החלפה של רק אחד ממרכיבי הבטון העיקריים בסלע וולקני עשויה להפחית את פליטת הפחמן מייצור החומר בכמעט שני שלישים, כך עולה ממחקר חדש.
בטון העניק לנו את הפנתיאון ברומא, את בית האופרה של סידני, את סכר הובר ואינספור מונוליטים חסומים. הסלע המלאכותי מכסה את ערינו ודרכי הכביש שלנו, עומד בבסיס חוות רוח ומערכי פאנלים סולאריים - ויוצק על ידי המון בפרויקטים של תשתיות הנתמכות על ידי השקעות התאוששות של COVID בארצות הברית ומחוצה לה.
זה כרוך בעלות תלולה עבור המאמצים להילחם בשינויי האקלים, עם זאת בגלל מלט- אלמנט הכריכה המעורבב עם חול, חצץ ומים ליצירת בטון - נמנה עם התורמים התעשייתיים הגדולים ביותר להתחממות כדור הארץ.
"בטון נמצא בכל מקום מכיוון שהוא אחד מחומרי הבנייה המשתלמים ביותר, ניתן לתפעל אותו בקלות, וניתן לעצב אותו כמעט לכל צורה שהיא", אומרת טיציאנה ואנוריו, פרופסור חבר לגיאופיזיקה באוניברסיטת סטנפורד.
אך ייצור מלט משחרר עד 8% מפליטת הפחמן הדו-חמצני השנתי הקשורה לפעילות האנושית, והביקוש צפוי לעלות בעשורים הקרובים כאשר העיור והפיתוח הכלכלי מניעים בנייה של מבנים ותשתיות חדשות.
"אם נפחית את פליטת הפחמן לרמות הדרושות למניעת שינויי אקלים קטסטרופליים, עלינו לשנות את הדרך בה אנו מייצרים מלט", אומר ואנוריו.
שוניות אלמוגים, קליפות לובסטר ושרימפס גמל שלמה
CO של בטון2 הבעיה מתחילה באבן גיר, סלע העשוי בעיקר מסידן פחמתי. כדי לייצר מלט פורטלנד - המרכיב העיקרי והבצק בבטון המודרני - מכרים, מרסקים ואופים בחום גבוה עם חימר וכמויות קטנות של חומרים אחרים בכבשי ענק. הפקת חום זה כוללת בדרך כלל שריפת פחם או דלקים מאובנים אחרים, המהווה יותר משליש מפליטת הפחמן הקשורה לבטון.
החום גורם לתגובה כימית המניבה גושים אפורים בגודל שיש המכונים קלינקר, שנטחנים אז לאבקה העדינה שאנו מכירים כמלט. התגובה משחררת גם פחמן שעלול להישאר נעול באבן גיר במשך מאות מיליוני שנים. שלב זה תורם את מרבית ה- CO שנותרו2 פליטות מייצור בטון.
Vanorio ועמיתיו מכינים כעת טיפוס למלט שמבטל את ה- CO2- תגובה כימית הגורמת על ידי יצירת קלינקר עם סלע וולקני המכיל את כל אבני הבניין הדרושות, אך אף אחד מהפחמן.
כחומר הבניין הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, בטון הוא כבר זמן רב יעד להמציאה מחודשת. חוקרים וחברות מצאו השראה למתכונים חדשים בשוניות האלמוגים, בקונכיות הלובסטר ובמועדונים דמויי הפטיש של שרימפס גמל שלמה. אחרים מחליפים חלקית את הקלינקר בפסולת תעשייתית כמו אפר זבוב ממפעלי פחם או מזריקים לתערובת פחמן דו חמצני שנלכד כדרך לכווץ את השפעת האקלים של הבטון.
הנשיא ג'ו ביידן קרא להרחיב את תפיסת הפחמן ואת השימוש בדלק מימן בייצור מלט כדי לסייע בהפחתת פליטת גזי החממה בארה"ב מרמות 2005 עד שנת 2030.
דלג על אבן הגיר
ואנוריו מציע לבטל את אבן הגיר לגמרי ולהתחיל במקום עם סלע שניתן לחצוב באזורים וולקניים רבים ברחבי העולם. "אנחנו יכולים לקחת את הסלע הזה, לטחון אותו ואז לחמם אותו לייצור קלינקר באמצעות אותם ציוד ותשתית המשמשים כיום לייצור קלינקר מאבן גיר", היא אומרת.
