Bioroca

El biorock (también llamado seacrete ^[1] ) es un material de ingeniería similar al cemento que se forma cuando se hace pasar una pequeña corriente eléctrica entre electrodos metálicos submarinos colocados en agua de mar, lo que hace que los minerales disueltos se acumulen en el cátodo para formar una capa gruesa de piedra caliza . Este "proceso de acreción" se puede utilizar para crear materiales de construcción o para crear "arrecifes electrificados" artificiales para el beneficio de los corales y otras formas de vida marina. El biorock, descubierto por Wolf Hilbertz en 1976, estaba protegido por patentes y una marca registrada que ahora han expirado.

Durante la década de 1970, el profesor Wolf Hilbertz , arquitecto de formación, estudiaba conchas marinas y arrecifes en la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Texas . Pensaba en cómo los humanos podrían emular la forma en que crecen los corales. Después de un trabajo preliminar en 1975, en 1976 descubrió que al pasar corrientes eléctricas a través del agua salada, con el tiempo se depositaba sobre el cátodo una gruesa capa de diversos materiales, incluida la piedra caliza . Experimentos posteriores demostraron que el revestimiento podía engrosarse a un ritmo de 5 cm por año mientras fluyera la corriente.

El plan original de Hilbertz era utilizar esta tecnología para hacer crecer estructuras de bajo costo en el océano. Detalló su teoría básica en una revista técnica en 1979 ^[2] , creyendo que el proceso no debería patentarse para que cualquiera pudiera explotarlo comercialmente. Sin embargo, después de haber sido defraudado varias veces, fundó una empresa, The Marine Resources Company, recaudó capital de riesgo y presentó una serie de patentes relacionadas con la bioroca. ^{[3] [4]}

En 1982 disolvió Marine Resources Company ^{[5] , ya que su atención se centró en la creación de arrecifes} de coral artificiales (o arrecifes electrificados ) después de conocer a Thomas J. Goreau . Hilbertz formó una sociedad con Goreau, quien continuó trabajando en la restauración de arrecifes de coral y biorock después de la muerte de Hilbertz en 2007.

El proceso químico que tiene lugar en el cátodo es el siguiente: el carbonato de calcio ( aragonito ) se combina con iones de magnesio , cloruro e hidroxilo para acumularse lentamente alrededor del cátodo y recubrirlo con una capa gruesa de material de composición similar al cemento de oxicloruro de magnesio . Con el tiempo, la protección catódica reemplaza el ion cloruro negativo (Cl-) con bicarbonato disuelto (HCO3-) para endurecer el recubrimiento hasta formar una mezcla de hidromagnesita y aragonito con oxígeno gaseoso que evoluciona a través de la estructura porosa. Se ha medido  una resistencia a la compresión de 3720 a 5350 psi (25,6 a 36,9 MPa), comparable al hormigón utilizado para las aceras. ^[6] El material crece rápidamente, se fortalece con el tiempo y se autorepara mientras se aplica energía. El proceso es uno que emite dióxido de carbono a la atmósfera en lugar de secuestrarlo . ^[7]

La corriente eléctrica, suministrada por un voltaje de CC bajo (a menudo <4 voltios) a una corriente baja, se requiere de forma continua, pulsada o intermitente, que por lo tanto se puede generar cerca a partir de una fuente de energía renovable integrada de bajo costo , como un pequeño conjunto de paneles solares flotantes. Un kilovatio hora de electricidad acumula alrededor de 0,4 a 1,5 kilogramos (0,9 a 3,3 libras) de bioroca, dependiendo de parámetros como la profundidad, la corriente eléctrica, la salinidad y la temperatura del agua . ^{[8] [9]}

Los arrecifes electrificados se pueden construir utilizando el proceso Biorock, que proporciona un sustrato en el que los corales prosperan, siendo muy similar al de un arrecife natural. El elemento estructural del arrecife se puede construir con barras de refuerzo de metal de bajo costo sobre las que se formará la roca, que se puede crear localmente en una forma apropiada para la ubicación y el propósito. La energía se suministra entre esta gran estructura metálica (el cátodo ) y un ánodo mucho más pequeño. El coral también se beneficia del entorno de arrecife electrificado y oxigenado que se forma alrededor del cátodo. Los altos niveles de oxígeno disuelto lo hacen muy atractivo para los organismos marinos, en particular los peces de aleta.

• US 4246075  "Acreción de minerales en estructuras de gran superficie, componentes y elementos de construcción" 1981 ( vencida )
• US 4440605  "Reparación de estructuras de hormigón armado por acreción mineral" 1984 (vencida)
• US 4461684  "Recubrimiento de acreción y mineralización de materiales para protección contra la biodegradación" 1984 (vencida)
• US 5543034  "Método para mejorar el crecimiento de organismos acuáticos y estructuras creadas por medio de él" 1996 (vencido)

El término Biorock estuvo protegido como marca entre 2000 y 2010, pero ahora puede utilizarse sin restricciones. ^[10]

• Hilbertz, WH, Arquitectura marina: una alternativa , en: Arch. Sci. Rev., 1976
• Hilbertz, WH, Tecnología de acreción de minerales: aplicaciones para la arquitectura y la acuicultura con D. Fletcher y C. Krausse, Foro Industrial, 1977
• Hilbertz, WH, Construyendo entornos que crecen , en: The Futurist (junio de 1977): 148-49
• Hilbertz, WH et al., Electrodeposición de minerales en agua de mar: experimentos y aplicaciones , en: IEEE Journal on Oceanic Engineering, vol. OE-4, n.º 3, págs. 94-113, 1979
• Ortega, Alvaro, Tecnología básica: Acreción mineral para refugios. El agua de mar como fuente para la construcción , MIMAR 32: Arquitectura en desarrollo , núm. 32, págs. 60-63, 1989
• Hilbertz, WH, Material de construcción generado por energía solar a partir de agua de mar para mitigar el calentamiento global , en: Building Research & Information, Volumen 19, Número 4, julio de 1991, páginas 242 - 255
• Hilbertz, WH, Material de construcción generado con energía solar a partir de agua de mar como sumidero de carbono , Ambio 1992
• Balbosa, Enrique Amat, Revista Arquitectura y Urbanismo , vol. 15, núm. 243, 1994
• Goreau, TJ + Hilbertz, WH + Evans, S. + Goreau, P. + Gutzeit, F. + Despaigne, C. + Henderson, C. + Mekie, C. + Obrist, R. + Kubitza, H., Saya de Expedición Malha, marzo de 2002 , 101 p., Sun&Sea eV Hamburgo, Alemania, agosto de 2002

• Sitio web de Wolf Hilbertz
• Alianza Mundial para los Arrecifes de Coral