Οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις στις κατασκευές χαμηλών εκπομπών άνθρακα

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Για εμπορικά κτίρια, αυτά είναι κυρίως το σκυρόδεμα και ο χάλυβας που είναι βασικά συστατικά της δομής αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 50% του αποτυπώματος άνθρακα ενός κτιρίου. Μελέτες από το Global Monitoring Lab του NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) των ΗΠΑ δείχνουν ότι το CO₂ από μόνο του είναι υπεύθυνο για περίπου τα δύο τρίτα της συνολικής επίδρασης στη άνοδο της θερμοκρασίας του πλανήτη, η οποία προέρχεται από τα ανθρωπογενή αέρια του θερμοκηπίου.

Ένα δεδομένο που προκαλεί αισιοδοξία είναι ότι σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση της Deloitte, οι επιχειρήσεις δεσμεύουν όλο και περισσότερους οικονομικούς πόρους για τη βιωσιμότητα. «Η αμφιβολία ότι η κλιματική αλλαγή είναι ένα διαρκές μέρος της επιχειρηματικής ατζέντας, καταρρίπτεται από την αυξημένη εστίαση στη βιωσιμότητα από τα ηγετικά στελέχη των επιχειρήσεων κατά το περασμένο έτος», λέει ο CEO της Deloitte Global, Joe Ucuzoglu. «Η πορεία προς τα εμπρός θα πάρει χρόνο, θα απαιτήσει επενδύσεις από τις επιχειρήσεις και θα οδηγηθεί από νέες και καινοτόμες τεχνολογίες και δημιουργικές προσεγγίσεις».

Οι υποστηριζόμενες από τις διοικήσεις των επιχειρήσεων - είτε με κίνητρα ή με απευθείας πίεση - βιώσιμες κατασκευές, δημιουργούν συνθήκες ταχείας προσαρμογής του κλάδου στη χρήση καινοτόμων, πράσινων, δομικών υλικών όπως η στρωματοποιημένη ξυλεία (mass timber) και το σκυρόδεμα αρνητικού αποτυπώματος άνθρακα. Εάν υιοθετούν αρκετά γρήγορα, αυτές οι τεχνολογικές εξελίξεις θα έχουν σημαντικό και θετικό αντίκτυπο στην κλιματική αλλαγή.

Αν και η ιδέα υπάρχει εδώ και περισσότερα από 30 χρόνια, η τεχνολογία για τη μετατροπή της ξυλείας σε ένα βιώσιμο δομικό υλικό είναι μια καινοτομία που μπορεί σύντομα να φτάσει στο στάδιο της μαζικής υιοθέτησης. Η στρωματοποιημένη ξυλεία ή ξυλεία σε σταυροειδείς στρώσεις (Cross-Laminated Timber, CLT) κατασκευάζεται με την κόλληση ή την ήλωση ξύλινων φύλλων με τρόπο τέτοιο ώστε να διασφαλίζεται η σταυροειδής διάταξη για την αύξηση της αντοχής, ενώ ακολουθείται από επεξεργασία με επιβραδυντικά φλόγας για να προκύψει ένα δομικό υλικό που είναι ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό στη φωτιά από το παραδοσιακό ξύλο.

Πρόκειται δηλαδή για μία ανανεώσιμη, ανακυκλώσιμη και βιοαποδομήσιμη επιλογή για κατασκευές με χαμηλές εκπομπές άνθρακα, επειδή μειώνει την ενέργεια, τους πόρους και τις σοβαρές επιπτώσεις της παραγωγής σκυροδέματος ή χάλυβα. Η χρήση στρωματοποιημένης ξυλείας μειώνει επίσης τις επιβλαβείς χημικές ουσίες που απελευθερώνονται μετά το πέρας της κατασκευαστικής διαδικασίας, οι οποίες είναι κοινός τόπος στις κατασκευές από χάλυβα και σκυρόδεμα.

