Πέντε εναλλακτικά δομικά υλικά για τις κατασκευές του μέλλοντος.

Στην ερώτηση ποιο είναι το πιο διαδεδομένο υλικό κατασκευής σήμερα, το πρώτο πράγμα που θα σκεφτόταν κανείς είναι το τσιμέντο και δεν θα έκανε λάθος. Το τσιμέντο λοιπόν, μαζί με τα υπόλοιπα οικοδομικά υλικά, όπως τούβλα, ξύλο, χάλυβας και γυαλί, που χρησιμοποιούνται κατά παράδοσή στην κατασκευή τα τελευταία χρόνια έχουν επικρατήσει χάρη στην ευελιξία, το χαμηλό κόστος και την πρακτικότητά τους. Ωστόσο, έχουν τα όριά τους.

Για παράδειγμα, η παγκόσμια παραγωγή τσιμέντου ανέρχεται σε περίπου 5% των εκπομπών CO2 που παράγονται από τον άνθρωπο κάθε χρόνο, σύμφωνα με μια μελέτη του 2017. Η παραγωγή τούβλων, επίσης, ενοχοποιείται για την υποβάθμιση του εδάφους από την προμήθεια πρώτων υλών. Και, φυσικά, τα ξύλα καίγονται, ο χάλυβας σκουριάζει και το γυαλί σπάει.

Ως απάντηση στα παραπάνω, μηχανικοί, επιστήμονες και νεοσύστατες επιχειρήσεις προτείνουν εναλλακτικά υλικά, που δυνητικά θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη βελτίωση των βασικών δομικών στοιχείων μας.

Μερικά από τα πιο ενδιαφέροντα καινοτόμα υλικά είναι τα εξής:  

1. Τρισδιάστατα τυπωμένα βιοπλαστικά

Τα τρισδιάστατα βιοπλαστικά κατασκευάζονται από  εκτυπωτές χρησιμοποιώντας 100 τοις εκατό ανανεώσιμα πολυμερή φυτικής προέλευσης. Παράγονται για την κατασκευή είτε πολύπλοκων και εκλεπτυσμένων τμημάτων ενός κτηρίου ( δάπεδα ,προσόψεις, σκάλες  κλπ) είτε ολόκληρων κτηρίων. Επιπλέον, εάν ο εκτυπωτής κάνει λάθος, το πλαστικό μπορεί απλώς να τεμαχιστεί και να επιστρέψει στο μείγμα καθώς πρόκειται για ανακυκλώσιμο υλικό, με αποτέλεσμα να κατασκευάζονται έργα με λιγότερα απόβλητα .

2. «Προγραμματιζόμενο» τσιμέντο

Όταν το τσιμέντο αναμειγνύεται με νερό, άμμο και πέτρα και αφήνεται να στεγνώσει, σχηματίζεται το σκυρόδεμα, το οποίο αποτελεί την βάση της συντριπτικής πλειοψηφίας των σύγχρονων κτιρίων. Αλλά το σκυρόδεμα ως πορώδες υλικό επιτρέπει στο νερό και σε άλλες χημικές ουσίες να περάσουν σε αυτό, υποβαθμίζοντας το και προκαλώντας διάβρωση στο χαλύβδινο οπλισμό.

Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος για τον «προγραμματισμό» της μοριακής δομής του σκυροδέματος καθώς πήζει. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι το σκυρόδεμα κατά την ελεγχόμενη πήξη του γίνεται σκληρότερο, και κατά συνέπεια λιγότερο πορώδες και ισχυρότερο. Επιπρόσθετα, η αλλαγή αυτή στη σύστασή του, βοηθά στη χρήση λιγότερου σκυρόδεματος για τον σχηματισμό ισχυρότερων κατασκευών.

3. Υδροκεραμικά

Μια σύγχρονη και λιγότερο ενεργοβόρα λύση από τις συμβατικές, στην ρύθμιση της θερμοκρασίας των κτιρίων, είναι ένα πρωτότυπο υλικό ,το υδροκεραμικό που αντιμετωπίζει ρυθμιστικά τις υψηλές θερμοκρασίες.

Το υδροκεραμικό ψύχει παθητικά τα κτίρια και μπορεί να μειώσει την εσωτερική θερμοκρασία έως και 5°C σε σύγκριση με το εξωτερικό επίπεδο.

