Il cemento "vivo"e i batteri muratori: una soluzione ai danni metereologici

Il cemento in architettura e la sua fragilità

cemento danneggiato
Foto 1 – Caratteristica crepa nel cemento causata spesso da fenomeni metereologici

Il cemento è uno dei materiali più utilizzati nella costruzione degli edifici in tutto il mondo. Grazie a numerosissime ricerche e studi, è diventato sempre più maneggevole, resistente e leggero.

Tuttavia, non si riusciva purtroppo a rimediare al suo più grande difetto: l’inclinazione a sviluppare crepe. Con il tempo, ma soprattutto a causa di fenomeni come ad esempio i terremoti, il cemento diventa fragile e, come risultato, edifici che prima sembravano imponenti e perfettamente stabili vengono talvolta spazzati via dalle fondamenta.

Una risposta immediata ai danni: il cemento vivo

immagine computerizzata dello schema di riparazione del biocemento
Foto 2 – Una ricostruzione di come il cemento “vivente” si autoripara

Il problema sembra però aver trovato una potenziale soluzione con l’avvento di un prodotto mai visto prima: un cemento vivo, contenente al suo interno batteri vivi geneticamente modificati in grado di rigenerarlo e riparare così le eventuali crepe.

Questo particolare cemento è stato inventato in Inghilterra, nell’Università di Newcastle, ad opera di un team di ricercatori capeggiati da Martyn Dade-Robertson. Secondo le stime, questo nuovo materiale sarà impiegato nel costruire nuove fondamenta, che saranno molto più sicure di quelle odierne.

La ricerca inglese di Dade-Robertson

La ricerca di Dade-Robertson si basa su un’altra ricerca avvenuta nella stessa università sul batterio del ceppo denominato BacillaFilla, realizzato dagli stessi studenti, che era in grado di riparare crepe nel calcestruzzo grazie alla sua capacità di produrre carbonato di calcio e una colla a base di zuccheri.

Tuttavia, Dade-Robertson ha preferito utilizzare un batterio molto più comune, che però non era di per sé in grado di svolgere l’attività dei BacillaFilla. Dunque i ricercatori sono passati alla modifica del DNA di Escherichia coli, affinché producesse una proteina fluorescente che viene attivata in conseguenza all’attivazione dei 122 geni sensibili ai cambiamenti di pressione.

Come ultimo passaggio è stato sostituito il gene che produceva la proteina luminescente con dei geni in grado di produrre sostanze simili a quelle prodotte dagli altri batteri, che si attiveranno di conseguenza proprio quando il batterio subirà cambiamenti di pressione o percepirà movimenti del suolo.

Anche in Olanda si pensava al biocemento dal 2006

L’Università di Newcastle non è però l’unica ad occuparsi di un possibile sviluppo di un biocemento popolato da batteri. Infatti, anche un team della Delft University of Technology sta studiando il possibile utilizzo dei batteri Bacillus nell’ottica della futura produzione di un cemento. Tali studi, iniziati nel 2006, sono guidati dal microbiologo Henk Jonkers.

I batteri bacillus e il loro compito nella rigenerazione del cemento

microrganismi deputati alla rigenerazione del calcestruzzo
Foto 3 – Bacilli osservati al microscopio dopo la schiusa delle capsule

Nel lavoro sviluppato dal gruppo di ricerca olandese, i batteri appartenenti al genere Bacillus vengono integrati direttamente nel cemento. Essi vengono posizionati “dormienti” all’interno di delle capsule in bioplastica contenenti anche del lattato di calcio.

Le capsule sono fatte in modo tale da aprirsi al contatto con l’acqua proveniente da eventuali infiltrazioni, impedendo l’avanzata del liquido. Una volta schiuse le capsule, i batteri vengono liberati e si moltiplicano nutrendosi di lattato di calcio. Combinandosi infine con gli ioni di carbonato, riescono a formare così la calcite, che andrà a riempire e sigillare le crepe causate da eventuali danni alla struttura.  I bacilli producono infatti delle spore, capaci di sopravvivere per decenni in condizioni di anaerobia – ovvero in assenza di ossigeno.

Sebbene ancora questo progetto vada messo a punto tramite ulteriore testing, il progresso che le imprese di tutti i giorni stanno raggiungendo dimostra che l’apporto delle biotecnologie è enorme e i benefici nella vita quotidiana lo sono (e diventeranno) ancor di più.

Francesca Buratti

Bibliografia

Fonti immagini:

Fonti articolo:

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