Специальная компьютерная модель позволила детально воссоздать этот процесс, доказав, что живая суспензия способна надежно закупоривать крупный песок, сквозь который традиционные материалы просто вымываются водой. Результаты исследования опубликованы в журнале Canadian Geotechnical Journal.
Традиционно для изоляции подземных вод в фундаментах или тоннелях используют бентонитовую глину, которая набухает и создает водонепроницаемую преграду. Однако в крупнозернистом песке или гравии пустоты слишком велики, и частицы глины безнадежно смываются потоком. Решением стало добавление в глиняный раствор специальных бактерий, способных выделять карбонат кальция — природный камень. Эти микроорганизмы мгновенно скрепляют глину между собой, превращая ее в прочный барьер еще до того, как вода успеет ее разрушить.
Поскольку физически проследить за движением бактерий и глины глубоко под землей невозможно, исследователи создали сложную математическую модель. Виртуальная симуляция учитывает скорость потока жидкости, распространение микроорганизмов, оседание глины и даже работу впрыскивающих глину клапанов. Алгоритм успешно прошел проверку на серии лабораторных тестов, точно предсказав распределение материалов и снижение проницаемости грунта.
Утечки из подземных коммуникаций и подтопление тоннелей в условиях водонасыщенных песков — частая и дорогостоящая проблема любых мегаполисов, требующая непростых земляных работ. Автоматическая «живая» закупорка позволит изолировать проблемные участки без рытья котлованов. Инженерам будет достаточно закачать бактериально-глиняный раствор в скважину, чтобы микроорганизмы сами нашли пути утечки и забетонировали их изнутри надежным минеральным панцирем.