Medusoil, spin-off dell'EPFL, ha testato con successo il suo processo di stabilizzazione del suolo su scogliere soggette a erosione superficiale. La soluzione a base di biominerali dell'azienda può essere utilizzata per stabilizzare i sottosuoli sabbiosi e ghiaiosi per salvaguardare le infrastrutture circostanti. È un'alternativa duratura e di facile utilizzo ai fluidi industriali, la cui produzione e il cui utilizzo possono essere dannosi per l'ambiente. La startup è ora pronta per aumentare la produzione.

Erosione del suolo, frane, l'innalzamento del livello del mare e altre conseguenze di condizioni meteorologiche estreme possono indebolire il suolo che circonda le infrastrutture. Al fine di mantenere la loro integrità strutturale, il sottosuolo deve spesso essere stabilizzato. soluzioni esistenti, che comunemente usano cemento, calce o resine industriali, non forniscono necessariamente stabilità a lungo termine e hanno spesso un effetto pericoloso sulla qualità del suolo con microplastiche e sostanze tossiche o aumentando l'alcalinità delle acque sotterranee a livelli accettabili.

Medusoil, uno spin-off dell'EPFL, è la prima azienda al mondo a sviluppare una soluzione per la stabilizzazione del suolo che sfrutta e accelera un processo naturale:genera calcite minerale, un potente legante che indurisce il suolo a livello microscopico. La soluzione è veloce, economico e consuma poca energia. L'azienda ha testato con successo la sua tecnica sull'erosione delle falesie nel Canton Vaud. Ha anche creato un impianto per produrre in serie il suo agente stabilizzante del suolo, nonché un'unità di iniezione mobile che può essere inviata ai cantieri.

Utilizzo di microrganismi come agente scatenante

Prendendo spunto dalla natura, il processo di mineralizzazione crea cristalli di calcite, che legano saldamente insieme le particelle di ghiaia o sabbia. Per l'agente scatenante, i ricercatori hanno utilizzato microrganismi Sporosarcina pasteurii, che hanno liofilizzato per una più facile manipolazione. Quando combinato con molecole di urea, i microrganismi rilasciano carbonato, che si lega al calcio per formare cristalli. I cristalli si attaccano alle particelle nel terreno e crescono in numero e dimensioni, in alcuni casi raggiungendo diverse centinaia di micrometri di diametro. Urea, un enzima rilasciato come parte del processo digestivo del microrganismo, accelera la reazione, facendolo 1, 000 volte più veloce che in natura. E il prodotto finale si ottiene in pochi giorni o addirittura ore.

Test nel mondo reale

Il team di Medusoil ha ideato le composizioni fluide più promettenti presso il Laboratorio di meccanica del suolo dell'EPFL e poi ha iniziato a testarle in condizioni reali nel 2018. Uno dei progetti pilota era quello di rinforzare una scogliera di arenaria che era diventata instabile a causa della superficie l'erosione causata dal vento e dal deflusso della pioggia che ha colpito le particelle fini del suolo. "Durante questi test, siamo stati in grado di consolidare il terreno nella zona target e renderlo più denso, migliorandone così la stabilità, "dice Dimitrios Terzis, l'amministratore delegato dell'azienda. I risultati del test sono stati confermati da misurazioni geofisiche, comprese le indagini sismiche, dove le onde d'urto inviate attraverso il terreno hanno viaggiato a una velocità quasi doppia dopo il processo di mineralizzazione (vedi figura 1). Questa è una chiara indicazione che il terreno è più compatto e meno suscettibile di danni in caso di terremoto.

La soluzione di Medusoil è facile da applicare. La miscela di mineralizzazione viene iniettata nel terreno ad intervalli regolari tramite tubi. Reagisce quando viene a contatto con il calcio per formare calcite, il componente principale di molti tipi di rocce sedimentarie, sotto la superficie. I risultati sono già evidenti solo poche ore dopo. Il processo può anche essere adattato alle esigenze dei progetti di rinforzo del suolo e di costruzione. Piccole quantità di calcite generano una sufficiente resilienza delle particelle per resistere alle sollecitazioni di taglio causate da un forte terremoto; possono anche stabilizzare pendii o puntellare fondazioni esistenti. Con livelli più alti di calcite, i biominerali possono servire come materiale da costruzione o essere utilizzati per l'impermeabilizzazione del suolo.