Microorganismele pot dobândi un rol tehnic direct în producerea, protejarea și întreținerea materialelor de construcții, iar cercetările privind betonul cu autoreparare, biomaterialele și conservarea biologică indică o direcție distinctă de dezvoltare pentru arhitectură. Beatriz Colomina, profesor la Princeton University, și Mark Wigley, profesor la Columbia University, propun în volumul ”We the Bacteria: Notes Toward Biotic Architecture” reconsiderarea relației dintre clădiri și microorganisme. Dincolo de dimensiunea teoretică, tema conduce către o problemă concretă pentru industria construcțiilor: clădirile formează ecosisteme microbiene, iar controlul inteligent al acestor procese poate contribui la creșterea durabilității materialelor, conservarea construcțiilor și reducerea consumului de resurse.
Microorganismele sunt prezente în materiale, suprafețe, instalații și aerul interior, iar dezvoltarea cercetării asupra microbiomului clădirilor modifică treptat modul de abordare a interacțiunii dintre mediul construit și procesele biologice. Pentru proiectare și execuție, implicația importantă constă în posibilitatea utilizării controlate a microorganismelor pentru îmbunătățirea performanțelor anumitor materiale.
Betonul reprezintă unul dintre materialele în care această direcție a avansat cel mai mult. Introducerea unor bacterii capabile să contribuie la închiderea fisurilor permite dezvoltarea unor materiale cu proprietăți de autoreparare, ceea ce poate reduce degradarea și frecvența intervențiilor de mentenanță.
Principiul are implicații economice și de mediu. Prelungirea duratei de exploatare a structurilor limitează consumul de materiale necesar reparațiilor și poate reduce emisiile asociate producției suplimentare de ciment și beton. Evaluarea materialelor biologice trebuie raportată, în consecință, la performanța obținută pe întregul ciclu de viață al construcției.
Bacteriile și fungii intră în dezvoltarea noilor materiale
O altă direcție urmărește utilizarea bacteriilor și fungilor în producerea materialelor de construcții. Cercetarea depășește utilizarea materiilor prime regenerabile și vizează integrarea proceselor biologice în formarea sau funcționarea materialului.
Printre aplicațiile analizate se află producerea de materiale cu ajutorul microorganismelor, captarea carbonului, generarea de energie și remedierea solurilor. Principiul comun constă în folosirea controlată a proceselor biologice pentru obținerea unor funcții care, în materialele convenționale, necesită procese industriale suplimentare și un consum mai mare de resurse.
Pentru arhitecți și proiectanți, evoluția poate introduce criterii noi în selecția produselor. Proprietățile mecanice, comportarea la foc, conductivitatea termică, rezistența la umiditate și durabilitatea vor trebui corelate cu stabilitatea biologică și cu modul în care materialul interacționează cu mediul în timp.
Conservarea clădirilor utilizează deja microorganisme
Utilizarea microorganismelor pentru protejarea construcțiilor existente reprezintă o altă zonă de dezvoltare. Anumite procedee biologice pot contribui la combaterea unor procese de degradare, transformând microorganismele într-un instrument de conservare și întreținere.
Abordarea are o importanță deosebită pentru patrimoniul construit și pentru programele de renovare. Prelungirea duratei de utilizare a clădirilor existente reduce consumul de materiale și energie asociat demolării și reconstrucției. Soluțiile biologice capabile să încetinească degradarea sau să contribuie la regenerarea anumitor materiale pot completa metodele convenționale de intervenție.
Igiena excesivă ridică alte probleme
O altă temă analizată este utilizarea generalizată a tratamentelor antimicrobiene. Suprafețele moderne folosesc într-o măsură tot mai mare acoperiri cu proprietăți antibacteriene, inclusiv soluții bazate pe nanoparticule. Extinderea nediferențiată a unor asemenea tratamente impune însă o evaluare mai atentă a efectelor asupra mediului interior.
Problema are consecințe directe pentru proiectarea spațiilor. Calitatea aerului, umiditatea, ventilația, materialele și regimul de întreținere determină condițiile biologice ale clădirii. O abordare tehnică adecvată presupune diferențierea între microorganismele periculoase și comunitățile microbiene compatibile cu un mediu interior sănătos.
Istoria arhitecturii arată, de altfel, că epidemiile au influențat direct soluțiile de proiectare. Tuberculoza a contribuit la răspândirea suprafețelor netede, spațiilor luminoase, ferestrelor ample și teraselor caracteristice arhitecturii moderne. Relația dintre sănătate și proiectare precede astfel preocupările contemporane pentru calitatea mediului interior.
De la materiale inerte la sisteme biologice controlate
Conceptul de arhitectură biotică urmărește integrarea controlată a proceselor biologice în materiale, clădiri și infrastructură. Pentru industria construcțiilor, componenta cu valoare practică este dezvoltarea materialelor capabile să îndeplinească funcții suplimentare prin procese biologice.
Betonul cu autoreparare, biomaterialele, captarea biologică a carbonului și metodele microbiologice de conservare pot modifica treptat criteriile de evaluare a produselor. O asemenea evoluție necesită însă validare tehnică riguroasă. Performanța structurală, stabilitatea în timp, comportarea la umiditate, siguranța sanitară, posibilitatea industrializării și costul trebuie demonstrate înaintea utilizării pe scară largă.
Cercetarea biologică aplicată construcțiilor deschide o direcție diferită de simpla substituire a unui material convențional cu unul cu amprentă de carbon mai redusă. Principiul urmărește transformarea funcționării materialului însuși.
În locul unui produs care începe să se degradeze după punerea în operă, cercetarea investighează sisteme capabile să reacționeze la modificările mediului, să limiteze anumite degradări sau să participe la propria conservare. Dacă asemenea tehnologii vor putea fi industrializate la costuri competitive și cu performanțe predictibile, biologia poate deveni o componentă tehnologică a construcțiilor, alături de chimia materialelor, fizica clădirilor și ingineria structurală.
