Oamenii de știință au creat un ciment ecologic din alge

În fiecare an, aproximativ două gigatone (2.000.000.000.000 Kg) de CO2 sînt eliberate în mediu din cauza producției și utilizării cimentului. Potrivit unui raport al Agenției pentru Protecția Mediului din Statele Unite (EPA), cimentul ocupă locul trei în topul celor mai mari zece surse de poluare industrială. Un ciment ecologic din alge pare a fi soluția pentru astfel de probleme.

În mod surprinzător, o echipă de cercetători susține că putem pune capăt acestor emisii de carbon cauzate de ciment peste noapte, înlocuind cimentul tradițional cu noul lor ciment ecologic din alge (o substanță realizată folosind organisme vii).

O echipă de cercetători de la Universitatea Colorado din Boulder, SUA, în asociere cu colegii lor de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) și de la Universitatea din Carolina de Nord Wilmington (UNCW), a dezvoltat o metodă unică neutră din punct de vedere al carbonului, prin care cimentul Portland poate să fie produs din calcar crescut biologic.

Acest nou material poate reduce drastic poluarea mediului cauzată de activitățile de construcții de pe tot globul, scrie Interesting Engineering.

Ciment tradițional versus ciment ecologic din alge

Betonul care este realizat în principal folosind ciment Portland, apă și pietriș este considerat cel mai consumat material de pe glob, alături de apă. Fie că este vorba de America de Nord, Europa sau Asia, activitățile de construcții nu pot fi imaginate fără beton și mai ales fără ciment Portland.

„Facem mai mult beton decît orice alt material de pe planetă și asta înseamnă că acesta influențează viața tuturor”, a spus Wil Srubar, cercetător principal și profesor la CU Boulder, subliniind importanța betonului.

Cu toate acestea, este foarte regretabil faptul că producția comercială de ciment Portland implică incinerarea unor cantități mari de calcar, ceea ce duce la emisii masive de CO2. Mai mult, calitatea aerului din zona în care se produce cimentul este, de asemenea, puternic compromisă, deoarece arderea calcarului eliberează diverși poluanți și gaze toxice în aer.

Cum a apărut ideea de ciment ecologic din alge?

Soluția la această problemă i-a apărut în minte profesorului Wil Srubar în 2017, într-o călătorie în Thailanda.

Profesorul Srubar a observat în timpul călătoriei sale structuri de carbonat de calciu construite în mod natural în jurul recifelor de corali. El știa că calcarul este făcut și din carbonat de calciu. Privind zăcămintele de CaCO3, i-a venit în minte că poate și calcarul poate fi cultivat în mod natural în loc să fie extras din cariere. „Dacă natura poate crește calcar, noi de ce nu putem?”, s-a întrebat el.

Cînd s-a întors în SUA, el și echipa sa de cercetători au decis să cultive microalge numite cocolitofore. Membrii acestei specii de alge sînt capabili să dea naștere calcarului biogenic prin crearea depozitelor de carbonat de calciu în timpul fotosintezei.

O producție mai rapidă și mai ieftină

Cercetătorii au observat că, spre deosebire de calcarul natural, care are nevoie de milioane de ani pentru a se forma sub pămînt, versiunea biogenică creată de către cocolitofore ar putea fi produsă în timp real.

În plus, cocolitoforele au produs carbonat de calciu în mai puțin timp în comparație cu recifele de corali pe care le-a observat profesorul Srubar în Thailanda. Materia primă necesară pentru formarea calcarului biogenic în apa de mare a inclus doar dioxid de carbon dizolvat și lumină solară. De asemenea, deoarece microalgele pot supraviețui atît în corpurile de apă sărată, cît și în cele dulci, pot fi folosite pentru a cultiva calcar aproape oriunde în lume.

Calcarul cultivat cu alge este viitorul

Cercetătorii susțin că producția de calcar cu cocolitofore este atît de fezabilă încît dacă doriți să îndepliniți cererea totală de ciment din Statele Unite, tot ce trebuie să faceți este să le permiteți cocolitoforelor să se înmulțească într-un corp de apă care acoperă o suprafață de aproximativ 8.000 de kilometri pătrați. Acest lucru ar ocupa doar 0,5% din tot terenul disponibil în țară.

În mod surprinzător, producția de ciment ecologic din alge nu este doar neutră din punct de vedere al carbonului, ci este chiar negativă, deoarece microalgele elimină dioxidul de carbon din mediu și îl stochează sub formă de carbonat de calciu. Prin urmare, betonul format din acest ciment ar putea declanșa o nouă eră a construcțiilor durabile în întreaga lume.

„Pentru industrie, acum este momentul să rezolve această problemă foarte gravă. Credem că avem una dintre cele mai bune soluții, dacă nu cea mai bună soluție, pentru ca industria cimentului și a betonului să abordeze problema carbonului”, a spus profesorul Srubar.