Si fanno sempre più green i materiali per l’edilizia: sostenibili nella produzione, in grado di assorbire Co2 e di migliorare il benessere ambientale e persino adattivi a seconda dei cambiamenti di temperatura e delle condizioni climatiche.

I centri di ricerca e le più importanti università mondiali, in collaborazione con aziende e startup, sfornano prototipi sempre più avanzati e con l’intelligenza artificiale si stima un’accelerazione sul fronte delle tempistiche per passare dai test al mercato, nonché per creare inediti manufatti dalle prestazioni altrettanto inedite.

Tappa al padiglione Canada alla Biennale di architettura di Venezia e all’esposizione internazionale alla Triennale di Milano per quello che è considerato il primo materiale edile “vivente” della storia. Messo a punto dal Politecnico di Zurigo (Eht) è un composto che sfruttando il processo di fotosintesi è in grado di catturare le Co2 nell’area circostante e di immagazzinarle al suo interno riducendo sensibilmente l’inquinamento atmosferico.

Nella miscela ci sono cianobatteri attivi, funghi e idrogel, un materiale quest’ultimo “plasmabile”, ossia adattabile al punto che è possibile stamparlo in 3D realizzando dunque componenti sulla base delle esigenze di progettazione con una varietà di dimensioni e forme.

E su Nature Communications sono già stati pubblicati i risultati delle prime sperimentazioni. Test di laboratorio hanno dimostrato che il materiale lega costantemente Co2 per un periodo di 400 giorni, circa 26 milligrammi di Co2 per grammo di materiale. Un valore – evidenziano i ricercatori guidati da Mark Tibbitt – nettamente superiore a quello ad esempio derivante dalla mineralizzazione chimica del calcestruzzo riciclato (circa 7 mg di Co2 per grammo).

Il materiale di supporto che ospita le cellule “viventi” – ossia i cianobatteri – è un idrogel composto da polimeri reticolati ad alto contenuto d’acqua in modo che possa trasportare luce, Co2, acqua e nutrienti e consentire alle cellule di diffondersi uniformemente al suo interno senza “uscire” dal materiale.

E i ricercatori hanno ottimizzato la geometria delle strutture utilizzando processi di stampa 3D per aumentarne la superficie nonché la penetrazione della luce e favorire il flusso di nutrienti.

Riguardo alle installazioni di Milano e Venezia nel primo caso è stato messo in campo un processo di produzione dalle dimensioni di una stanza per creare una “pelle” vivente e nel secondo sono state utilizzate strutture stampate come elementi per costruire due oggetti simili a tronchi d’albero, il più grande dei quali alto circa tre metri. Grazie ai cianobatteri, questi possono legare fino a 18 kg di Co2 all’anno ciascuno, circa la stessa quantità di un pino ventenne in zona temperata.

A proposito di materiali in grado di assorbire le Co2, un team della Temple University di Philadelphia ha messo a punto il cosiddetto “calcestruzzo carbonatabile” che sfrutta le emissioni nocive per aumentare le proprie prestazioni.

A differenza del calcestruzzo tradizionale – in cui è il processo di idratazione tra cemento e acqua a generare il materiale – il calcestruzzo carbonatabile è frutto del processo di carbonatazione in cui le l’anidride carbonica viene assorbita nel materiale rendendolo più sostenibile, poiché viene usato un cemento che richiede molta meno energia nella fase di produzione e quindi produce meno gas serra.

E la questione della sostenibilità non è da poco se si considera che la produzione di cemento vale l’8% delle emissioni globali, ossia più del settore dell’aviazione. Non solo: il calcestruzzo che ne deriva è molto più residente e durevole (caratteristiche che aumentano in base a quanta anidride carbonica viene assorbita in profondità).

È l’intelligenza artificiale a promettere però la svolta in fatto di materiali innovativi: un team del Paul Scherrer Institute in Svizzera ha realizzato un modello predittivo per accelerare la scoperta di formulazioni innovative di cemento a basse emissioni di Co2, ma altamente resistenti. E al Concrete Sustainability Hub del Mit di Boston un gruppo di ricercatori ha addestrato un’intelligenza artificiale per identificare sottoprodotti industriali in grado di sostituire parzialmente il cemento nella produzione del calcestruzzo.

In dettaglio il test (qui l’analisi dettagliata) è servito per analizzare oltre un milione di campioni di roccia per pii classificare i materiali in 19 tipologie, dalle biomasse fino ai materiali edili da demolizione per capire come possono essere incorporati nelle miscele di calcestruzzo.

In copertina: © Courtesy of La Biennale di Venezia