I ricercatori del Living Materials Laboratory dell’Università di Colorado Boulder hanno sviluppato un sistema per creare calcestruzzo a emissioni zero, partendo dal calcare “biogenico” proveniente dalle alghe, al posto del calcare estratto dalle cave, l’ingrediente principale del calcestruzzo, che ha la più alta concentrazione di carbonio. Il calcare viene riscaldato con argilla a temperature molto elevate per produrre cemento Portland. Questo processo di riscaldamento provoca il rilascio di anidride carbonica, responsabile del 60% delle emissioni associate alla produzione di cemento.

La microalga produce naturalmente carbonato di calcio attraverso il processo di fotosintesi. I depositi di calcare in tutto il mondo sono stati formati naturalmente milioni di anni fa da microalghe marine, che creano minuscoli gusci composti da carbonato di calcio. Questi gusci si sono accumulati come sedimenti sul fondo dell’oceano, trasformandosi nelle formazioni calcaree odierne. Il 50% del fondale oceanico è ricoperto da carbonato di calcio.

Secondo i ricercatori, il calcestruzzo ricavato da questo calcare biogenico è neutro nel bilancio dell’impronta di carbonio, misura che indica il totale delle emissioni di gas a effetto serra (espresse generalmente in tonnellate di CO2 equivalente) associate direttamente o indirettamente a un prodotto, perché l’anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera, quando viene bruciato per produrre il cemento, è uguale a quella che le microalghe hanno prelevato dall’atmosfera durante la loro crescita.

Il cemento, così ottenuto, può essere reso addirittura negativo nel bilancio di carbonio, il che significa che trattiene più anidride carbonica di quella che emette, se il calcare macinato aggiunto alla miscela come materiale di riempimento, venga sostituito anch’esso dall’alternativa ottenuta dalle alghe, che in questo caso non avrebbe bisogno di essere bruciato.

Allo stato attuale, la produzione di cemento provoca circa il 7% delle emissioni globali di anidride carbonica. I ricercatori dell’Università di Colorado Boulder stimano che questo processo farebbe risparmiare due gigatonnellate di anidride carbonica all’anno immesse nell’atmosfera e, potenzialmente, ne tratterrebbe altri 250 milioni di tonnellate come inerte. I ricercatori stimano che con uno o due milioni di acri di vasche attivate negli Stati Uniti, corrispondente a circa l’uno per cento della terra utilizzata per coltivare il mais, il paese potrebbe ottenere abbastanza sostanza per produrre tutto il suo fabbisogno di cemento. Il team di Colorado Boulder ha recentemente ricevuto una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per sviluppare e aumentare la produzione di cemento Portland ottenuto dal calcare biogenico.

Il laboratorio di ricerca utilizza le microalghe coccolitofore bianco torbide, che operano velocemente e che producono la più grande quantità di carbonato di calcio sul pianeta. Gli organismi utilizzano la luce solare, l’acqua di mare o l’acqua dolce e l’anidride carbonica per produrre i gusci di carbonato di calcio, naturalmente molto articolati e simili a un’armatura. Questo calcare ha l’aspetto e il comportamento del calcare estratto, il che comporta una relativa facilità di inserimento nei processi di produzione esistenti.

Per portare sul mercato il calcare prodotto dalle alghe, è stata costituita la start-up Minus Materials (https://www.minusmaterials.com/ ).

Il team di ricercatori sta lavorando con l’Algal Resources Collection della University di Wilmington North Carolina sulla selezione dei ceppi e l’ottimizzazione della crescita, in modo da aumentare la produzione il più rapidamente possibile, come se si trasformasse un processo che naturalmente impiega millenni a un ordine di grandezza di ore.

Cellule di coccolitoforo ricoperte da scaglie di carbonato di calcio al microscopio. Foto di Robin Mejia, tramite Wikimedia Commons.

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Architetto, opera nel campo del disegno industriale. Consulente per l’innovazione, analizza le logiche di sviluppo e l’evoluzione di sistemi di oggetti e di servizi, finalizzate all’applicazione in nuovi prodotti, in particolare nei settori del design, dei materiali e delle tecnologie. Ha realizzato workshop sull’innovazione di prodotto in collaborazione con Alessi, Fiat, Dupont, Landini, Philips, Piaggio, FederUnacoma, per la quale ha curato il Laboratorio Innovazione. Ha ideato e partecipato alla costituzione dell’Osservatorio permanente sul design dell’ADI (Associazione per il Disegno Industriale), che ogni anno seleziona i migliori prodotti, facenti parte di ADI Design Index, e che concorrono per il Premio Compasso d’oro. Ha insegnato all’ISIA di Roma, contribuendo a definire il Biennio di laurea specialistica di Design dei sistemi. Successivamente è stato docente a contratto all’Istituto Europeo di Design di Milano e di Roma, alla Facoltà del design del Politecnico di Milano e, attualmente, presso l’accademia LABA di Brescia.