מים חמים המעורבים בקלינקר דל הפחמן הזה לא רק הופכים אותו למלט אלא גם מקדמים צמיחה של שרשראות ארוכות ושזורות של מולקולות שנראות כמו סיבים סבוכים במבט במיקרוסקופ. מבנים דומים קיימים בסלעים המושתתים באופן טבעי בסביבות הידרותרמיות - מקומות שבהם מים חמים בוערים מסתובבים ממש מתחת לפני הקרקע - ובנמלים רומיים מבטון, ששרדו 2,000 שנות תקיפה ממי מלח מאכלים וגלים מפליגים בהם בטון מודרני בדרך כלל יתפורר בתוך עשרות שנים.
כמו המוטה הנפוץ במבני בטון מודרניים למניעת סדקים, סיבים מינרליים זעירים אלה נלחמים בשבריריות הרגילה של החומר.
"בטון לא אוהב שנמתח. ללא איזשהו חיזוק הוא יישבר לפני שהוא מתכופף תחת לחץ ", אומר ואנוריו, המחבר הבכיר של העיתונים האחרונים בנושא מיקרו-מבנים בבטון ימי רומי ועל תפקידו של פיזיקת סלעים במעבר לעתיד דל פחמן. רוב הבטון מחוזק כיום בקנה מידה גדול באמצעות פלדה.
"הרעיון שלנו הוא לחזק את זה בקנה מידה ננו על ידי למידה כיצד מיקרו-מבנים סיביים מחזקים ביעילות את הסלעים ואת התנאים הטבעיים המייצרים אותם", היא אומרת.
שיעורים בריפוי ובחוסן
התהליך שאנוריו צופה לשינוי סלע וולקני לבטון דומה לאופן שבו סלעים מלט בסביבות הידרותרמיות. לעתים קרובות נמצאים סביב הרי געש ומעל גבולות לוח טקטוניים פעילים, תנאים הידרותרמיים מאפשרים לסלעים להגיב במהירות ולשלב מחדש בטמפרטורות לא חמות יותר מתנור ביתי, תוך שימוש במים כממס חזק.
כמו ריפוי עור, סדקים ותקלות בשכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ מלטים יחד לאורך זמן באמצעות תגובות בין מינרלים ומים חמים. "הטבע היווה מקור השראה נהדר לחומרים חדשניים המדמים חיים ביולוגיים", אומר ואנוריו. "אנו יכולים גם לקבל השראה מתהליכי כדור הארץ המאפשרים ריפוי ופוגעים בחוסן."
החל מלבנים ומתכות מזויפות ועד זכוכית ופלסטיק, אנשים ייצרו זמן רב חומרים המשתמשים באותם כוחות המניעים את מחזור הסלעים של כדור הארץ: חום, לחץ ומים. מחקרים ארכיאולוגיים ומינרלוגיים רבים מצביעים על כך שרומאים קדומים אולי למדו לרתום אפר וולקני למתכון הבטון המוקדם ביותר על ידי התבוננות בו מתקשה כשמערבבים אותו באופן טבעי עם מים.
"כיום יש לנו הזדמנות להתבונן בבסיס עם עדשת הטכנולוגיה של המאה ה -21 וידע על ההשפעות הסביבתיות", אומר ואנוריו.
Vanorio חבר לפרופסור למדעי החומרים וההנדסה אלברטו סאלאו כדי לחקות את הגיאולוגיה כדי לתמרן את התהליכים שלה לתוצאות ספציפיות ותכונות מכניות באמצעות הנדסה בקנה מידה ננו. "מתברר יותר ויותר שאפשר לתכנן מלט במידות הננו ויש ללמוד אותו גם בקנה מידה זה", אומר סאלאו.
חיבוק פגמי בטון
רבים ממאפייני המלט תלויים בקטנות פגמים ובכוח הקשרים בין המרכיבים השונים, אומר סאלאו. הסיבים הזעירים שצומחים ושזורים במהלך ביצוי סלעים מרוטים מתנהגים כמו חבלים מהדקים ומעניקים כוח. "אנחנו אוהבים לומר שחומרים הם כמו אנשים: הפגמים בהם הם שהופכים אותם למעניינים", הוא אומר.
