Zimski mjeseci svake godine iznova otvaraju isto pitanje: zašto se kolnici i nogostupi u hladnijim razdobljima tako brzo „raspucaju”, pa se već nakon nekoliko ciklusa leda i odmrzavanja na asfaltu pojave udarne rupe i neravnine? Problem nije samo estetski. Pukotine i oštećenja povećavaju rizik od nezgoda za vozače, bicikliste i pješake, ubrzavaju propadanje podloge i gradovima donose visoke račune za sanacije koje se često ponavljaju iz sezone u sezonu.

Upravo na tom presjeku sigurnosti, trajnosti i troškova održavanja pojavljuje se nova ideja koja bi, barem prema laboratorijskim rezultatima, mogla promijeniti način na koji se asfalt „ponaša” kada temperature padnu ispod ništice. Istraživački tim predvođen prof. Elham Fini razvio je vezivo za asfalt dobiveno iz ulja algi. U testovima pri temperaturama ispod točke smrzavanja uzorci s algama pokazali su manje pucanja u odnosu na konvencionalna veziva na bazi nafte.

Zimska fizika asfalta: gdje nastaje šteta

Većina cestovnih površina temelji se na istom principu: mješavina kamenog agregata i pijeska „drži” se na okupu zahvaljujući bitumenu – gustoj, ljepljivoj tvari dobivenoj preradom sirove nafte. Bitumen u asfaltu ima dvostruku ulogu. S jedne strane povezuje čestice agregata i osigurava čvrstoću, a s druge omogućuje određenu elastičnost, odnosno sposobnost da se kolnik širi i skuplja kako se mijenja temperatura.

Problem nastaje kada se temperatura vrlo brzo spusti duboko ispod ništice. U takvim uvjetima bitumensko vezivo može postati krhkije i izgubiti dio fleksibilnosti, što povećava vjerojatnost mikropukotina pod opterećenjem prometa ili pod utjecajem ponavljanog smrzavanja i otapanja. Jednom kada pukotine nastanu, voda lakše prodire u konstrukciju kolnika. Voda koja se potom smrzava širi se i dodatno razara materijal, pa se oštećenja s vremenom pretvaraju u rupe i izdignuća – tipične zimske „točke loma” na prometnicama.

Vezivo od algi: „gumastija” i održivija alternativa

U radu objavljenom u časopisu ACS Sustainable Chemistry & Engineering istraživači predstavljaju tzv. biovezivo (biobinder) izrađeno iz ulja algi, zamišljeno kao održivija i elastičnija alternativa dijelu klasičnog bitumenskog veziva. Prema objašnjenju tima, spojevi dobiveni iz algi mogli bi poboljšati otpornost asfalta na vlagu, povećati fleksibilnost i potaknuti ponašanje koje nalikuje samoobnavljanju. U praksi bi to moglo značiti dulji vijek trajanja kolnika i manje potrebe za skupim i čestim popravcima.

Ovakav pristup oslanja se na ranije rezultate istog istraživačkog smjera: ulje izdvojeno iz algi može se preraditi u proizvod koji se ponaša „bitumenu slično”, ali je u određenim temperaturnim režimima otporniji i funkcionalniji. U novijem radu istraživači su se usredotočili na konkretno pitanje: koje vrste algi daju ulja s najpovoljnijim svojstvima za asfalt, osobito kada je riječ o niskim temperaturama i brzom hlađenju.

Računalni modeli i izbor između četiri vrste algi

Kako bi suzili izbor, tim je primijenio računalne modele za procjenu ulja iz četiri vrste algi. Cilj je bio identificirati ulja koja se mogu preraditi u vezivo kompatibilno s čvrstim dijelom asfaltne mješavine, uz zadržavanje funkcionalnosti u uvjetima smrzavanja. Kao najperspektivniji kandidat izdvojilo se ulje slatkovodne zelene mikroalge Haematococcus pluvialis.

U simulacijama i procjenama, ulje te vrste pokazalo je bolju otpornost na trajne deformacije pod opterećenjem nalik onome što se na cestama događa pod utjecajem prometa, kao i veću otpornost na oštećenja koja nastaju zbog prisutnosti vlage. Za cestogradnju to nije sporedna stavka: voda i vlaga, osobito u kombinaciji s niskim temperaturama, često ubrzavaju degradaciju asfalta. Ako vezivo bolje podnosi vlagu i zadržava elastičnije ponašanje, kolnik može dulje ostati u stanju koje je sigurnije za promet i povoljnije za održavanje.

Laboratorijski testovi: prometno opterećenje i ciklusi smrzavanja

Nakon računalnih procjena, istraživači su formulacije provjerili u laboratorijskim demonstracijama koje su oponašale kombinaciju prometnog opterećenja i ciklusa smrzavanja. U tim testovima uzorci asfalta s vezivom na bazi H. pluvialis pokazali su, prema navodima autora, do 70% bolje oporavljanje od deformacije (deformation recovery) u odnosu na uzorke s uobičajenim vezivom dobivenim iz sirove nafte.

