هل يمكن إعادة تدوير الخرسانة المستعملة في البناء لتقليل انبعاثات الكربون؟

علماء في جامعة كمبريدج يجيبون...

كان الدافع وراء البحث هو الحاجة الماسة لتقليل الانبعاثات الناتجة عن الإسمنت الذي يشكل نحو 90 % من انبعاثات الخرسانة (شاترستوك)
كان الدافع وراء البحث هو الحاجة الماسة لتقليل الانبعاثات الناتجة عن الإسمنت الذي يشكل نحو 90 % من انبعاثات الخرسانة (شاترستوك)
TT

هل يمكن إعادة تدوير الخرسانة المستعملة في البناء لتقليل انبعاثات الكربون؟

كان الدافع وراء البحث هو الحاجة الماسة لتقليل الانبعاثات الناتجة عن الإسمنت الذي يشكل نحو 90 % من انبعاثات الخرسانة (شاترستوك)
كان الدافع وراء البحث هو الحاجة الماسة لتقليل الانبعاثات الناتجة عن الإسمنت الذي يشكل نحو 90 % من انبعاثات الخرسانة (شاترستوك)

في خطوة تهدف إلى تطوير البناء المستدام، كشف باحثون من جامعة كمبريدج في بريطانيا عن طريقة لإنتاج خرسانة منخفضة الانبعاثات الكربونية. يحمل هذا الابتكار القدرة على تحقيق تقدم كبير في التحول العالمي إلى صافي الانبعاثات الصفرية. ومن خلال الاستفادة من الأفران التي تعمل بالكهرباء لإعادة تدوير الفولاذ (تسمى «أفران القوس»)، اكتشف الباحثون طريقة جديدة لإعادة تدوير الإسمنت، وهو المكوّن الأساسي للخرسانة المعروف ببصمته الكربونية العالية.

أفران تعمل بالطاقة الكهربائية لإعادة تدوير الإسمنت (نايتشور)

حقائق

7.5 %

هو ما تمثله الخرسانة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ على مستوى العالم.

والخرسانة هي ثانية أكثر المواد استخداماً على وجه الأرض بعد الماء.

توصل فريق البحث بقيادة البروفسور جوليان ألوود والدكتور سيريل دونانت، من قسم الهندسة بجامعة كمبريدج، إلى طريقة لإعادة تدوير الإسمنت المستخدم عن طريق استبدال تدفق الجير في عمليات إعادة تدوير الفولاذ. يُستخدم تدفق الجير تقليدياً لإزالة الشوائب خلال إنتاج الصلب، وعادة ما يصبح نفايات. ومن خلال استبدال الإسمنت المستعمل بالجير، يكون المنتج النهائي عبارة عن إسمنت معاد تدويره، الذي يمكن استخدامه بعد ذلك لإنشاء خرسانة جديدة.

هذه الطريقة المبتكرة، المفصلة في دراسة منشورة في «نايتشور»، لا تزيد بشكل كبير من تكاليف إنتاج الخرسانة أو الفولاذ؛ بل تقلل من الانبعاثات من كلتا الصناعتين عن طريق تقليل الحاجة إلى تدفق الجير. وقد أثبتت الاختبارات الأولية التي أجراها «معهد معالجة المواد»؛ الشريك في المشروع، نجاح إنتاج الإسمنت المعاد تدويره على نطاق واسع في أفران الكهرباء.

وأشار  البروفسور ألوود إلى الدور الحاسم للإسمنت في البناء قائلاً: «إنه لا يمكن لأحد أن يتصور عالماً دون أسمنت». ويتابع أنه على الرغم من وجود نسبة صغيرة من الخرسانة، فإن الإسمنت يبقى المسؤول عن نحو 90 في المائة من انبعاثاته، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى درجات الحرارة المرتفعة والعمليات الكيميائية المشاركة في إنتاجه.

