3 Febbraio 2023

I microbi del suolo sono una risorsa preziosa. Anche in caso di terremoto

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La ricerca USA: l’azoto gassoso emesso dai microbi contribuisce a stabilizzare il terreno prevenendo il crollo degli edifici durante gli eventi sismici. Favorire questo processo significa evitare le iniezioni di cemento riducendo i danni per l’ambiente

di Matteo Cavallito

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L’importanza dei microbi nel mantenimento dell’equilibrio del suolo è ampiamente accertata. I microorganismi, infatti, contribuiscono alla tutela della fertilità del terreno e alla regolazione del ciclo del carbonio oltre a plasmare numerosi altri aspetti che caratterizzano l’ecosistema nel suo insieme. Una lista di funzioni essenziali, insomma, che, secondo alcuni ricercatori, includerebbe anche un’ulteriore e sorprendente abilità: la protezione degli edifici durante i terremoti.

Ad avanzare l’ipotesi è un gruppo di scienziati della University of California Davis e dell’Università dell’Arizona. I microbi, spiega uno studio realizzato dai due atenei, sono in grado di contrastare l’instabilità del suolo. Sfruttare questa proprietà, affermano i ricercatori, consentirebbe di adottare nuovi metodi di messa in sicurezza decisamente meno impattanti rispetto a quelli tradizionali.

La liquefazione del suolo

Durante i terremoti, ricordano gli esperti, lo scuotimento provoca la cosiddetta “liquefazione del suolo”. Il terreno, in altre parole, assume un comportamento simile a quello di un liquido perdendo forza e rigidità e rendendo gli edifici e le altre strutture suscettibili di crollo. La tecnica più utilizzata per contrastare il fenomeno, a oggi, è quella del permeation grouting, che consiste nell’iniezione di calcestruzzo nel terreno. Questo metodo presenta però diversi difetti.

Il sistema, infatti, richiede l’impiego di molta acqua, una risorsa scarsa in alcune zone sismiche come la California, ad esempio. E rilascia indirettamente una notevole quantità di anidride carbonica attraverso la produzione di cemento.

Gli scienziati hanno così ipotizzato il ricorso a un metodo alternativo: la desaturazione microbica. Ogni volta che viene consumato dai batteri del suolo, spiegano gli autori in una nota dell’ateneo californiano, l’azoto viene rilasciato allo stato gassoso e finisce per riempire lo spazio tra i grani di sedimento agendo come ammortizzatore quando si verificano i terremoti. Tale processo può essere accelerato iniettando appositamente nitrati nel terreno.

L’efficacia della desaturazione da parte dei microbi

La desaturazione indotta dai microbi, osserva lo studio, “è un’alternativa interessante alle attuali tecnologie di miglioramento del terreno, poiché può essere impiegata sotto le strutture esistenti con un disturbo minimo“. Il sistema, inoltre, dovrebbe essere “meno dispendioso in termini di risorse rispetto alle tecniche attuali e non dovrebbe alterare in modo significativo le proprietà del terreno”.

Questa tecnica, in particolare, rappresenta “un’alternativa interessante al permeation grouting considerando le metriche ambientali (ad esempio, il potenziale di riscaldamento globale e il disturbo) e i costi”.

L’impiego della desaturazione, infatti, “riduce il potenziale di riscaldamento globale associato all’intervento sul terreno di 15 volte e implica un costo del suo ciclo di vita che ammonta a meno della metà di quello dell’iniezione di cemento”. Studi precedenti, condotti attraverso prove sul campo e modellizzazioni, ricordano ancora gli autori, hanno dimostrato infine che il metodo è efficace nello stabilizzare il terreno per un periodo che può raggiungere i 20 anni.

Benefici ambientali

“La desaturazione indotta dai microbi è un’alternativa più sostenibile per la mitigazione dei rischi sotto diversi aspetti, dal potenziale di riscaldamento globale ai costi”, ha dichiarato Aisha Faruqi, ricercatrice del Dipartimento di Ingegneria civile e ambientale della University of California Davis. Le emissioni gassose rilasciate dai microbi, infatti, “sono meno del 4% di quelle prodotte dall’iniezione di cemento, considerando l’alta intensità di carbonio e l’elevato impiego di acqua che essa comporta”.

A differenza di ciò che accade con il grouting, infine, la desaturazione indotta utilizza l’acqua di falda in loco senza richiedere ulteriori risorse idriche. La produzione di cemento, ricorda ancora Faruqi, necessita di un ammontare doppio di acqua nel confronto con quello utilizzato nel processo microbico alternativo sottraendo risorse idriche potabili.