Bakterier lagar betongsprickor
Forskare i Lund odlar bakterier som trivs i fuktig betong och producerar marmorliknande kristaller. Tanken är att bakterierna ska täta betongsprickor och underlätta underhåll av byggnader och betongkonstuktioner. Redan efter två veckor är sprickan lagad.
tätas betongsprickor med olika plastbaserade material såsom epoxy och polyuretan. Målet med lagningarna är dels att förhindra vatten och fukt att komma in och göra mer skada, dels att binda ihop betongytorna. Resultatet har varit blandat. Till exempel kan materialet stelna innan det nått sprickans spets och bindningsegenskaperna varierar.
I Lund finns forskare som odlar betonglagande bakterier. Med deras mikroorganismer kan flera av dagens problem vara lösta i framtiden.
– Kapillärkraften hjälper till och suger in vår näringslösning med bakterier längst in i sprickan. Där bildas sen långa kristaller av marmor och efter två veckor är sprickan lagad, berättar Bo Mattiasson, professor emeritus vid Lunds universitet och styrelseordförande i företaget Indienz AB som driver utvecklingsprojektet.
Processen är helt naturlig och kallas för biomineralisering. Bakterierna frodas i fuktiga och alkaliska miljöer. Deras naturliga levnadsmiljöer är saltsjöar, alkaliska sjöar och varma källor. Sporerna är mekaniskt stabila och kan överleva i 300 år, långt över en bros livslängd på 120 år.
Det finns två sätt att använda bakterierna. Antingen genom att blanda ner sporer i betongen under byggnadsskedet och låta dem ligga i konstruktionen och vänta. När en spricka bildas ansamlas fukt, bakterierna vaknar till liv och börjar fylla sprickan med kalkstenskristaller. Den andra strategin är att reparera sprickor i befintliga konstruktioner.
– Vi forskar framför allt på att laga redan existerande sprickor. Behovet av metoder för att underhålla betongkonstruktioner är stort i hela världen, säger Gashaw Mamo, docent i bioteknik.
Att laga betongsprickor med hjälp av bakterier är ingenting unikt. Det har gjorts förr. Skillnaden är att lundaforskarna odlar bakterier som ger upphov till nålliknande kristaller, vilka ger en bättre hållfasthet än de vanliga, sfäriska utfällningarna.
Exakt hur biomineraliseringen går till är inte helt klarlagt. Den bildade kalkstenen är inte bakteriebajs, utan snarare ger mikroorganismernas matfrossande upphov till en lokalt förhöjd koncentration av kalkstenens beståndsdelar, samtidigt som den underlättar kristallbildning. När den första kristallen väl har bildats följs den snabbt av flera. Exakt vad det är för mat som forskarna matar bakterierna med är hemligt.
För tillfället letar de efter någon aktör i betongbranschen som vill bistå med råd och teknik för att utföra vissa tester.
– Vi är duktiga på bioteknik och kemi, men inga experter på betong eller byggnadskonstruktion, åtminstone inte jag. Därför behöver vi professionell hjälp från cementbranschen för att utvärdera och utveckla tekniken, säger Gashaw Mamo.
Vinnova har redan beviljat 345 000 kronor i forskningsstöd och kanske blir det mer. Forskarna tänker i alla fall ansöka om ytterligare pengar.
Företaget Indienz AB har kapacitet för att odla 7 000 liter åt gången. Idag sker odlingen i labbskala med enstaka liter i varje omgång.
När kommer då färdiga bakterielösningar finnas tillgängliga för industriellt bruk och underhåll av betongkonstruktioner?
– I princip kan vi börja laga sprickor redan imorgon, men först måste metoden bli accepterad av branschen. Hur lång tid det kan ta, det vet vi inte. Sen rör det sig om kort tid innan vi kan ha en produkt på marknaden, säger Bo Mattiasson.
Text och foto
Jesper Gunnarsson
Artikel tidigare publicerad i Process Nordic nr 5 2015