Estudo de microorganismos passíveis de utilização como agente de cicatrização em materiais de base cimentícia

Orientador: Prof. Dr. Marcelo H. F. de MedeirosCoorientador: Prof. Dr. Luiz Felipe CaronDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil. Defesa : Curitiba, 24/05/2019Inclui referências: p. 107-113Resumo: Os materiais de base cimentícia podem deteriorar-se sob atividades físicas e químicas e bem como de ações biológicas. Todavia, determinados tratamentos de conservação têm sido aplicados para tentar minimizar o efeito dessa degradação. Esses tratamentos, por sua vez, estão sujeitos a frequentes controvérsias em função de que alguns podem não resolver o problema e possuírem limites de performance e durabilidade. Neste aspecto, técnicas denominadas de autocicatrização de fissuras têm sido pesquisadas como forma de aumentar a vida útil das edificações. Entre essas técnicas está o uso de microrganismos capazes de depositar carbonatos resultantes de suas atividades metabólicas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um método de classificação capaz de selecionar em um conjunto de microrganismos os que podem ser aplicados em estruturas de base cimentícia projetando a sua autocicatrização. Foram adquiridas 23 amostras de microrganismos, no qual: 4 são amostras de Lysinibacillus sphaericus, 1 de Bacillus megaterium, 1 de probiótico contendo mescla de dois microrganismos (Bacillus subtilis e Bacillus cereus) e 17 amostras de microrganismos coletadas de aquários de vida marinha. Essas amostras foram submetidas a um meio de cultura nutricional chamado Ágar/Caldo Nutriente e adicionada uma concentração de 5 g/L de 4 reagentes ricos em cálcio. Após a coleta do precipitado dos microrganismos as amostras foram submetidas a ensaios de caracterização: DRX, MEV e EDS. As amostras também foram submetidas a uma variação do pH do meio de cultura base (pH 9, 10, 11 e 12), para: 1º simular o meio alcalino de uma estrutura de base cimentícia e 2º verificar se os microrganismos serão capazes de sobreviver a este meio. Os microrganismos Lysinibacillus sphaericus e os do probiótico (Bacillus subtilis e Bacillus cereus) apresentaram crescimento nos meios estipulados, precipitaram compostos químicos de carbonatos de cálcio e apresentaram crescimento em pH alcalino, logo os mesmos são passíveis de utilização como agente de cicatrização em materiais de base cimentícia. O Bacillus megaterium não apresentou crescimento no nutriente Ágar/Caldo nutriente e foi desconsiderado nas análises de caracterização e pH. Dentre as 17 amostras dos microrganismos marinhos, o que melhor apresentou desempenho em relação à precipitação de carbonatos de cálcio e crescimento em meio alcalino foi o denominado M-12. De uma maneira geral os microrganismos marinhos tiveram desempenhos similares aos citados na literatura, o que abre frente para pesquisa de novos microrganismos autocicatrizantes. Palavras-chave: Microrganismos. Carbonato de cálcio. Meio nutriente. Autocicatrização.Abstract: Cement-based compounds can be deteriorate in physical, chemical and biological activities. However certain conservation treatments have been applied to try to minimize the effect of this degradation. Those treatments, in turn, it are subject to frequent controversies, because some may not solve the problem and have limits of performance and durability. In this regard, self-healing techniques have been researched as a way to increase the useful life of buildings. Among these techniques is the use of microorganisms capable of depositing carbonates resulting from their metabolic activities. In this context, the aim of this word is to develop a classification method to select from a set of microorganisms those that can be applied in cement-based structures, projecting their self-healing. 23 microorganisms samples were obtained, in which: 4 samples of Lysinibacillus sphaericus, 1 of Bacillus megaterium, 1 of probiotic containing two microorganisms (Bacillus subtilis and Bacillus cereus) and 17 samples of microorganisms collected from marine life aquaria were collected. These samples were submitted to a nutritional culture Agar/Nutrient Broth and varied a 5 g/L addition of 4 calcium rich reagents. After the collection of the precipitate the samples were submitted to characterization tests: XRD, SEM and EDS. The samples were also subjected to a variation of the pH of the culture medium (pH 9, 10, 11 and 12) to: 1º simulate the medium of the cementitious base structure and 2º to verify if the microorganisms will be able to survive the medium alkali. The microorganisms Lysinibacillus sphaericus and those of the probiotic (Bacillus subtilis and Bacillus cereus) presented growth in the stipulated media, precipitated chemical compounds of calcium carbonates and presented growth in alkaline pH, so they can be used as a healing agent in materials of the cementitious base. The microorganism Bacillus megaterium didn't present growth in the nutrient Agar/Nutrient Broth and was disregarded in the characterization test and pH analyzes. Among the 17 samples of marine microorganisms, the best performance in relation to the precipitation of calcium carbonates and growth in alkaline medium was the so-called M-12. In general, the marine microorganisms had performances similar to those mentioned in the literature, which open up for the research of new self-healing microorganisms. Key-words: Microorganisms. Calcium carbonate. Nutrient medium. Self-healing