Πηγή Εικόνας: Pawel Szymczuk από το PixabayΗ αστικοποίηση, η γήρανση των υποδομών και η αυξανόμενη συχνότητα κινδύνων όπως σεισμοί, διάβρωση του εδάφους και κατολισθήσεις οδηγούν στην αυξανόμενη ανάγκη για επεμβάσεις σταθεροποίησης του εδάφους. Η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει τη βελτίωση της αντοχής και της υδατοαντοχής των ασταθών εδαφών με την προσθήκη χημικών συνδετικών υλικών ή τη χρήση βαρέων μηχανημάτων για τη συμπίεση του εδάφους.
Οι λύσεις αυτές κάθε άλλο παρά ιδανικές είναι καθώς απαιτείται μεγάλη κατανάλωση ενέργειας στο σημείο των εργασιών για τη δημιουργία των υψηλών πιέσεων που χρειάζονται για την έγχυση σταθεροποιητικών παραγόντων στο έδαφος. Επιπλέον, οι υπάρχουσες λύσεις μπορούν να προκαλέσουν μη αναστρέψιμη ζημιά στα υπόγεια ύδατα και στα υποεπιφανειακά οικοσυστήματα.
Φιλικές προς το περιβάλλον επισκευές υποδομών
Το έργο CEBREWA, το οποίο υποστηρίζεται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (ERC), είχε ως στόχο να καλύψει μια βασική βιομηχανική ανάγκη: εμπορικά διαθέσιμες, καινοτόμες λύσεις σταθεροποίησης εδάφους βιολογικής προέλευσης, οι οποίες να είναι αποτελεσματικές και λιγότερο επιβλαβείς για το περιβάλλον.
Το έργο βασίστηκε στις πρωτοποριακές εξελίξεις που επιτεύχθηκαν σε ένα άλλο έργο χρηματοδοτούμενο από το ERC, το BIOGEOS, το οποίο κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας καινοτόμες τεχνολογίες βιο-τσιμεντοποίησης για έργα πολιτικού μηχανικού, γεωτεχνικά και γεωπεριβαλλοντικά έργα. Αντί για χημικούς παράγοντες, οι λύσεις που προτείνονται, χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς για τη στερεοποίηση χαλαρών εδαφών και την αποκατάσταση δομικών υλικών.
Η διαδικασία συνίσταται στην έγχυση επιλεγμένων μικροοργανισμών (ή των ενζύμων τους) στο έδαφος, όπου παράγουν ανθρακικό ασβέστιο μέσω της μεταβολικής τους δραστηριότητας. Αυτοί οι κρύσταλλοι ασβεστόλιθου λειτουργούν ως βιολογικό τσιμέντο, συνδέοντας το περιβάλλον υλικό.
Το πρόγραμμα CEBREWA είχε ως στόχο να αποδείξει την αξιοπιστία αυτής της τεχνολογίας και να επιταχύνει την εμπορευματοποίηση λύσεων έτοιμων για βιομηχανική εφαρμογή. Η ομάδα χρησιμοποίησε προηγμένες τεχνικές απεικόνισης, εργαστηριακές δοκιμές και αριθμητική μοντελοποίηση, καθώς επίσης και βιοαντιδραστήρες μεγάλης κλίμακας για την παραγωγή μικροοργανισμών, ενώ πραγματοποίησε δοκιμές σταθεροποίησης πρανών σε πραγματικές συνθήκες.
Το έργο διήρκησε 18 μήνες και κατάφερε να αποδείξει ότι η βιοτσιμεντοποίηση μπορεί να μεταφερθεί από το εργαστήριο σε εφαρμογές στο πεδίο, όπως αναφέρεται σε ενημέρωση της Κομισιόν. Επιπλέον, οι δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες έδειξαν ότι μπορούν να επιτευχθεί υψηλή αποδοτικότητα επεξεργασίας και σημαντική βελτίωση της αντοχής.
Το έργο παρείχε επίσης εργαλεία σχεδιασμού και παρακολούθησης που υποστηρίζουν την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε τομείς όπως ο έλεγχος της διάβρωσης, η βελτίωση της φέρουσας ικανότητας, η σταθεροποίηση πρανών και η ενίσχυση οδικών υποδομών.
Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν την επιτάχυνση της βιομηχανικής εφαρμογής μέσω πρόσθετης επαλήθευσης στο πεδίο, διεθνούς πιστοποίησης (ISO, CE), τυποποίησης και διαδικασιών ελέγχου ποιότητας. Οι τρέχουσες εργασίες επικεντρώνονται στην κλιμάκωση των συστημάτων παραγωγής, στην επέκταση των εφαρμογών και στην ενσωμάτωση της βιοτσιμεντοποίησης στις κυρίαρχες γεωτεχνικές πρακτικές.
Βιοτεχνολογική σταθεροποίηση εδάφους έτοιμη για την αγορά
Η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι θα υπάρξει ανάπτυξη της αγοράς βιοτεχνικών λύσεων σταθεροποίησης του εδάφους. Τα ακραία καιρικά φαινόμενα είναι πιθανό να επιταχύνουν την ανάγκη για επισκευές σε δρόμους, σιδηροδρόμους, αναχώματα, δεξαμενές και φράγματα.
Στόχος της ομάδας είναι να καταστήσει τη βελτίωση του εδάφους σημαντικά πιο φιλική προς το περιβάλλον, λιγότερο επεμβατική και πιο συμβατή με το περιβάλλον, χωρίς να θυσιάζονται οι τεχνικές επιδόσεις.
