Το πριονίδι, ένα υλικό που συνήθως αντιμετωπίζεται ως υποπροϊόν της ξυλείας και συχνά καίγεται για παραγωγή ενέργειας, μπορεί να αποκτήσει νέα αξία στον κατασκευαστικό κλάδο. Ερευνητές του ETH Zurich και της ελβετικής Empa ανέπτυξαν μια μέθοδο με την οποία το πριονίδι μετατρέπεται σε ανθεκτικό, βραδύκαυστο και ανακυκλώσιμο σύνθετο υλικό, κατάλληλο κυρίως για εσωτερικές διαχωριστικές πλάκες και εφαρμογές πυροπροστασίας σε κτίρια.
Η καινοτομία βασίζεται στον συνδυασμό πριονιδιού με έναν ανόργανο ορυκτό συνδετικό παράγοντα, τον στρουβίτη, ένα φωσφορικό άλας μαγνησίου και αμμωνίου. Ο στρουβίτης είναι γνωστός για τις ιδιότητες πυροπροστασίας του, αλλά μέχρι σήμερα ήταν δύσκολο να ενσωματωθεί αποτελεσματικά σε ξυλώδη υλικά. Η ερευνητική ομάδα κατάφερε να ελέγξει την κρυστάλλωση του με τη βοήθεια ενζύμου που εξάγεται από σπόρους καρπουζιού. Με τον τρόπο αυτό σχηματίζονται μεγάλοι κρύσταλλοι, οι οποίοι γεμίζουν τα κενά ανάμεσα στα σωματίδια πριονιδιού και τα συνδέουν σε μια συμπαγή πλάκα.
Η διαδικασία δεν απαιτεί ακραίες συνθήκες παραγωγής. Το μείγμα συμπιέζεται σε καλούπι, παραμένει υπό πίεση για δύο ημέρες και στη συνέχεια ξηραίνεται σε θερμοκρασία δωματίου. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό που συνδυάζει ξυλώδη πρώτη ύλη με ανόργανη πυροπροστατευτική δομή. Σύμφωνα με τις προκαταρκτικές δοκιμές, το νέο υλικό εμφανίζει καλύτερη συμπεριφορά στη φωτιά σε σχέση με το ακατέργαστο ξύλο. Σε δοκιμή με εξωτερική θερμική πηγή, το σύνθετο υλικό πριονιδιού-στρουβίτη χρειάστηκε περισσότερο από τριπλάσιο χρόνο για να αναφλεγεί.
Η πυροπροστασία του υλικού οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο αντιδρά ο στρουβίτης όταν θερμαίνεται. Κατά την έκθεση σε υψηλή θερμοκρασία, απελευθερώνει υδρατμούς και αμμωνία, απορροφώντας θερμότητα από το περιβάλλον και περιορίζοντας την εξάπλωση της φλόγας. Παράλληλα, σχηματίζεται προστατευτική στρώση από ανόργανο υλικό και άνθρακα, η οποία λειτουργεί ως φραγμός απέναντι στη φωτιά. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι, μετά από περαιτέρω δοκιμές μεγαλύτερης κλίμακας, το υλικό θα μπορούσε να φτάσει σε επίπεδα πυροπροστασίας αντίστοιχα με τις συμβατικά υλικά.
Δειτε ακομη
Η περιβαλλοντική διάσταση είναι εξίσου σημαντική. Οι συμβατικές δομικές πλάκες που περιέχουν υψηλό ποσοστό τσιμέντου έχουν μεγάλο βάρος και αυξημένο ανθρακικό αποτύπωμα, λόγω της ενεργοβόρας παραγωγής του τσιμέντου. Αντίθετα, οι νέες πλάκες περιέχουν χαμηλότερο ποσοστό συνδετικού υλικού και αξιοποιούν ένα υποπροϊόν που διαφορετικά θα οδηγούνταν σε καύση. Έτσι, το πριονίδι παραμένει περισσότερο στον κύκλο των υλικών, αντί να επιστρέφει άμεσα στην ατμόσφαιρα ως διοξείδιο του άνθρακα.
Ένα ακόμη πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα ανακύκλωσης. Μετά το τέλος ζωής μιας πλάκας, το υλικό μπορεί να θρυμματιστεί και να θερμανθεί λίγο πάνω από τους 100°C, ώστε να διαχωριστούν τα βασικά του συστατικά και να επαναχρησιμοποιηθούν. Αυτό το χαρακτηριστικό το διαφοροποιεί από πολλά σύνθετα δομικά υλικά, τα οποία μετά την κατεδάφιση καταλήγουν ως απόβλητα.
Παρά τις θετικές ενδείξεις, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο. Το βασικό εμπόδιο για την εμπορική αξιοποίηση είναι το κόστος του στρουβίτη. Οι ερευνητές εξετάζουν την πιθανότητα αξιοποίησης στρουβίτη από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, όπου συχνά συσσωρεύεται ως ανεπιθύμητη απόθεση στις σωληνώσεις. Αν αυτό καταστεί οικονομικά βιώσιμο, η μέθοδος θα μπορούσε να προσφέρει μια νέα γενιά ελαφρύτερων, ανακυκλώσιμων και πυράντοχων δομικών πλακών, συνδέοντας την κυκλική οικονομία με την ασφάλεια των κτιρίων.
