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)

78 % من المؤسسات بالعالم تتبنى استراتيجيات سحابية هجينة أو متعددة

تتماشى الاتجاهات العالمية في اعتماد نهج هجين أو متعدد للسحابة مع توجهات الحكومة السعودية في دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية (شاترستوك)
تتماشى الاتجاهات العالمية في اعتماد نهج هجين أو متعدد للسحابة مع توجهات الحكومة السعودية في دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية (شاترستوك)
TT

78 % من المؤسسات بالعالم تتبنى استراتيجيات سحابية هجينة أو متعددة

تتماشى الاتجاهات العالمية في اعتماد نهج هجين أو متعدد للسحابة مع توجهات الحكومة السعودية في دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية (شاترستوك)
تتماشى الاتجاهات العالمية في اعتماد نهج هجين أو متعدد للسحابة مع توجهات الحكومة السعودية في دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية (شاترستوك)

تتجه نحو 78 في المائة من المؤسسات، على مستوى العالم، نحو تبني استراتيجيات سحابية هجينة أو متعددة السحابة بحسب ما أظهره التقرير السنوي لأمن السحابة لعام 2024. وأشار التقرير إلى أن هذه المؤسسات تفضّل دمج عمليات النشر المتعددة في بيئة تشغيلية واحدة، وذلك للاستفادة من المرونة والتحكم والمزايا الفريدة التي تقدمها خدمات السحابة المختلفة.

التقرير السنوي لأمن السحابة لعام 2024 (فورتينت)

وأوضح التقرير، الذي أصدرته شركة «فورتينت» المتخصصة في مجال حلول الأمن السيبراني الواسعة والمتكاملة، أن 43 في المائة من هذه المؤسسات تفضّل استخدام البنية التحتية الهجينة التي تعتمد على المنصات السحابية العامة والخاصة معاً، بينما تتجه 35 في المائة أخرى نحو استراتيجية السحابة المتعددة، في حين يعتمد 22 في المائة فقط على موفر سحابي واحد، متبعين نهجاً محدداً يبسّط الإدارة، ولكنه قد يزيد من الاعتماد على مورد واحد.

دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية

تتماشى الاتجاهات العالمية في اعتماد نهج هجين أو متعدد للسحابة مع توجهات الحكومة السعودية في دعم تبني تقنيات الحوسبة السحابية، وتنويع مقدمي خدمات السحابة، بما يخدم التحول الرقمي لجميع القطاعات في المملكة. ويستعرض التقرير، الذي يستند إلى دراسة استقصائية شملت 927 خبيراً في مجال الأمن السيبراني حول العالم، توجيهات مهمة للمؤسسات السعودية التي تسعى إلى تبني تقنيات الحوسبة السحابية بأمان وكفاءة، ويقدم تحليلاً حول أحدث الاتجاهات التي تشكّل مشهد الأمن السحابي، مع التركيز على التحديات الرئيسية التي تواجهها المؤسسات السعودية في حماية بيئات السحابة المعقدة، وتحليل حلول الأمن واستراتيجياته التي يمكن من خلالها ضمان حماية فعالة للبيانات والأنظمة.

أشار التقرير إلى نقص حاد في الكفاءات المؤهَّلة في مجال الأمن السيبراني (فورتينت)

تحديات السحابة

أشار التقرير إلى أن المؤسسات تواجه تحديات تعيق تبنيها استراتيجية السحابة الهجينة، منها تلك المتعلقة بالأمن والامتثال. ويرى 59 في المائة من المشاركين في الدراسة أنها تعيق تبني السحابة المتعددة، تليها التحديات التقنية بنسبة 52 في المائة، في حين رأى 49 في المائة من المشاركين أن نقص الموارد، بما في ذلك نقص خبرة الموظفين وقيود الميزانية، يشكّل عقبةً كبيرةً أمام نجاح المبادرات السحابية.

وتؤكد هذه التحديات ضرورة استثمار المؤسسات السعودية في حلول أمنية سحابية قوية تلبي احتياجاتها، وتعالج مشهد التهديدات المتطورة، وتساعدها على تحقيق أهدافها الاستراتيجية، مع تعزيز أمنها السيبراني والتوافق مع المتطلبات التنظيمية في المملكة.

فجوة في نقص الكفاءات

لفت تقرير شركة «فورتينت» إلى تحدٍ آخر يواجه استراتيجيات تبني السحابة، وهو النقص الحاد في الكفاءات المؤهَّلة في مجال الأمن السيبراني، حيث أعرب 93 في المائة من المشاركين عن قلقهم بشأن النقص الحاد في المتخصصين المؤهَّلين في هذا المجال على مستوى الصناعة، مما يؤثر بشكل مباشر في قدرة المؤسسات على تنفيذ مبادراتها السحابية الاستراتيجية، والحفاظ على وضعها الأمني.

وتتسبب هذه الفجوة، بين الطلب المتزايد على المواهب الماهرة في مجال الأمن السيبراني والقوى العاملة المحدودة، في ازدياد نقاط الضعف الأمنية والتحديات التشغيلية في مشهد سيبراني متزايد التعقيد، مما يؤكد أهمية تبني المؤسسات السعودية نهجاً متعدد الأوجه لمعالجة هذا التحدي، الذي يركز على تعزيز الشراكات مع المؤسسات الأكاديمية لاستقطاب المواهب الجديدة، والاستثمار في برامج التدريب والتطوير لتنمية المواهب الداخلية، والتكيف مع المتطلبات المتطورة للأمن السحابي.

التقرير استند إلى دراسة استقصائية شملت 927 خبيراً في مجال الأمن السيبراني حول العالم (فورتينت)

منصة موحدة لتأمين السحابة

يقدم التقرير الحديث حلاً لمواجهة تحديات الأمن السيبراني ونقص الكفاءات في بيئات السحابة الهجينة، وذلك من خلال اعتماد منصة أمن سحابية موحدة ومتكاملة، حيث يرى 95 في المائة من المشاركين أن اعتماد منصة أمن سحابية موحدة سيوفر الحماية للبيانات بشكل متسق وشامل عبر جميع بيئات السحابة المختلفة.

وبيّن أنه من خلال المنصة الموحدة، ستتمكّن المؤسسات من تخفيف العبء التشغيلي للتنقل بين واجهات الأمان المتعددة، وتعزيز الوضع الأمني العام، وتوفير حماية فعّالة ضد الهجمات الآلية والمتطورة، ويتماشى هذا النهج مع تركيز المملكة على الاستفادة من التقنيات المتقدمة، بما في ذلك حلول أمن السحابة الموحدة، لتعزيز الأمن السيبراني ودفع عجلة التحول الرقمي في جميع قطاعاتها.

سامي الشويرخ المدير الإقليمي الأول لشركة فورتينت في المملكة العربية السعودية (فورتينت)

وقال سامي الشويرخ، المدير الإقليمي الأول لشركة «فورتينت» في المملكة العربية السعودية: «إن تقدم المملكة نحو التحول الرقمي، وازدياد اعتمادها على حلول الحوسبة السحابية لتحقيق أهداف رؤية 2030، يجعلان أهمية تأمين هذه البيئات السحابية أكثر وضوحاً». وعدّ الشويرخ «أن ضمان أمن البيانات والأنظمة على هذه المنصات الرقمية أضحى أولوية قصوى بالنسبة للمؤسسات في المنطقة». وأضاف أن تقرير أمن السحابة لعام 2024 يسلط الضوء على التحديات وأفضل الممارسات التي يجب على الشركات السعودية معالجتها لضمان أمن وامتثال عملياتها المستندة إلى السحابة.