Biorock - Biorock

Biorock se formando no vergalhão na água do mar na presença de uma pequena corrente elétrica para formar um recife eletrificado

Biorock (também creto marinho ) é um material de engenharia semelhante ao cimento formado quando uma pequena corrente elétrica é passada entre eletrodos de metal subaquáticos colocados na água do mar, fazendo com que minerais dissolvidos se acumulem no cátodo para formar uma espessa camada de calcário . Este 'processo de acreção' pode ser usado para criar materiais de construção ou para criar 'recifes eletrificados' artificiais para o benefício dos corais e de outras formas de vida marinha. Descoberto por Wolf Hilbertz em 1976, o biorock estava protegido por patentes e uma marca que já expirou.

História

Durante a década de 1970, o professor Wolf Hilbertz , arquiteto por formação, estudava conchas e recifes na Escola de Arquitetura da Universidade do Texas . Ele estava pensando em como os humanos poderiam emular a maneira como os corais crescem. Após um trabalho preliminar em 1975, em 1976 ele descobriu que, ao passar correntes elétricas pela água salgada, ao longo do tempo uma espessa camada de vários materiais, incluindo calcário, se depositava no cátodo . Experimentos posteriores mostraram que o revestimento pode engrossar a uma taxa de 5 cm por ano enquanto a corrente flui.

O plano original de Hilbertz era usar essa tecnologia para fazer crescer estruturas de baixo custo no oceano. Ele detalhou sua teoria básica em um jornal técnico em 1979, acreditando que o processo não deveria ser patenteado para que pudesse ser explorado comercialmente por qualquer pessoa. No entanto, tendo sido decepcionado várias vezes, ele constituiu uma empresa, The Marine Resources Company, levantou capital de risco e entrou com um número de patentes relacionadas ao biorock.

Ele dissolveu a Marine Resources Company em 1982, quando seu foco mudou para a criação de recifes de coral artificiais (ou recifes eletrificados ) após conhecer Thomas J. Goreau . Hilbertz formou uma parceria com Goreau, que continuou o trabalho de restauração de recifes de coral e biorock após a morte de Hilbertz em 2007.

Processar

O processo químico que ocorre no cátodo é o seguinte: carbonato de cálcio ( aragonita ) combina com íons de magnésio , cloreto e hidroxila para se acumular lentamente ao redor do cátodo revestindo-o com uma camada espessa de material semelhante em composição ao cimento de oxicloreto de magnésio . Com o tempo, a proteção catódica substitui o íon cloreto negativo (Cl-) por bicarbonato dissolvido (HCO3-) para endurecer o revestimento em uma mistura de hidromagnesita - aragonita com oxigênio gasoso que evolui através da estrutura porosa. A resistência à compressão foi medida de 3.720 a 5.350  psi (25,6 a 36,9 MPa), comparável ao concreto usado para calçadas. O material cresce rapidamente, se fortalece com o tempo e se auto-repara enquanto a energia é aplicada. O processo é aquele que emite dióxido de carbono na atmosfera, em vez de sequestrá- lo.

A corrente elétrica, fornecida por uma baixa tensão DC (frequentemente <4 volts) em uma baixa corrente, é necessária em uma base contínua, pulsada ou intermitente que pode, portanto, ser gerada nas proximidades de uma fonte de energia renovável integrada de baixo custo , como um pequeno matriz de painel solar flutuante . Um quilowatt-hora de eletricidade acumula cerca de 0,4 a 1,5 quilogramas (0,9 a 3,3 lb) de biorock, dependendo de parâmetros como profundidade, corrente elétrica, salinidade e temperatura da água .

Recife eletrificado

Recifes eletrificados podem ser construídos usando o processo Biorock, que fornece um substrato no qual os corais se desenvolvem, sendo muito semelhante ao de um recife natural. O elemento estrutural do recife pode ser construído de metal de vergalhão de baixo custo no qual a rocha se formará, que pode ser criada localmente em um formato apropriado para o local e propósito. A energia é fornecida entre esta grande estrutura de metal (o cátodo ) e um ânodo muito menor. O coral também se beneficia do ambiente de recife eletrificado e oxigenado que se forma ao redor do cátodo. Altos níveis de oxigênio dissolvido o tornam altamente atraente para organismos marinhos, especialmente peixes de barbatanas.

Patentes

  • US 4246075   " Acréscimo mineral de grandes estruturas de superfície, componentes e elementos de construção" 1981 ( expirado )
  • US 4440605   "Reparação de estruturas de concreto armado por acréscimo mineral" 1984 (expirado)
  • US 4461684   "Revestimento de acreção e mineralização de materiais para proteção contra biodegradação" 1984 (expirado)
  • US 5543034   "Método de aumentar o crescimento de organismos aquáticos e estruturas criadas por eles" 1996 (expirado)

Marca comercial

O termo Biorock foi protegido por uma marca registrada entre 2000 e 2010, mas agora pode ser usado sem restrições.

Referências

Trabalhos publicados

  • Hilbertz, WH, Arquitetura marinha: uma alternativa , em: Arch. Sci. Rev., 1976
  • Hilbertz, WH, Tecnologia de acreção mineral: aplicações para arquitetura e aquicultura com D. Fletcher und C. Krausse, Fórum Industrial, 1977
  • Hilbertz, WH, Building Environments That Grow , in: The Futurist (junho de 1977): 148-49
  • Hilbertz, WH et al., Electrodeposition of Minerals in Sea Water: Experiments and Applications , em: IEEE Journal on Oceanic Engineering, Vol. OE-4, No. 3, pp. 94-113, 1979
  • Ortega, Alvaro, Basic Technology: Mineral Accretion for Shelter. Seawater as a Source for Building , MIMAR 32: Architecture in Development , No. 32, pp. 60-63, 1989
  • Hilbertz, WH, Material de construção gerado por energia solar a partir da água do mar para mitigar o aquecimento global , em: Building Research & Information, Volume 19, Issue 4 July 1991, pages 242-255
  • Hilbertz, WH, Material de construção gerado por energia solar a partir da água do mar como um sumidouro de carbono , Ambio 1992
  • Balbosa, Enrique Amat, Revista Arquitectura y Urbanismo , vol. 15, não. 243, 1994
  • Goreau, TJ + Hilbertz, WH + Evans, S. + Goreau, P. + Gutzeit, F. + Despaigne, C. + Henderson, C. + Mekie, C. + Obrist, R. + Kubitza, H., Saya de Malha Expedition, março de 2002 , 101 p., Sun & Sea eV Hamburgo, Alemanha, agosto de 2002

links externos