I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato una tecnica che utilizza i batteri per produrre "biocemento" negli stagni di cenere di carbone, facilitando lo stoccaggio delle ceneri di carbone e limitando il rischio di sversamenti delle ceneri di carbone nelle acque superficiali.

La cenere di carbone è prodotta da centrali elettriche a carbone ed è spesso immagazzinata in stagni. Se le pareti di questi stagni falliscono, possono versare ceneri di carbone nelle acque superficiali vicine, come è successo a seguito dell'uragano Florence nel 2018, nel fiume Dan della Virginia nel 2014, e in Tennessee nel 2008. Queste fuoriuscite possono avere conseguenze significative, perché la cenere di carbone contiene contaminanti come mercurio e arsenico.

"Il nostro obiettivo con questo lavoro era vedere se potevamo usare i batteri per creare una matrice di biocemento negli stagni di cenere di carbone, rendendo la cenere di carbone più rigida e più facile da contenere, " dice Brina Montoya, un assistente professore di diritto civile, ingegneria edile e ambientale presso NC State e co-autore di due documenti sul lavoro.

Nello specifico, i ricercatori volevano utilizzare specie batteriche che si nutrono di urea e, in presenza di calcio, producono una sostanza rigida che si lega ai solidi circostanti. Il sottoprodotto risultante è chiamato biocemento.

"L'idea è di introdurre questi batteri, che normalmente si trovano nel suolo, negli stagni di cenere di carbone, insieme a urea e calcio, " dice Montoya. "Il biocemento risultante non renderebbe la cenere di carbone completamente solida, ma sarebbe molto più viscoso del liquame di cenere di carbone esistente".

Negli esperimenti di laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che il processo funziona con la cenere di carbone:i batteri creano biocemento usando la cenere di carbone, e l'impasto di cenere di carbone diventa più rigido. In altre parole, la miscela di cenere di carbone è molto meno liquida.

"Questo renderà sicuramente più facile contenere, e meno probabilità di contribuire ai guasti degli stagni che scaricano ceneri di carbone nelle acque superficiali, " dice Montoia.

Ma i ricercatori sperano che il biocemento batterico abbia anche un secondo vantaggio.

Poiché la maggior parte degli stagni di cenere di carbone sono semplicemente buchi nel terreno non foderati, i contaminanti nelle ceneri di carbone possono lisciviare nelle acque sotterranee, sollevando preoccupazioni ambientali e di salute pubblica. I ricercatori sperano che il biocemento possa anche intrappolare metalli potenzialmente tossici nelle ceneri di carbone, anche se il lavoro è in corso.

"Abbiamo ancora molto da fare prima che questa tecnica possa essere implementata su larga scala, ma saremmo lieti di qualsiasi partner del settore interessato ad aiutarci a mettere a punto il processo per affrontare le sfide relative allo stoccaggio delle ceneri di carbone, " dice Montoia.

Il documento più recente sul lavoro, "Miglioramento dei parametri di comprimibilità delle ceneri di carbone utilizzando precipitazioni carbonatiche indotte da microbi, " è pubblicato nel Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering . Il precedente documento sul lavoro, "Precipitazione di carbonato di calcio indotta da microbi nelle ceneri di carbone, " è pubblicato ad accesso libero sulla rivista Geotecnica .