كشفت صحيفة فيلادلفيا انكوايرر الأمريكية، عن مشروع استمر ثلاثة أعوام في جامعة دريكسل. لتطوير خرسانة ذاتية التسخين لـ إذابة الثلوج، يمكن أن تبقى الشوارع آمنة من الطقس الجليدي، بالإضافة إلى تجنب المخاوف المتعلقة بالبيئة والتكلفة المرتبطة بملح الطرقات التقليدي.
وضع طبقة ملح الطرقات يلحق الضرر
وقال أمير فارنام، الأستاذ المساعد في مجال الهندسة الذي يقود معمل مواد البنية التحتية المتقدمة بجامعة دريكسل. إن وضع طبقة ملح الطرقات على الشوارع يتطلب قوة عاملة كبيرة، ويمكن أن يلحق الضرر بالطرق، ويلوث التربة حولها، مشيرًا إلى أنه تم التوصل إلى حل بديل.
وقام فريق “فارنام” بتطوير نوعين من الخرسانة تستخدم شمع البارافين، الذي يعد زيتًا بتروليًا يستخدم في الشموع وأقلام التلوين. وبعد ذلك قام بوضع عدة ألواح في فناء الجامعة وتركوا الطبيعة تأخذ مجراها.
وعلى الرغم من أن كل نوع كان أداؤه أفضل في ظروف الطقس المختلفة، فإنهما تمكنا من إذابة الجليد من تلقاء نفسهما.
فكرة الخرسانة ذاتية التسخين لـ إذابة الثلوج
وحصل الباحثون على دليل خلال عاصفة ثلجية في فبراير 2022، وسجلوا صورًا تظهر طبقة من الخرسانة العادية مغطاة باللون الأبيض. ولكن نظيرتها الخرسانة ذاتية التسخين أوقفت الثلوج لأيام.
وتتمحور فكرة الخرسانة ذاتية التسخين حول استغلال خصائص مميزة في مواد تعرف باسم مواد تغيير المراحل.
وفي أحوال الطقس الدافئة والمشمسة، سوف تسيل المادة التي تغير المراحل مثل البارافين. ولكن في أحوال الطقس الباردة. سوف تتماسك المادة ببطء لتصبح كتلة صلبة، وبمجرد أن تصبح صلبة، فهي تطلق حرارة.
وقال “فارنام” الأمر مثل البطارية- البارافينات تقوم بالشحن في وجود الشمس والحرارة، وتتحول إلى مرحلة السيولة”. مضيفًا أنه عندما تكون هناك ثلوج أو أمطار أو طقس بارد، تبدأ في التماسك وإطلاق الحرارة.
اقرأ أيضًا: الصين تجري تجربة رائدة بمجال التحكم في تساقط الثلوج
وضع البارافين داخل كابسولات
وقال “فارنام”، إن الطريقتين تتمتعان بتطبيقات مفيدة بناء على أحوال الطقس. وتتضمن طريقة من الطرق وضع البارافين داخل كابسولات، وبعد ذلك خلط الكابسولات بالخرسانة. هذه الوسيلة تساعد في ذوبان الجليد سريعًا، ولكنها كانت فعالة خلال نطاق قصير من درجات الحرارة.
وبالنسبة لطريقة أخرى، قام فريق “فارنام” بحقن الحصى والشظايا الصخرية بالبارافين، وبعد ذلك دمج هذا الحصى بمزيج من الخرسانة.
وأطلقت الخرسانة الممزوجة بالحصى المعالج بالبارافين حرارة على مدار فترة أطول، لذلك لم تكن بنفس الجودة فيما يتعلق بالعمل على ذوبان الثلج سريعًا.
ولكنها كانت فعالة في نطاق واسع من دراجات الحرارة، حسبما قال “فارنام”، مشيرًا إلى أنه على سبيل المثال، يمكن أن تكون مفيدة في فصل الثلوج عن سطح طريق بحيث يمكن التخلص منها.
عملت بكفاءة أكثر من 50%
وأشار “فارنام” أنه لا يتعين على فيلادلفيا أن تتخلى بعد عن كاسحات الثلج وفرق تمليح الطرق. فعلى سبيل المثال، خلال موجة برد لمدة 10 أيام، سيطلق البارافين حرارة مع انخفاض درجة الحرارة، بعد ذلك سوف يبقي صلبًا حتى ترتفع درجة الحرارة مجددًا.
وأوضح أن الخرسانة ذاتية التسخين التي طورها فريق دريكسل عملت بكفاءة أكثر من 50% من الوقت خلال الظروف الثلجية في فيلادلفيا ما بين 2021 و 2024. وخلال هذا الوقت، انخفضت درجة الحرارة لأقل من درجة التجمد 32 مرة، واستقبلت المدينة أكثر من بوصة من الثلوج خمس مرات، حسبما جاء في مقالة دريكسل بشأن التجربة.
ويوضع “فارنام” أن الخرسانة ذاتية التسخين أكثر مرونة تجاه دورات التجمد والذوبان التي تحدث حفرًا وتلحق الضرر بالطرق. كما يمكن للتكنولوجيا مساعدة المدن في استخدام ملح أقل.
المصدر: وكالة الأنباء الألمانية