Materiale simile al calcestruzzo tenuto insieme dai batteri

Una vasca, una stampante e una manciata di batteri. È questo il laboratorio con cui Karen Antorveza Paez ha realizzato elementi architettonici senza un solo forno. Il composto assomiglia a sabbia bagnata ed è ancora morbido quando esce dalla stampante. Solo più tardi diventa solido, perché sono i batteri a fare il lavoro che normalmente svolge il cemento.

L'organismo è Sporosarcina pasteurii. Quando viene combinato con sabbia o altri granuli, li unisce in un materiale solido formando carbonato di calcio, il minerale che costituisce il calcare. Il risultato è una rete di cristalli di calcite microscopici e interconnessi. Antorveza Paez la descrive in modo semplice: «Usiamo i batteri per produrre una sorta di colla minerale». Il processo, chiamato biocementazione, era già stato impiegato per stabilizzare i terreni e nel calcestruzzo autorigenerante. Il suo lavoro lo applica alle parti di edifici stampate.

Nel primo metodo, il team stampa un «bio-inchiostro» composto da un gel di acqua, alginato e xantano di origine naturale, sabbia e batteri vivi. L'oggetto viene poi immerso in una vasca di urea e cloruro di calcio. I batteri scompongono l'urea con un enzima chiamato ureasi, che libera ioni carbonato. Questi ioni si combinano con il calcio per formare calcare tra i granuli. L'intero processo richiede da due a cinque giorni, a seconda della resistenza desiderata, e la vasca viene rinnovata ogni giorno. Antorveza Paez lo paragona alla cottura al forno: «Hai l'impasto, che è ancora molto malleabile e delicato. Solo il forno può trasformarlo in qualcosa di solido», con i batteri nel ruolo del forno.

Il secondo metodo elimina la vasca. Un braccio robotico spruzza batteri, gli ingredienti minerali e la sabbia su una superficie, strato dopo strato. Secondo la ricercatrice, il metodo a stampa si adatta agli elementi architettonici, mentre la spruzzatura è rivolta piuttosto alle superfici. Entrambi sono stati usati per realizzare parti, tra cui un elemento di facciata, e il materiale potrebbe servire anche per strutture di ombreggiatura e pareti divisorie.

Ciò che cambierà per i costruttori è ancora una questione di tempo e di prove. Il materiale non può ancora sostenere carichi e servono ulteriori ricerche per renderlo portante. Il metodo a spruzzo richiede anche lo studio di come sono disposti i granuli e il mezzo legante all'interno dell'oggetto. La stessa ricercatrice riassume così il passo successivo: «La grande domanda non è più se il biocemento funzioni, ma piuttosto quanto bene si possano gestire le sue proprietà». Se tali proprietà potranno essere controllate, un legante che non richiede riscaldamento potrebbe un giorno ridurre le emissioni legate al cemento, ma le fonti non dicono ancora quando, né per quali applicazioni verrebbe usato per primo.