Análisis de la incorporación del aditivo bacteriano para pavimentos rígidos del género Bacillus como bioreparador de fisuras

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo general evaluar y comparar la capacidad de las bacterias Bacillus subtilis y Bacillus megaterium para la biorreparación de fisuras en pavimentos rígidos, determinando la cepa más eficiente para mejorar la durabilidad y analizando su viabilidad económica. La metodología empleada fue de tipo aplicada con enfoque cuantitativo y diseño experimental, fabricando losas de concreto con inóculos bacterianos en concentraciones de 107, 108 y 109 células/ml, las cuales se sometieron a ensayos de porcentaje de vacíos, expansión por sulfatos, resistencia a la abrasión, permeabilidad y monitoreo microscópico de fisuras frente a una muestra patrón. Los resultados más relevantes indicaron que la cepa Bacillus subtilis obtuvo un desempeño superior, logrando reducir la porosidad hasta un 1.99% en comparación con el 10.59% del concreto patrón, además de disminuir el desgaste superficial al 13% frente al 18% de la muestra de control. En cuanto al tiempo de reparación, B. subtilis selló las fisuras completamente en ocho semanas, una semana antes que B. megaterium, manteniendo un pH estable entre 12.0 y 12.21 favorable para el concreto. Finalmente, aunque el costo de producción aumentó entre un 18% y 28%, se concluye que la biorreparación es técnica y económicamente viable al extender la vida útil de la infraestructura.

The overall objective of this research was to evaluate and compare the capacity of Bacillus subtilis and Bacillus megaterium bacteria for the bioremediation of cracks in rigid pavements, determining the most efficient strain for improving durability and analyzing its economic viability. The methodology used was applied with a quantitative approach and experimental design, manufacturing concrete slabs with bacterial inoculants in concentrations of 107, 108, and 109 cells/ml, which were subjected to tests for void percentage, sulfate expansion, brasion resistance, permeability, and microscopic monitoring of cracks compared to a standard sample. The most relevant results indicated that the Bacillus subtilis strain performed better, reducing porosity to 1.99% compared to 10.59% for the standard concrete, as well as reducing surface wear to 13% compared to 18% for the control sample. In terms of repair time, B. subtilis completely sealed the cracks in eight weeks, one week earlier than B. megaterium, maintaining a stable pH between 12.0 and 12.21, which is favorable for concrete. Finally, although the production cost increased by between 18% and 28%, it is concluded that bioremediation is technically and economically viable in extending the useful life of the infrastructure.