Επιπλέον, τα δέντρα που καλλιεργούνται ειδικά για χρήση σε εφαρμογές στρωματοποιημένης ξυλείας απορροφούν και αφαιρούν φυσικά τον άνθρακα από το περιβάλλον και απελευθερώνουν οξυγόνο. Οποιεσδήποτε αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις που ενδέχεται να προκληθούν από τη στρωματοποιημένη ξυλεία είναι δυνατόν να περιοριστούν με τη σωστή διαχείριση των δασών και αντικατάσταση του χάλυβα και του σκυροδέματος με στρωματοποιημένη ξυλεία.

Τα κατασκευαστικά έργα στις ΗΠΑ υστερούν σε σχέση με άλλες χώρες που χρησιμοποιούν βιώσιμη ξυλεία. Σύμφωνα με το Council on Tall Timber and Urban Habitat, η ανέγερση πολυώροφων κτιρίων που χρησιμοποιούν ξυλεία νέας τεχνολογίας χρονολογείται στη Σουηδία στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Ίσως, η χρήση της βιώσιμης ξυλείας να αποκτήσει πλέον ευρύτερη χρήση και στις ΗΠΑ μιας και περισσότερες ασφαλιστικές εταιρείες καλύπτουν τέτοιου είδους κτίρια και οι αμερικανικές υπηρεσίες αναδιαρθρώνουν τους οικοδομικούς κώδικες ανάλογα. Το 2021, η πόλη της Νέα Υόρκης επέτρεψε την κατασκευή κτιρίων από στρωματοποιημένη ξυλεία έως του ύψους των έξι ορόφων και στα τέλη του περασμένου έτους, η πολιτεία της California ενημέρωσε τους οικοδομικούς της κώδικες ώστε να επιτρέπεται η κατασκευή κτιρίων από στρωματοποιημένη ξυλεία έως και 18 ορόφους σε ύψος.

Σύμφωνα με την βιομηχανική ένωση WoodWorks, περισσότερα από 1.600 έργα στις ΗΠΑ κατασκευάστηκαν ή σχεδιάζονται με χρήση στρωματοποιημένης ξυλείας και η πόλη του Milwaukee στην πολιτεία του Wisconsin, μπορεί πλέον να υπερηφανεύεται για το ψηλότερο κτίριο στρωματοποιημένης ξυλείας στον κόσμο. Με 25 ορόφους, το πολυτελές συγκρότημα κατοικιών αξίας 80 εκατομμυρίων δολαρίων με την ονομασία Ascent εγκαινιάστηκε το 2022. Η στρωματοποιημένη ξυλεία που χρησιμοποιήθηκε προέρχεται από βιώσιμα, ταχέως αναπτυσσόμενα, δάση στην Αυστρία.

Οι θετικές επιπτώσεις μπορεί να χρειαστούν γενιές για να επιτευχθούν στην ολότητά τους, αλλά ενεργώντας σήμερα με μακροχρόνια στόχευση, η στρωματοποιημένη ξυλεία θα μπορούσε να μειώσει ποσοστό 14-31% των παγκόσμιων εκπομπών CO₂ και 12-19% της παγκόσμιας κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων, σύμφωνα με μελέτη του 2014. Και, παρόλο που σήμερα φαίνεται ανέφικτο, σχεδόν 8 δισ. τόνοι εκπομπών CO₂ θα μπορούσαν να απαλειφθούν έως το 2050 εάν το 90% των νέων αστικών κτιρίων κατασκευαζόταν με στρωματοποιημένη ξυλεία.

Θα πρέπει ωστόσο να αναφερθεί ότι η στρωματοποιημένη ξυλεία, αν και εξαιρετικό υλικό, δεν ταιριάζει σε κάθε εφαρμογή, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση των ανισόπεδων κόμβων σε αυτοκινητοδρόμους, επομένως η βελτίωση του τρόπου παραγωγής του σκυροδέματος πρέπει να είναι επίσης στόχος. Το σκυρόδεμα είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά στις κατασκευές λόγω της αντοχής και της ανθεκτικότητάς του.

