على مدى العقود الماضية، كان عدد سكان العالم يتزايد باطراد، مما يعني أنه يجب استيعاب هؤلاء الأشخاص في مكان ما. وبالتالي، مع هذا العدد المتزايد، يجب أيضًا زيادة عدد أماكن الإقامة. تعتبر المنتجات الأسمنتية (بما في ذلك الأسمنت والخرسانة) ضرورية لبنائها، والتي تعد من بين الموارد الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر. إذا ألقينا نظرة على الدراسة التي أجرتها إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية التابعة للأمم المتحدة (شعبة السكان) للتنبؤ بسكان العالم في السنوات القادمة، فقد يعني ذلك أنه بحلول عام 2060 سيكون هناك بالفعل أكثر من عشرة مليارات شخص يعيشون على هذا الكوكب. بالنظر إلى إنتاج الأسمنت، الذي يمثل حاليًا حوالي 8 ٪ من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فمن المرجح أن يزداد هذا أكثر في صناعة البناء. نتيجة لذلك، قام فريق من الباحثين يتألف من Ankita Gangotra و Emanuela Del Gado و Joanna I. Lewis ، وجميعهم يعملون في جامعة جورج تاون في الولايات المتحدة الأمريكية، بدراسة إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الأسمنت وما يرتبط بها حماية المناخ.
يعد التهديد الذي يتهدد كوكبنا من ثاني أكسيد الكربون مشكلة خطيرة ومتنامية، وبما أن إنتاج واستخدام الأسمنت يلعبان دورًا رئيسيًا في ذلك، فسوف يتطلب الأمر طباعة ثلاثية الأبعاد لتحقيق حيادية الكربون فيما يتعلق بسلسلة توريد الأسمنت والخرسانة بحلول منتصف هذا القرن. الهدف الذي يتصدى له الباحثون في سياق عملهم مكرس لإزالة الكربون في قطاع الأسمنت. وهذا يعني حدوث تغيير في طريقة إدارة الاقتصاد، مما يؤدي إلى تقليل انبعاثات الكربون.
هل حماية المناخ ممكنة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد بالأسمنت؟
نحن نعلم أن التصنيع الإضافي في قطاع البناء يوفر لنا توفيرًا في المواد والوقت والتكاليف، ويقلل أيضًا من عبء العمل البشري، ولكن عند النظر في الاحتمالات فيما يتعلق بحماية المناخ، يذكر الباحثون أن الطباعة ثلاثية الأبعاد لا يزال لديها الكثير من الإمكانات. بالإشارة إلى سلسلة توريد الأسمنت، يمكن تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بشكل مستدام باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. بدءًا من إنتاج الخائط القابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد وتنتهي بالاستخدام النهائي وبالتالي تشييد المباني. في الخطوة الأولى من سلسلة التوريد هذه، ذكر الباحثون أن هذا قد يشمل إنتاج خائط إسمنتية ثلاثية الأبعاد منخفضة الكربون قابلة للطباعة تم تعزيزها بمواد أسمنتية أخرى. على سبيل المثال، يمكن أن يشمل ذلك النفايات الصناعية مثل الرماد المتطاير أو الخبث، ولكن يمكن أن تشتمل أيضًا على مواد تكونت بشكل طبيعي مثل الطين. تمضي الورقة البحثية لتقول إنه يمكن أيضًا استخدام مواد رابطة بديلة مثل الجي بوليمرات والمواد المعاد تدويرها من الخرسانة التقليدية لهذا الغرض. كل هذه العوامل لتجديد خليط الأسمنت للطباعة ثلاثية الأبعاد اللاحقة يمكن أن تؤدي إلى تقليل الانبعاثات.
إذا نظرنا إلى عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد نفسها، يذهب الباحثون ليقولوا إن عوامل مثل تقليل نفايات المواد تؤدي إلى توفير الانبعاثات، لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم فقط كمية المواد المطلوبة في النهاية. يمكن رؤية المزيد من إزالة الكربون في إمكانية المواد، والتي يمكن الحصول على بعضها من المناطق المحلية، مما يمنع الموارد من الاضطرار إلى السفر لمسافات طويلة للتسليم وبالتالي يمكن أيضًا توفير الانبعاثات. ومع ذلك، بالإضافة إلى كل هذه العوامل المؤثرة المباشرة التي يمكن أن تسهم في حماية المناخ، فإن الآثار البيئية الضارة مثل تكوين الضباب الدخاني، وإنشاء أنواع الوقود الأحفوري أو التخنث مهمة أيضًا.
ولكن إذا تم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسمنت كطريقة فريدة لتحقيق أهداف المناخ، فإن هذا يتطلب تحكمًا وثيقًا. ترتبط عناصر التحكم هذه بشكل أساسي بخصائص التدفق أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولكنها تتعلق أيضًا بتوحيد الطبقات المطبوعة.
الاستراتيجيات العالمية لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد
تتضح حقيقة أن ورقة البحث هذه متوافقة مع العصر عندما ننظر إلى الاستراتيجيات الدولية للبلدان التي تعطي الأولوية للطباعة ثلاثية الأبعاد في قطاع البناء، بما في ذلك الأسمنت. على سبيل المثال، في يناير 2021، قررت وزارة الدفاع الأمريكية تطوير التصنيع الإضافي، بما في ذلك الطباعة ثلاثية الأبعاد في البناء الخرساني. وبناءً على ذلك، سلطوا الضوء على الضرورة الملحة لمزيد من التطورات السياسية. في عام 2021، دبي وضع هدفًا طموحًا لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع 25٪ من جميع المباني الجديدة التي تم بناؤها بحلول عام 2030. وفي الصين، تم أيضًا زيادة التمويل الحكومي للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الأسمنت واستخدامه في العديد من مشاريع البناء الكبرى. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن هذا المشروع المثير للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الأسمنت في قطاع البناء،
المصدر: 3dnatives
قد يهمك: