Quando un conduttore di talk-show radiofonico ha insistito l’anno scorso che si può coltivare il cemento, è stato ridicolizzato senza pietà sui social media. Mentre il suo argomento era disinformato, la bioingegneria è un esempio che un giorno potrebbe essere possibile “coltivare” il cemento su piccola scala? Il calcestruzzo è il materiale più utilizzato dall’uomo e secondo solo all’acqua come risorsa più consumata sulla Terra.
Incredibilmente, ogni anno vengono versati 7,3 miliardi di metri cubi di calcestruzzo, che rappresentano l’8% delle emissioni di anidride carbonica. Mentre un calcestruzzo più verde può aiutare a limitare alcuni dei danni ambientali fatti dal nostro materiale da costruzione preferito, probabilmente ne avremo bisogno ancora di più. Dopo tutto, la nostra crescente popolazione globale, che si prevede raggiungerà i 9,7 miliardi entro il 2050, avrà bisogno di nuove case e avremo anche bisogno di modi efficienti per mantenere le case e le infrastrutture attuali. Il calcestruzzo autorigenerante è una parte della soluzione a questa sfida globale.
Gli ingegneri ne hanno sviluppato delle forme che contengono capsule che rilasciano un agente curativo per riparare le crepe quando vengono aperte. L’uso di questo nuovo materiale miracoloso potrebbe far risparmiare milioni di sterline ogni anno in costi di manutenzione, per non parlare dei disagi causati dalle riparazioni di gallerie, ponti e altre infrastrutture in cemento. Il problema con il cemento armato convenzionale è che lo stress crea gradualmente piccole crepe, permettendo all’acqua e all’ossigeno di penetrare nell’acciaio del cemento, causandone la corrosione. Questo potrebbe a sua volta causare gravi danni alla struttura.
Hendrik Jonkers, professore di materiali da costruzione bio-adattati e sostenibili alla Delft University of Technology nei Paesi Bassi, ha scoperto un ingrediente speciale che permette al calcestruzzo di guarire se stesso: i batteri che si trovano solitamente nella pietra. È stato in grado di creare un bio-cemento autorigenerante incorporando spore batteriche, che sono come semi per i batteri, in una miscela di cemento. Quando le crepe cominciano ad apparire nel bio cemento, l’acqua e l’ossigeno vi si infiltrano e attivano le spore, facendo moltiplicare i batteri.
Questo assicura un’ampia distribuzione di batteri all’interno della crepa. I batteri ampiamente dispersi inizieranno a convertire i nutrienti nelle spore in carbonato di calcio, o calcare, che alla fine sigillerà la crepa. Questo essenzialmente “guarisce” il cemento usando un processo che si trova in natura chiamato biomineralizzazione, lo stesso processo che spesso porta alla formazione della placca sui denti.
“Ciò che rende questi batteri produttori di calcare così speciali è che sono in grado di sopravvivere nel calcestruzzo per più di 200 anni ed entrano in gioco quando il calcestruzzo è danneggiato”, spiega il professor Jonkers. L’uso di questo nuovo materiale nella costruzione dà agli edifici una reale longevità. La tecnologia, che è stata sviluppata e brevettata in collaborazione con la Delft University of Technology, è stata commercializzata. Basilisk Self-Healing Concrete vende un additivo, adatto alla costruzione di nuove strutture, insieme ad altri due prodotti che possono essere applicati agli edifici esistenti per aumentarne la durata.
I prodotti autorigeneranti di Basilisk sono stati usati da una società ferroviaria olandese e nella costruzione del porto di Rotterdam, mentre Sensicrete di JP Concrete è il primo calcestruzzo autorigenerante disponibile nel Regno Unito e l’azienda spera di vedere presto il materiale utilizzato nelle nuove costruzioni e nelle infrastrutture del paese. L’unico fattore proibitivo è il costo. “Il calcestruzzo autorigenerante non è il tipo di cosa che sarebbe, attualmente almeno, considerato economicamente fattibile per la costruzione normale. Tende ad essere su infrastrutture mission-critical, dove i benefici della robustezza a lungo termine del materiale superano di gran lunga i costi iniziali”, dice Martyn Dade-Robertson, professore di tecnologia emergente e co-direttore dell’Hub for Biotechnology in the Built Environment alla Newcastle University.
Tuttavia, egli pensa che la biotecnologia rivoluzionerà l’industria delle costruzioni, e vuole utilizzare la capacità dei microrganismi di percepire e rispondere al loro ambiente, così come aggiungervi le proprie strutture. “Il concetto alla base del nostro progetto, Thinking Soils, è che si hanno batteri nel suolo che possono rilevare la pressione meccanica”, spiega Dade-Robertson. Questo potrebbe innescare la biomineralizzazione, che è lo stesso processo utilizzato dal calcestruzzo autorigenerante. “Potremmo creare una fondazione auto-costruente semplicemente mettendo la giusta quantità di pressione sul terreno, eliminando la necessità di costosi scavi e lastre di cemento armato”. Non sorprende che trasformare tutto questo in realtà il più presto possibile, sarà difficile.
