Ogni anno circa due gigatoni (2.000.000.000.000 Kg) di CO2 viene rilasciata nell’ambiente a causa della produzione e dell’utilizzo del cemento. Secondo un rapporto dell’Agenzia per la protezione dell’ambiente degli Stati Uniti (EPA), il cemento si colloca al terzo posto tra le dieci maggiori fonti di inquinamento industriale. Sorprendentemente, un gruppo di ricercatori sostiene che possiamo porre fine a queste emissioni di carbonio dovute al cemento da un giorno all’altro, sostituendo il cemento tradizionale con il loro nuovo cemento biogenico (una sostanza prodotta con organismi viventi) a base di microalghe.

Un gruppo di ricercatori dell’Università del Colorado Boulder – in collaborazione con i colleghi scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL) e dell’Università della Carolina del Nord di Wilmington (UNCW) – ha sviluppato un metodo unico e neutrale dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica che consente di produrre il cemento portland da calcare coltivato biologicamente. Questo nuovo materiale può ridurre drasticamente l’inquinamento ambientale causato dalle attività di costruzione in tutto il mondo.

Ecco una panoramica del cemento ecologico, a zero emissioni di carbonio.

Cemento tradizionale vs. cemento da calcare biogenico

Alghe coccolitofore ricoperte da gusci di carbonato di calcio. Fonte: Robin Mejia, Dr. Alison Taylor/Wikimedia Commons

È interessante notare che il calcestruzzo, realizzato principalmente con cemento portland, acqua e ghiaia, è considerato l’elemento più importante per la produzione di un’opera d’arte. materiale più consumato in tutto il mondo, accanto all’acqua. Che si tratti di Nord America, Europa o Asia, le attività di costruzione non possono essere immaginate senza il calcestruzzo e soprattutto senza il cemento portland.

Nel sottolineare l’importanza del calcestruzzo, il ricercatore principale e professore della CU Boulder Wil Srubar ha dichiarato: “Produciamo più calcestruzzo di qualsiasi altro materiale sul pianeta, e questo significa che tocca la vita di tutti”.

Tuttavia, è molto spiacevole che la produzione commerciale di cemento portland comporti l’incenerimento di grandi quantità di calcare, con conseguenti enormi emissioni di CO2 emissioni. Inoltre, anche la qualità dell’aria dell’area in cui viene prodotto il cemento è fortemente compromessa, poiché la combustione del calcare rilascia nell’aria diversi inquinanti e gas tossici. La soluzione a questo problema è balzata alla mente del professor Wil Srubar nel 2017, durante il suo viaggio in Thailandia.

Durante il suo viaggio, il professor Srubar ha notato strutture di carbonato di calcio costruite naturalmente intorno alle barriere coralline. Sapeva che anche il calcare è composto da carbonato di calcio. Osservando i depositi di CaCO3, gli venne in mente che forse il calcare può anche essere coltivato naturalmente invece di essere estratto dalle cave. Si è chiesto: “Se la natura può coltivare il calcare, perché non possiamo farlo noi?”.

Una volta tornato negli Stati Uniti, insieme al suo team di ricercatori decise di coltivare delle microalghe chiamate coccolitofori. I membri di questa specie di alghe sono in grado di dare origine a calcare biogenico creando depositi di carbonato di calcio durante la fotosintesi. I ricercatori hanno notato che, a differenza del calcare naturale che richiede milioni di anni per formarsi sotto il suolo, la versione biogenica da parte dei coccolitofori potrebbe essere prodotta in tempo reale.

Inoltre, i coccolitofori producevano carbonato di calcio in tempi più brevi rispetto alle barriere coralline osservate dal professor Srubar in Thailandia. La materia prima necessaria per la formazione del calcare biogenico nell’acqua di mare comprende solo l’anidride carbonica disciolta e la luce solare. Inoltre, poiché le microalghe possono sopravvivere sia in corpi salati che in acqua dolce, possono essere impiegate per far crescere il calcare quasi ovunque nel mondo.

Il calcare coltivato dalle alghe è il futuro

In una prima mondiale, gli scienziati creano cemento ecologico dalle alghe
Fonte: Rodolfo Quirós/Pexels

I ricercatori sostengono che la produzione di calcare dai coccolitofori è così fattibile che se si vuole soddisfare la domanda totale di cemento negli Stati Uniti. Tutto ciò che si deve fare è permettere ai coccolitofori di fiorire in un corpo idrico che copra un’area di circa due milioni di acri. Ciò richiederebbe solo lo 0,5% di tutta la terra disponibile nel Paese.

Sorprendentemente, la produzione di cemento da calcare biogenico non solo è neutra dal punto di vista del carbonio, ma anche negativa, poiché le microalghe rimuovono l’anidride carbonica dall’ambiente e la immagazzinano sotto forma di carbonato di calcio. Pertanto, il calcestruzzo ottenuto da questo cemento potrebbe dare il via a una nuova era di costruzioni sostenibili in tutto il mondo.

“Per l’industria, è giunto il momento di risolvere questo problema molto malvagio. Crediamo di avere una delle migliori soluzioni, se non la migliore, per l’industria del cemento e del calcestruzzo per affrontare il problema delle emissioni di carbonio”, ha dichiarato il professor Srubar.

Per la loro straordinaria innovazione, il professor Srubar è stato premiato della National Science Foundation CAREER nel 2020 e recentemente il suo team ha ricevuto una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE). Ha inoltre stretto una partnership con soggetti privati per incrementare le attività di ricerca e produzione relative al calcare biogenico.

Il professor Srubar e i suoi colleghi ritengono che il loro materiale rivoluzionario abbia tutte le potenzialità per sostituire il calcare di cava e salvare il pianeta da tutti i danni ambientali che esso provoca.

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