” 1993.
Comentarios:
el libro aborda de manera profunda las propiedades y
susceptibilidades de los elementos de concreto.
Comentarios:
El presente reporte, enlista las posibles causas de
agrietamiento en elementos de concreto y propone una
serie de evaluaciones, reparaciones y métodos de
prevención.
M. C. Abel. 2015, Biomineralización. Departamento de
Química Biomacromolecular. Instituto de Química UNAM.
Comentarios:
El autor describe el proceso de la biomineralización, proceso
importante para el presente estudio, describe las etapas y los
factores fundamentales para la precipitación de los minerales.
Bibliografía comentada, antecedentes.
S.S. Bbang, J.J. Lipert, U. Yerra, S. Mulukutla y V.
Ramakrishnan. 2010, “Microbial calcite, a bio-based
Smart nano material in concrete remediation”.
International journal of smart and nano materials, SD
57701.
Comentarios:
en este articulo se presentan los principios de aplicación Comentarios:
la presente investigación se basa en los efectos
del tratamiento de precipitación de biocarbonatos, con
la finalidad de reparar ornamentación con valor histórico. producidos por la bacteria “Sporosarcina Pasteurii” sobre
elementos de mortero de cemento enfocándose en el
El tratamiento fue aplicado en un yeso, con la finalidad
crecimiento de la sepa y la producción de calcita y
de mejorar su consistencia y adherencia, lo cual fue
también en el efecto a la resistencia a la compresión de
logrado.
los mismos ejemplares comparados con especímenes
normales. Se encontró, en el caso de la resistencia a la
compresión, una diferencia notoria en comparación con
el espécimen normal, se puede observar un incremento
de casi el doble dela resistencia. También se observó un
buen crecimiento de la cepa y una adecuada
producción de cristales de calcita
F. Jroundi, M. T. Gonzalez-Muñoz, A. Garcia-Bueno, and C.
Rodriguez-Navarro. (2014), “Consolidation of archaeological
gypsum plaster by bacterial biomineralization of calcium
carbonate,” Acta Biomater., vol. 10, no. 9, pp. 3844–3854.
Justificación
En la actualidad es común el uso de agentes sintéticos, encapsulados, para la
auto-reparación de estructuras de concreto y diversos materiales de construcción.
Dichos tratamientos poliméricos resultan de utilidad cuando se presentan las
condiciones idóneas. Sin embargo, son sensibles a daños provocados por cuestiones
mecánicas, químicas, térmicas, radiación UV, o a la combinación de estos y más
factores [6]. En vista de la necesidad de contribuir con el cuidado de los recursos
naturales, se propone tomar la propuesta de Auto-reparación (self-healing) en
estructuras de concreto, y darle un enfoque Eco-amigable. Para tal efecto, existe la
posibilidad de aprovechar la biomineralización microbiana; sin embargo, la literatura
disponible hasta el momento, referente ha dicho tratamiento, carece de un enfoque
orientado a su utilización en elementos expuestos al intemperismo, y a su vez analizar
el comportamiento frente a la corrosión del acero de refuerzo. Por tal razón, se
necesita comprender el funcionamiento de la biomineralización bajo las condiciones
mencionadas.
Metodología Experimental
Mes
6 - 6.5
6.5 - 7
7 - 14
14-18
Actividad
Objetivo de la actividad en el proyecto
1
Definir los mecanismos de adición para los
microorganismos en la matriz de los elementos de
concreto.
2
Conceptuar las características y propiedades
de los especímenes, que favorezcan a la
investigación.
3
Designar
la
metodología
experimental
necesaria para analizar los efectos producidos
por el tratamiento de biomineralización en las
condiciones operativas previstas.
4
Examinar, una vez realizados los especímenes, el
comportamiento electroquímico del acero de
refuerzo al estar en contacto con las reacciones
químicas propias de la biomineralización.
Referencias

V. Achal and A. Mukherjee, “A review of microbial precipitation for sustainable construction,” Constr. Build. Mater., vol. 93,
pp. 1224–1235, 2015.

G. Federal, “Plan Nacional de Desarrollo,” Zhurnal Eksp. i Teor. Fiz., pp. 9–175, 2013.

E. Management, Microorganisms in Environmental Management, T. Satyana. Dordrecht: Springer Netherlands, 2012.

G. D. O. Okwadha and J. Li, “Optimum conditions for microbial carbonate precipitation,” Chemosphere, vol. 81, no. 9, pp.
1143–1148, 2010.

K. Van Tittelboom, E. Tsangouri, D. Van Hemelrijck, and N. De Belie, “The efficiency of self-healing concrete using
alternative manufacturing procedures and more realistic crack patterns,” Cem. Concr. Compos., vol. 57, pp. 142–152,
2015.

D. Y. Wu, S. Meure, and D. Solomon, “Self-healing polymeric materials: A review of recent developments,” Prog. Polym.
Sci., vol. 33, no. 5, pp. 479–522, 2008.

P. K. Mehta and P. J. M. Monteiro, Concrete Microstructure, Properties, and Materials. New York Chicago San Francisco
Lisbon London Madrid Mexico City Milan New Delhi San Juan Seoul Singapore Sydney Toronto: McGraw-Hill, 2006.

G. T. Halvorsen, P. Barlow, D. W. Fowler, F. Barth, W. Hansen, H. L. Boggs, M. E. Brander, and T. C. Liu, “Causas , Evaluación y
Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón Informado por el Comité ACI 224,” 1993.

M. C. Abel, “Biomineralización.”

M. C. Abel, “¿ Qué significa la biomineralización ?,” in BIOMINERALIZACION DE CARBONATO DE CALCIO. 20

F. Jroundi, M. T. Gonzalez-Muñoz, A. Garcia-Bueno, and C. Rodriguez-Navarro, “Consolidation of archaeological gypsum
plaster by bacterial biomineralization of calcium carbonate,” Acta Biomater., vol. 10, no. 9, pp. 3844–3854, Sep. 2014.