As bactérias que ensinam o solo solto a fazer o seu próprio cimento + test

• Um terreno que tem de ser mantido unido de algum modo
• O que segura hoje o terreno e quanto custa
• Deixar o solo fazer o seu próprio cimento
• Como se testa uma ideia destas
• O que resultou no terreno
• De uma patente a uma obra
• Porque é que isto é um tema para estudantes
• Resumo
• Cinco perguntas: levas uma ideia até ao fim? (teste)

⇑Um terreno que tem de ser mantido unido de algum modo

Quase todas as grandes obras começam com um problema que não se vê nos desenhos: o terreno por baixo não é suficientemente resistente. As cidades continuam a crescer e precisam de novas infraestruturas para quem chega. O que já existe vai envelhecendo. Sismos, erosão e deslizamentos fazem o resto, e espera-se que o clima extremo encareça a reparação de estradas, caminhos-de-ferro, aterros, reservatórios e barragens.

Alguém tem, portanto, de convencer um solo fraco a comportar-se como algo mais firme. É um ramo inteiro da engenharia, e tem mais trabalho a cada ano.

⇑O que segura hoje o terreno e quanto custa

A resposta habitual é um ligante: cinzas volantes, cal ou cimento injetados no terreno. Funciona, e funciona há décadas. Mas tem um preço. Levar um ligante para dentro do solo exige muita energia no local, porque o material tem de ser forçado a entrar sob pressão. E o que desce não volta a subir — os ligantes convencionais podem causar danos irreversíveis nas águas subterrâneas e nos ecossistemas que vivem debaixo da superfície.

⇑Deixar o solo fazer o seu próprio cimento

O projeto CEBREWA, coordenado na Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL), na Suíça, partiu da extremidade oposta. Em vez de levar cimento ao solo, leva-lhe microrganismos. Ao fazerem o seu metabolismo, produzem carbonato de cálcio, e crescem cristais de calcite nos espaços entre os grãos até os grãos ficarem presos uns aos outros. O solo acaba ligado pelo mesmo mineral de que é feito o calcário, formado exatamente onde é preciso.

«O que fazemos é aproveitar a formação de calcite mediada biologicamente para que os solos criem as suas próprias ligações minerais, em vez de dependerem de ligantes sintéticos convencionais», diz Lyesse Laloui, coordenador do projeto e diretor do Laboratório de Mecânica dos Solos da EPFL.

⇑Como se testa uma ideia destas

Bactérias num frasco não são uma tecnologia de construção. Entre uma e outra há uma longa pilha de trabalho, e o CEBREWA percorreu grande parte dela:

• imagiologia à escala de poros individuais, para ver onde os cristais crescem realmente;
• ensaios laboratoriais do solo tratado;
• modelação numérica, para prever o que acontece a tamanhos que ninguém consegue meter num laboratório;
• biorreatores de grande escala que produzem microrganismos em quantidades úteis;
• ensaios de estabilização de uma encosta à escala real, ao ar livre.

«Avaliámos a tecnologia da escala do poro à escala do terreno», diz Laloui. «Para isso usámos imagiologia avançada, ensaios laboratoriais e modelação numérica.»

⇑O que resultou no terreno

O projeto durou dezoito meses, de 1 de fevereiro de 2021 a 31 de julho de 2022, com uma contribuição da UE de 150 000 € ao abrigo do acordo de subvenção 963913. Nesse tempo, a biocimentação deixou de ser uma curiosidade de laboratório e passou a ser algo que um engenheiro pode realmente especificar: o trabalho produziu ferramentas de projeto e monitorização para o controlo da erosão, o aumento da capacidade de carga, a estabilização de encostas e o reforço de estradas.

Dezoito meses é pouco. Chega para mostrar que a coisa sobrevive fora de um edifício, e está longe de chegar para a acabar.

⇑De uma patente a uma obra

A ciência não começou em 2021. As tecnologias de biocimentação foram patenteadas no BIOGEOS (subvenção 788587), um projeto anterior financiado pelo Conselho Europeu de Investigação; o CEBREWA foi o passo que perguntou se elas podiam sequer sair da universidade. «A tecnologia já está a ser transferida através de patentes e da spin-off da EPFL Medusoil», diz Laloui.

O que vem a seguir soa muito menos empolgante do que fazer crescer minerais com bactérias, e dá pelo menos tanto trabalho: certificação internacional (ISO, CE), normas, procedimentos de controlo de qualidade. Nenhum empreiteiro deita um material desconhecido numa encosta que sustenta uma estrada. A certificação não é burocracia à volta da tecnologia — faz parte dela.

⇑Porque é que isto é um tema para estudantes

Um projeto assim precisa de microbiologia, geotecnia, química e modelação numérica na mesma sala, e de alguém capaz de fazer a tradução entre elas. É um bom argumento contra tratar um curso como uma vedação.

A segunda lição é menos óbvia. «A nossa ambição é tornar o melhoramento de solos significativamente menos intensivo em carbono, menos invasivo e mais compatível com o ambiente, sem comprometer o desempenho de engenharia», diz Laloui — e a segunda metade dessa frase é onde mora a parte difícil. Um resultado de laboratório e uma tecnologia no mercado são dois objetos diferentes, e ambos precisam de pessoas.

⇑Resumo

O CEBREWA usou microrganismos para que o solo produzisse o seu próprio ligante mineral, em vez de receber cimento de uma betoneira, e testou a ideia desde a escala do poro até uma encosta real. Em dezoito meses entregou ferramentas de projeto e monitorização e passou a tecnologia à spin-off Medusoil, com a certificação e a normalização ainda por fazer. O mais interessante não são as bactérias. É que um processo que a natureza executa há milhões de anos se revelou utilizável na engenharia civil, assim que disciplinas suficientes se sentaram à mesma mesa.

⇑Cinco perguntas: levas uma ideia até ao fim? (teste)