Η παραγωγή σκυροδέματος είναι απίστευτα ενεργοβόρα και απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Σε μεγάλο βαθμό, αυτό συμβαίνει λόγω της ενέργειας και των πόρων που απαιτούνται για τη μετατροπή των αργιλικών πετρωμάτων και του ασβεστόλιθου σε τσιμέντο, του συνδετικού υλικού στο παραδοσιακό σκυρόδεμα. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η παγκόσμια παραγωγή σκυροδέματος συμβάλλει σε ποσοστό 8% στις παγκόσμιες εκπομπές CO₂.

Με άλλα 2 τρισ. τετραγωνικά πόδια νέων κτιρίων να αναμένεται να ανεγερθούν μέχρι το 2060, είναι απαραίτητο η προσοχή να στραφεί στην παραγωγή πιο βιώσιμου σκυροδέματος. Ερευνητικές ομάδες ανά τον κόσμο έχουν αναπτύξει νέες μορφές σκυροδέματος που απορροφούν περισσότερο CO₂ από ό,τι εκπέμπουν κατά την παραγωγή, κάτι που είναι γνωστό ως σκυρόδεμα αρνητικού αποτυπώματος άνθρακα. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως αντικαθιστώντας το παραδοσιακό τσιμέντο με μια εναλλακτική λύση όπως τα συστατικά βιολογικής προέλευσης.

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Colorado στο Boulder λένε ότι διαθέτουν τα εργαλεία και την τεχνολογία για να εξαλείψουν από τις ετήσιες εκπομπές δύο γιγατόνους CO₂ και να δεσμεύσουν μόνιμα περισσότερους από 250 εκατ. επιπλέον τόνους σε σκυρόδεμα που χρησιμοποιεί συστατικά βιολογικής προέλευσης. Για να το επιτύχουν αυτό, καλλιεργούν ασβεστολιθικά μικροφύκη, όπως αυτά των κοραλλιογενών υφάλων, τα οποία χρησιμοποιούν ως βιογενή ασβεστόλιθο, με στόχο την εξάλειψη της πρωτογενούς εξόρυξης ασβεστόλιθου και των σχετικών εκπομπών κατά τη διαδιακασία παραγωγής τσιμέντου.

Η ιπτάμενη τέφρα (υποπροϊόν εργοστασίων ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα) είναι ένα άλλο υποκατάστατο του τσιμέντου και το θρυμματισμένο ανακυκλωμένο γυαλί ή η σκωρία χάλυβα (απόβλητο υποπροϊόν της παραγωγής χάλυβα) μπορούν να αντικαταστήσουν την άμμο ή το χαλίκι ως αδρανή υλικά για το σκυρόδεμα. Η χρήση αυτών των εναλλακτικών υλικών μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και τα επιβλαβή απόβλητα που αποστέλλονται σε χώρους υγειονομικής ταφής. Οργανισμοί περιβαλλοντικής καινοτομίας όπως η Blue Planet και η CarbonCure προωθούν αυτές τις νέες τεχνολογίες.

Παρά τις τεχνολογικές εξελίξεις και την συνεχιζόμενη έρευνα, οι ηγέτες της κατασκευαστικής βιομηχανίας και οι ρυθμιστικοί φορείς θα πρέπει να εξετάσουν το ενδεχόμενο ταχείας υιοθέτησης αυτών και άλλων βιώσιμων τεχνολογιών για τον περιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων στον άνθρωπο.

Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στον τομέα των κατασκευών σήμερα, θα μπορούσαν να διαρκέσουν αιώνες και ακόμη πιο πολύ σε μορφή αποβλήτων. Συνεπώς, θα πρέπει να επιτύχουμε τη μέγιστη ωφέλεια από τις νέες καινοτομίες, καθιστώντας ζωτικής σημασίας την ταχεία υιοθέτηση τους.

Με πληροφορίες από forbes.com

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR