Da li je moguće uzgajati cement? Ovaj beton na bazi algi dokazuje da jeste!

Proces koji se odvija u prirodi naučnici su uspeli da iskoriste i ubrzaju do nivoa gde nastaje sirovina za visokoefikasnu proizvodnju bio-cementa bez ugljenika.

Zbog opštepoznatog negativnog uticaja betona na našu životnu sredinu, širom sveta u toku su stalna istraživanja sa ciljem da njegovu proizvodnju i životni vek učinimo održivijim, a jedno od obećavajućih novih rešenja dolazi nam iz Sjedinjenih Država.

Imajući ovaj problem na umu, Loren Burnet, izvršna direktorka kompanije Prometheus Materials, predstavila je javnosti način na koji su razvili materijal koji oponaša prirodne procese u proizvodnji betona kakav poznajemo.

Pročitajte još na Gradnja.rs:

• Laki kao vazduh: Ovi 3D štampani izolacioni zidovi ne sadrže cement
• Upotrebljen umesto peska soc od kafe može učiniti beton za 30% jačim

Mikroalge kao građevinski materijal

Procenjuje se da je beton odgovoran za otprilike 8% svetskih godišnjih emisija CO2, te izbacuje oko 11 miliona tona CO2 u atmosferu svakoga dana, trošeći oko 9% godišnje industrijske upotrebe vode u svetu.

Osim toga, očekuje se da će se građevinski fond udvostručiti do 2060. godine, što je ekvivalent izgradnji čitavog Njujorka svakog meseca u narednih 36 godina, a što posledično povećava potražnju za betonom, odnosno cementom.

Putovanje ka stvaranju pomenutog materijala otpočelo je inicijativom Ministarstva odbrane Sjedinjenih Država, da pronađu održive i lako dostupne sirovine za izgradnju u okruženjima sa ograničenim resursima.

Tako je četvoro profesora sa Univerziteta Boulder u Koloradu, u periodu od pet godina, razvilo novi proces koji koristi mikroalge kao građevinski materijal. Drugim rečima, umesto da stvaraju novu sirovinu, oni su je uzgajali.

Unutar bioreaktora punjenih vodom mikroalge se stimulišu da proizvode hlorofil, uz pomoć strateški postavljenih dioda koje emituju svetlost.

Profesorski četvrac je zajedno sa Loren Barnet osnovao Prometheus Materials 2021. godine i od tada imaju konstantnu aktivnu savetodavnu ulogu u kompaniji.

Barnet je objasnila da je proces inspirisan prirodom, posebno izvanrednim procesima prirodnih mikroalgi, istim mikroorganizmima koji se nalaze u jezerima, rekama, okeanima i ribnjacima.

U ovom procesu, unutar bioreaktora punjenih vodom, ove mikroalge se stimulišu da proizvode hlorofil, uz pomoć strateški postavljenih dioda koje emituju svetlost.

Proces sličan stvaranju školjki i koralnih grebena

Prepuna hranljivih materija i prirodnih sastojaka, voda olakšava formiranje kalcijum karbonata kroz proces poznat kao biomineralizacija.

Prostije rečeno, čitav proces je sličan stvaranju školjki i koralnih grebena, ali su naučnici uspeli da ga iskoriste i ubrzaju do nivoa gde nastaje sirovina za visokoefikasnu proizvodnju bio-cementa bez ugljenika.

Još jedna suštinska karakteristika našeg rešenja je da se praktično sva voda koja se koristi u proizvodnji vraća u zemlju.

„Kada se pomeša sa agregatom, bio-cement formira bio-beton bez ugljenika sa mehaničkim, fizičkim i termičkim svojstvima koja su uporediva ili superiornija u odnosu na beton na bazi portland cementa.

„Naš proces izbegava i operacije koje zahtevaju veliku količinu ugljenika u proizvodnji, a tu je i izbegavanje transporta. Još jedna suštinska karakteristika našeg rešenja je da se praktično sva voda koja se koristi u proizvodnji vraća u zemlju“ – objasnila je Barnet za ArchDaily.

Impresivne performanse u više parametara

Agregat koji se koristi u bio-betonu je lokalnog porekla, sa naglaskom na ugrađivanju recikliranih materijala gde god je to moguće.

Prometheusov beton je pokazao impresivne performanse u nekoliko parametara u poređenju sa tradicionalnim betonom. Barnett ističe:

„Naš bio-beton bez ugljenika je za oko 15% do 20% lakši, što pruža ekonomske i ekološke prednosti, a njegova čvrstina na pritisak parira tradicionalnom betonu, dok je njegova čvrstoća na savijanje tri do četiri puta veća. Čvrstoća našeg materijala smanjuje potrebu za čeličnom armaturom kod nekih tipova primene.“

Beton se ističe i po dobrim termičkim svojstvima, smanjujući prenos toplote za 90% u poređenju sa tradicionalnim betonom.

Pored svoje strukturalne snage, Prometheus beton prevazilazi zahteve ASTM performansi i pokazuje veću otpornost na eksploziju.

Kada je reč o akustičkim svojstvima, ovaj beton nadmašuje tradicionalni, a takođe se ističe i po dobrim termičkim svojstvima, smanjujući prenos toplote za 90% u poređenju sa tradicionalnim betonom.

Zidne jedinice sa nultom emisijom ugljenika

Prometheus Materials je dobio određena finansijska sredstva, što je omogućilo da izgradi pilot proizvodni pogon i objekat za biotehnološki proizvodnju, kao i da proširi svoj tim.

Kompanija trenutno oplemenjuje svoje bio-cementne i bio-betonske proizvode bez ugljenika, dok istovremeno uvodi inovativne ponude kao što su zidne jedinice sa nultom emisijom ugljenika.

Iako prolazi kroz dalja ispitivanja performansi, proizvod Bio-Block™ Spiral već je dostupan za odabrane projekte.

Na otvaranju Čikaškog bijenala arhitekture, arhitektonska firma SOM je predstavila Bio-Block™ Spiral, proizvod koji su razvili u saradnji sa Prometheus Materials, a koji ima potencijal da smanji globalnu emisiju CO2 za 8% kada bi se koristio u velikim razmerama.

Iako prolazi kroz dalja ispitivanja performansi, već je dostupan za odabrane projekte, a svakako predstavlja značajnu prekretnicu u unapređenju usvajanja ovog ekološki prihvatljivog materijala i rešavanju klimatske krize.