Ang pagpapalit lamang ng isa sa mga pangunahing sangkap ng kongkreto ng bulkan na bato ay maaaring magbawas ng carbon emissions mula sa paggawa ng materyal ng halos dalawang-katlo, ayon sa isang bagong pag-aaral.
Binigyan tayo ng Concrete ng Pantheon sa Roma, Sydney Opera House, Hoover Dam, at hindi mabilang na mga blocky monolith. Ang artificial rock ay tumatakip sa ating mga lungsod at kalsada, pinagbabatayan ng mga wind farm at solar panel arrays—at ibubuhos ng tonelada sa mga proyektong imprastraktura na sinusuportahan ng mga pamumuhunan sa pagbawi ng COVID sa United States at sa ibang bansa.
Dumating iyon sa isang matarik na gastos para sa mga pagsisikap na labanan ang pagbabago ng klima, gayunpaman, dahil latagan ng simento—ang nagbubuklod na elemento na hinaluan ng buhangin, graba, at tubig para maging konkreto—ay kabilang sa pinakamalaking industriyal na nag-aambag sa global warming.
"Ang kongkreto ay nasa lahat ng dako dahil ito ay isa sa mga pinaka-abot-kayang materyales sa gusali, madali itong manipulahin, at maaaring hulmahin sa halos anumang hugis," sabi ni Tiziana Vanorio, associate professor ng geophysics sa Stanford University.
Ngunit ang produksyon ng semento ay naglalabas ng hanggang 8% ng taunang carbon dioxide emissions na may kaugnayan sa aktibidad ng tao, at inaasahang tataas ang demand sa mga darating na dekada habang ang urbanisasyon at pag-unlad ng ekonomiya ay nagtutulak sa pagtatayo ng mga bagong gusali at imprastraktura.
"Kung babawasan natin ang mga carbon emissions sa mga antas na kinakailangan upang maiwasan ang malaking pagbabago sa klima, kailangan nating baguhin ang paraan ng paggawa natin ng semento," sabi ni Vanorio.
Mga coral reef, lobster shell, at mantis shrimp
Concrete's CO2 Nagsisimula ang problema sa limestone, isang bato na pangunahing gawa sa calcium carbonate. Upang gawing semento ng Portland—ang matigas na pangunahing sangkap sa makabagong kongkreto—ang apog ay minahan, dinurog, at iniluluto sa mataas na init gamit ang luad at maliit na halaga ng iba pang mga materyales sa mga higanteng tapahan. Ang pagbuo ng init na ito ay karaniwang nagsasangkot ng pagsunog ng karbon o iba pang fossil fuel, na nagkakahalaga ng higit sa isang katlo ng mga carbon emission na nauugnay sa kongkreto.
Ang init ay nag-trigger ng isang kemikal na reaksyon na nagbubunga ng marble-sized na kulay abong bukol na kilala bilang klinker, na pagkatapos ay giniling sa pinong pulbos na kinikilala natin bilang semento. Ang reaksyon ay naglalabas din ng carbon na maaaring manatiling nakakulong sa limestone sa daan-daang milyong taon. Ang hakbang na ito ay nag-aambag ng karamihan sa natitirang CO2 emisyon mula sa konkretong produksyon.
Si Vanorio at mga kasamahan ay gumagawa na ngayon ng prototyping semento na nag-aalis ng CO2-belching kemikal na reaksyon sa pamamagitan ng paggawa ng klinker na may a bulkan na naglalaman ng lahat ng kinakailangang mga bloke ng gusali, ngunit wala sa carbon.
Bilang ang pinakaginagamit na materyales sa gusali sa planeta, ang kongkreto ay matagal nang target para sa muling pag-imbento. Nakahanap ang mga mananaliksik at kumpanya ng inspirasyon para sa mga bagong recipe sa mga coral reef, lobster shell, at mga parang martilyo na club ng hipon ng mantis. Ang iba ay bahagyang pinapalitan ang klinker ng pang-industriya na basura tulad ng fly ash mula sa mga planta ng karbon o pag-iniksyon ng nakuhang carbon dioxide sa halo bilang isang paraan upang paliitin ang epekto sa klima ng kongkreto.
