استُخدمت الخرسانة الرومانية في بناء القنوات والجسور والمباني في جميع أنحاء الإمبراطورية منذ أكثر من ألفي عام. في دراسة نُشرت في iScience، استكشف الباحثون ما إذا كان استعادة استخدام الخرسانة الرومانية يمكن أن يحسن استدامة إنتاج الخرسانة الحديثة.

图片来源：Pixabay/CC0 Public Domain

يواجه قطاع البناء منافسة شديدة في إزالة الكربون، ولا يزال إنتاج خرسانة أكثر استدامة تحديًا هامًا. يسبب إنتاج الخرسانة الحديثة تلوث الهواء، ويمثل حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية العالمية، و3% من إجمالي الطلب على الطاقة العالمية. أشارت دراسات سابقة إلى أن الخرسانة الرومانية قد تكون أكثر استدامة، فقرر الباحثون التحقق من هذه الفرضية.

المواد الخام الرئيسية للخرسانة الرومانية والحديثة هي الحجر الجيري، الذي يتحلل عند التسخين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وأكسيد الكالسيوم، والذي يمكن دمجه مع مواد أخرى لتشكيل عجينة تربط الخرسانة. أضاف الرومان صخورًا محلية وشظايا بركانية وأنقاضًا معاد تدويرها إلى الخرسانة، بينما تُصنع الخرسانة الحديثة من خلط الأسمنت مع الرمل والحصى.

للمقارنة بين استدامتهما، استخدم الباحثون نماذج لتقدير كميات المواد الخام وكميات ثاني أكسيد الكربون والملوثات الهوائية المنبعثة. وبما أن طرق صنع الخرسانة الرومانية غير موحدة، قارنوا عدة وصفات قديمة، كما قارنوا استدامة تقنيات الإنتاج القديمة والحديثة، واستخدام مصادر طاقة مختلفة.

كانت النتائج مفاجئة، حيث أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن إنتاج وحدة حجم من الخرسانة الرومانية مساوية لتلك الناتجة عن وصفات الخرسانة الحديثة، وفي بعض الحالات أكثر. قالت دانييلا مارتينيز، كاتبة ومهندسة في جامعة كولومبيا الشمالية، إن استخدام وصفات رومانية مع التقنيات الحالية قد لا يقلل بشكل كبير من الانبعاثات أو الطلب على الطاقة، وأن استخدام وقود بديل مثل الكتلة الحيوية لتسخين الأفران قد يكون أكثر فعالية في إزالة الكربون من إنتاج الأسمنت الحديث.

ومع ذلك، قدر الباحثون أن إنتاج الخرسانة الرومانية، بغض النظر عن نوع الوقود، يمكن أن يقلل من انبعاثات الملوثات الهوائية الضارة بصحة الإنسان مثل أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت بنسب تتراوح بين 11% و98%، مع أفضل تأثير لتقليل الانبعاثات عند استخدام الطاقة المتجددة.

بالإضافة إلى أن الخرسانة الرومانية أقل ضررًا على صحة الإنسان، فهي تُعتبر أيضًا أكثر متانة، وقد تكون خيارًا أكثر استدامة لتطبيقات عالية الاستخدام مثل الطرق. قال سابي ميلر، كاتب ومهندس في جامعة كاليفورنيا ديفيس، إن الخرسانة الأكثر متانة إذا طالت مدتها وقللت من الحاجة إلى مواد جديدة، فقد تقلل من التأثير البيئي.

لكن هذه المقارنة تواجه صعوبات، فالخرسانة الحديثة لم تُنتج إلا منذ 200 عام، ولم تستخدم المباني الرومانية القديمة حديد التسليح لزيادة القوة. قال بول مونتيرو، كاتب ومهندس في جامعة كاليفورنيا بيركلي، إن تآكل حديد التسليح هو السبب الرئيسي لتلف الخرسانة، ويجب توخي الحذر الشديد عند المقارنة.

في المستقبل، يخطط الباحثون لإجراء تحليلات أعمق لمقارنة أداء وعمر الخرسانة الرومانية والحديثة في ظروف مختلفة. قالت مارتينيز إنه يمكن دمج استراتيجيات الرومان مع أفكار الابتكار الحديثة لخلق بيئة بناء أكثر استدامة.