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¿Bacteria sustitutiva del cemento? la “Bacillus Subtilis” genera células y pegamentos para llenar grietas

20/12/2010 19:20 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Un concurso entre jóvenes universitarios organizado por iGEM (máquinas manipuladas genéticamente) lo ha ganado el equipo de la Universidad de Newcastle que ha logrado un tipo de células tan resistentes como el cemento. Es el proyecto del año

El Organismo Internacional de Ingeniería Genética (i-GEM) creó hace tres años una competencia a nivel mundial de la Biología Sintética dirigido a universitarios. Trabajan en sus propias escuelas durante el verano, utilizando los kit que el i-GEM les has proporcionado y con piezas nuevas de su propio diseño. Así construyen y operan los sistemas biológicos en las células vivas.

"BacillaFilla" es la mascota-nombre dada por los investigadores de la Universidad de Newcastle a una bacteria modificada genéticamente sobre la base del “Bacillus Subtilis”, para llenar las grietas y de bonos en el cemento causados por terremotos, guerras, y cualquier tipo de violencia.

La bacteria que se encuentra en los suelos de casi todo el mundo se aplicaría para que nada cambie profundamente en el hormigón, rellene las aberturas y grietas que se producen en estructuras de concreto. Cuando se encuentra en contacto con el cemento, esta bacteria se reproduce y segrega carbonato de calcio y una especie de pegamento levansucroso y células se extienden al mismo ritmo que el hormigón, de lo que resulta un relleno ideal…

Las células subtilis tienen una resistencia a la tracción similar a las fibras sintéticas utilizadas en hormigón reforzado con fibras, y proporcionan un refuerzo que, juntos, presentan una solidez semejante a la del cemento. Sus creadores afirman que es el fin de las grietas, pero los ecólogos dicen que podría resultar peligrosa, si se sigue reproduciendo sin límite... (lo explicaremos)

¿Se terminó el empleo de hierro en construcción?

Las estructuras rígidas, aún las mejor construidas, tienen tendencia a rajarse. Por eso los ingenieros suelen reforzar sus obras más vulnerables, puentes, acueductos, grandes edificios, rascacielos, etc…) con hierro, tratando de proporcionar mayor solidez al conjunto. Pero aunque no lleguen a poner en peligro la estabilidad de una estructura, las fisuras que se presentan en muros y fachadas deben ser selladas, ya que la acción de la lluvia y demás elementos atmosféricos pueden convertir una pequeña grieta en un gran problema.

Y quien alguna vez se ha hallado bajo los efectos de un seísmo, un corrimiento de tierras o una inundación, lo sabe. Y más en el Tercer mundo. Por un momento el usuario debe pensar en Haití. Luego viene la insegura clasificación oficial al inmueble como “edificación siniestrada”, “casa damnificada”, etc...).

Y nadie puede garantizar que si el fenómeno telúrico se repite la construcción no va a partirse en dos, justo por los cracks que apenas se ven, pero están ahí. A veces por el contrario el edificio clasificado como “siniestrado” dura otros 50 años. Con la nueva bacteria, eso parece ha llegado a su fin. Es difícil estimar el dinero que se gasta en el mundo reparando ese tipo de daños, pero seguramente debe de ser una cifra bi o trillonaria.

Para formar un equipo innovador, hacen falta sobre todo ideas

Un grupo de nueve estudiantes de la Universidad de Newcastle cree haber acabado con el problema, gracias al “trabajo” de una pequeña bacteria modificada genéticamente. Estos jóvenes investigadores, procedentes de disciplinas tan dispares como la informática, la ingeniería civil, la microbiología y la bioquímica, participaron en el concurso Internacional Genetically Engineered Machines (iGEM, o Máquinas Manipuladas Genéticamente), que organiza el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Boston, desde 2.004 y que hemos mencionado al principio...