Nanawagan si Pangulong Joe Biden para sa pagpapalawak ng carbon capture at ang paggamit ng hydrogen fuel sa paggawa ng semento upang makatulong na mabawasan ang mga greenhouse gas emissions ng US mula sa mga antas ng 2005 hanggang 2030.
Laktawan ang limestone
Iminumungkahi ni Vanorio na ganap na alisin ang limestone at magsimula sa halip na isang bato na maaaring quarry sa maraming mga rehiyon ng bulkan sa buong mundo. "Maaari nating kunin ang batong ito, gilingin ito, at pagkatapos ay painitin ito upang makagawa ng klinker gamit ang parehong kagamitan at imprastraktura na kasalukuyang ginagamit upang gumawa ng klinker mula sa limestone," sabi niya.
Ang mainit na tubig na hinaluan ng low-carbon na klinker na ito ay hindi lamang ginagawa itong semento ngunit itinataguyod din ang paglaki ng mahahabang magkadugtong na mga kadena ng mga molekula na mukhang gusot na mga hibla kapag tiningnan sa ilalim ng mikroskopyo. Ang mga katulad na istruktura ay umiiral sa mga batong natural na sementado sa mga hydrothermal na kapaligiran—mga lugar kung saan umiikot ang mainit na tubig sa ilalim ng lupa—at sa mga konkretong Roman harbor, na nakaligtas sa 2,000 taon ng pag-atake mula sa kinakaing unti-unting tubig-alat at mga alon kung saan ang modernong kongkreto ay karaniwang gumuho sa loob ng mga dekada.
Tulad ng rebar na karaniwang ginagamit sa mga modernong konkretong istruktura upang maiwasan ang pag-crack, ang maliliit na mineral fibers na ito ay lumalaban sa karaniwang brittleness ng materyal.
“Ayaw ng kongkreto na binanat. Nang walang anumang uri ng pampalakas, ito ay masisira bago ito yumuko sa ilalim ng stress, "sabi ni Vanorio, senior author ng kamakailang mga papel sa mga microstructure sa Roman marine concrete at sa papel ng rock physics sa paglipat sa isang low-carbon na hinaharap. Karamihan sa kongkreto ay pinalakas na ngayon sa malalaking sukat gamit ang bakal.
"Ang aming ideya ay upang palakasin ito sa nanoscale sa pamamagitan ng pag-aaral kung paano epektibong pinapalakas ng mga fibrous microstructure ang mga bato, at ang mga natural na kondisyon na gumagawa ng mga ito," sabi niya.
Mga aral sa pagpapagaling at katatagan
Ang prosesong iniisip ni Vanorio para sa pagbabago bulkan sa kongkreto ay kahawig ng paraan ng pagsemento ng mga bato sa mga hydrothermal na kapaligiran. Madalas na matatagpuan sa paligid ng mga bulkan at sa itaas ng mga aktibong tectonic plate na hangganan, ang mga hydrothermal na kondisyon ay nagbibigay-daan sa mga bato na mabilis na mag-react at muling magsama sa mga temperatura na hindi mas mainit kaysa sa isang hurno sa bahay, gamit ang tubig bilang isang malakas na solvent.
Tulad ng nagpapagaling na balat, mga bitak at mga sira sa pinakalabas na layer ng Earth ay nagsasama-sama sa paglipas ng panahon sa pamamagitan ng mga reaksyon sa pagitan ng mga mineral at mainit na tubig. "Ang kalikasan ay naging isang mahusay na mapagkukunan ng inspirasyon para sa mga makabagong materyales na gayahin ang biological na buhay," sabi ni Vanorio. "Maaari din tayong kumuha ng inspirasyon mula sa mga proseso ng Earth na nagbibigay-daan sa pagpapagaling at pinsala sa katatagan."
