Autocicatrização de materiais a base de cimento devido à bioprecipitação de carbonato de cálcio
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Data
2025-11-06
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Editor
Uniguaçu
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo preliminar sobre a autocicatrização de materiais cimentícios por meio da bioprecipitação de carbonato de cálcio (CaCO₃), promovida por bactérias do gênero Bacillus
subtilis. A pesquisa parte da necessidade de aumentar a durabilidade das estruturas de concreto, que frequentemente sofrem com fissuras e microtrincas decorrentes de manifestações patológicas, como
retração, sobrecargas, variações térmicas e ataques químicos. Essas descontinuidades comprometem a integridade estrutural e favorecem a penetração de agentes agressivos, como íons cloreto e dióxido
de carbono, acelerando processos de degradação. A proposta do estudo é avaliar a eficiência da autocicatrização biológica em argamassas, utilizando duas linhagens bacterianas: AP91, oriunda da
casca de arroz e fornecida pela EMBRAPA, e BCAP/B2 1-18, isolada de uma edificação e depositada na coleção de microrganismos da UNILA. As amostras foram submetidas a dois tipos de cura
(submersa e com manta geotêxtil), além da adição de nutrientes e aditivos incorporadores de ar, com o objetivo de criar microambientes favoráveis à sobrevivência bacteriana. Os ensaios realizados
incluíram compressão axial, velocidade de propagação de ondas ultrassônicas e análise micrográfica em estereomicroscópio. Os resultados indicaram que a cura submersa favoreceu a germinação dos
esporos e a atividade metabólica das bactérias, promovendo maior eficiência na cicatrização das fissuras. A linhagem AP91 apresentou desempenho superior, sendo capaz de cicatrizar fissuras de até
0,104 mm. Observou-se também a presença de precipitados de carbonato de cálcio em todas as amostras, inclusive nas de referência, evidenciando a atuação de mecanismos autógenos (naturais da
matriz cimentícia) e autônomos (induzidos por agentes externos). A adição de nutrientes potencializou a atividade bacteriana, enquanto o aditivo incorporador de ar contribuiu para a criação de espaços
internos que favoreceram a colonização microbiana, embora tenha causado leve redução na resistência à compressão. Os ensaios não destrutivos demonstraram aumento da velocidade de propagação de
ondas ultrassônicas, indicando maior homogeneidade da matriz cimentícia e redução das descontinuidades internas. Conclui-se que a autocicatrização biológica é uma tecnologia promissora
para o aumento da durabilidade, resistência e sustentabilidade de estruturas de concreto, especialmente em ambientes úmidos. Os resultados obtidos reforçam a importância de estudos
complementares para aprimorar metodologias laboratoriais e adaptar soluções às condições reais de aplicação na engenharia civil, contribuindo para o desenvolvimento de materiais mais resilientes e de
baixo impacto ambiental.
Abstract
This study presents a preliminary investigation into the self-healing capacity of cement-based materials through the biogenic precipitation of calcium carbonate (CaCO₃), induced by bacteria of the Bacillus
subtilis genus. The research addresses the challenge of maintaining the durability of concrete structures, which are frequently affected by cracks and microcracks resulting from pathological manifestations such as shrinkage, overloads, thermal variations, and chemical attacks. These discontinuities compromise structural integrity and facilitate the ingress of aggressive agents, accelerating degradation processes.
The objective of the study was to evaluate the efficiency of biological self-healing in mortar samples using two bacterial strains: AP91, derived from rice husk and supplied by EMBRAPA, and BCAP/B2 1-
18, isolated from a building and deposited in the microorganism collection of UNILA. The samples were subjected to two curing methods (submerged and geotextile blanket), with variations in the addition of
nutrients and air-entraining admixtures, aiming to create microenvironments conducive to bacterial survival. Experimental procedures included axial compression tests, ultrasonic pulse velocity
measurements, and stereomicroscopic analysis. The results showed that submerged curing enhanced spore germination and bacterial metabolic activity, leading to more effective crack healing. The AP91
strain demonstrated superior performance, successfully healing cracks up to 0.104 mm. Calcium carbonate precipitation was observed in all samples, including the reference ones, indicating the
presence of both autogenous (natural) and autonomous (externally induced) healing mechanisms. The addition of nutrients boosted bacterial activity, while the air-entraining admixture helped create internal
voids that supported microbial colonization, although it slightly reduced compressive strength. Nondestructive tests revealed increased ultrasonic wave propagation velocity, suggesting improved
homogeneity of the cement matrix and reduced internal discontinuities
País
Brasil
Campus
São Miguel do Iguaçu
Palavras-chave
materiais cimentícios, manifestacões patológicas, TECNOLOGIA::Engenharia Civil e Arquitetura, cementitious materials, pathological manifestations, civil engineering
Citação
RAZENTE, tamires Souza. Autocicatrização de materiais a base de cimento devido à bioprecipitação de carbonato de cálcio: estudos preliminares. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Uniguaçu, São Miguel do Iguaçu, 2026.