În ultimii ani, mai mulți cercetători au prezentat modalități de a îmbunătăți banala cărămidă pentru a o face mai ecologică, dar rezultatele au ajuns rareori la producția de masă. Un exemplu este compania scoțiană Kenoteq care a dezvoltat o cărămidă făcută aproape în întregime din deșeuri de construcții. Un alt exemplu este cel al Suzannei Lambert de la Universitatea din Cape Town, care a creat o cărămidă fără generare de deșeuri care se întărește la temperatura camerei, datorită urinei umane. Altul este cel de la Școala Indiană de Design și Inovație Shreyas More și Meenal Sutaria, care au folosit lufa (un gen de plantă din familia castravetelui) pentru a face o cărămidă care să susțină dezvoltarea plantelor și insectelor pe suprafața ei.
Kenoteq a dezvoltat o cărămidă făcută aproape în întregime din deșeuri de construcții
În 2020, startup-ul scoțian Kenoteq a lansat K-Briq – o cărămidă pentru construcții mai durabilă, nearsă și făcută în proporție de 90% din deșeuri de construcții. Inventată de profesorul de inginerie Gabriela Medero de la Universitatea Heriot-Watt din Edinburgh, K-Briq generează la fabricarea sa mai puțin de o zecime din emisiile de carbon față de o cărămidă obișnuită. Dezvoltarea produsului la universitatea scoțiană a durat peste 10 ani, obiectivul fiind de a reduce impactul industriei construcțiilor asupra mediului.
„Am petrecut mulți ani cercetând materialele de construcție și m-am îngrijorat că tehnicile moderne de construcție exploatează materiile prime fără să ia în considerare că acestea sunt printre cei mai mari contributori la emisiile de carbon”, a spus ea. „Cantitatea de deșeuri pe care o produc nu este sustenabilă pe termen lung”.
Pentru a produce cărămizile în scop comercial, Medero a co-fondat compania Kenoteq. În 2020, modulele K-Briq au fi folosite pentru construcția Serpentine Pavilion din Johannesburg, care a fost proiectat de studioul de arhitectură sud-african Counterspace.
Potrivit lui Medero, K-Briq arată ca o cărămidă normală, cântărește la fel și se comportă ca o cărămidă de lut, dar oferă proprietăți de izolare mai bune și poate fi produs în orice culoare. Pe lângă economisirea energiei în procesul de producție, Kenoteq contribuie la reducerea emisiilor prin producerea cărămizilor la nivel local. În prezent, până la 85% din cărămizile folosite în Scoția sunt importate din Anglia sau Europa, ceea ce nu este sustenabil pe termen lung. Kenoteq produce cărămizile la Hamilton’s Waste and Recycling din Edinburgh, reducând la minimum volumul de transport necesar în proces.
„Suntem mândri că inovăm pentru a satisface atât nevoile industriei construcțiilor, cât și pentru a sprijini obiectivele de sustenabilitate ale guvernelor scoțian și britanic”, a spus Medero.
Bio-cărămizile făcute din urină umană ar putea reprezenta o alternativă prietenoasă cu mediul în construcții
Suzanne Lambert, cercetătoare la Universitatea din Cape Town, a creat un material de construcție care nu generează deșeuri, este fabricat prin aport de urină umană și se întărește la temperatura camerei, ca alternativă la cărămizile arse în cuptor, care poluează mediul înconjurător.
Lambert, masterand în inginerie civilă, a folosit deșeuri umane recuperate și bacterii vii pentru a produce cărămizile, care pot fi fabricate în diferite dimensiuni, forme și pot avea diferiți parametri de rezistență mecanică. Ea crede că bio-cărămizile pot fi o alternativă reală la cărămizile tradiționale, care sunt încălzite la temperaturi de peste 1.000 de grade Celsius, producând emisii uriașe de dioxid de carbon.
„Există un mare potențial pentru aplicarea procesului în lumea reală”, a spus Lambert. „Abia aștept momentul când lumea va fi pregătită”.
Procesul utilizat se numește precipitarea carbonatului microbian, pe care supervizorul lui Lambert de la Universitatea din Cape Town (UCT), Dillon Randall, o aseamănă cu „modul în care se formează scoicile”. Într-o matriță în formă de cărămidă sunt adăugate urină umană, nisip și o bacterie care produce enzima naturală care hidrolizează ureea în carbonat de amoniu. Enzima declanșează o reacție chimică, descompunând ureea din urină, producând în același timp carbonat de calciu (calcar), componenta principală a cimentului. Această reacție asigură solidificarea cărămizilor care, cu cât sunt lăsate mai mult timp în matrițe, cu atât devin mai rezistente.
„Dacă este nevoie de o cărămidă mai rezistentă cu 40% decât o cărămidă de calcar, trebuie să se permită bacteriilor să întărească materialul prin creșterea duratei de reacție în matriță”, a spus Randall. „Cu cât se alocă bacteriilor mai mult timp de reacție, cu atât produsul va fi mai rezistent. Putem optimiza acest proces”.
Lambert se bazează pe lucrări anterioare și în pe special cercetarea fundamentală a lui Jules Henze, un student elvețian care a petrecut patru luni lucrând cu Randall la acest concept în 2017. Spre deosebire de variantele anterioare, produsul Lambert este primul de acest fel care are formă de cărămidă și, de asemenea, primul care folosește urină umană în locul unui compus sintetic.
