Il calcestruzzo autorigenerante che usa la CO2 per ripararsi

L’industria del cemento ha uno dei pesi emissivi più preoccupanti al mondo. Il settore, da solo, rilascia in atmosfera circa 2.8 miliardi di tonnellate di CO2 ogni anno. Per ridurne l’impronta di carbonio, sono nati negli anni diversi progetti innovativi dal cuore green; l’ultimo, quello messo a punto dalla Worcester Polytechnic Institute (WPI), nel Massachusetts, Stati Uniti. Qui un gruppo di scienziati ha sviluppato un calcestruzzo autorigeneratante capace di riparare eventuale crepe utilizzando l’anidride carbonica.

Un materiale “vivo”

Il segreto di questa nuova tecnologia ci scorre direttamente nel sangue. Per infondere la capacità di autoguarigione, i ricercatori hanno impiegato un enzima presente nei globuli rossi, l’anidrasi carbonica. Nel corpo umano questo catalizzatore serve a trasferire rapidamente la CO2 dalle cellule al flusso sanguigno. Impiegato nel calcestruzzo permette invece di riparare minuscole fratture.

La piccole crepe che si formano nel materiale possono non rappresentare un problema immediato per l’integrità strutturale. Tuttavia, con infiltrazioni d’acqua, le spaccature possono ampliarsi compromettendo notevolmente la resistenza. L’idea del calcestruzzo autorigenerante interviene a questo livello quando le fratture sono ancora piccole, sigillando il materiale.

Abbiamo guardato alla natura per trovare ciò che innesca il trasferimento di CO2 più veloce, e questo è l’enzima anidrasi carbonica – spiega l’autore dello studio, Nima Rahbar. Dal momento che gli enzimi nel nostro corpo reagiscono in modo sorprendentemente rapido, possono essere utilizzati come meccanismo efficiente per riparare e rafforzare le strutture in calcestruzzo“.

Il team ha aggiunto l’anidrasi carbonica alla polvere di cemento prima della miscelazione. Quando si formano delle fessure nel calcestruzzo, l’enzima determina una reazione automatica con l’anidride carbonica, portando alla formazione di cristalli di carbonato di calcio che imitano le caratteristiche del conglomerato riempendo gli spazi vuoti.

I test hanno dimostrato che il nuovo calcestruzzo autorigenerante possa riparare le crepe su scala millimetrica entro 24 ore. I ricercatori sottolineano che si tratta di un netto miglioramento rispetto ad alcune tecnologie precedenti che hanno utilizzato i batteri per l’autoriparagione, richiedendo fino ad un mese di tempo.

di Luigi Paracchini

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