Roma – La produzione e la riparazione del cemento potrebbero essere notevolmente migliorate utilizzando batteri produttori di biocemento, ma coltivare i microbi nei cantieri edili resta una sfida. Ora, i ricercatori del US Air Force Research Laboratory segnalano un approccio di liofilizzazione che preserva i batteri, consentendo potenzialmente ai lavoratori edili di utilizzare in ultima analisi la polvere da un pacchetto per realizzare rapidamente piastrelle, riparare pozzi petroliferi o rafforzare il terreno per strade o campi di fortuna. La ricerca è pubblicata su ACS Applied Materials & Interfaces.
La stabilizzazione del terreno e la riparazione del calcestruzzo sono sfide importanti per gli ingegneri civili. Di recente, i ricercatori hanno spostato la loro attenzione su un piccolo batterio chiamato Sporosarcina pasteurii che può produrre una forma di minerale di calcio chiamato biocemento. I microbi scompongono l’urea e formano ammonio e carbonato. Quindi, con l’aggiunta di calcio, il risultato è carbonato di calcio, che incolla insieme particelle di sabbia e terreno o ripara crepe nelle strutture in calcestruzzo esistenti. Per produrre biocemento per progetti di costruzione, i batteri devono attualmente essere coltivati in loco con attrezzature speciali e competenze tecniche. Quindi, Maneesh Gupta e i colleghi hanno voluto sviluppare un modo per conservare S. pasteurii in un formato a lunga conservazione che fosse facile da usare per i lavoratori edili.
Il team di Gupta si è ispirato ai produttori che liofilizzavano i componenti biologici e li aggiungevano ai fertilizzanti. I ricercatori hanno sospeso i batteri in diverse soluzioni e hanno testato quanto bene i microbi sopravvivevano al congelamento. Hanno scoperto che il saccarosio proteggeva meglio i microbi rispetto ad altri tipi di protettivi. Dopo il congelamento, i batteri sono stati essiccati e poi conservati in sacchetti di plastica richiudibili. Gli S. pasteurii trattati con saccarosio sono rimasti vitali per almeno tre mesi.
Ulteriori test di laboratorio hanno dimostrato che i batteri liofilizzati conservati con saccarosio potevano essere utilizzati per cementare la sabbia in stampi cilindrici stampati in 3D. I ricercatori hanno preparato colonne separate con sabbia da gioco, come quella utilizzata nelle sabbiere per bambini, e terreno sabbioso naturale prelevato dal terreno. Quindi, quando le colonne sono state spruzzate più volte con cloruro di calcio e urea, i batteri hanno prodotto biocemento. Il biocemento nelle colonne realizzate con sabbia da gioco era più forte del biocemento formato con terreno e la maggior parte dei campioni di biocemento poteva essere rimossa dagli stampi per sabbia da gioco. In un altro test di laboratorio, il team ha preparato colonne di batteri liofilizzati con terreno sabbioso naturale all’interno di tubi in PVC, ma non ha rimosso il biocemento dai tubi. Le colonne in PVC realizzate sia con sabbia da gioco che con terreno naturale erano più forti con l’esposizione a più cloruro di calcio e urea.
Nei test sul campo, i batteri liofilizzati sono stati applicati sulla superficie di appezzamenti di terreno di 3 piedi per 3 piedi (circa 1 metro per 1 metro) e sulla parte superiore sono stati spruzzati urea e cloruro di calcio. I batteri liofilizzati hanno reso più forti i primi 3 pollici (7,6 centimetri) di terreno entro 24 ore. (30Science.com)
