Bakterierna som äter betong – hotar tunnlar under havet

Betong är ett av våra mest använda byggmaterial – men det är inte osårbart. I norska undervattenstunnlar har forskare från Chalmers tekniska högskola kunnat visa hur bakterier bidrar till att bryta ner betongen i snabb takt. Fenomenet kallas biokorrosion och orsakar kostsamma reparationer.

– Under den här biofilmen som bildas så är betongen väldigt påverkad. Man kan skrapa med nageln. Det försvinner med upp till en centimeter per år på vissa ställen, säger Britt-Marie Wilén, professor vid institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik på Chalmers tekniska högskola i Göteborg.

Hennes forskargrupp har sedan 2013 studerat nedbrytning i Oslofjordtunneln – en av Norges många undervattenstunnlar. I vissa partier har Statens Vegvesen varit tvungen att spraya på ny sprutbetong, då den ursprungliga blivit för porös och riskerar att lossna.

Den bruna, sörjiga biofilm som växer på betongytorna innehåller järn- och manganoxider och är hem åt bakterier som livnär sig på grundämnen såsom järn, sulfat och magnesium. Många av bakterierna kommer från havsbotten ovanför tunnlarna.

Att tunnlarna kollapsar är inte sannolikt, men risken för att stenar faller ner ökar. Därför måste man kompensera för nedbrytningen genom att applicera tjockare lager sprutbetong – något som är dyrt och kräver kontinuerlig övervakning.

– Det är inte så att man i Norge ska vara rädd för att köra in i biltunnlar, men det kostar väldigt mycket pengar, säger Britt-Marie Wilén.

Frågan är också aktuell för Sverige. I Göteborg finns flera tunnlar som går under Göta älv. Här är det ännu oklart hur utsatta de är – men vattenkvaliteten spelar roll.

– Jag tror att sötvatten innebär mindre risk. Om det är havsvattenpåverkat grundvatten, så kan det vara större risk, säger hon.

Sprutbetong används ofta i tunnlar där man snabbt behöver stabilisera berget. Den är mer porös än gjuten betong, men kan förstärkas med armeringsjärn – som dock också kan brytas ner på liknande sätt.

Britt-Marie Wilén säger också att AdBlue, det vill säga en vattenlösning av Urea, som används i moderna dieselmotorer för att minska utsläpp av kväveoxider, också kan vara en bidragande faktor till nedbrytningen. Urea kan brytas ner av bakterier till ammoniak, vilket i sin tur kan leda till ökad mikrobiell tillväxt och förändrat pH-värde, och därmed påverka biokorrosion, särskilt i fuktiga miljöer.

Under arbetet har forskarna även upptäckt helt nya mikroorganismer i form av Anammoxibacteraceae, som är en ny familj av anammoxbakterier, som omsätter kväve.