בשנת 2019 סקרנות מתמשכת בנוגע לבטון העתיק שראה בין חורבות כילד שגדל ברומא גרמה לסאלאו להגיע אל ואנוריו, שמסע עצמו לפיזיקה של סלע החל לאחר שחוותה את הדינמיות של קרום כדור הארץ בילדותה בנפוליטניה. עיר נמל במרכז קלדרה בה תוכנן לראשונה הבטון הרומי.
מאז, סללו בא לראות בעבודה על קלינקר דל פחמן בהשראת תהליכים גיאולוגיים כמתאים הגיוני לפרויקטים של קבוצתו הקשורים לקיימות, כמו תאים סולאריים בעלות נמוכה המבוססים על חומרים פלסטיים ומכשירים אלקטרוכימיים לאחסון אנרגיה.
"לחשוב על קלינקר דל פחמן הוא דרך נוספת להפחית את כמות ה- CO2 שאנו שולחים באטמוספירה", הוא אומר. אבל זו רק ההתחלה. "כדור הארץ הוא מעבדה ענקית שבה חומרים מתערבבים בטמפרטורות גבוהות ולחצים גבוהים. מי יודע כמה מבנים מעניינים ובסופו של דבר שימושיים נמצאים שם? "
מקור: אוניברסיטת סטנפורד
ספרים קשורים
הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית
מאת פול הוקן וטום שטייר
מול פחד ואדישות נרחבים, קואליציה בינלאומית של חוקרים, אנשי מקצוע ומדענים התאגדה כדי להציע מערך של פתרונות מציאותיים ונועזים לשינויי אקלים. מאה טכניקות ושיטות מתוארות כאן-כמה ידוע; כמה שמעולם לא שמעת עליהם. הם נעים מאנרגיה נקייה לחינוך בנות במדינות בעלות הכנסה נמוכה וכלה בפרקטיקות בשימוש בקרקע ששולפות פחמן מהאוויר. הפתרונות קיימים, הם קיימא מבחינה כלכלית, וקהילות ברחבי העולם מיישמות אותם כיום במיומנות ובנחישות. זמין באמזון
עיצוב פתרונות אקלים: מדריך מדיניות אנרגיה מעוטת פחמן
מאת האל הארווי, רובי אורוויס, ג'פרי רסמן
עם ההשפעות של שינויי האקלים כבר עלינו, הצורך לקצץ בפליטת גזי חממה עולמיים הוא לא פחות דחוף. זה אתגר מרתיע, אך הטכנולוגיות והאסטרטגיות לעמידה בו קיימות כיום. קבוצה קטנה של מדיניות אנרגיה, שתוכננה ומיושמת היטב, יכולה להכניס אותנו לנתיב לעתיד נמוך בפחמן. מערכות אנרגיה הן גדולות ומורכבות, ולכן מדיניות האנרגיה חייבת להיות ממוקדת וחסכונית. גישות המתאימות לכל אחד פשוט לא יעשו את העבודה. קובעי המדיניות זקוקים למשאב ברור ומקיף המתאר את מדיניות האנרגיה שתשפיע בצורה הגדולה ביותר על עתידנו באקלים, ומתאר כיצד לתכנן היטב מדיניות זו. זמין באמזון
זה משנה את הכל: קפיטליזם מול האקלים
מאת נעמי קליין
In זה משנה הכל נעמי קליין טוענת כי שינויי אקלים אינם סתם נושא נוסף שמוגש בצורה מסודרת בין מיסים לטיפול בבריאות. זו אזעקה שקוראת לנו לתקן מערכת כלכלית שכבר כושלת אותנו במובנים רבים. קליין בונה בקפדנות את המקרה לכך שהפחתה מאסיבית של פליטת החממה שלנו היא הסיכוי הטוב ביותר שלנו בו זמנית לצמצם את אי השוויון הפעור, לדמיין מחדש את הדמוקרטיות השבורות שלנו ולבנות מחדש את הכלכלות המקומיות המרוויחות שלנו. היא חושפת את הייאוש האידיאולוגי של מכחישי שינויי האקלים, את האשליות המשיחיות של אנשי ההנדסה הגיאולוגית, ואת התבוסתנות הטראגית של יותר מדי יוזמות ירוקות-מיינסטרימיות. והיא מדגימה בדיוק מדוע השוק לא - ולא יכול - לתקן את משבר האקלים, אלא במקום זאת יחמיר את המצב, עם שיטות מיצוי קיצוניות ופוגעות יותר ויותר מבחינה אקולוגית, המלוות בקפיטליזם אסון. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
מאמר זה הופיע במקור עתיד
