تعمیر لوله‌های فاضلاب با استفاده از بتن خودترمیم شونده

به گزارش خبرگزاری صداوسیما: خوردگی لوله‌های فاضلاب زمانی اتفاق می‌افتد که مواد لوله فاضلاب با اسید سولفوریک تماس پیدا می‌کند. مواد قدیمی لوله در اثر این تماس خورده می‌شود و لوله‌ها ترک می‌خورند.

مهندسان در چند سال گذشته، ربات‌های بررسی فاضلاب را برای بازرسی لوله‌های فاضلاب و رفتن به مکان‌های ناامن برای انسان توسعه داده‌اند. این بدان معناست که این ربات‌ها باید به مکان‌هایی بروند که ارتباطات بی‌سیم موجود نمی‌تواند به آن‌ها دسترسی داشته باشند و موانع فراوان هستند.

پروفسور یان ژوگه متخصص مهندسی در دانشگاه ساوث استرالیا در حال آزمایش یک راه حل جدید است که شامل هیچ انسان یا رباتی نیست و از راه چاره‌ای به نام "بتن خود ترمیم شونده" استفاده می‌کند.

این پروژه که در نوع خود اولین است، در صورت موفقیت می‌تواند کمک قابل توجهی باشد. این کار می‌تواند از ترک خوردن ۱۷ هزار کیلومتر لوله فاضلاب در استرالیا در آینده، آن هم بدون هیچ مداخله‌ای توسط انسان جلوگیری کند و به صرفه جویی ۱.۴ میلیارد دلاری در هزینه‌های تعمیر و نگهداری سالانه سیستم فاضلاب کمک کند.

ژوگه در بیانیه‌ای گفت: ما مطمئن هستیم که این بتن جدید خودترمیم‌شونده مبتنی بر فناوری کامپوزیت پیشرفته، مسائل مربوط به خوردگی لوله فاضلاب و دفع لجن را همزمان حل خواهد کرد.

هر ساله صد‌ها میلیون دلار برای پاکسازی لوله‌های فاضلاب که تحت فشار داخلی، نوسانات دما و اسید خورنده آسیب می‌بینند، مورد نیاز است. این در حالی است که بتن خود ترمیم شونده به شکل ریزکپسول‌های حاوی لجن تصفیه آب می‌تواند همه چیز را تغییر دهد.

ژوگه می‌گوید: ضایعات لجن نویدبخش کاهش خوردگی میکروبی در لوله‌های فاضلاب بتنی است، زیرا به عنوان یک عامل شفابخش برای مقاومت در برابر خوردگی اسیدی و بهبود ترک‌ها عمل می‌کند.

بر اساس این پژوهش، پژوهشگران ریزکپسول‌هایی با پوسته حساس به pH و هسته عامل لجن آلوم که محصول جانبی کارخانه‌های تصفیه فاضلاب است و همچنین پودر هیدروکسید کلسیم تولید خواهند کرد. این ترکیب در برابر خوردگی میکروبی مقاوم خواهد بود.

لجن آلوم در مرحله آخر اختلاط، درون بتن تعبیه می‌شود تا از شکستگی محافظت شود و هنگامی که مقدار pH تغییر می‌کند، ریزکپسول‌ها این عوامل شفابخش را آزاد می‌کنند.

ژوگه می‌گوید: این فناوری نه تنها طول عمر سازه‌های بتنی را افزایش می‌دهد و بیش از یک میلیارد دلار در اقتصاد استرالیا صرفه‌جویی می‌کند، بلکه با استفاده مجدد از لجن‌هایی که معمولاً به محل دفن زباله ختم می‌شوند، اقتصاد چرخشی را نیز رونق می‌دهد.

اقتصاد چرخشی یا اقتصاد دورانی (Circular Economy) یک نظام اقتصادی است که هدف آن کمینه کردن پسماند‌ها و بیشترین استفاده از منابع است. این رویکرد بازسازی کننده در مقابل رویکرد سنتی اقتصاد خطی قرار می‌گیرد که در آن مدل تولید به صورت «دریافت مواد اولیه، تولید و دور انداختن» است. در این نوع نگاه، مصرف منابع ورودی، پسماند‌های خروجی و هدررفت انرژی با بستن یا کوچک کردن حلقه‌های مواد و انرژی، از طریق طراحی، نگهداری، تعمیر، استفاده مجدد، بازتولید و بازیافت کمینه می‌شود.

به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، ژوگه افزود: سرزمین استرالیا به تنهایی دارای حدود ۴۰۰ تصفیه‌خانه آب آشامیدنی است که در یک سایت واحد سالانه تا ۲۰۰۰ تن لجن تصفیه آب تولید می‌شود. بیشتر این لجن‌ها در محل دفن زباله دفع می‌شوند که هزینه‌ای بیش از شش میلیون دلار در سال دارد و همچنین موجب ایجاد مشکلات شدید و مسائل زیست محیطی می‌شود.

وی در پایان گفت: بهبود طراحی مخلوط بتن، روش مورد علاقه ما برای کنترل خوردگی میکروبی در لوله‌های فاضلاب است. استفاده از بتن خودترمیم‌شونده می‌تواند ترک‌ها را به خودی خود و بدون دخالت انسان ببندد و یک راه حل عالی است.