Un nuovo approccio alla produzione di calcestruzzo apre scenari promettenti per l’edilizia del futuro. Grazie alla ricerca coordinata dalla dottoressa Congrui Grace Jin, è stato sviluppato un materiale composito che integra microorganismi capaci di riparare autonomamente microfratture. Questo sistema, ispirato ai processi naturali dei licheni, potrebbe ridurre in modo significativo le spese e i rischi legati alla manutenzione delle infrastrutture.
Una simbiosi naturale al servizio dell’ingegneria
Alla base del cemento “vivente” si trova una collaborazione tra funghi filamentosi e cianobatteri diazotrofi, organismi capaci di sopravvivere con l’esposizione ad aria, luce e umidità. Il processo riprende quello dei licheni, un’antica simbiosi naturale, e lo traduce in un contesto artificiale: i cianobatteri assorbono anidride carbonica e azoto dall’atmosfera, mentre i funghi raccolgono ioni di calcio, avviando così la formazione di carbonato di calcio, un minerale che si comporta come uno stucco naturale.
Il problema delle microfratture nel calcestruzzo
Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più impiegato nel mondo, tuttavia tende a sviluppare microfratture a causa del tempo e delle sollecitazioni. Queste fessure permettono l’ingresso di acqua e aria, accelerando la corrosione delle armature metalliche interne e minando la stabilità delle strutture. Ponti, strade e edifici ne sono particolarmente soggetti, rendendo la manutenzione un processo oneroso e spesso poco tempestivo.
Una soluzione autonoma e sostenibile
I precedenti tentativi di ottenere un cemento autoriparante si sono scontrati con una limitazione cruciale: la necessità di fornire nutrienti esterni ai microbi integrati. La nuova formula sviluppata dal team guidato da Jin supera questo vincolo, generando un sistema completamente autonomo, capace di vivere e produrre materiale riparativo senza intervento umano.
I test condotti in laboratorio hanno confermato che le colture miste di funghi e cianobatteri non solo sopravvivono esposte ad aria e luce, ma risultano anche più efficienti delle colture isolate. I campioni di calcestruzzo trattati hanno evidenziato la capacità effettiva del sistema di sigillare le crepe attraverso la produzione di carbonato di calcio.
Oltre la tecnologia: implicazioni sociali ed etiche
Il progetto, finanziato dal programma Young Faculty Award della DARPA, non si limita alle applicazioni ingegneristiche. I ricercatori hanno coinvolto scienziati sociali per esplorare la percezione pubblica nei confronti dell’integrazione di organismi “viventi” all’interno dei materiali da costruzione. Un passaggio necessario per accompagnare l’adozione di queste tecnologie in contesti urbani e residenziali.
Questo sviluppo potrebbe rappresentare un punto di svolta nella costruzione di infrastrutture più durature, riducendo il ricorso alla manutenzione manuale e contribuendo alla sostenibilità del settore edilizio. L’equilibrio tra scienza dei materiali e bioispirazione si conferma una delle direzioni più innovative della ricerca contemporanea.
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