p De acordo com o EU Science Hub, eventos climáticos extremos cada vez mais frequentes causarão danos cada vez maiores à infraestrutura, com perdas estimadas em € 20 bilhões anuais até 2030. Essas ameaças prementes trazem à tona a necessidade de novas respostas para o problema da estabilização do solo. p Cientistas do Laboratório de Mecânica do Solo (LMS) da EPFL desenvolveram uma série de soluções sustentáveis, incluindo um que usa o metabolismo enzimático. Embora esses métodos funcionem para uma ampla gama de tipos de solo, eles são consideravelmente menos eficazes quando se trata de solos argilosos. Em um artigo publicado hoje em Relatórios Científicos , a equipe demonstra como as reações químicas podem ser aprimoradas usando um sistema semelhante a uma bateria para aplicar corrente elétrica.

p Um novo tipo de biocimento - produzido in situ e à temperatura ambiente - foi recentemente sugerido como um método promissor para estabilizar vários tipos de solo. O método aproveita o metabolismo bacteriano para produzir cristais de calcita que unem as partículas do solo de maneira duradoura. Este processo biogeoquímico é eficiente em termos de energia e custo-benefício, e pode ser implementado rapidamente nos próximos anos. Mas, uma vez que o solo precisa ser impregnado para que o método funcione, é menos adequado para solos argilosos de baixa permeabilidade. Agora, a equipe LMS desenvolveu e testou com sucesso uma alternativa viável, que envolve a aplicação de corrente elétrica usando eletrodos afundados.

p "Nossas descobertas mostram que este sistema geoeletroquímico realmente influencia os principais estágios do processo de calcificação, especialmente a formação e o crescimento dos cristais que unem o solo e melhoram seu comportamento, "diz Dimitrios Terzis, um cientista da LMS e um dos co-autores do artigo.

p O biocimento é formado pela introdução de espécies químicas no solo. Estes incluem carbonato dissolvido e íons de cálcio, que carregam cargas opostas. Ânodos e cátodos afundados são usados ​​para criar um campo elétrico, da mesma forma que uma bateria gigante. A corrente força os íons a se moverem através do meio de baixa permeabilidade, onde eles se cruzam, misture-se e eventualmente interaja com as partículas do solo. O resultado é o crescimento de minerais carbonáticos, que atuam como elos ou "pontes" que melhoram o desempenho mecânico e a resistência dos solos.

p O papel, que apresenta as descobertas da equipe ao observar e medir a qualidade dessas pontes minerais, abre o caminho para desenvolvimentos futuros no campo. Mais testes, em diferentes escalas, são necessários antes que a tecnologia possa ser aplicada no mundo real. A pesquisa foi realizada no âmbito de uma bolsa Avançada do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC) 2018-2023 concedida à Prof. Lyesse Laloui, que dirige o LMS e é co-autor do artigo. O projeto tem três verticais, visando a compreensão dos mecanismos fundamentais que ocorrem na escala solo-partícula (microescala), a caracterização avançada de comportamentos mecânicos em escala de laboratório, e o desenvolvimento e demonstração em larga escala de sistemas inovadores em ambientes naturais. Em julho de 2020, a mesma equipe de pesquisa obteve uma bolsa adicional de prova de conceito ERC para acelerar a transferência de tecnologia para aplicações industriais.

p No passado, solos eram tratados apenas como uma mistura de terra sólida, ar e água. De acordo com os co-autores, esta pesquisa destaca como as abordagens interdisciplinares, ou seja, basear-se em conceitos de biologia e eletroquímica e incorporar avanços e mecanismos de outros campos científicos - pode abrir novos caminhos interessantes e produzir benefícios significativos.