Innowacyjny beton może pomóc miastom zachować „zimną krew”
Radiacyjne materiały chłodzące w ciągu dnia zostały zaproponowane jako realny sposób zwalczania niektórych z najgorszych skutków globalnego ocieplenia. Są to materiały, które potrafią efektywnie wypromieniowywać ciepło w przestrzeń, skutecznie chłodząc powierzchnię nawet w świetle słonecznym. „Jedynym materiałem występującym w wymaganej skali, który może mieć w tym przypadku znaczący wpływ, jest beton” — mówi koordynator projektu MIRACLE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Jorge Dolado z Wyższej Rady Badań Naukowych Hiszpanii(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (CSIC). „Celem projektu MIRACLE było zatem zbadanie możliwości wykonania betonu, który chłodziłby radiacyjnie w ciągu dnia i stanowiłby skalowalną opcję złagodzenia niektórych skutków globalnego ocieplenia”.
Radiacyjne materiały chłodzące na bazie betonu
Celem projektu MIRACLE było zademonstrowanie i ocena wykonalności materiałów chłodzących w ciągu dnia opartych na betonie. Zespół projektowy chciał również ocenić ich wpływ na środowisko. „Zanim przeszedłem do badań nad cementem i betonem, zajmowałem się fotoniką, gdzie współpracowałem z prof. Miguelem Beruete z UPNA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Hiszpanii” — wyjaśnia Dolado. „Straciliśmy ze sobą kontakt, aż Miguel nie wygłosił wykładu w położonym niedaleko instytucie, i postanowiliśmy wspólnie zbadać, w jaki sposób można połączyć fotonikę z nauką i technologią betonu. Z tego narodził się projekt MIRACLE”. Aby osiągnąć cele projektu powołano do życia multidyscyplinarne konsorcjum. W jego składzie znaleźli się również eksperci od inżynierii cementu i betonu z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt(odnośnik otworzy się w nowym oknie), inżynierowie budownictwa z organizacji TECNALIA(odnośnik otworzy się w nowym oknie), eksperci od mikrodruku 3D z Microlight3D(odnośnik otworzy się w nowym oknie), eksperci od oceny środowiska z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz eksperci od technologii ogniw słonecznych z PoliTO(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Aby zweryfikować słuszność koncepcji, połączyliśmy symulacje i eksperymenty laboratorium” — podkreśla Dolado. „Następnie przetestowaliśmy nasze betony na zewnątrz w bardziej realistycznych scenariuszach”. Miało to miejsce między innymi na dachu instytutu, w którym pracuje Delado, na ranczu na pustyni Tabernas w Hiszpanii (gdzie nawiasem mówiąc nakręcono wiele spaghetti westernów) oraz w budynku demonstracyjnym Kubik należącym do organizacji TECNALIA.
Oszczędność energii chłodniczej i elektrycznej
Zespół projektowy wykazał, że możliwe jest zastosowanie betonów, które nie nagrzewają się pod wpływem promieniowania słonecznego. Nawet w bardzo trudnych warunkach, takich jak pustynia Tabernas, temperatury utrzymywały się o 2°C poniżej temperatury otoczenia w godzinach okołopołudniowych (od 30°C do 32°C). Dolado zauważa, że temperatura zwykłego betonu przekroczyłaby 65 °C. „Dla budynków może to oznaczać duże oszczędności energii chłodniczej” — dodaje Dolado. „W pewnych sytuacjach pozwoliłoby to pozbyć się klimatyzacji”. Zgodnie z szacunkowymi obliczeniami w ramach projektu miasta dotknięte falami upałów mogłyby obniżyć temperaturę o około 10°C w ciągu dnia i 5°C w nocy, po prostu zastępując obecne dachy dachami wykonanymi z betonu fotonicznego. Realistycznym celem jest też zastąpienie chodników.
Łagodzenie skutków globalnego ocieplenia
Jeśli chodzi o skalowalność, Dolado zauważa, że betony fotoniczne, których pionierem jest MIRACLE, mogą być wytwarzane z materiałów, z których obecnie korzysta przemysł cementowy i betonowy. Uzyskano już dwa patenty, a trzeci jest w drodze. Założona została firma typu spin-off o nazwie PhotoKrete SL, która będzie wykorzystywać opatentowane technologie. „Obecnie wyzwaniem jest współpraca z interesariuszami, którzy mogą nam pomóc zwiększyć skalę tej technologii, a produkty wprowadzić na rynek” — zauważa Dolado. „Zainteresowanie tą technologią wyraziło kilku dużych graczy”. Nadrzędnym celem, dodaje Dolado, jest doczekanie się na wykorzystanie tych fotonicznych betonów w miastach. „Trzymamy kciuki, aby pomogło to znacznie złagodzić skutki globalnego ocieplenia”.
Słowa kluczowe
MIRACLE, beton, fotoniczny, miejskie, zmiana klimatu, globalne ocieplenie
