Un material inovator transformă nisipul deșertic în beton utilizabil

Un grup de cercetători a dezvoltat un material inovator care ar putea face ca nisipul deșertic să fie utilizabil în construcții.

Materialul combină nisip fin cu adaosuri pe bază de plante și particule de lemn, obținându-se astfel un beton solid fără  să se folosească ciment convențional. Această inovație ar putea reduce dependența industriei construcțiilor de nisipul de râu și alte resurse care afectează mediul.

Nisipul deșertului ar putea fi folosit în construcții grație unui material inovator pe bază de plante

Cercetătorii de la Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie (NTNU) și Universitatea din Tokyo au dezvoltat un prototip de material de construcție. Acesta permite utilizarea nisipului deșertic în beton pentru prima dată.

România, țara UE cu cea mai redusă alocare bugetară pe locuitor pentru cercetare și dezvoltare, în 2025

20:21

Transgaz vrea să devină acționar la dezvoltatorul unui terminal american de gaze naturale lichefiate

14:25

Materialul se numește „beton cu nisip botanic”. El combină nisip fin din deșert cu adaosuri pe bază de plante și particule mici de lemn. Procesul folosește căldură și presiune, potrivit Interesting Engineering.

Betonul este al doilea cel mai utilizat material de construcție din lume, după apă. Anual se produc peste patru miliarde de tone de ciment. Producția generează aproximativ 8% din emisiile globale de dioxid de carbon. Totodată, industria construcțiilor depinde puternic de nisipul de râu și de piatra concasată. Ambele resurse devin tot mai rare și au un impact negativ asupra mediului.

Deși este abundent, nisipul nu a putut fi folosit până acum în construcții. Granulele sale sunt prea netede și prea fine pentru betonul tradițional. Acest lucru duce la structuri fragile. De aceea, constructorii folosesc nisip din râuri și cariere. Practica accelerează eroziunea și pierderea habitatelor naturale.

Transformarea nisipului deșertic în material util

Echipa de cercetare a analizat dacă nisipul deșertic poate fi refolosit printr-o metodă alternativă de fabricație. Aceasta nu se bazează pe cimentul convențional ca liant. Experimentele au arătat că nisipul deșertic poate deveni viabil din punct de vedere structural. Acest lucru este posibil atunci când este combinat cu materiale organice și procesat în condiții controlate.

„Cercetătorii au discutat timp de mulți ani dacă nisipul deșertic poate fi folosit în beton. Problema este că nisipul deșertic este atât de fin încât nu este potrivit ca liant în beton. Cu alte cuvinte, betonul nu va fi suficient de dur pentru a fi folosit în proiecte de construcție.”, a explicat Ren Wei, cercetător postdoctoral la NTNU.

Pentru a depăși această problemă, cercetătorii au presat nisipul deșertic împreună cu adaosuri pe bază de plante și pulbere de lemn, aplicând căldură. Prin ajustarea temperaturii, presiunii, proporțiilor de amestec și timpului de presare, echipa a obținut un material dens și solid, fără a folosi procese tradiționale bazate pe ciment. Toate experimentele au fost efectuate în laboratoare la Universitatea din Tokyo. Cercetătorii au comparat nisipul deșertic cu alte agregate fine și au testat cum diferite variabile influențează rezistența și densitatea materialului rezultat.

„Am testat cum diferiți factori afectează rezistența și densitatea materialelor, inclusiv temperatura, raportul de amestec, presiunea, timpul de presare și diferite tipuri de nisip” a spus Ren Wei.

Beneficii pentru mediu și limite practice

Oamenii de știință au constatat că materialul este suficient de rezistent pentru utilizări ne-structurale, precum pavele și trotuare. Totuși, ei avertizează că betonul cu nisip botanic nu este încă potrivit pentru construcții de mari dimensiuni sau pentru medii exterioare dure.

Sunt necesare teste suplimentare pentru a evalua durabilitatea în climate reci și performanța pe termen lung. Cercetătorii subliniază, de asemenea, că nisipul deșertic ar trebui folosit local, pentru a evita emisiile generate de transportul materialelor grele pe distanțe lungi.

Dacă va fi dezvoltat mai departe, betonul cu nisip botanic ar putea reduce nevoia de a extrage nisip din râuri și de a concasa munții pentru materiale de construcție, oferind în același timp o utilizare pentru nisipul considerat în prezent inutil în regiunile deșertice.