Aυτο-επισκευή για ιστορικά TECH και άλλα κτίρια από βακτήρια

TECH Με τον καιρό, οι κραδασμοί, οι κινήσεις του εδάφους και η γενική φθορά μπορεί να επηρεάσουν κτίρια και μνημεία, σχηματίζοντας ρωγμές που είναι αόρατες στο γυμνό μάτι αλλά και ζημιές κάτω από την επιφάνεια του τοίχου. Η Ευρώπη βρίθει από κτίσματα που χρειάζονται απαραιτήτως συντήρηση αλλά αυτό είναι μια δύσκολη και δαπανηρή υπόθεση.

Μόνο για τη συντήρηση και την επισκευή των 1,1 εκατομμυρίων γεφυρών της Ε.Έ. απαιτείται προϋπολογισμός 4-6 δισεκατομμυρίων ευρώ ετησίως, ενώ η αντικατάστασή τους θα μπορούσε να κοστίσει περισσότερα από 400 δισεκατομμύρια ευρώ. Και καθώς περίπου το ένα πέμπτο των σπιτιών στην Ε.Έ. είναι άνω των 69 ετών –σύμφωνα με στοιχεία από το 2015– η διατήρηση αυτών σε βιώσιμη κατάσταση είναι ένα διαρκώς αυξανόμενο βάρος για τον κατασκευαστικό κλάδο. Αυτό οδήγησε κάποιους επιστήμονες να αναρωτηθούν το εξής: είναι δυνατόν αυτά τα κτίσματα να αυτο-επισκευάζονται;

«Παρόλο που οι φυσικές πέτρινες κατασκευές και τα αντικείμενα μπορεί να έχουν επιβιώσει κατά τη διάρκεια των αιώνων, οι καιρικές συνθήκες και η καθημερινή τριβή, προκαλούν ζημιά και επιδείνωση», λέει η Δρ Μαγδαληνή Θεοδωρίδου, μηχανικός και ακαδημαϊκός του πανεπιστημίου του Newcastle. «Αυτό θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο τη δομική ακεραιότητα και την ασφάλεια των κτιρίων, καθώς και να αλλοιώσει την εμφάνισή τους. Αν όμως δημιουργούσαμε σε αυτά τα κτίρια ένα ενσωματωμένο ανοσοποιητικό σύστημα, έτοιμο να αντιδράσει προτού γίνει κρίσιμη η ζημιά, θα μπορούσε να ωφελήσει σημαντικά τη μακροζωία τους και να μειώσει τις ανάγκες συντήρησής τους».
 

Η αυτοθεραπευτική τοιχοποιία θα μπορούσε ακόμη και να οδηγήσει σε συναρπαστικές νέες μορφές αρχιτεκτονικής στο μέλλον  

Η Δρ. Θεοδωρίδου, εργάστηκε ως ερευνήτρια στο πρότζεκτ Geoheal και ανέπτυξε τρόπους χρήσης βακτηρίων για την αποκατάσταση ζημιών στην φυσικά πέτρα και την τοιχοποιία. Για να επιτρέψει στα κτίρια να αυτο-επισκευαστούν, χρησιμοποίησε βακτήρια που δρουν όπως τα ανοσοκύτταρα του ανθρώπινου σώματος, τα οποία είναι υπεύθυνα για τον εντοπισμό τραυματισμών και την υποβοήθηση της επούλωσης. Προηγούμενη εργασία από άλλες ομάδες έδειξε ότι είναι δυνατό να δημιουργηθεί αυτοθεραπευτικό σκυρόδεμα με μια σπορά από βακτηριακά σπόρια. Τα σπόρια αυτά περιέχονται σε μέσα σε μικροσκοπικές κάψουλες μαζί με θρεπτικά συστατικά. Όταν εμφανίζεται μια ρωγμή στη δομή του σκυροδέματος, οι κάψουλες διαρρηγνύονται και τα εκτεθειμένα βακτήρια πολλαπλασιάζονται, παράγοντας ανθρακικό ασβέστιο - το κύριο συστατικό του ασβεστόλιθου που βρίσκεται και στα κελύφη των θαλάσσιων πλασμάτων. Αυτό σκληραίνει στον σταθερό ασβεστίτη των ορυκτών και «δένει» τη ρωγμή.

«Οι δύο τύποι βακτηρίων εδάφους που χρησιμοποιούνται –το Sporosarcina pasteurii και το Sporosarcina ureae– μπορούν εύκολα να φτιάξουν τα σπίτια τους μέσα στην πέτρα», λέει ο Δρ Michael Harbottle, συντονιστής του έργου GEOHEAL και ανώτερος λέκτορας γεωπεριβαλλοντικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ. «Τα βακτήρια που έχουμε χρησιμοποιήσει μπορούν να ζήσουν σε τέτοια περιβάλλοντα και να οδηγήσουν σε νέο σχηματισμό ανόργανων συστατικών, αρκεί να έχουν πρόσβαση σε νερό, οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, συμπεριλαμβανομένης μιας πηγής ιόντων ασβεστίου».
 

Η χρήση βακτηριακών αυτοθεραπειών μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη και για υποδομές που είναι δύσκολο να προσπελαστούν, όπως γέφυρες και σήραγγες  

Κατά τη διάρκεια του πρότζεκτ τους, οι ερευνητές συνεργάστηκαν επίσης με την ουαλική κυβέρνηση για να δουν αν το βακτηριακό τους σύστημα θα μπορούσε να συμβάλει στη διατήρηση του ιστορικού αβαείου Tintern στο Monmouthshire της Ουαλίας. Δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε δείγματα πέτρας από την τοποθεσία έδειξαν ότι τα βακτήρια μπορούν να βελτιώσουν τη μικροδομή της τοιχοποιίας χωρίς να αλλάξει καθόλου η εμφάνιση της πέτρας.

Η χρήση βακτηριακών αυτοθεραπειών μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη και για υποδομές που είναι δύσκολο να προσπελαστούν, όπως γέφυρες και σήραγγες. Επίσης έχει και ιδιαίτερη οικολογική αξία. Η κατασκευαστική βιομηχανία είναι υπεύθυνη για περίπου 5-12% των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου στην Ευρώπη και 11% παγκοσμίως. Βοηθώντας τα κτίρια να διαρκούν περισσότερο με λιγότερες επισκευές, τα αυτοθεραπευόμενα υλικά θα μπορούσαν να μειώσουν αυτές τις εκπομπές.

«Η αυτοθεραπευτική τοιχοποιία θα μπορούσε ακόμη και να οδηγήσει σε συναρπαστικές νέες μορφές αρχιτεκτονικής στο μέλλον» αναφέρει η Δρ Θεοδωρίδου. «Σε καινούριες κατασκευές, η δυνατότητα ενσωμάτωσης αυτοθεραπευτικών υλικών και δομικών στοιχείων θα επέτρεπε πιο βιώσιμα αλλά και πιο τολμηρά σχέδια».

Με στοιχεία από τα Horizon Magazine Geoheal project


Διαβάστε επίσης:
Η πόλη των δέντρων
Τα σπίτια της γης θα φτιάχνονται από σκουπίδια
Ο μεγαλύτερος «πράσινος» τοίχος της Ευρώπης
ΓΚΑΛΕΡΙ: Ήρθαν τα κάθετα δάση 

εμφάνιση σχολίων