Ridurre l'impatto climatico dell'edilizia con i mattoni contenenti alghe

Il cemento, l’ingrediente legante essenziale del calcestruzzo, dei mattoni e della malta, è un incubo climatico. Per realizzarlo, si riscalda pietra calcarea e argilla a temperature estremamente elevate utilizzando combustibili fossili inquinanti di carbonio. Ciò innesca un processo chimico, che rilascia anche enormi quantità di anidride carbonica nell’atmosfera. Il processo è ad alta intensità di carbonio e il cemento è così ampiamente utilizzato che rappresenta circa l’8% delle emissioni globali di CO2. Con il patrimonio edilizio mondiale che si prevede raddoppierà entro il 2060, i sostenitori del clima sono alla disperata ricerca di materiali alternativi che arrivino rapidamente sul mercato.

Una fabbrica a Longmont, in Colorado, potrebbe avere la risposta. Entro la fine di quest’anno inizierà a produrre mattoni di cemento realizzati non con cemento, ma con alghe. Prometheus Materials, nata nel 2021 da un progetto di ricerca presso l'Università del Colorado, prende microalghe normalmente presenti in laghi o stagni e le coltiva in bioreattori. Aggiungono aria, così le alghe possono nutrirsi dell'anidride carbonica in esse contenuta, oltre che dell'acqua di mare e della luce delle lampade a LED. Ciò consente alle alghe di produrre una sostanza simile al cemento in grado di legare insieme sabbia e ghiaia o pietra per produrre calcestruzzo. Il metodo imita il processo naturale attraverso il quale gli organismi formano barriere coralline dure e conchiglie.

I mattoni a base di alghe saranno disponibili in commercio nel 2023. Sono stati progettati in collaborazione e in parte finanziati dallo studio di architettura statunitense Skidmore, Owings & Merrill (SOM), noto per aver creato il Burj Khalifa a Dubai e New York. Un Centro Mondiale del Commercio.

Secondo Loren Burnett, CEO di Prometheus Materials, la produzione dei mattoni attualmente emette un decimo della CO2 prodotta da blocchi di cemento convenzionali. Secondo Burnett, quando l’azienda finirà di installare i pannelli solari per alimentare il suo impianto di produzione, il processo sarà a zero emissioni di carbonio e, tra tre anni, ad emissioni di carbonio negative. "Praticamente non viene emessa CO2 durante il processo e in realtà noi la sequestriamo", afferma. "Perché le alghe lo assorbono attraverso la fotosintesi e poi le incorporiamo nei nostri materiali da costruzione."

La cronologia della produzione di Prometheus lo colloca in prima linea in un movimento volto a sostituire i materiali da costruzione convenzionali ad alta intensità di carbonio, come l’acciaio e il cemento, con materiali derivati ​​da piante e altri organismi. Il settore dei materiali cosiddetti “bio-based” è ancora agli inizi. Ma i sostenitori dicono che ha il potenziale per trasformare il settore edile da uno dei maggiori emettitori del mondo – responsabile dell’11% delle emissioni di CO2 – ad un assorbitore di carbonio. Cioè, da cattivo climatico a parte della soluzione.

Usare la natura in edilizia non è una novità. Da migliaia di anni le persone prendono le piante e la materia organica che crescono intorno a loro e le trasformano in strutture. Dal Sud Africa all’Inghilterra fino all’Afghanistan, la paglia è stata a lungo mescolata con terra e acqua per produrre la pannocchia. Il bambù forte e a crescita rapida è un elemento chiave di molta architettura tradizionale nell’Asia orientale. E il legno ha mantenuto la sua popolarità storica in molti paesi, con il 90% delle nuove case negli Stati Uniti realizzate ancora con strutture in legno. Negli ultimi decenni, gli attivisti ambientali hanno spinto affinché questi materiali che assorbono il carbonio diventassero la norma nelle case e nelle costruzioni su piccola scala.

Ma costruire su larga scala con materiali naturali si è rivelato difficile (anche se in alcune città stanno spuntando alcuni grattacieli di legno di alto profilo). Pertanto, gli scienziati stanno sviluppando una nuova generazione di materiali di derivazione organica sufficientemente resistenti e versatili da sostituire l’acciaio e il cemento ad alta intensità di carbonio. Per stimolare questi sforzi, a giugno, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha annunciato sovvenzioni di 39 milioni di dollari per 18 progetti che lavorano su “tecnologie in grado di trasformare gli edifici in strutture di stoccaggio netto del carbonio”. Il team dell’Università del Colorado che ha ideato i mattoni di alghe è uno dei destinatari. Un altro beneficiario sta lavorando su un materiale isolante a base di funghi che può essere utilizzato per ristrutturare le case. Un terzo vuole aggiungere microbi al legno per creare un materiale “vivo” “con la forza dell’acciaio”.