Η Ιαπωνία μετατρέπει τα γεωθερμικά απόβλητα σε σούπερ ενέματα για να ενισχύσει την αντίσταση σε σεισμό κατά 50%. Μάλιστα, ο νέος αρμόστοκος παρουσιάζει 50% αύξηση στην αντίσταση υγροποίησης σε σύγκριση με τους συμβατικούς ενέματα.
Η νέα μέθοδος
Η αρμολόγηση είναι μια μέθοδος κατασκευής που εγχέει σταθεροποιητικά υλικά στο έδαφος για σταθερότητα.
Επιστήμονες στην Ιαπωνία έχουν βρει έναν νέο τρόπο για να κάνουν το έδαφος ισχυρότερο χρησιμοποιώντας υγρά απόβλητα από μονάδες γεωθερμικής ενέργειας. Αυτό το νέο υλικό ενέματος, που ονομάζεται Colloidal Silica Recovered from Geothermal Fluids (CSRGF), είναι μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μεθόδους ενέματος και βελτιώνει σημαντικά τη σταθερότητα του εδάφους.
Η αρμολόγηση είναι μια μέθοδος κατασκευής όπου ειδικά υλικά εγχέονται στο έδαφος για να γίνει πιο ανθεκτικό. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συνήθως για τη σταθεροποίηση κτιρίων, δρόμων, γεφυρών και σηράγγων, ειδικά σε περιοχές με αδύναμο έδαφος. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε μέρη που αντιμετωπίζουν σεισμούς, επειδή βοηθά στην πρόληψη της ρευστοποίησης - μια διαδικασία όπου το έδαφος γίνεται ασταθές λόγω της δόνησης.
Η υγροποίηση μπορεί να προκαλέσει κλίση, βύθιση ή ακόμα και κατάρρευση κτιρίων, οδηγώντας σε καταστροφικές ζημιές και απώλεια ζωών. Ωστόσο, τα παραδοσιακά υλικά αρμολόγησης απαιτούν πολλή ενέργεια για την παραγωγή και την απελευθέρωση εκπομπών άνθρακα, οι οποίες συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή.
Τα υγρά απόβλητα της γεωθερμίας
Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Shinya Inazumi από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Shibaura ανέπτυξε το CSRGF. «Η παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας παράγει μεγάλες ποσότητες υγρών αποβλήτων πλούσιων σε πυρίτιο, τα οποία παραδοσιακά θέτουν προκλήσεις συντήρησης και διάθεσης», εξηγεί ο Inazumi.
«Με την επαναχρησιμοποίηση αυτών των απορριμμάτων σε ένα αρμόστοκο CSRGF υψηλής απόδοσης, στοχεύσαμε να καθιερώσουμε μια προσέγγιση κυκλικής οικονομίας, μετατρέποντας ένα βιομηχανικό υποπροϊόν σε πολύτιμο δομικό υλικό». Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο μειώνει τα βιομηχανικά απόβλητα αλλά προωθεί επίσης έναν πιο βιώσιμο τρόπο ενίσχυσης του εδάφους σε έργα υποδομής ζωτικής σημασίας.
Πιο αποτελεσματικό στις σεισμογενείς ζώνες
Οι δοκιμές στο εργαστήριο έδειξαν ότι ο αρμόστοκος CSRGF βελτιώνει την αντίσταση στην υγροποίηση κατά 50% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά αρμολόγησης. Αυτό σημαίνει ότι οι κατασκευές που κατασκευάζονται σε έδαφος επεξεργασμένο με CSRGF θα είναι πολύ πιο ανθεκτικές σε σεισμούς και άλλες γεωλογικές διαταραχές.
Το CSRGF έχει χαμηλό ιξώδες, που σημαίνει ότι ρέει εύκολα και απλώνεται ομοιόμορφα κάτω από το έδαφος. Χρειάζεται ακριβώς ο σωστός χρόνος για να σκληρύνει, επιτρέποντάς του να φτάσει σε βαθιά στρώματα εδάφους χωρίς να φράξει, ενώ εξακολουθεί να πληροί τα πρότυπα περιβαλλοντικής ασφάλειας.
Το CSRGF βοηθά επίσης στην ενίσχυση υπόγειων κατασκευών όπως σήραγγες, συστήματα μετρό και υπόγεια κτιρίων, όπου η διαρροή νερού μπορεί να αποδυναμώσει τα θεμέλια. Παρέχοντας μια ισχυρή και σταθερή βάση, αυτός ο αρμόστοκος παρατείνει τη διάρκεια ζωής αυτών των κατασκευών και μειώνει το κόστος συντήρησης.
Λόγω των υδατοστεγανωτικών ιδιοτήτων του, είναι επίσης ιδανικό για χρήση σε παράκτιες και επιρρεπείς σε πλημμύρες περιοχές, όπου βοηθά στην πρόληψη της διάβρωσης και προστατεύει από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Στο μέλλον, οι μηχανικοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το CSRGF για να ενισχύσουν αναχώματα, φράγματα και θαλάσσια τείχη, βοηθώντας τις κοινότητες να γίνουν πιο ανθεκτικές στην κλιματική αλλαγή.
Άλλες χρήσεις για τις πράσινες κατασκευές
Το CSRGF μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση ιστορικών κτιρίων και τοποθεσιών. Πολλές παλαιότερες κατασκευές είναι χτισμένες σε αδύναμο ή μετατοπιζόμενο έδαφος και οι παραδοσιακές μέθοδοι αρμολόγησης μπορεί να μην είναι κατάλληλες λόγω περιβαλλοντικών περιορισμών. Το CSRGF παρέχει έναν ασφαλέστερο, πιο αποτελεσματικό τρόπο για την ενίσχυση αυτών των τοποθεσιών χωρίς να προκαλείται πρόσθετη ζημιά στο περιβάλλον οικοσύστημα.
Αυτός ο νέος αρμόστοκος είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός για φιλικές προς το περιβάλλον κατασκευές. Η επαναχρησιμοποίηση βιομηχανικών απορριμμάτων μειώνει τη ρύπανση και μειώνει το αποτύπωμα άνθρακα της παραδοσιακής αρμολόγησης. Μειώνει επίσης τη ζήτηση για ενεργοβόρα υλικά, όπως το τσιμέντο και τα χημικά ενέματα, τα οποία συμβάλλουν στις παγκόσμιες εκπομπές CO2.
Η παραγωγή του είναι επίσης προσιτή και μπορεί να κλιμακωθεί, καθιστώντας το μια πρακτική επιλογή για τον κατασκευαστικό κλάδο. Δεδομένου ότι οι γεωθερμικές μονάδες παράγουν ήδη υγρά απόβλητα πλούσια σε πυρίτιο, το CSRGF μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας υπάρχοντες πόρους, ελαχιστοποιώντας περαιτέρω τις περιβαλλοντικές του επιπτώσεις.
Με την αντικατάσταση των παραδοσιακών ενέματα με βάση το πυρίτιο με τη βιώσιμη εναλλακτική μας, η κατασκευαστική βιομηχανία μπορεί να προχωρήσει προς μια πιο πράσινη ανάπτυξη υποδομών, υποστηρίζοντας τις παγκόσμιες προσπάθειες για την επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα έως το 2050, συμβάλλοντας σημαντικά στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στον κατασκευαστικό τομέα.
www.worldenergynews.gr
