Φύκια: Το μέλλον των οικοδομικών υλικών
Τα φύκια, που κάποτε ήταν απλώς ένα αθώο ρεύμα στον Σαργασσό, γνωστά ως σαργκάσουμ, πλημμυρίζουν τώρα τις τροπικές παραλίες, από τη Βραζιλία ως την Καραϊβική, με βρώμικες και τοξικές συσσωρεύσεις. Καθώς σαπίζουν, απελευθερώνουν αέρια όπως η αμμωνία και το μεθάνιο, μετατρέποντας τον παράδεισο σε υγειονομική απειλή.
Αυτό έχει αρνητικές επιπτώσεις στον τουρισμό, την αλιεία και τη θαλάσσια ζωή, και το χειρότερο, οι περισσότερες από αυτές τις ποσότητες καταλήγουν σε χωματερές. Καμία επαναχρησιμοποίηση. Καμία ανακύκλωση. Μόνο σήψη.
Μπορούμε να μετατρέψουμε αυτή την κατάσταση σε κάτι χρήσιμο;
Για κάποιο χρονικό διάστημα, πολλές έξυπνες μυαλά αναζητούν τρόπους να επαναχρησιμοποιήσουν προϊόντα που προηγουμένως θεωρούνταν ως απόβλητα. Τα φύκια έχουν γίνει ιδιαίτερος στόχος για πολλούς. Το 2020, ερευνητές ανέπτυξαν μια προσιτή και εμπορικά βιώσιμη διαδικασία για να μετατρέψουν τα απόβλητα φύκια σε βιοκαύσιμο, λιπάσματα και άλλα προϊόντα. Και το 2022, επιστήμονες από το Ινδικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας ανέπτυξαν μεμβράνες από φύκια για πιο βιώσιμη ηχομόνωση.
Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Journal of Materials in Civil Engineering αναφέρει ότι τα φύκια σαργκάσουμ θα μπορούσαν να μετατραπούν στην επόμενη γενιά οικολογικών οικοδομικών υλικών.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ανάμιξη των φύκων σαργκάσουμ με κεραμικό πηλό καθιστά τον πηλό ελαφρύτερο, πιο οικολογικό και πιο δροσερό. Αυτοί οι πηλοί με φύκια μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο σκυρόδεμα για να μειώσουν το βάρος, σε πλάκες για τη βελτίωση της μόνωσης και ως υλικό κηπουρικής.
Ο João Adriano Rossignolo, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων της Σχολής Ζωικής Επιστήμης και Μηχανικής Τροφίμων του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (FZEA-USP), που συντόνισε τη μελέτη, δήλωσε: “Κανονικά, τα φύκια σαργκάσουμ συλλέγονται και απορρίπτονται σε χωματερές χωρίς καμία πρακτική χρήση. Γι’ αυτό αποφασίσαμε να ερευνήσουμε έναν τρόπο να εκμεταλλευτούμε αυτή τη μεγάλη ποσότητα βιομάζας στις παραλίες.”
Πριν από τις πειραματικές κατασκευές, οι ερευνητές εξέτασαν προσεκτικά τις πρώτες ύλες. Για να δημιουργήσουν ελαφρούς κεραμικούς πηλούς, ανάμειξαν τα φύκια σαργκάσουμ σε πηλό σε τρεις συγκεντρώσεις: 0%, 20% και 40%. Αυτές οι μίξεις στη συνέχεια σχηματίστηκαν με εξώθηση, παρόμοια με την πίεση του πηλού μέσω μιας φόρμας, και ψήθηκαν σε θερμοκρασίες 800, 900 και 1,000 °C (1,472, 1,652 και 1,832 °F) χρησιμοποιώντας τόσο παραδοσιακούς όσο και μικροκυμάτων φούρνους.
Αφού ετοιμάστηκαν τα δείγματα πηλού με φύκια, οι ερευνητές τα δοκίμασαν για συρρίκνωση, απορρόφηση νερού, πορώδες, πυκνότητα και αντοχή. Επίσης, συγκρίθηκαν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις αυτών των νέων υλικών με εκείνες του παραδοσιακού επεκτεινόμενου πηλού μέσω μιας αξιολόγησης κύκλου ζωής (LCA).
Τα ευρήματα έδειξαν ότι η προσθήκη σαργκάσουμ, ειδικά σε συγκέντρωση 40%, έκανε τον πηλό ελαφρύτερο. Ωστόσο, μόνο τα δείγματα που ψήθηκαν σε φούρνους μικροκυμάτων πληρούσαν τα απαιτούμενα πρότυπα αντοχής σε όλες τις θερμοκρασίες. Αυτό οφειλόταν σε καλύτερη συμπύκνωση και πιο εκλεπτυσμένη εσωτερική δομή.
Η αξιολόγηση κύκλου ζωής (LCA) αποκάλυψε ένα υποσχόμενο εύρημα: τα υλικά που προέρχονται από φύκια σαργκάσουμ ξεπέρασαν τον παραδοσιακό επεκτεινόμενο πηλό όσον αφορά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αυτό το εύρημα οδήγησε τους ερευνητές σε μια τολμηρή συμπέρασμα: ο πηλός σαργκάσουμ που ψήθηκε σε φούρνους μικροκυμάτων δεν είναι μόνο βιώσιμος, αλλά είναι ένας έξυπνος τρόπος να αντιμετωπιστεί η αύξηση των φυκιών κατά μήκος των τροπικών ακτών.
Η χρήση φυκιών για την παραγωγή ελαφρών κεραμικών συσσωρευμάτων βοηθά στη μείωση της χρήσης φυσικών πόρων και βελτιώνει την ενεργειακή αποδοτικότητα. Αλλά η καινοτομία δεν σταμάτησε εκεί.
Η ομάδα εξερεύνησε επίσης τη χρήση σαργκάσουμ σε σωματιδιακά πάνελ για έπιπλα και κατασκευές, καθώς και σε πλακάκια από ινώδη τσιμέντο, αντικαθιστώντας το ασβέστη με στάχτη σαργκάσουμ. “Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά,” δήλωσε ο Rossignolo, “καθώς μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε 30% σαργκάσουμ στα πάνελ και να αντικαταστήσουμε το 100% του ασβέστη με τη στάχτη του, με αποτελέσματα που συμμορφώνονται πλήρως με τα τρέχοντα πρότυπα για αυτά τα προϊόντα και βελτιώνουν τη διάρκεια ζωής και τις μηχανικές ιδιότητες των υλικών.”
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Journal of Materials in Civil Engineering.