Учёные из Conicet разрабатывают тепло- и звукоизоляционные материалы для строительства из отходов обрезки виноградных лоз

В провинции, где виноградарство является неотъемлемой частью производственной идентичности, группа исследователей нашла новый способ найти применение одному из самых распространенных видов отходов этой отрасли. Используя отходы, полученные в результате обрезки виноградных лоз и выращивания мицелия грибов, специалисты Conicet работают над разработкой биоматериалов для строительной отрасли, которые могли бы заменить традиционные тепло- и звукоизоляционные материалы, изготовленные из загрязняющих окружающую среду веществ. Эта инициатива реализуется в Мендосе и направлена на преобразование отходов винодельческой деятельности в строительные решения с меньшим воздействием на окружающую среду, что соответствует задачам энергетического перехода и сокращения выбросов парниковых газов. В проекте принимают участие исследователи из Института окружающей среды, жилищного строительства и энергетики (INAHE-Conicet) при сотрудничестве с одной из виноделен Мендосы, которая предоставляет биомассу, используемую для производства новых материалов. «Предложение основано на процессе, известном как биофабрикация — технологии, в которой живые организмы используются для производства материалов промышленного назначения». В данном случае разработка сосредоточена на выращивании мицелия грибов на биомассе, полученной из обрезков виноградных лоз, что позволяет получить компактный материал с теплоизоляционными свойствами. «Эта разработка является ответом на растущую озабоченность в строительной отрасли: экологическое воздействие, связанное с производством материалов, традиционно используемых для тепло- и звукоизоляции. Широко распространенные материалы, такие как вспененный полистирол, полиуретан, стекловата или каменная вата, требуют больших затрат энергии на производство и зависят от невозобновляемых ресурсов. «Производство традиционных изоляционных материалов является значительным источником загрязнения атмосферы. В отличие от этого, современная тенденция направлена на разработку решений в области тепло- и звукоизоляции с учетом принципов устойчивого развития», — пояснила Айелен Вильяльба, научный сотрудник Conicet в INAHE и одна из руководителей проекта. Специалист отметила, что данное исследование вписывается в международную тенденцию, направленную на сокращение экологического следа зданий, начиная с самого источника происхождения используемых материалов. « «Наше исследование соответствует этим международным тенденциям, которые отдают приоритет материалам с низкой вложенной энергией и уменьшенным углеродным следом, оптимизируя энергоэффективность не только на этапе эксплуатации, но и уже на этапе производства», — отметила она. «Помимо разработки биоматериала, команда анализирует его физические, химические и механические свойства для оценки его потенциального применения в различных строительных системах. Конечной целью является разработка прототипов, которые можно будет эффективно внедрить в будущие строительные решения». По мнению Ноэлии Альчапар, также являющейся научным сотрудником Conicet в INAHE, данное предложение сочетает в себе технологические инновации с использованием местных ресурсов. «Биоматериалы, изготовленные из агропромышленных отходов, связанных с помощью грибного мицелия, представляют собой инновационную и экологически устойчивую альтернативу, позволяющую эффективно использовать местные ресурсы, сократить потребление энергии и продвигать стратегии циркулярной экономики в строительстве», — заявил он. Один из наиболее новаторских аспектов этой работы заключается в целенаправленном использовании отходов обрезки виноградных лоз — сырья, которое до сих пор не применялось в аналогичных разработках для строительства. «По мнению исследователей, специфические свойства этого материала придают конечному продукту дополнительные преимущества. «Особенности использования виноградарских отходов в качестве субстрата, обусловленные их неоднородностью и высоким содержанием лигнина, позволяют получить материал с более высокой структурной целостностью по сравнению с другими мицелиальными композитами», — пояснила Майра Терраса, докторант-стипендиат Conicet и участница проекта. Исследовательница уточнила, что рост мицелия формирует биологическую структуру, которая естественным образом связывает частицы биомассы: «Мицелий создает в биомассе сеть гиф (микроскопических нитей), которые ветвятся и сливаются друг с другом, а также с субстратом, химически интегрируясь с ним. Эта сеть уплотняет частицы субстрата, образуя единый блок материала». «Достигнутые на данный момент результаты обнадеживают. Команда уже разработала экспериментальные прототипы, которые прошли лабораторные испытания». Проведенные испытания продемонстрировали хорошие показатели как по теплоизоляции, так и по звукопоглощению — двум ключевым характеристикам для применения в строительстве. «Исследователи также анализируют долговечность материала, что является важнейшим аспектом, учитывая его органическое происхождение и биоразлагаемость. «Мы продвигаемся в оптимизации производственных протоколов, чтобы получить материал, который прослужит долго и будет соответствовать стандартам, требуемым в строительной отрасли», — заявил Терраза. «Возможности применения очень широки. По мнению специалистов, эти биоматериалы можно использовать как при возведении новых зданий, так и при реконструкции и энергетической модернизации существующих сооружений». «Таким образом, они смогут заменить традиционные утеплители, оказывающие более сильное воздействие на окружающую среду, и способствовать снижению энергопотребления зданий. Помимо экологического вклада, проект открывает новые возможности для винодельческой отрасли Мендосы, превращая сельскохозяйственные отходы в технологическое сырьё с потенциальной коммерческой ценностью. «Большой потенциал биоматериалов заключается в том, что они позволяют нам переосмыслить отходы как стратегические ресурсы и использовать процессы и природные ресурсы в наших интересах», — подчеркнула Терраса. «Исследовательница также отметила экономический эффект, который подобные разработки могут принести региональным экономикам». «Такой подход напрямую укрепляет региональную экономику, придавая новую ценность биомассе винодельческой промышленности: мы превращаем местные отходы в высококачественное технологическое сырье», — заявил он. И заключил: «Таким образом, мы не только снижаем воздействие на окружающую среду, но и создаем новые цепочки создания добавленной стоимости, которые стимулируют производственное развитие нашего региона».