Un ciment care poate răcori orașele și reduce emisiile a fost creat de cercetători / Care sunt beneficile climatice

Cimentul ne ajută orașele ”să stea în picioare”, dar le și menține calde. Acoperișurile și trotuarele absorb lumina soarelui, stochează căldura și o radiază înapoi în aer. Aparatele de aer condiționat combat această căldură, dar consumă electricitate și cresc emisiile, conform Earth.com. 

Fengyin Du și echipa sa de la Southeast University cred că cimentul însuși poate schimba povestea, răcorind orașele în loc să le încălzească.

De ce cimentul obișnuit e ineficient

Cimentul obișnuit este de culoare închisă și nu respinge lumina soarelui. În schimb, absoarbe energia solară și o captează sub formă de căldură.

Căldura se mută apoi în clădiri, făcând încăperile mai calde și mai greu de răcit. De asemenea, încălzește mediul exterior, astfel încât străzile și trotuarele par mai fierbinți.

Atunci când orașele se încălzesc în acest mod, oamenii se bazează mai mult pe aerul condiționat, care consumă multă electricitate. Dacă vom continua să folosim aceleași materiale, cererea de răcire va continua să crească.

Până la mijlocul acestui secol, energia utilizată pentru răcire ar putea face ca emisiile de carbon să fie de până la trei ori mai mari decât în prezent.

Crearea unui ciment diferit

Echipa de la Southeast University a abordat problema într-un mod diferit. Cercetătorii au creat un ciment în care cristalele se formează natural pe suprafață. Mineralul etringit este cel care face munca grea.

„Funcționează ca o oglindă și un radiator, astfel încât poate reflecta lumina soarelui și poate trimite căldura spre cer, permițând unei clădiri să rămână mai răcoroasă fără aer condiționat sau electricitate,” a explicat Du.

Cimentul permite, de asemenea, căldurii să scape datorită unor pori minusculi și a unui gel bogat în aluminiu. Împreună, aceste caracteristici transformă suprafața atât într-un reflector, cât și într-un radiator.

Cum se produce cimentul de răcire

Rețeta începe cu minerale comune, precum calcarul, gipsul, alumina și silicea. Acestea sunt modelate în pelete, încălzite și apoi măcinate.

Când sunt amestecate cu apă, particulele reacționează pentru a forma atât etringit, cât și gel. Pentru a modela suprafața, echipa a folosit matrițe și bule de aer care au lăsat în urmă micro-cavități.

Cristalele cresc în interiorul acestor cavități, creând modele care împrăștie lumina și sporesc reflectivitatea.

Testarea cimentului în lumina soarelui

Cercetătorii au amplasat noul ciment pe un acoperiș la Universitatea Purdue pentru a vedea cum funcționează în lumina reală a soarelui.

Cimentul a rămas mai rece decât aerul din jur – cu 5,4°C – și mult mai rece decât cimentul Portland normal – cu 26°C. Acest lucru înseamnă că nu a captat căldura în același mod ca cimentul obișnuit.

Chiar și noaptea, când nu există soare, cimentul a continuat să elibereze căldura stocată în aer. Acest lucru a demonstrat că capacitatea sa de răcire nu se oprește odată cu apusul soarelui. Poate menține suprafețele mai reci atât ziua, cât și noaptea.

Rezistență și durabilitate

Puterea de răcire nu este suficientă. Clădirile au nevoie de materiale durabile. Noul ciment a prezentat o rezistență la compresiune de peste 100 MPa, mai puternică decât multe amestecuri tradiționale.

A rezistat la zgârieturi, a rămas intact în timpul ciclurilor de îngheț-dezgheț și a suportat imersiunea în lichide corozive. După luni de expunere la raze UV și un an întreg în aer liber, reflectivitatea sa a scăzut abia perceptibil.

Străzi urbane mai luminoase

Cimentul este de obicei gri, dar noua cercetare arată că nu trebuie să rămână așa. Echipa a amestecat coloranți speciali pe bază de fosfor în timpul fabricării cimentului. Acest lucru a produs versiuni colorate – galben, verde și roșu.

Chiar și cu aceste culori, cimentul a reflectat în continuare aproximativ 90% din lumina soarelui. Acest lucru înseamnă că și-a păstrat capacitatea de răcire, oferind, în același timp, arhitecților și urbaniștilor mai multe opțiuni de design pentru a face clădirile și străzile să arate mai luminoase.

Beneficii climatice ale cimentului răcoros

Producția este la fel de importantă ca și performanța. Acest ciment este fabricat la temperaturi mai scăzute, reducând emisiile în timpul producției cu aproximativ 25 la sută.

Studiile de ciclu de viață sugerează că, pe parcursul a 70 de ani, o tonă din acest ciment ar putea reduce emisiile cu până la 2.867 de kilograme de CO2 în comparație cu cimentul Portland standard.

Unele orașe, precum Niamey și Mumbai, ar putea atinge neutralitatea carbonului mai repede cu acest material decât altele.

Orașe mai răcoroase cu cerere de energie mai mică

Oscar Brousse de la University College London laudă designul materialului, dar avertizează împotriva concluziilor simple.

„Nu înseamnă că, pentru că suprafața este cu 5°C mai rece, temperatura aerului va fi cu 5°C mai mică în jurul ei. Efectul local ar putea fi mult mai limitat,” a spus Brousse.

Chiar și cu această precauție, potențialul este clar. Acest ciment ar putea reduce cererea de energie în orașe, ar putea diminua emisiile și ar putea prelungi durata de viață a clădirilor. Dacă va fi produs la scară largă, ar putea ajuta la răcirea unor cartiere întregi fără a fi nevoie de un aparat de aer condiționat.