Бактериальные штаммы с ферм — основа для устойчивого биобетона

Исследование, опубликованное в Scientific Reports, оценило эффективность природных штаммов бактерий для производства биобетона. Учёные из EPFL и Университета прикладных наук и искусств Южной Швейцарии проанализировали 50 штаммов бактерий, взятых с пастбищ для молочного скота в кантоне Тичино. Эта почва богата кальцием, что делает её особенно подходящей для производства биобетона.

Принцип биоцементации основан на стимуляции естественного процесса: микроорганизмы выделяют фермент, который запускает образование карбоната. Карбонат связывается с кальцием в почве, формируя кальцит — природный цемент.

Исследование выявило, какие природные штаммы:

1. Производят необходимый для образования карбоната фермент.
2. Поддаются ферментации.

Это делает их идеальными кандидатами для производства. Учёные создали культуру наиболее перспективного штамма и использовали её для укрепления 1,5-метровой колонны из песка. После 24 часов инфильтрации колонна стала достаточно прочной, чтобы выдерживать собственный вес, и пригодной для геотехнических применений, например, борьбы с эрозией. Использование этого штамма может снизить стоимость производства на 40%.

Устойчивая альтернатива

Компания Medusoil, сооснователем которой является ведущий автор исследования Димитриос Терзис, производит органические вяжущие. Их углеродный след как минимум на 55% ниже, чем у обычного цемента. Биобетон можно использовать для:

• Укрепления дамб и откосов.
• Предотвращения эрозии почвы.
• Защиты от оползней и последствий землетрясений.
• Переработки бетонного щебня из снесённых зданий (проект в Женеве).

Возможность многократного применения биобетона поддерживает принципы циркулярной экономики.

Масштабирование технологии

В 2024 году Medusoil открыла завод в Молондене (кантон Во) мощностью 400 000 литров биобетона в год — этого достаточно для укрепления 5 км речного берега. Также компания разработала мобильную установку для биоцементации, которая использует местное сырьё. Её уже применяли для укрепления дорог в Румынии. Дальнейшие проекты запланированы во Франции, на Ближнем Востоке и в Нидерландах.

Авторы исследования отмечают, что этот природный процесс биоцементации применим в крупных масштабах и может способствовать сдвигу парадигмы в строительной отрасли в сторону большей устойчивости.