حقائق

1450 درجة مئوية

هي ما تتطلبه عملية تسخين الحجر الجيري والمواد الأخرى داخل الأفران لإنتاج الإسمنت التقليدي، وهي عملية تنبعث منها كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.

وفي حين أن البدائل، مثل الرماد المتطاير، من الممكن أن تحل محل ما يصل إلى نصف الإسمنت في الخرسانة، فإنها تتطلب التنشيط بواسطة الإسمنت المتبقي حتى يتصلب، والمعروض من مثل هذه البدائل غير كاف لتلبية الطلب العالمي، الذي يبلغ نحو 4 مليارات طن سنوياً.

ومن خلال اختبارات صارمة، وجد الفريق أن الإسمنت المستخدم، عند دمجه مع أكسيد الحديد في خَبَث صناعة الصلب، ينتج مادة فعالة للغاية. أدى التبريد السريع لهذا الخَبَث إلى إعادة تنشيط الإسمنت دون إضافة تكاليف إنتاج الصلب. على الرغم من أن الإسمنت المعاد تدويره يحتوي مستويات أعلى من أكسيد الحديد مقارنة بالإسمنت التقليدي، فإن هذا لا يؤثر بشكل كبير على أدائه.

أثبتت الاختبارات الأولية جدوى إنتاج الإسمنت المعاد تدويره على نطاق واسع دون أي انبعاثات إذا جرى تشغيله بالطاقة المتجددة (شاترستوك)

تتوسع عملية تصنيع الإسمنت بهذه الطريقة الكهربائية في كمبريدج بسرعة، مع توقعات بإنتاج ما يصل إلى مليار طن سنوياً بحلول عام 2050؛ أي نحو ربع إنتاج الإسمنت العالمي الحالي. و أكد ألوود على أن تقليل الاستخدام الإجمالي للإسمنت والخرسانة أمر بالغ الأهمية أيضاً. وأوضح أن «الخرسانة رخيصة وقوية ومتوفرة على نطاق واسع، ولكننا نستخدم كثيراً منها». وعدّ أنه «يمكن تقليل الاستخدام بشكل كبير دون المساس بالسلامة، لكن ذلك يتطلب إرادة سياسية».

ويأمل الباحثون ألا يؤدي هذا الاختراق إلى تحويل صناعة البناء والتشييد فحسب؛ بل أن يشير أيضاً على صناع السياسات بالفرص الهائلة للابتكار في السعي لتحقيق انبعاثات صفرية. وقد قدم الفريق براءة اختراع لدعم تسويق عمليتهم، بتمويل من «Innovate UK» و«مجلس أبحاث العلوم الهندسية والفيزيائية»، وهو جزء من «المملكة المتحدة للأبحاث والابتكار».

في الوقت الذي يواجه فيه قطاع البناء ضغوطاً متزايدة لتقليل بصمته الكربونية، يمثل «مشروع كمبريدج للإسمنت الكهربائي» قفزة واعدة إلى الأمام في مجال مواد البناء المستدامة، مما يمهد الطريق لمستقبل أكثر صداقة للبيئة.


مقالات ذات صلة

تلوث الهواء يسبّب وفاة ألفي طفل يومياً

بيئة أشخاص على مسار للسكك الحديدية بينما يتصاعد الدخان من مصانع الصلب بالقرب من أحد الأحياء الفقيرة في دكا ببنغلاديش في 29 أغسطس 2023 (رويترز)

تلوث الهواء يسبّب وفاة ألفي طفل يومياً

قال تقرير الأربعاء إن نحو ألفي طفل يموتون يومياً بسبب مشكلات صحية مرتبطة بتلوث الهواء، الذي يعد الآن ثاني أكبر عامل خطر للوفاة المبكرة في جميع أنحاء العالم.