El objetivo del iGEM era incentivar a los estudiantes para que desarrollaran organismos -generalmente bacterias- mediante técnicas de ingeniería genética para que puedan hacer algo nuevo y útil. Randy Rettberg, un ingeniero que ha trabajado en equipos de Apple, Dom y BBN, es el director de la competición iGEM. Uno de los objetivos del concurso es tratar de construir sistemas biológicos simples a partir de piezas standard intercambiables, y operar en células vivas.

La “Bacillus Subtilis” es única para llenar grietas de edificios en situaciones destructivas como terremotos. El nuevo elemento es barato, transportable. Dará que hablar en el futuro

Al reproducirse las bacterias rezuman una mezcla de carbonato de calcio y cola

Los microbios originales, una bacteria común, fácil de encontrar y almacenar, fueron manipulados por los universitarios de Newcastle genéticamente para introducirse en las grietas que a veces con el simple envejecimiento se producen en el hormigón. Una vez allí, comienzan a reproducirse y rezuman una mezcla de carbonato de calcio y cola, que al endurecerse adquiere una rigidez semejante a la del cemento, sellándola.

Esto contribuye de forma directa a prolongar la vida útil de las estructuras expuestas al medio ambiente, a un costo ridículamente bajo. Además, estas reparaciones podrían tener un positivo impacto ecológico.

La Doctora Jennifer Hallinan, instructora del equipo ganador del iGEM, explica que “alrededor de cinco por ciento de las emisiones de dióxido de carbono provocadas por el hombre provienen de la producción de hormigón, siendo esta actividad un lamentable añadido al calentamiento global. Y eso se puede comprobar con sólo pasear por un pueblo al borde del mar y compararlo con una ciudad -Tokio, Pekin o Nueva York-. De todas formas encontrar una forma de prolongar la vida útil de las estructuras existentes significa que podríamos reducir este impacto ambiental, y trabajar hacia una solución más sostenible.” En este contexto, la BacillaFilla con su sutil habilidad podría convertirse en el invento del año.

Hallinan cree que la bacteria “podría ser particularmente eficaz en edificaciones que se construyan en zonas sísmicas, donde cientos de edificios tienen que ser derribados porque no se dispone de una forma simple de reparar las grietas y devolverles sus buenas condiciones estructurales.” Y además nunca se puede saber si las que sobreviven van a aguantar.

Sin embargo, hay otros factores a tener en cuenta. Por ejemplo, es lógico preguntarse qué ocurrirá con estos organismos una vez que la grieta en la que tan a gusto se han reproducido prolíficamente, quede sellada. ¿Adónde van? ¿No existe el peligro de que se multipliquen peligrosamente, sellando también ranuras que en realidad no son grietas sino partes imprescindibles de la estructura que están hasta en los planos originales del ingeniero?

Dado lo vital del interrogante, los integrantes del equipo de Newcastle han previsto que la BacillaFilla sólo comience a reproducirse cuando esté en contacto con el hormigón y "reconozca” el pH específico de este material para lo cual le han adosado un “gen de autodestrucción” que impide que puedan sobrevivir en el medio ambiente.

Todo parece haber sido previsto. Las bacterias llegan a un muro, comienzan a introducirse en las grietas, y “saben” que han llegado al fondo de la misma debido al incremento del número de bacterias a su lado. Esta situación activa el funcionamiento de la colonia, que está compuesta por tres tipos de individuos: las que producen cristales de carbonato de calcio, las que se convierten en filamentos de refuerzo y las que producen un pegamento que actúa como agente de enlace y llena el vacío.

Sin duda, se trata de un gran avance científico que posee el potencial de solucionar un gran problema a la vez que protege el medio ambiente. Solo habría que comprobar a fondo la eficacia del “mecanismo de autodestrucción” incorporado a sus genes para no terminar con un enorme problema entre manos.

Y eso es difícil saberlo hasta que se emplee la bacteria en una construcción de verdad. Es el riesgo de la ingeniería genética.


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