Biocemento: mattoni ecobiologici

Il connubio tra biotecnologie ed edilizia

Ai classici materiali edili quali vetro, cemento, legno ed acciaio, poco ecosostenibili si affianca una alternativa eco biologica: il biocemento. Alla bioMason, azienda statunitense, è stato messo appunto un protocollo che permette di ottenere veri e propri mattoni sfruttando particolari colonie batteriche che trasformano substrati inorganici, come urea e carbonato di calcio, in biocemento.

Prendendo spunto dallo studio dell’ultrastruttura e robustezza dei coralli si è giunti a sviluppare un materiale innovativo dal ridotto impatto ambientale, in termini di riduzione dell’ anidride carbonica, CO2, emessa nei processi di estrazione, trasporto e produzione.

La ”mamma” del biocemento

Ginger Krieg Dosier. Fondatrice e CEO di Biomason 

Ginger Krieg Dosier è l’architetto americano che nel 2010 ha sfruttato la tecnica di precipitazione della calcite indotta da microorganismi applicandola alla produzione dei mattoni “biologici” di bioMason. Negli ultimi 10 anni, si è dedicata alla ricerca innovativa per lo sviluppo di nuovi materiali per il settore AEC (Architettura, Ingegneria e Costruzioni) con particolare attenzione all’impatto ambientale. Ha alle spalle, oltre agli studi in architettura, ulteriore esperienza in scienze dei materiali e materiali a base microbiologica che l’hanno portata a mettere in piedi il progetto bioMason.

Come nasce un biomattone?

Si tratta di una metodica ispirata, ed in parte simile, all’idrocoltura. I mattoni non vengono più cotti ma “coltivati” a temperatura ambiente in una reazione che richiede materie facilmente reperibili ed a basso costo. Sono necessari infatti solo sabbia, urea, cloruro di calcio, acqua e batteri. Da qui il motto dell’azienda “We grow briks“!

Il protagonista della reazione è un batterio comune, Sporosarcina pasteurii. Questo bacillo, comune nel suolo, secerne un particolare enzima, l’ureasi, che induce l’ idrolisi dell’urea (ureolisi). Questa prima reazione innesca altre reazioni chimiche che portano alla formazione di precipitati di carbonato di calcio (costituente del mattone). Questo processo è noto come Precipitazione della calcite indotta da Microrganismi (MICP: Microbiologically Induced Calcite Precipitation).

Cosa hanno in comune un corallo e un (bio)mattone?

Il corallo è costituito da comunità di piccoli polipi che costruiscono, alla base del proprio corpo molle, uno scheletro di carbonato di calcio con funzione protettiva e di sostegno. I polipi crescono uno accanto all’altro, cosicché le secrezioni di calcare si fondono tra loro e si stratificano, arrivando a formare le barriere coralline. In maniera similare nella miscela di reazione a partire dai reagenti (sabbia, urea, cloruro di calcio e acqua) i batteri producono carbonato di calcio, che precipita, compattando il mattone.

Ecosostenibilità e costi

Questo protocollo consente di produrre a temperatura ambiente utilizzando materiali disponibili localmente in natura, bypassando la cottura dei mattoni. Ciò consente risparmi nei costi energetici e una notevole riduzione delle emissioni di carbonio dovute alla combustione. Inoltre le caratteristiche meccaniche dei mattoni bioMason sono sufficienti a reggere il confronto con la classica controparte. Ciononostante attualmente il maggior limite resta il prezzo più alto al dettaglio. È auspicabile un miglioramento nel rapporto dei costi di produzione/vendita per estendere il più possibile il concetto di biocemento come materiale d’edilizia ecosostenibile.

Fonti: biomason.com, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27167458

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