U prijevodu na svakodnevni jezik, takav rezultat sugerira da bi se materijal mogao bolje „vratiti” nakon opterećenja, odnosno lakše izbjeći trajno ulegnuće i oštećenja koja s vremenom postaju pukotine. Upravo je ponašanje pri niskim temperaturama ključno za klime u kojima zima donosi nagle padove temperature i više uzastopnih epizoda smrzavanja i odmrzavanja.

Klimatski učinak: mala zamjena, velik postotak u procjeni

Rad se bavi i potencijalnim klimatskim učinkom zamjene dijela naftnog veziva biovezivom. Istraživači procjenjuju da bi zamjena 1% konvencionalnog, naftnog veziva vezivom na bazi algi mogla smanjiti neto emisije ugljika povezane s asfaltom za 4,5%. U scenariju u kojem bi udio bioveziva dosegnuo oko 22%, asfalt bi – prema njihovoj procjeni – potencijalno mogao postati ugljično neutralan.

Važno je istaknuti da su to procjene koje ovise o pretpostavkama izračuna neto emisija i načinu na koji se računa ugljik kroz životni ciklus materijala. No, brojke jasno upućuju na logiku istraživanja: čak i parcijalna zamjena materijala koji potječe iz fosilnih izvora alternativom na bazi biomase može imati mjerljiv učinak, osobito ako bi se tehnologija primjenjivala u velikim infrastrukturnim projektima gdje je ukupna potrošnja veziva znatna.

Što bi tehnologija mogla značiti za ceste i nogostupe

Iako je riječ o laboratorijskim rezultatima, cilj inovacije je praktičan: produljiti vijek trajanja asfalta u uvjetima gdje mraz i vlaga ubrzavaju degradaciju. U gradovima s izraženim zimama oštećenja se često ne pojavljuju postupno, nego u valovima – nakon naglih zahladnjenja i ponovljenih ciklusa leda. Svako smanjenje pukotina i trajnih deformacija moglo bi značiti manje hitnih intervencija, manje privremenih zakrpa i stabilniji standard održavanja.

Takav pomak imao bi i sigurnosnu dimenziju. Udarna rupa nije samo neugodnost koja potresa vozilo; može uzrokovati oštećenje guma i ovjesa, gubitak kontrole, te padove biciklista ili pješaka. Ako se vezivo pokazuje otpornijim u kritičnim temperaturnim uvjetima, razumno je očekivati i manji rizik povezan s naglim propadanjem površine – pod uvjetom da se rezultati potvrde izvan laboratorija i u različitim tipovima asfaltnih mješavina.

Od znanstvenog rada do gradilišta: što još treba dokazati

Da bi inovacija prešla put od znanstvenog rada do standardne prakse, uobičajeno je da mora proći niz dodatnih provjera: ponašanje u velikim serijama i različitim recepturama asfaltnih mješavina, dugotrajna izloženost UV zračenju i oksidaciji, otpornost na kemijske utjecaje (primjerice soli), te kompatibilnost s postojećim industrijskim procesima miješanja i ugradnje asfalta.

Tu je i ekonomski aspekt. Istraživači pristup opisuju kao potencijalni put prema visokoučinkovitoj, troškovno prihvatljivoj i održivoj infrastrukturi. No, stvarni omjer cijene i koristi uvelike ovisi o troškovima sirovine, prerade i logistike, kao i o životnom ciklusu kolnika. U praksi, „povoljnije” često nije samo cijena materijala, nego i ukupni trošak održavanja kroz godine. Ako bi se dokazalo da biovezivo smanjuje potrebu za popravcima, početni trošak mogao bi se lakše opravdati.

Tko stoji iza istraživanja i kako je predstavljeno javnosti

Rad o biovezivu na bazi algi objavljen je 17. studenoga 2025. u časopisu ACS Sustainable Chemistry & Engineering, a širi sažetak rezultata javno je predstavljen u priopćenju Američkog kemijskog društva (ACS) 15. prosinca 2025. Priopćenje ističe fokus na poboljšanje trajnosti cestovnih i pješačkih površina u hladnijim uvjetima, uz istodobno traženje održivijih materijalnih rješenja za infrastrukturu.

U istom kontekstu navodi se i da su autori istraživanja zahvalili na financiranju američkom Ministarstvu energetike (U.S. Department of Energy), što je čest okvir za projekte koji povezuju materijalne inovacije, energetsku tranziciju i smanjenje okolišnog otiska.

ACS i uloga znanstvenih časopisa u provjeri tvrdnji

Američko kemijsko društvo (ACS) djeluje kao neprofitna organizacija osnovana 1876. i ovlaštena od Kongresa SAD-a. Uloga ACS-a u ovakvim temama nije provođenje samog istraživanja, nego objavljivanje i diseminacija znanstvenih rezultata kroz recenzirane časopise i komunikacijske kanale poput PressPacs priopćenja. Za javnost je pritom važno razumjeti razliku: priopćenje je ulazna točka, dok se ključni detalji, metodologija i podaci nalaze u samom znanstvenom radu.

Za sada, poruka koju autori ističu svodi se na dvije točke: biovezivo dobiveno iz ulja algi pokazuje potencijal da asfalt u uvjetima ispod nule postane otporniji na pucanje i trajne deformacije, a pritom se otvara prostor za smanjenje neto emisija ugljika ako bi se dio naftnog veziva dugoročno zamijenio materijalom na bazi biomase.