Επιστήμες
Επιστήμονες στην Ινδία εξετάζουν έναν ασυνήθιστο τρόπο για να κάνουν το σκυρόδεμα πιο φιλικό προς το περιβάλλον, χρησιμοποιώντας biochar που προέρχεται από επεξεργασμένη ανθρώπινη κοπρανώδη ύλη ως μερική αντικατάσταση του τσιμέντου.
Η ερευνητική ομάδα από το Manipal University Jaipur διαπίστωσε ότι η συγκεκριμένη προσθήκη, όταν χρησιμοποιείται στη σωστή αναλογία, δεν μειώνει απλώς την ποσότητα τσιμέντου που απαιτείται, αλλά μπορεί να βελτιώσει σημαντικά και ορισμένες μηχανικές ιδιότητες του σκυροδέματος.
Η μελέτη έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό Scientific Reports.
Δεν χρησιμοποιούν απευθείας ανθρώπινα περιττώματα
Οι ερευνητές ξεκαθαρίζουν ότι δεν έβαλαν ακατέργαστα ανθρώπινα απόβλητα μέσα στο σκυρόδεμα.
Το υλικό που χρησιμοποίησαν ήταν biochar, το οποίο είχε παραχθεί από επεξεργασμένη κοπρανώδη ύλη σε μονάδα επεξεργασίας λυμάτων στην πόλη Βαρανγκάλ.
Η πρώτη ύλη υποβάλλεται αρχικά σε ξήρανση και στη συνέχεια θερμαίνεται σε θερμοκρασίες περίπου 350 έως 450 βαθμών Κελσίου, σε περιβάλλον όπου υπάρχει περιορισμένη ποσότητα οξυγόνου.
Μετά τη διαδικασία αυτή προκύπτει ένα πλούσιο σε άνθρακα υλικό, το οποίο αλέθεται μέχρι να γίνει λεπτή σκόνη και μπορεί να ενσωματωθεί στο μείγμα του σκυροδέματος.
Δοκίμασαν διαφορετικές αναλογίες
Στα πειράματα οι επιστήμονες αντικατέστησαν μέρος του τσιμέντου με biochar σε ποσοστά 5%, 10% και 15%.
Στη συνέχεια εξέτασαν την αντοχή των διαφορετικών μειγμάτων, την απορρόφηση νερού, το πορώδες αλλά και τη συρρίκνωση του σκυροδέματος.
Τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέροντα.
Το μείγμα με 5% biochar παρουσίασε, μετά από 91 ημέρες ωρίμανσης, περίπου 20% μεγαλύτερη θλιπτική αντοχή και 36% μεγαλύτερη καμπτική αντοχή.
Ακόμη καλύτερες επιδόσεις καταγράφηκαν σε ορισμένες δοκιμές με ποσοστό αντικατάστασης 10%, όπου η θλιπτική αντοχή αυξήθηκε κατά περίπου 21%, ενώ η καμπτική αντοχή έφτασε έως και 42% υψηλότερα.
Ωστόσο, η αύξηση του ποσοστού στο 15% δεν είχε τα ίδια θετικά αποτελέσματα, γεγονός που δείχνει ότι η ποσότητα του biochar παίζει καθοριστικό ρόλο.
Πώς μπορεί να αυξάνει την αντοχή
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το biochar έχει μια ιδιαίτερα πορώδη δομή που μπορεί να συγκρατεί νερό και να το απελευθερώνει σταδιακά κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης του σκυροδέματος.
Παράλληλα, περιέχει συστατικά όπως πυρίτιο, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν στις χημικές διεργασίες που πραγματοποιούνται μέσα στο τσιμέντο.
Τα πολύ μικρά σωματίδια του υλικού μπορούν επίσης να γεμίζουν μικροσκοπικά κενά στο εσωτερικό του σκυροδέματος, δημιουργώντας μια πιο συμπαγή δομή.
Δεν είναι ακόμη λύση για τις κατασκευές
Παρά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο και δεν σημαίνει ότι το συγκεκριμένο υλικό μπορεί άμεσα να χρησιμοποιηθεί σε κτίρια και μεγάλες κατασκευές.
Χρειάζονται επιπλέον δοκιμές για να διαπιστωθεί πώς συμπεριφέρεται το σκυρόδεμα σε δύσκολες συνθήκες, όπως οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες, η αυξημένη αλατότητα αλλά και οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι παγετού και απόψυξης.
Ένα ακόμη σημαντικό ζήτημα είναι η παρουσία βαρέων μετάλλων στην ιλύ, καθώς οι επιστήμονες πρέπει να εξετάσουν αν αυτά παραμένουν εγκλωβισμένα στο τελικό υλικό και αν υπάρχει κίνδυνος να απελευθερωθούν με την πάροδο του χρόνου.
Η έρευνα δεν έχει υπολογίσει ακόμη ούτε το συνολικό περιβαλλοντικό όφελος της μεθόδου σε επίπεδο εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.
Εάν πάντως οι επόμενες δοκιμές επιβεβαιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά της, η συγκεκριμένη μέθοδος θα μπορούσε να δώσει μια διαφορετική αξιοποίηση στα ανθρώπινα απόβλητα, ενώ παράλληλα θα περιόριζε την ανάγκη για τσιμέντο, η παραγωγή του οποίου συνδέεται με σημαντικές εκπομπές CO₂.
