Estudo da utilização de bacillus subtilis na autocicatrização de fissuras em argamassas

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dc.contributor.advisorColeti, Jorge Luís
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2535507778166167
dc.contributor.authorSilva, Rosenildo Ribeiro
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0565803127652457
dc.contributor.refereeLuiz, Valmir Dias
dc.contributor.refereeSilva Neto, Almir
dc.contributor.refereeJunca, Eduardo
dc.date.accessioned2026-10-30T13:50:20Z
dc.date.available2026-10-30T13:50:20Z
dc.date.issued2026-04-10
dc.description.abstractA durabilidade de estruturas cimentícias é frequentemente comprometida pela formação de fissuras, que facilitam a entrada de agentes agressivos, aceleram processos de deterioração, como a corrosão das armaduras, e podem elevar significativamente os custos de manutenção e reparo ao longo da vida útil das construções. Métodos tradicionais de reparo apresentam limitações técnicas e econômicas, especialmente em estruturas de difícil acesso, o que tem impulsionado a busca por soluções inovadoras e mais sustentáveis. Dessa forma, esta pesquisa investigou a viabilidade e o potencial de utilização de microrganismos do tipo Bacillus subtilis, provenientes de um probiótico comercial, juntamente com lactato de cálcio, encapsulados em partículas de argila expandida, como uma solução para a autorreparação de fissuras em argamassas cimentícias, além de avaliar a influência desses agentes nas propriedades mecânicas do material. Diferentemente das abordagens tradicionais, que envolvem o cultivo e a concentração de colônias bacterianas em laboratório para posterior aplicação; neste estudo, os microrganismos foram obtidos a partir de um probiótico comercial utilizado na alimentação de alevinos, eliminando etapas de cultivo. A metodologia empregou, dentre outros, diferentes quantidades de microrganismos e lactato de cálcio. Os resultados demonstraram a capacidade de autorreparação das argamassas, com o fechamento visual de fissuras em até 60 dias, corroborado por análises de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura com Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) acoplado, que confirmaram a formação de carbonato de cálcio (CaCO3) via biomineralização microbiana (MICP). Em relação às propriedades mecânicas, observou-se que a incorporação dos microrganismos e do lactato não comprometeu estas propriedades, mas, em diversas combinações, otimizou a resistência à compressão e à tração na flexão em comparação com as amostras de referência. Dessa forma, esta pesquisa avança o conhecimento no campo da argamassa autorreparadora, validando uma abordagem prática para a cicatrização de fissuras e a melhoria de propriedades mecânicas.
dc.description.abstractotherThe durability of cementitious structures is often compromised by the formation of cracks, which facilitate the ingress of aggressive agents, accelerate deterioration processes such as reinforcement corrosion, and may significantly increase maintenance and repair costs throughout the service life of structures. Traditional repair methods present technical and economic limitations, especially in structures with difficult access, which has driven the search for innovative and more sustainable solutions. Thus, this research investigated the feasibility and potential of using Bacillus subtilis microorganisms, obtained from a commercial probiotic, together with calcium lactate and encapsulated in expanded clay particles, as a solution for the self-healing of cracks in cementitious mortars, as well as evaluating the influence of these agents on the mechanical properties of the material. Unlike conventional approaches, which involve the cultivation and concentration of bacterial colonies in laboratory conditions prior to application, in this study the microorganisms were obtained from a commercial probiotic used in the feeding of fish larvae, eliminating cultivation steps. The methodology employed, among other aspects, different concentrations of microorganisms and calcium lactate. The results demonstrated the self-healing capacity of the mortars, with visual crack closure within up to 60 days, corroborated by optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), which confirmed the formation of calcium carbonate (CaCO₃) through microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP). Regarding mechanical properties, it was observed that the incorporation of microorganisms and calcium lactate did not compromise these properties; on the contrary, in several combinations, it improved compressive strength and flexural tensile strength compared to reference samples. Therefore, this research advances knowledge in the field of self-healing mortars by validating a practical approach for crack healing and enhancement of mechanical properties.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3188
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectConcreto - Deterioração
dc.subjectArgamassa
dc.subjectBiopolímeros
dc.subjectEngenharia de materiais
dc.titleEstudo da utilização de bacillus subtilis na autocicatrização de fissuras em argamassas
dc.typeDissertação

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