Соль из Мертвого моря может стать новым экологичным строительным материалом - «Технологии»

В последнее десятилетие все большее значение приобретает понимание необходимости переосмысления подхода к выбору строительных материалов. Главная причина этого заключается в том, что строительная отрасль считается одним из основных источников загрязнения окружающей среды в мире. Только производство цемента, наиболее распространенного строительного материала, приводит к выбросам 8% углекислого газа в мировом масштабе.

Таким образом, наука и техника продвигаются в направлении разработки альтернативных экологически чистых материалов с меньшими выбросами углерода, основанных на переработке, при сохранении качества и прочности материала. В рамках совместной инициативы исследователей и студентов Еврейского университета и Техниона недавно был разработан инновационный строительный материал с исключительным экологическим потенциалом, полностью производимый из переработанной соли. Возможно ли, что в будущем мы будем возводить из соли целые здания?

Строительная отрасль в настоящее время считается одной из главных причин нанесения ущерба окружающей среде. Согласно данным Совета по экологическому строительству Великобритании, эта отрасль использует более 400 миллионов тонн сырья в год, значительная часть которого наносит прямой ущерб экосистемам, загрязняет окружающую среду и потребляют большое количество энергии. Кроме того, исследование Программы ООН по окружающей среде 2017 года показывает, что строительная отрасль ответственна за 23 процента глобального загрязнения воздуха, за потребление около 36 процентов всей производимой в мире энергии и за 39 процентов выбросов углекислого газа, сообщает Ynet.

Таким образом, строительство требует больших затрат энергии, а в Израиле, помимо природного газа, нет традиционных природных ресурсов, таких как нефть. Возможным ресурсом, однако, является Мертвое море, один из крупнейших в мире источников калия и соли.

В южной части Мертвого моря ежегодно оседают миллионы тонн избыточной соли — результат десятилетий промышленного производства. Другими словами, за годы в испарительных прудах накопилось огромное количество ненужной соли. Это соль, которая осела на дно и осталась неиспользованной. Это накопление создает экологическую и производственную проблему: повышение уровня дна озера и изменение береговой линии. Долгие годы избыточная соль воспринималась как бесполезные отходы и материал, для которого не нашлось применения.

С 2015 года профессор Дани Мандлер из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме руководит исследованиями, направленными на превращение избытка соли, накапливающейся в южной части Мертвого моря, из бесполезных отходов в пригодное для использования сырье. Принцип, лежащий в основе исследований, прост, но имеет далеко идущие последствия: рассматривать соль не как помеху, от которой нужно избавиться, а как ресурс, который можно перерабатывать и использовать.

Мандлер разработал химический процесс обработки материалов, при котором соль сжимается и перерабатывается до тех пор, пока не превратится в твердые кирпичи, по прочности почти не уступающие бетону. «Мы добавляем к соли около 5 процентов дополнительных материалов, сжимаем ее под высоким давлением и получаем прочные кирпичи, которые можно формовать в различные формы и размеры. Если мы сможем заменить даже небольшую часть цемента солью, то воздействие на окружающую среду будет колоссальным. Это может значительно сократить выбросы углекислого газа в отрасли», — отмечает он.

В этом году Мандлер начал сотрудничать с группой студентов Техниона. Студенты факультета архитектуры и городского планирования под руководством архитекторов Михаль Блейхер и Дана Прайса студенты взяли технологию и применили к ней архитектурное мышление. Они перевели новый материал в реальную строительную систему: определили размеры кирпича, поняли точные требования к прочности и изучили возможность его использования в израильской строительной индустрии. «Интересно здесь то, как химия связана с архитектурой. Студенты спроектировали модель конструкции, которую мы назвали “ближневосточным иглу”, и изучили свойства соли: прозрачность, массу, прочность. Отталкиваясь от этого, мы разработали структуру, и из нее вырезали сам кирпич в пропорциях 8 х 8 х 24 см. Это соотношение один к трем, которое позволяет экспериментировать с ним в различных композициях и строительных формах».

Студия, которая ежегодно занимается исследованием альтернативных материалов и разработкой проектов, реализуемых в реальном масштабе, послужила здесь экспериментальной платформой, объединяющей исследования, планирование и внедрение. На основе патента Мандлера студенты впервые разработали строительный кирпич, полностью изготовленный из соли Мертвого моря, который адаптирован к современным строительным потребностям и открывает возможности для повторного использования материала, ранее считавшегося бесполезным. Конечный продукт однороден, может производиться массово и адаптирован к различным требованиям по форме, толщине и текстуре. Помимо повторного использования существующего ресурса, это строительный материал с меньшим потенциалом загрязнения и более экологичен по сравнению с существующими строительными материалами.

Инициатива была представлена ​​в октябре на конференции «Изменения: форма трансформации», проходившей в рамках Венецианской архитектурной биеннале — одного из важнейших и влиятельных событий в мире архитектуры. Проект был отобран для участия в Биеннале из 55 академических учреждений, и только 10 групп смогли представить свои работы — достижение, которое ставит израильскую разработку в один ряд с ведущими мировыми учреждениями.

На биеннале студенты представили результаты исследований, разработок и процесса создания созданной ими модели материала. По словам Блейхер, само участие в мероприятии свидетельствует о международном признании важности исследований материалов и потенциала превращения этих отходов в будущий строительный ресурс. «Мы взяли с собой кирпичи в Венецию и представили проект, и это вызвало невероятный ажиотаж, — говорит она. — Это материал, который одновременно является натуральным и промышленным. В следующем семестре мы вместе с профессором Мандлером намерены построить в Израиле настоящее сооружение из этих кирпичей. Мы верим в эту технологию; она может решить реальную экологическую проблему и превратить отходы в нечто ценное. Это действительно хорошие новости для будущего строительства и окружающей среды».

Несмотря на прогресс в разработке экологически устойчивых строительных решений, исследование подчеркивает, что улучшения не успевают за ускоряющимся темпом строительства и растущим спросом на энергоснабжение. Вывод очевиден: пока не будут найдены новые, более экологичные материалы и строительные процессы, строительная отрасль будет оставаться одним из главных факторов климатического кризиса.

Так увидим ли мы скоро соляные кирпичи на строительных площадках в Израиле? Ответ на данном этапе сложен. Путь от лаборатории Техниона до внедрения в реальную экономику долог, особенно это касается строительной отрасли, которая считается консервативной. «Внедрение нового материала в строительную отрасль требует времени и ресурсов, — отмечает Блейхер. — Каждый материал должен пройти длительный процесс стандартизации, испытания на прочность и долговечность — а это занимает много лет и требует больших затрат. Кроме того, отсутствие регулирования и поддержки со стороны законодательства затрудняет разработку новых решений». Вполне возможно, что соль, накопившаяся за десятилетия в виде проблемного избытка, все же станет краеугольным камнем новой архитектуры, более чистой, более продуманной и рассматривающей кризис не только как опасность, но и как возможность для созидания.