Klasická cihla by se dala vyrábět ekologičtěji

Cihla je klasickým stavebním materiálem používaným již od starověku. A celá staletí se vyrábí prakticky stejně: formováním hlíny do pravidelných tvarů, přidáním příměsí a vypálením v peci či usušením na slunci. Problém je, že současná průmyslová výroba cihel spotřebovává obrovské množství energie a vytváří řadu látek, které škodí ovzduší. Ručně vyráběné cihly sušené na slunci jsou zase pracné a o jejich konstrukční stabilitě se dá pochybovat. Cihly budoucnosti se ale už možná nebudou muset vypalovat ani sušit na slunci. Vytvoříme je pomocí biochemie z běžně dostupných materiálů a bez zbytečného znečištění.

Jednu z prvních biochemických cihel nedávno představila japonská konstrukční a designérská firma TIS & Partners. Postup výroby není nic než kombinace chemických reakcí. Jako základní materiál se používá písek s vysokým obsahem křemíku, napěchovaný do vzduchotěsné formy, která může mít v podstatě jakýkoli tvar. Do formy se následně pod tlakem vpraví oxid uhličitý, přičemž uhlík z něj se naváže na křemík obsažený v písku a vznikne pevná cihla. Tento proces trvá zhruba minutu a výsledný stavební prvek je sice pevný při bočním zatížení, neobstojí však ještě ve zkoušce pevnosti tahem. Ta se získává máčením cihly v tmelu, jakým je například epoxid nebo uretan.

Do 24 hodin se výsledný stavební materiál stává 2,5krát pevnější než beton. Prozatím se jedná o koncept, zbývá ještě „vychytat mouchy“. Už teď je ale jasné, že stavět z podobných cihel by bylo velmi výhodné například v oblastech postižených přírodními katastrofami, jako bylo nedávné zemětřesení právě v Japonsku. Odhadovaný životní cyklus stavby z tohoto materiálu je 50 let. Japonskou pískovou cihlu lze přitom vyrábět rychle a prakticky v polních podmínkách.

Vypěstuj si cihlu

Trochu jinou technologii využívá písková cihla z dílny Ginger Krieg Dosierové, docentky architektury na Americké univerzitě v Šarjáhu ve Spojených arabských emirátech. Docentka Dosierová začala cihly z písku doslova pěstovat. Procesu říká MICP (Microbial-Induced Calcite Precipitation – mikrobiálně vyvolané srážení vápence). Funguje to jednoduše: Písek se nasype do formy požadovaného tvaru a zalije se speciálním roztokem, který se skládá z bakterie Sporosarcina pasteurii, běžně se vyskytující v půdě, kvasinkového extraktu, urey (močoviny) a chloridu vápenatého. Následná chemická a biologická reakce spojí částečky písku dohromady jako lepidlo a vznikne dostatečně pevný stavební materiál. Za svůj nápad dostala Ginger Krieg Dosierová loni cenu za design, kterou každoročně uděluje americký magazín Metropolis.

Celý proces „pěstování“ lze navíc zefektivnit využitím 3D tisku, který nanáší jednotlivé příměsi pravidelně a ve vrstvách a dosahuje tak maximální pevnosti a kvality. Doktorka Dosierová si zatím v laboratorních podmínkách tiskne biocihly zhruba o velikosti kostiček Lega, proces ale funguje dokonale.

Jisté otazníky nicméně zůstávají. Aby byla taková výroba cihel konkurenceschopná, musela by se především zrychlit. Trvalo by nejspíš hodně dlouho, než byste si na 3D tiskárně vytiskli materiál pro stavbu svého domu, nemluvě o větším komerčním využití. U „japonské“ cihly z dílny firmy TIS & Partners není zase jasné, jak by se chovala při požáru; k jejímu zpevnění se totiž využívají hořlavá lepidla.

Nejprve v pouštích

Obrovský význam by nové postupy mohly mít pro životní prostředí. Tradiční průmyslová výroba vypalovaných cihel ročně podle odhadů vyprodukuje zhruba stejné množství škodlivin jako provoz všech dopravních letadel. Pokud by se podařilo roční produkci pálených cihel nahradit metodou MICP, byla by planeta ročně ušetřena emisí nejméně 800 milionů tun oxidu uhličitého. Ostatně i „japonská“ cihla může pomoci omezit globální oteplování. Oxid uhličitý, nutný k její výrobě, lze získávat například ze suchého ledu, tedy pevného CO2 využívaného v mrazírenství, i z dalších průmyslových procesů poté, co v nich oxid uhličitý přestane být zapotřebí. Dnes se vypouští do vzduchu, v budoucnu by mohl sloužit jako stavební materiál.

K masovému využití musí biochemické cihly urazit ještě dlouhou cestu plnou testování a vylepšování. Klasické cihly nezačnou zřejmě nahrazovat ze dne na den a ne na vše se budou hodit. Opatrný optimismus je ale namístě. Například Spojené arabské emiráty už se rozhodly metodu doktorky Dosierové využít ke stavbě sloupů elektrického vedení přes velké pouštní vzdálenosti.