Non c’è niente di più umano del cercare di trasformare i problemi in opportunità. E quale problema è più quotidiano e universale dei nostri scarti corporei? Mentre la maggior parte di noi considera l’urina semplicemente come qualcosa da eliminare, un gruppo di ricercatori dell’Università di Stoccarda ha avuto un’intuizione brillante e un po’ provocatoria: usarla come materia prima per produrre materiali da costruzione. In un mondo che cerca disperatamente alternative al cemento tradizionale, responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di CO2, questa strana idea potrebbe rivelarsi geniale. Attraverso un processo di biomineralizzazione, l’urina ricca di urea diventa l’ingrediente chiave di un biocalcestruzzo con proprietà meccaniche impressionanti e un’impronta ecologica drasticamente ridotta.
Un’idea che “solidifica” rapidamente
L’industria del cemento è un colosso inquinante che non accenna a diminuire la sua attività. Ogni anno vengono prodotte circa 4 miliardi di tonnellate di cemento in tutto il mondo, con conseguenze devastanti per l’ambiente. Il Professor Lucio Blandini, direttore dell’Istituto per le Strutture Leggere e la Progettazione Concettuale (ILEK) dell’Università di Stoccarda, sottolinea un dato allarmante (che, se ci seguite, conoscete già):
Il cemento convenzionale viene tipicamente cotto a temperature intorno ai 1.450 gradi. Questo consuma molta energia e rilascia grandi quantità di gas serra.
Per affrontare questo problema, tre istituti dell’Università di Stoccarda hanno unito le forze per sviluppare un biocalcestruzzo, materiale innovativo prodotto attraverso processi microbici. Mi ha colpito particolarmente l’ingegnosità del processo: mescolano una polvere contenente batteri con sabbia, posizionano il tutto in uno stampo, e poi lo irrigano con urina arricchita di calcio per tre giorni in un processo automatizzato. La scomposizione dell’urea da parte dei batteri, combinata con l’aggiunta di calcio, provoca la crescita di cristalli di carbonato di calcio che solidificano la miscela.
Dall’urina alle fondamenta
I primi campioni prodotti mostrano proprietà promettenti. Il team ha raggiunto una resistenza alla compressione di oltre 50 megapascal, superando significativamente la resistenza dei materiali da costruzione precedentemente disponibili prodotti attraverso biomineralizzazione. Con urea in urina artificiale, è stata raggiunta una resistenza di 20 megapascal, mentre con urina umana reale il valore è stato di 5 megapascal (i batteri perdono attività durante il periodo di mineralizzazione di tre giorni).
Secondo i ricercatori, una resistenza di 30-40 megapascal sarebbe sufficiente per costruire edifici di due o tre piani. Stanno attualmente conducendo test di congelamento-scongelamento per determinare se il materiale possa essere utilizzato all’esterno. Maiia Smirnova, ricercatrice presso l’ILEK, spiega che il prodotto finale è chimicamente simile all’arenaria calcarea naturale e può essere modellato in varie forme, con una profondità massima (al momento) di 15 centimetri.
Economia circolare: un po’ water, un po’ cantiere
Il bello di questo approccio non è solo la riduzione delle emissioni di CO2, ma anche l’integrazione in un’economia circolare. Nel suo studio pubblicato qui, il team ha sviluppato un concept che mostra come l’urina potrebbe essere separata e lavorata dal flusso parziale di acque reflue in luoghi con un elevato volume di persone, come un aeroporto, per utilizzarla come materia prima per la produzione di biocalcestruzzo. Contemporaneamente, questo processo potrebbe recuperare sostanze secondarie preziose dalle acque reflue per produrre fertilizzanti per l’agricoltura. Blandini sottolinea:
Producendo due prodotti contemporaneamente, aumentiamo i benefici ambientali.
Una soluzione che trasforma un problema (lo smaltimento delle acque reflue) in una doppia opportunità: materiali da costruzione e fertilizzanti. Esempio perfetto di pensiero circolare.
Prossimi passi: dalla teoria alla pratica
Dopo aver completato con successo gli studi preliminari, il progetto è stato esteso per tre anni dal Ministero della Scienza, della Ricerca e delle Arti del Baden-Württemberg. In ulteriori test di laboratorio, i ricercatori vogliono identificare le sostanze nell’urina umana che hanno un effetto negativo sull’attività dei batteri e quindi sulla qualità del biocalcestruzzo.
Il processo di produzione sarà ottimizzato su questa base. Il team, insieme al Centro per l’Agricoltura Biologica dell’Università di Hohenheim, si sta anche concentrando sulla produzione simultanea di fertilizzanti. Una volta completati i test di laboratorio, il concetto sarà testato in condizioni reali: è previsto un impianto pilota all’aeroporto di Stoccarda, dove l’urina sarà raccolta e trasformata in biocalcestruzzo e fertilizzante.
Che ci crediate o no, il nostro futuro urbano potrebbe essere costruito con quello che oggi scartiamo senza pensarci. Mi piace pensare che questa ricerca rappresenti perfettamente la capacità umana di vedere risorse dove altri, noi compresi, vedono solo rifiuti.