Ουσιαστικά, το υλικό είναι ένα είδος πρόσοψης από κεραμικά πάνελ εμποτισμένα με υδρογέλη, ένα αδιάλυτο πολυμερές που μπορεί να απορροφήσει έως και 500 φορές το βάρος του σε νερό. Όταν εφαρμόζεται σε κτήρια, έχει την ενδιαφέρουσα δυνατότητα να απορροφά την υγρασία από τον αέρα. Κατά τις ζεστές μέρες, το νερό που συγκρατείται στο πολυμερές αρχίζει να εξατμίζεται, δημιουργώντας μια ψυκτική επίδραση στο κτήριο, κάνοντάς το να  «αναπνέει» μέσω της εξάτμισης και της εφίδρωσης. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα κτήρια που είναι επικαλυμμένα με αυτό το υλικό θα είναι 5°C έως 6°C ψυχρότερα από την εξωτερική θερμοκρασία και θα μπορούσαν να μειώσουν τους λογαριασμούς του κλιματισμού κατά 28%.

4.Τούβλα bioMASON

Τρισεκατομμύρια τούβλα κατασκευάζονται κάθε χρόνο και τα περισσότερα θερμαίνονται σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία σε κλιβάνους ως μέρος της διαδικασίας, κάτι που απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Ένας νέος τρόπος κατασκευής τους όμως, περισσότερο φιλικός προς το περιβάλλον, προτείνεται από την νεοσύστατη εταιρεία την bioMASON. Εμπνευσμένη από τη φυσική διαδικασία σχηματισμού κοραλλιών η εταιρεία δημιούργησε μια μέθοδο «καλλιέργειας» τούβλων από τσιμέντο όπου τοποθετούν άμμο σε ορθογώνια καλούπια και στη συνέχεια εγχέουν βακτήρια που τυλίγονται γύρω από τους κόκκους άμμου. Στη συνέχεια «ταΐζουν» αυτό το μείγμα με νερό πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά κατά τη διάρκεια λίγων ημερών. Το αποτέλεσμα είναι κρύσταλλοι ανθρακικού ασβεστίου που «αναπτύσσονται» γύρω από κάθε κόκκο άμμου και σχηματίζουν μια σκληρή ουσία που μοιάζει με πέτρα μέσα σε λίγες μόνο ημέρες.

5. Πάνελ Alusion

Η ποικιλία των υλικών που χρησιμοποιούνται για οροφές, δάπεδα και επενδύσεις περιορίζεται συχνά σε τούβλα, λαμαρίνες, σκυρόδεμα ή βαμμένο σοβά.

Μια εταιρεία στον Καναδά κατασκεύασε ένα υλικό, το ALUSION όπου υποστηρίζεται ότι είναι μοναδικά ευέλικτο και κατάλληλο για την κάλυψη κτιρίων, θυρών, δαπέδων. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν τρόπο έγχυσης αέρα σε λιωμένο αλουμίνιο που σχηματίζει φυσαλίδες χάρη στη διασπορά των κεραμικών σωματιδίων στο μείγμα .

Εκτός από το εντυπωσιακό σχεδιαστικό υλικό, το ALUSION προσφέρει πλεονεκτήματα μείωσης θορύβου, είναι πλήρως  ανακυκλώσιμο, ιδιαιτέρως ισχυρό και άκαυστο.

Είναι βέβαιο ότι τα πιο δημοφιλή δομικά υλικά θα συνεχίσουν για πολλά χρόνια ακόμα να χρησιμοποιούνται στην οικοδομή. Παρόλα αυτά, οι ανάγκες της εποχής, προτάσσουν την ανάπτυξη νέων εναλλακτικών λύσεων για την οικοδομή του μέλλοντος.

Τα στελέχη της εταιρείας «Delta Engineering» του Ομίλου Εταιρειών «Σαμαράς και Συνεργάτες», παρακολουθούν αδιάλειπτα τις εξελίξεις, ώστε να σας καθοδηγήσουν και προτείνουν τις βέλτιστες λύσεις εφαρμόζοντας όλες τις κατάλληλες τεχνικές και πρακτικές στην υλοποίηση των έργων σας.

Πηγές:

Len Williams, (2019). Five innovative materials that could change construction. E&T MAGAZINE. Available at https://eandt.theiet.org/content/articles/2019/01/five-innovative-materials-that-could-change-construction/. (Accessed 29 July 2022)

Φωτογραφία: https://www.avantall.com/avt-alusion.html (Accessed 1 August 2022)