Mula sa mga ladrilyo at huwad na metal hanggang sa salamin at plastik, matagal nang gumagawa ang mga tao ng mga materyales gamit ang parehong mga puwersang nagtutulak sa siklo ng bato ng Earth: init, presyon, at tubig. Maraming arkeolohiko at mineralogical na pag-aaral ang nagpapahiwatig na ang mga sinaunang Romano ay maaaring natutong gumamit ng abo ng bulkan para sa pinakaunang kilalang kongkretong recipe sa pamamagitan ng panonood nito na tumigas kapag natural na inihalo sa tubig.
"Ngayon mayroon kaming pagkakataon na obserbahan ang sementasyon gamit ang lens ng teknolohiya ng ika-21 siglo at kaalaman sa mga epekto sa kapaligiran," sabi ni Vanorio.
Nakipagtulungan si Vanorio sa propesor ng agham at engineering ng mga materyales na si Alberto Salleo upang higit pa ang paggaya sa heolohiya sa pagmamanipula ng mga proseso nito para sa mga partikular na resulta at mekanikal na katangian gamit ang nanoscale engineering. "Ito ay nagiging mas at mas maliwanag na ang semento ay maaaring ma-engineered sa nanoscale at dapat na pag-aralan din sa sukat na iyon," sabi ni Salleo.
Pagyakap sa mga depekto ng kongkreto
Marami sa mga katangian ng semento ay nakasalalay sa maliit mga depekto at sa lakas ng mga bono sa pagitan ng iba't ibang bahagi, sabi ni Salleo. Ang maliliit na hibla na tumutubo at naghahabi sa panahon ng pagsemento ng mga durog na bato ay kumikilos tulad ng paghigpit ng mga lubid, na nagbibigay ng lakas. "Gusto naming sabihin na ang mga materyales ay tulad ng mga tao: ang mga depekto sa mga ito ay ginagawang kawili-wili," sabi niya.
Kaugnay na nilalaman
Noong 2019, ang patuloy na pag-usisa tungkol sa sinaunang kongkreto na nakita niya sa mga guho noong bata pa siya sa Roma ang nagtulak kay Salleo na makipag-ugnayan kay Vanorio, na ang sariling paglalakbay sa rock physics ay nagsimula pagkatapos maranasan ang dynamism ng Earth's crust noong bata pa siya sa isang Neapolitan. port city sa gitna ng isang caldera kung saan unang inengineer ang Roman concrete.
Simula noon, nakita na ni Salleo ang trabaho sa isang low-carbon clinker na inspirasyon ng mga geological na proseso bilang lohikal na akma sa mga proyekto ng kanyang grupo na may kaugnayan sa sustainability, tulad ng murang mga solar cell batay sa mga plastic na materyales at electrochemical device para sa pag-imbak ng enerhiya.
"Ang pag-iisip tungkol sa isang low-carbon clinker ay isa pang paraan upang bawasan ang dami ng CO2 na ipinapadala namin sa atmospera," sabi niya. Ngunit ito ay simula pa lamang. "Ang Earth ay isang napakalaking laboratoryo kung saan ang mga materyales ay naghahalo sa mataas na temperatura at mataas na presyon. Sino ang nakakaalam kung gaano karaming iba pang mga kawili-wili at sa huli ay kapaki-pakinabang na mga istraktura ang nasa labas?"
