إضافة الأعشاب البحرية إلى الأسمنت.. ابتكار قد يعيد تشكيل صناعة البناء عالميًا

يشهد قطاع مواد البناء تطورًا علميًا جديدًا مع نجاح باحثين في تحويل الطحالب البحرية إلى مكون يمكن دمجه داخل الخرسانة، بما يساهم في تقليل استخدام الأسمنت التقليدي وخفض الانبعاثات الكربونية، مع إمكانية تخزين الكربون داخل المادة أثناء التصلب.

ويفتح هذا الابتكار المجال أمام إعادة التفكير في واحدة من أكثر المواد استخدامًا على كوكب الأرض، وهي الخرسانة، التي تمثل مصدرًا رئيسيًا لانبعاثات الكربون عالميًا.

من الطحالب إلى مادة بناء فعالة

في جامعة ميامي، يعمل فريق بحثي بقيادة البروفيسور علي غهارامينينجاد على تحويل الطحالب البحرية إلى مادة كربونية حيوية تُعرف باسم «البيوچار»، عبر معالجتها حراريًا في بيئة منخفضة الأكسجين.

وتُطحن هذه المادة لاحقًا لتصبح مسحوقًا يمكن دمجه داخل الخلطة الخرسانية، حيث يساهم في تحسين البنية الداخلية للمادة، مع إمكانية استبدال جزء من الأسمنت دون التأثير على الأداء الإنشائي.

خفض البصمة الكربونية للأسمنت

تُعد صناعة الأسمنت مسؤولة عن نحو 7 إلى 8% من إجمالي الانبعاثات الكربونية عالميًا، نتيجة عمليات الحرق المرتفعة وتحلل الحجر الجيري أثناء الإنتاج.

ومن هنا تأتي أهمية تقليل الاعتماد على الأسمنت في الخلطات الخرسانية، حيث يمكن لأي خفض جزئي في نسبته أن يؤدي إلى تقليل كبير في الانبعاثات، نظرًا للاستخدام الواسع للخرسانة عالميًا.

دور الكربون في تقوية المادة

يعتمد المشروع أيضًا على تقنية «معالجة الكربون»، حيث يتم تعريض الخرسانة الحديثة لغاز ثاني أكسيد الكربون أثناء التصلب، ما يؤدي إلى تفاعله مع مكونات الخرسانة وتكوّن معادن مستقرة داخل بنيتها.

وتساعد هذه العملية على احتجاز جزء من الكربون داخل المادة بدلًا من إطلاقه في الغلاف الجوي، بما يعزز مفهوم البناء منخفض الانبعاثات.

تحديات الأداء والمتانة

رغم النتائج الأولية الواعدة، يواجه الباحثون تحديًا رئيسيًا يتمثل في ضمان بقاء الخرسانة الجديدة بنفس قوة ومتانة الخرسانة التقليدية، خاصة في البيئات القاسية مثل ولاية فلوريدا التي تتميز بالرطوبة والحرارة والأملاح.

ويؤكد الباحثون أن أي ضعف في الأداء قد يلغي الفائدة البيئية للمادة بسبب الحاجة إلى صيانة أو استبدال متكرر.

من الفكرة إلى التطبيق العملي

يحظى المشروع بدعم بحثي وتمويل أولي بقيمة 25 ألف دولار، يهدف إلى تطوير تقنيات إنتاج البيوچار بشكل أكثر دقة واستقرارًا، تمهيدًا لاختبارات أوسع.

ويرى الباحثون أن نجاح الفكرة يعتمد على القدرة على تحقيق توازن بين تقليل الانبعاثات وضمان الجودة الإنشائية والجدوى الاقتصادية.

آفاق مستقبلية واعدة

تشير النتائج الأولية إلى أن الطحالب البحرية قد تصبح مصدرًا محليًا مستدامًا لمواد البناء، ما يقلل الاعتماد على المواد الصناعية التقليدية المرتبطة بصناعات كثيفة الانبعاثات مثل الفحم والصلب.

ومع ذلك، لا يزال الطريق طويلًا قبل اعتماد هذا النوع من الخرسانة في مشاريع البنية التحتية الكبرى مثل الجسور والطرق والمباني المرتفعة.