«الشرق الأوسط» (باريس)
المشرق العربي تتصاعد أعمدة الدخان خلال المعارك الدائرة في حي السلطان شمال غربي مدينة رفح جنوب قطاع غزة 18 يونيو 2024 (أ.ف.ب)

الأمم المتحدة: الحرب في غزة خلّفت ضرراً بيئياً كبيراً

ذكر تقرير للأمم المتحدة عن الأثر البيئي للحرب بغزة الثلاثاء أن الصراع أدى إلى في تلوث غير مسبوق للتربة والمياه والهواء.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
بيئة أكد 64 % من المستهلكين في السعودية الذين شاركوا في الدراسة أنهم قلقون بشأن القضايا البيئية والتلوث (الشرق الأوسط)

دراسة عالمية: 64 % من المستهلكين في السعودية قلقون بشأن البيئة والتلوث

كشفت دراسة عالمية، عن أن 64 في المائة من المستهلكين في السعودية، الذين شاركوا في الدراسة، قلقون بشأن القضايا البيئية والتلوث وهدر الطعام.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
صحتك الجسيمات البلاستيكية الدقيقة تنتشر في أنسجة الجسم المختلفة (رويترز)

دراسة: انتشار مواد بلاستيكية دقيقة في عينات السائل المنوي للرجال

انخفض عدد الحيوانات المنوية لدى الرجال على مدار العقود الماضية بنسبة نحو 40 في المائة، وتشير الدراسات إلى أن التلوث الكيميائي وراء هذا الانخفاض الحاد.

«الشرق الأوسط» (لندن)
بيئة يشكل تلوث الهواء عاملاً مسبباً لـ135 مليون وفاة مبكرة حول العالم بين عامَي 1980 و2020 (أ.ب)

135 مليون وفاة مبكرة خلال 40 سنة بسبب تلوث الهواء

يشكل تلوث الهواء الناجم عن انبعاثات النشاط البشري أو مصادر أخرى مثل حرائق الغابات عاملاً ترتبط به نحو 135 مليون وفاة مبكرة في كل أنحاء العالم بين 1980 و2020.

«الشرق الأوسط» (سنغافورة)

110 لغات جديدة تنضم إلى خدمة ترجمة «غوغل»

جرى إطلاق خدمة الترجمة من «غوغل» لأول مرة في أبريل عام 2006 (شاترستوك)
جرى إطلاق خدمة الترجمة من «غوغل» لأول مرة في أبريل عام 2006 (شاترستوك)
TT

110 لغات جديدة تنضم إلى خدمة ترجمة «غوغل»

جرى إطلاق خدمة الترجمة من «غوغل» لأول مرة في أبريل عام 2006 (شاترستوك)
جرى إطلاق خدمة الترجمة من «غوغل» لأول مرة في أبريل عام 2006 (شاترستوك)

يُعد كسر الحواجز اللغوية أمراً ضرورياً لتعزيز التواصل والتفاهم في عالمنا شديد الترابط والتواصل. ولطالما وضعت خدمة الترجمة من «غوغل» أحدث تطورات التواصل التكنولوجية في متناول عدد أكبر من الأشخاص. في عام 2022، اتخذت «غوغل» خطوة مهمة من خلال إضافة 24 لغة جديدة باستخدام الترجمة الآلية «Zero-Shot»، وهي طريقة يتعلم فيها نموذج التعلُّم الآلي الترجمة دون رؤية أمثلة للغة من قبل. إضافة إلى ذلك، أعلنت الشركة العملاقة عن مبادرة 1000 لغة، التي تهدف إلى بناء نماذج الذكاء الاصطناعي، والتي تدعم 1000 لغة الأكثر تحدثاً على مستوى العالم.

أما الآن فتحصل خدمة الترجمة من «غوغل» على دعم لـ110 لغات جديدة، وفق تدوينة جديدة كشفت عنها الشركة بصفتها أكبر توسع لغوي لها على الإطلاق. وهكذا تضاعف «غوغل» تقريباً 133 لغة كانت الأداة تدعمها سابقاً، لتصل الآن إلى 243 لغة في الإجمال.

