Límites operativos de la cementación microbiana mediada por ureasa: optimización multivariada y validación de campo...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería geotécnica
• Ciencias del medio ambiente
• Microbiología

Sus antecedentes:

• La precipitación de carbonato de calcio inducida por microbios (MICP) ofrece una estabilización sostenible del suelo, pero se enfrenta a desafíos con la cinética de la reacción y los controles ambientales.
• Los métodos MICP existentes a menudo requieren condiciones de uso intensivo de energía, lo que limita las aplicaciones prácticas a gran escala.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco de optimización multivariado para el MICP inhibido por ureasa utilizando triamida N- ((n-butilo) -tiofosfórica (NBPT).
• Establecer umbrales de aplicación práctica para el IPCM en condiciones ambientales de aguas subterráneas, centrándose en la rentabilidad y la compatibilidad medioambiental.

Principales métodos:

• Investigación sistemática de cinco parámetros operativos: concentración de NBPT, concentración de la solución de cementación, relación entre las bacterias y la solución de cemento, temperatura y pH.
• Se utilizaron pruebas de columna de arena y seguimiento continuo de la actividad de la ureasa para evaluar el rendimiento.
• Resistencia a la compresión no confinada evaluada para determinar la biocementación efectiva.

Principales resultados:

• Una baja concentración de NBPT (0,1%) y una proporción de 1: 1 entre la suspensión bacteriana y la solución de cementación lograron una biocementación efectiva.
• Se mantuvo el 93% de la resistencia a la compresión no confinada en comparación con los controles libres de inhibidores.
• Se han identificado las condiciones óptimas: 1 mol/L de solución de cemento, temperaturas >20°C y pH neutro (7-8).

Conclusiones:

• El estudio proporciona pautas prácticas e implementables para NBPT-MICP en aplicaciones geotécnicas, optimizando el laboratorio y la variabilidad del mundo real.
• NBPT-MICP es una solución rentable y compatible con el medio ambiente para la estabilización de la arena en sistemas hidroquímicos naturales.