Biočar – građevinski materijal budućnosti višestruke primjene

Holandski naučnik Wim Sombroek, tokom obilaska amazonske regije 60-ih godina, slučajno je otkrio crnu zemlju s izuzetnim nutritivnim svojstvima. Osim visokog nivoa fosfora, azota, kalijuma i biljne materije, ova vrsta zemlje sadrži velike količine ugljenika. Biočar, naziv po kom je poznata crna zemlja, je tlo bogato ugljenikom koje nastaje kada se organski materijali razlažu koristeći se toplotom u okruženju u kome nema kiseonika. U posljednje dvije decenije zavrjeđuje sve veću pažnju kao sredstvo za poboljšanje plodnosti tla i smanjenje emisije ugljendioksida. Na sličan način, timovi naučnika eksperimentisali su s njegovom primjenom u vidu građevinskog materijala.

Biočar nastaje zagrijavanjem biomase na temperaturi od 400–800°C u odsustvu kiseonika, kroz proces poznat kao piroliza. Dobijeni materijal karakterišu bezbrojne nano i mikro-pore. Sposobnost pora da skladište vodu čini biočar izuzetno efikasnim sredstvom regulacije vlage. Pore takođe zarobljavaju velike količine praktično nepokretnog vazduha, čineći biočar jednim od najboljih trenutno poznatih izolacionih materijala.

Hans-Peter Šmit, istraživač iz Instituta Ithaka za proučavanje i proizvodnju biočara (Švajcarska), otkrio je da biočar omogućava smanjenje emisije ugljendioksida u odnosu jedan na jedan. Za svaku tonu biočara iskorištenog za izgradnju objekata, jedna tona ugljendioksida ostaje izvan atmosfere. Institut je razvio gipsane i krečne maltere bazirane na biočaru, pri čemu ugljenik čini do 80% materijala. Ovako visok procenat je ostvariv, jer biočar može potpuno zamijeniti pijesak zbog svoje izrazito visoke poroznosti, pa je malter spravljen na ovakav način do pet puta lakši od standardne verzije.

Dvije ključne osobine biočara su njegova izuzetno niska toplotna provodljivost i sposobnost da apsorbuje količinu vode koja je do pet puta veća od njegove sopstvene težine. Ovaj materijal obezbjeđuje dobru izolaciju, regulaciju vlage, što sveukupno poboljšava toplotni komfor unutar objekta. Pored toga, biočar je veoma efikasan apsorber elektromagnetnog zračenja koje nastaje korišćenjem bežične tehnologije i električne mreže. Zanimljivo je da u slučaju da se objekat jednog dana sruši, ugrađeni biočar-malter može se ponovo iskoristiti za kompostiranje zemljišta. 

Biočar se može koristiti za proizvodnju cigli i pločica. Rani prototipi biočar-cigli, razvijeni u Institutu Ithaka, uključuju vezivne materijale poput cementa ili kreča. Tim studenata sa Univerziteta Ročester sproveo je niz eksperimenata s biočar-ciglama, zasnovanih na istraživanjima sa Instituta Ithaka. U cilju smanjenja upotrebe tradicionalnih materijala, studenti su napravili dvije vrste biočar-cigli: jednu s cementom, a drugu s recikliranom plastikom i dodacima. Prva verzija sastojala se od 75% biočara i 25% cementa. Za drugu verziju studenti su eksperimentisali s različitim procentima biočara, polietilena visoke gustine (HDPE) i pijeska. Procjenjuje se da bi globalna primjena biočar-cementnih cigli omogućila smanjenje emisije ugljendioksida iz proizvodnje standardnog cementa za 6%.

Unutrašnji zidovi u čijem sastavu se nalazi biočar održavaju nivo vlažnosti u prostoriji između 45–70% tokom ljetnjih i zimskih mjeseci. Time ne samo da se sprječava prekomjerno isušivanje vazduha, već se i smanjuje pojava kondenzacije na spoljašnjim zidovima, čime se sprječava stvaranja buđi. Biočar se može nanositi na spoljašnje zidove objekta pomoću standardne opreme za malterisanje. Nanesen u sloju čija debljina iznosi do 20 cm, može poslužiti kao zamjena za stiropor. Pored primjene u stambenim objektima, biočar je naročito pogodan kao materijal za izgradnju skladišta, fabrika i poljoprivrednih objekata, škola, univerzitete, bolnice i druge prostore koje posjećuje veliki broj ljudi.