توسع لغوي بارز

وبناءً على هذه الجهود، تستخدم خدمة الترجمة من «غوغل» الآن نموذج اللغة الكبير «PaLM 2» لتقديم الدعم لـ110 لغات جديدة. ومن المقرر أن تؤثر هذه المبادرة على أكثر من نصف مليار شخص، أي ما يقرب من 8 في المائة من سكان العالم. وتشمل اللغات المستخدمة على نطاق واسع «الكانتونية» إلى اللغات الأقل شهرة مثل «الكيكتشي» (Qʼeqchiʼ)، ما يعني أن هذا التحديث يعد خطوة هائلة في جعل خدمات الترجمة أكثر شمولاً وسهولة في الوصول إليها.

من «الكانتونية» إلى «الكيكتشي» تمثل هذه اللغات الجديدة أكثر من 614 مليون متحدث ما يفتح المجال أمام الترجمة لحوالي 8 في المائة من سكان العالم (غوغل)

الوصول إلى أكثر من نصف مليار متحدث

تؤدي إضافة هذه اللغات الجديدة إلى توفير دعم الترجمة لأكثر من 614 مليون متحدث حول العالم. ويشمل ذلك مجموعة متنوعة من اللغات، بدءاً من تلك التي يتحدث بها عدد كبير من السكان، إلى تلك التي تستخدمها مجتمعات السكان الأصليين الأصغر حجماً. ومن الجدير بالذكر أن حوالي 25 في المائة من الإضافات الجديدة هي لغات أفريقية، مثل «الفون» (Fon) و«الكيكونغو» (Kikongo) و«اللوو» (Luo) و«ألغا» (Ga) و«السواتي» (Swati) و«الفندا» (Venda) و«الولوف» (Wolof)، ما يمثل التوسع الأكثر شمولاً لـ«غوغل» في اللغات الأفريقية حتى الآن.

اللهجات المحلية وتعقيداتها

يعد اختيار أنواع اللغات التي سيتم دعمها مهمة معقدة، إذ تتضمن اعتبارات اللهجات الإقليمية ومعايير التهجئة والاستخدام العام. ولا يمتلك كثير من اللغات نموذجاً موحداً واحداً، ما يجعل من الضروري تحديد أولويات الأصناف الأكثر استخداماً. على سبيل المثال، هناك لهجات كثيرة للغة «الغجر» (Romani) المستخدمة في جميع أنحاء أوروبا. تنتج نماذج خدمة الترجمة من «غوغل» نصاً أقرب إلى لغة «الغجر الفلاكس» (Vlax Romani) الجنوبية، مع دمج عناصر من تلك الشمالية و«غجر البلقان» (Balkan Romani) أيضاً.

تستخدم «غوغل» الذكاء الاصطناعي لإضافة 110 لغات جديدة إلى خدمة الترجمة (غوغل)

دور «PaLM 2»

يعد «PaLM 2» جزءاً مهماً من هذا التوسع، فهو يمكّن خدمة الترجمة من «غوغل» من تعلُّم ودعم اللغات المرتبطة ارتباطاً وثيقاً ببعضها البعض بكفاءة. وهذا يشمل بعض اللغات، مثل «الأوادي» (Awadhi) و«الماروادي» (Marwadi) وهي قريبة من اللغة الهندية والكريول الفرنسية التي يتكلم بها السكان في جزيرتي سيشل وموريشيوس.

مع تقدم التكنولوجيا، وبالتعاون المستمر مع اللغويين والمتحدثين الأصليين، تهدف «غوغل» إلى دعم مزيد من تنوعات اللغات واصطلاحات التهجئة. ويعد هذا التوسع علامة بارزة في مهمتها المتمثلة في كسر حواجز اللغة في جميع أنحاء العالم. ومع استمرار «غوغل» في الابتكار والتعاون مع خبراء اللغة، يبدو مستقبل الترجمة واعداً، وموفراً للقدرة على التواصل عبر اللغات والثقافات المختلفة.