Stavební materiál budoucnosti? Prostě ho vyčůráte. Život s úsměvem

Foto: University of Stuttgart / ILEK / IMB / ISWA

Popisek: Stavební materiál z lidské moči

Pokud by vám někdo před pěti lety řekl, že jednoho dne bude lidská moč sloužit jako stavební materiál, pravděpodobně byste se tomu zasmáli. Dnes je to však realita. Vědci z Univerzity ve Stuttgartu dokázali pomocí mikrobiálních procesů přeměnit moč na pevný bio-beton, který by mohl v budoucnu částečně nahradit tradiční beton vyráběný z cementu. A to není vše – celý proces je navržen tak, aby fungoval v uzavřeném cyklu, kdy se z odpadní vody získává nejen stavební materiál, ale také hnojivo pro zemědělství.

„Klasický cement se obvykle vypaluje při teplotách kolem 1450 stupňů. To spotřebuje obrovské množství energie a uvolňuje velké objemy skleníkových plynů,“ vysvětluje profesor Lucio Blandini, vedoucí Institutu pro lehké konstrukce a konceptuální design (ILEK) na Univerzitě ve Stuttgartu. Právě tým tohoto institutu společně s kolegy z dalších dvou výzkumných pracovišť přišel s revolučním nápadem: využít moč jako surovinu pro výrobu stavebního materiálu.

Jak to funguje? „Bio-beton vzniká díky biomineralizaci. Jde o biotechnologický proces, při kterém živé organismy vytvářejí anorganický materiál prostřednictvím chemických reakcí,“ popisuje Maiia Smirnova, výzkumná pracovnice ILEK. „Smícháme prášek obsahující bakterie s pískem, směs vložíme do formy a pak ji po dobu tří dnů v automatizovaném procesu proléváme močí obohacenou o vápník. Rozklad močoviny bakteriemi spolu s přidáním vápníku způsobuje růst krystalů uhličitanu vápenatého, což směs zpevní na bio-beton.“

Výsledný materiál se svými vlastnostmi blíží přírodnímu vápenci a podle prvních testů dosahuje slibné pevnosti. Při použití technické močoviny vědci získali materiál s tlakovou odolností přes 50 megapascalů (MPa), což je výrazně více než u dosavadních stavebních materiálů vyráběných biomineralizací. Při experimentech s umělou močí byla pevnost kolem 20 MPa a u skutečné lidské moči pak 5 MPa. „Bakterie v průběhu třídenního procesu ztrácejí aktivitu, což musíme ještě vylepšit,“ přiznává Smirnova.

Nejzajímavější na celém projektu je jeho potenciál pro cirkulární ekonomiku. Vědci navrhli koncept, v němž by se moč oddělovala z odpadní vody na místech s vysokou koncentrací lidí – například na letištích – a následně sloužila jako surovina pro výrobu bio-betonu. Zároveň by se z ní daly získávat druhotné suroviny pro výrobu hnojiv. „Tím, že vyrábíme dva produkty zároveň, ještě zvyšujeme environmentální přínos,“ říká Smirnova.

Projekt nyní vstoupil do druhé fáze, kterou podpořilo Ministerstvo vědy, výzkumu a umění Bádenska-Württemberska. Vědci chtějí v následujících třech letech optimalizovat výrobní proces a odstranit látky v moči, které snižují aktivitu bakterií. Jakmile budou laboratorní testy úspěšně dokončeny, plánují otestovat technologii v praxi – pilotní zařízení by mohlo vzniknout na stuttgartském letišti.

Pokud vše půjde podle plánu, mohl by bio-beton v budoucnu najít využití při stavbě nízkopodlažních budov. „Kdybychom dosáhli pevnosti 30 až 40 MPa, byl by materiál vhodný pro dvou- až třípatrové stavby,“ uvádí Blandini. Tým nyní testuje také odolnost materiálu vůči mrazu, aby zjistil, zda by mohl být použit venku.

Ačkoli myšlenka stavět domy z moči může znít trochu bláznivě, vědci berou svůj výzkum naprosto vážně. „Náš výrobní proces spotřebuje mnohem méně energie a produkuje méně emisí než tradiční výroba cementu,“ zdůrazňuje Blandini. A kdo ví – možná za pár desítek let bude běžné, že si při návštěvě toalety nejen ulevíte, ale zároveň přispějete k výstavbě nové školy nebo nemocnice. Lidské poznání zdá se nekonečné.

Vložil: Kamil Fára