Source: Stanford University
Mga Kaugnay Books
Paglabas ng Drawdown: Ang Karamihan sa Komprehensibong Plano na Ipinanukalang Bumalik sa Pag-init ng Mundo
ni Paul Hawken at ni Tom Steyer
Sa harap ng malawakang takot at kawalang-interes, isang internasyonal na koalisyon ng mga mananaliksik, mga propesyonal, at mga siyentipiko ay nagtagpo upang mag-alok ng isang makatotohanang at matapang na solusyon sa pagbabago ng klima. Ang isang daang mga diskarte at gawi ay inilarawan dito-ang ilan ay kilala; ang ilan ay hindi mo pa naririnig. Saklaw nila mula sa malinis na enerhiya sa pagtuturo sa mga batang babae sa mga bansang mas mababa ang kita upang magamit ang mga gawi sa paggamit ng lupa na kumukuha ng carbon mula sa hangin. Ang mga solusyon ay umiiral, ay maaaring mabuhay nang matipid, at ang mga komunidad sa buong mundo ay kasalukuyang nagpapatrabaho sa kanila ng kasanayan at determinasyon. Available sa Amazon
Pagdidisenyo ng Mga Solusyon sa Klima: Isang Gabay sa Patakaran para sa Low-Carbon Energy
ni Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Sa mga epekto ng pagbabago ng klima sa atin, ang pangangailangan na gupitin ang mga global na emissions ng greenhouse gas ay hindi mas mababa kaysa sa kagyat na. Ito ay isang nakakatakot na hamon, ngunit ang mga teknolohiya at diskarte upang matugunan ito umiiral ngayon. Ang isang maliit na hanay ng mga patakaran sa enerhiya, na dinisenyo at ipinatupad nang maayos, ay maaaring mailagay tayo sa landas patungo sa isang mababang carbon sa hinaharap. Ang mga system ng enerhiya ay malaki at kumplikado, kaya ang patakaran sa enerhiya ay dapat na nakatuon at epektibo sa gastos. Ang isang sukat na sukat sa lahat ng mga diskarte ay hindi magagawa ang trabaho. Ang mga tagagawa ng patakaran ay nangangailangan ng isang malinaw, komprehensibong mapagkukunan na nagbabalangkas sa mga patakaran ng enerhiya na magkakaroon ng pinakamalaking epekto sa ating kinabukasan sa klima, at naglalarawan kung paano idisenyo nang maayos ang mga patakarang ito. Available sa Amazon
Ito Pagbabago Everything: Kapitalismo kumpara Klima Ang
ni Naomi Klein
In Ito Pagbabago Everything Naomi Klein argues na pagbabago ng klima ay hindi lamang ng isa pang isyu na maayos na filed sa pagitan ng mga buwis at pangangalaga ng kalusugan. Ito ay isang alarma na tumawag sa amin upang ayusin ang isang pang-ekonomiyang sistema na ay nabigo sa amin sa maraming paraan. Ang Klein ay matigas na nagtatayo ng kaso kung gaano kalawak ang pagbawas ng ating greenhouse emissions ay ang aming pinakamagandang pagkakataon upang mabawasan nang sabay-sabay ang mga nakakatawang di-pagkakapantay-pantay, muling ipalagay ang ating mga sirang demokrasya, at muling itayo ang ating mga lokal na ekonomiya. Inilantad niya ang ideological desperation ng mga klima-pagbabago deniers, ang messianic delusyon ng magiging geoengineers, at ang trahedya pagkatalo ng masyadong maraming mga mainstream na hakbangin berdeng. At nagpapakita siya ng eksaktong dahilan kung bakit ang merkado ay hindi-at hindi maayos ang krisis sa klima ngunit sa halip ay gagawin ang mga bagay na mas masahol pa, na may mas matinding at ekolohikal na nakakapaminsalang mga paraan ng pagkuha, na sinamahan ng laganap na kapitalismo ng sakuna. Available sa Amazon
Mula sa Ang Publisher:
Ang mga pagbili sa Amazon ay pumunta upang bayaran ang gastos ng pagdadala sa iyo InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, at ClimateImpactNews.com nang walang gastos at walang mga advertiser na sumusubaybay sa iyong mga gawi sa pagba-browse. Kahit na nag-click ka sa isang link ngunit hindi bumili ng mga napiling produkto, anumang bagay na binili mo sa parehong pagbisita sa Amazon nagbabayad sa amin ng isang maliit na komisyon. Walang karagdagang gastos sa iyo, kaya mangyaring tumulong sa pagsisikap. Maaari mo ring gamitin ang link na ito gamitin sa Amazon sa anumang oras upang matulungan kang suportahan ang aming mga pagsisikap.
Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa futurity
