Binalar Bakterilerle Depreme Karşı Güçlendirilebilir mi?
Bir deprem meydana geldiğinde veya toprakta zamanla aşınma gerçekleştiğinde, kumlu topraklar sıvılaşabilir ve bu sıvılaşma yeni bir depremde o bina için felakete dönüşebilir. İnşaat mühendisleri, genelde bu sıvılaşmayı ve topraktaki gevşemeyi toprağa kimyasallar enjekte ederek düzeltebiliyorlar. Ancak toprağa enjekte edilen bu kimyasallar doğadaki toprak ve su üzerinde toksik etkiler bırakabiliyor.
2007’de Jason De Jong ve çalışma arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, doğal bir toprak bakterisi olan bacillus pasteurii’nin kum taneleri arasında kalsiyum karbonat biriktirerek sağlamlaştırdığını ve bu bakterilerin sıvılaşmış kumları sağlam birer silindir haline getirebildiği keşfedildi.
Bu metodun toksik olmaması dışında bir diğer avantajı ise toprağın yapısını değişştirmeden yeni inşaa edilen ya da halihazırda inşaa edilmiş binalara enjekte edilerek topraktaki boşlukların doldurulabilmesi.
Bu bakterinin çalışma mekanizması ise oldukça basit:
Kalsiyum karbonatının (kalsit) oluşturulması, bakteriyel metabolik aktivitenin bir sonucu olarak ortamdaki pH’ı yükseltir. Ortamda pH yükselmesi, üreaz aktivitesi olarak bilinen ürenin enzimatik parçalanması sonucu oluşan amonyak üretimi ile elde edilebilir. Ureaz aktivitesi, birçok mikroorganizma ve bitkide bulunur ve bazıları enzimi büyük miktarlarda üretir. Bacillus pasteurii, yüksek aktifliğe sahip bir üreaz enzimi olan yaygın bir alkalofilik toprak bakterisidir.
Bacillus pasteurii, üreyı bir enerji kaynağı olarak kullanır ve amonyak üretir. Bu, bakterilerin etrafında pH’ın artmasına neden olur ve Ca2+ ve CO3’ün çökerek CaCO3’ı (Kalsiyum karbonat) oluşturmasını sağlar.
Bacillus pasteurii’nin üreaz enzimi moleküler biyoloji teknikleri kullanılarak daha efektif hale getirilebilir ve gelecekte bu optimize edilmiş üreaz enzimi ve bir bakteri olan Bacillus pasteurii doğaya zarar vermeden milyonlarca hayat kurtarabilir.
Referanslar
1- DeJong, J. T., Fritzges, M. B., & Nüsslein, K. (2006). Microbially induced cementation to control sand response to undrained shear. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 132(11), 1381–1392.