Acest lucru a fost important pentru echipa UCT, care dorea să se implice în efortul holistic de reciclare a deșeurilor prin fabricarea cărămizilor. Procesul de fabricație a bio-cărămizilor generează ca produse secundare azot și potasiu, bune pentru producția de îngrășăminte, fiind, în cele din urmă, un proces fără generare de deșeuri, cu 100% din urină transformată în ceva util.
„Până în prezent, nimeni nu a efectuat o analiză a întregului ciclu și potențialul de a recupera mai multe produse valoroase”, a spus Randall. „Următoarea întrebare este cum să faci asta într-un mod optimizat, astfel încât să se poată crea profit din urină”.
Urina a fost colectată folosind un pisoar special care produce îngrășăminte. Randall spune că există obstacole pentru extinderea ideii – cum ar fi modul de colectare de la oameni care nu folosesc pisoare – dar, din fericire, un altul dintre masteranzii săi lucrează la logistica transportului pentru colectarea și tratarea urinei.
Inginerii din întreaga lume și-au îndreptat atenția către cărămizile care mai degrabă sunt cultivate decât fabricate, în încercarea de a reduce amprenta de carbon din industria construcțiilor. Un pavilion al galeriei MoMA PS1 de la The Living în 2014 a prezentat turnuri construite din cărămizi care au fost cultivate din tulpini de porumb și ciuperci. Miceliul de ciuperci este poate cel mai cunoscut dintre aceste biomateriale, fiind utilizat la construcția unor structuri experimentale precum MycoTree expus la Bienala de Arhitectură și Urbanism de la Seul și pavilionul Shell Mycelium din India.
Cărămizile făcute din lufa și cărbune ar putea promova biodiversitatea în orașe
Cărămizile ecologice dezvoltate de către cercetătorii de la Școala Indiană de Design și Inovare din Mumbai sunt realizate din pământ, ciment, cărbune și fibre organice de luffa – planta folosită în mod obișnuit pentru fabricarea bureților de baie. Un alt ingredient cheie este aerul. Cărămizile, denumite „Green Charcoal”, conțin mai multe pungi de aer decât un bloc de beton standard, fiind de până la 20 de ori mai poroase. Aceste bule de aer, create de golurile naturale din rețeaua fibroasă a lufa, sunt importante deoarece permit cărămizilor să adăpostească viața animală și vegetală. Astfel, plantele și insectele pot prospera pe suprafața acestor bio-cărămizi de cărbune verde, concepute ca o alternativă la beton.
De asemenea, cărămizile constituie un beneficiu pentru oamenii care locuiesc într-o clădire Green Charcoal. Conducătorii proiectului, Shreyas More și Meenal Sutaria, spun că porii „acționează ca mii de rezervoare minuscule de apă” ceea ce reduce temperatura cărămizilor, răcind mediile din interiorul clădirii. „Inovația are ca scop crearea unei arhitecturi respirabile pentru a asigura o biodiversitate crescută în orașe, oferind în același timp soluții urbane sănătoase pentru oameni”, a spus More.
More și echipa sa au dezvoltat Green Charcoal ca rezultat al cercetării în domeniul potențialelor materiale sănătoase pentru construcții desfășurată la Școala Indiană de Design și Inovare. Cărbunele ca ingredient este folosit doar în cantități mici, la suprafața cărămizilor. Servește la purificarea aerului prin absorbția nitraților – un superaliment pentru plantele care cresc acolo.
More vede munca echipei sale ca pe o extensie a designului biofil, care se concentrează pe asigurarea unei conexiuni puternice între oameni și natură.
„În spațiile biofile, oamenii sunt mai fericiți, pacienții se recuperează mai repede, studenții învață mai bine, vânzările cu amănuntul sunt mai mari, productivitatea la locul de muncă crește, iar absenteismul scade”, a spus More. „Dacă fațadele clădirilor, panourile de protecție și pereții despărțitori de pe rețelele de drumuri ar fi construite folosind cărămizi Green Charcoal, acestea nu numai că vor curăța aerul sau vor controla creșterea temperaturii, dar vor inspira și gândirea pozitivă a comunităților”.
Cărămizile sunt ușoare și biodegradabile. Necesită o cantitate mult mai mică de agregate decât betonul standard, un alt beneficiu esențial fiind cantitatea redusă de nisip, cel mai exploatat material din lume. Este nevoie în continuare de ciment, una dintre cele mai importante surse de emisii de dioxid de carbon din lume, dar cantitatea necesară este ceva mai redusă. Nu este nevoie să se prevadă o armătură metalică, deoarece fibrele de lufa asigură rezistența și flexibilitatea necesare. În prezent, echipa Green Charcoal experimentează diferite tratamente de suprafață pentru a crea o varietate de bio-cărămizi, ca materiale de construcție sustenabile pentru industria construcțiilor.
Surse:
https://kenoteq.com/kbriq/
https://counterspace-studio.com/projects/serpentine-pavilion-2021/
http://www.thelivingnewyork.com/
https://www.isdi.in/
