Scientific Reports dergisinde yayımlanan araştırmada ekip, arıtma tesislerinden elde edilen insan dışkısı çamurunu yüksek sıcaklıkta işleyerek biyokömüre dönüştürdü ve bu malzemeyi beton üretiminde çimentonun bir bölümünün yerine kullandı.

Dışkı çamuru yüksek sıcaklıkta biyokömüre dönüştürüldü

Araştırmada kullanılan dışkı çamuru, oksijensiz ortamda 350 ila 450 derece Celsius sıcaklıkta ısıtıldı. Ardından elde edilen malzeme öğütülerek ince bir biyokömür tozuna dönüştürüldü.

Bilim insanları, bu malzemeyi çimentonun farklı oranlarda yerine kullanarak beton numunelerinin fiziksel ve mekanik özelliklerini inceledi.

Sonuçlar, biyokömür kullanım oranının betonun dayanıklılığı üzerinde belirleyici olduğunu ortaya koydu.

Çimentonun yüzde 5’inin biyokömürle değiştirilmesi, betonun büzülme, su emme ve gözeneklilik değerlerinde olumlu sonuçlar verdi. Bu oranda betonun mikroskobik yapısının daha yoğun ve sıkı hale geldiği görüldü.

En yüksek dayanım yüzde 10 kullanımda ortaya çıktı

Araştırmanın en dikkat çekici sonucu ise çimentonun yüzde 10’unun biyokömürle değiştirilmesiyle elde edildi.

91 günlük kürlenme sürecinin sonunda bu beton numunelerinin eğilme dayanımı yüzde 42, basınç dayanımı ise yüzde 21 arttı.

Böylece araştırmacılar, atık olarak değerlendirilen insan dışkısı çamurundan elde edilen biyokömürün belirli oranlarda betonun mekanik özelliklerini geliştirebileceğini ortaya koydu.

Ancak biyokömür miktarının artırılması aynı sonucu vermedi.

Çimentonun yüzde 15’inin biyokömürle değiştirilmesiyle optimum oran aşıldı. Beton sertleşmeye devam etse de yapıda mikro çatlakların ve daha zayıf bağların oluşması nedeniyle genel dayanıklılık geriledi.

Biyokömür betonun içindeki nemi koruyor

Araştırmacılara göre biyokömürün beton performansını artırmasında gözenekli yapısı önemli rol oynuyor.

Süngerimsi yapıdaki biyokömür, suyu bünyesinde tutarak betonun kürlenme sürecinde ihtiyaç duyduğu nemi kontrollü biçimde serbest bırakabiliyor. Bu durum, betonun iç yapısındaki bağların gelişmesine katkı sağlayabiliyor.

Biyokömürde bulunan silika içeriğinin de betonun dayanımında rol oynadığı değerlendiriliyor. Araştırmaya göre bu kimyasal yapı, beton içerisinde bağların güçlenmesine ve boşlukların daha iyi doldurulmasına katkı sağlayabiliyor.

Gerçek saha koşullarında daha fazla test gerekiyor

Araştırmadan elde edilen sonuçlar dikkat çekici olsa da yöntemin inşaat sektöründe yaygın biçimde kullanılabilmesi için daha kapsamlı testlere ihtiyaç bulunuyor.

Özellikle aşırı sıcaklık değişimleri, donma-çözülme döngüleri ve ağır metal sızıntısı gibi uzun vadeli saha koşullarının değerlendirilmesi gerekiyor.

Buna rağmen çalışma, iki önemli çevre sorununa aynı anda çözüm araması açısından dikkat çekiyor. Bir tarafta çimento üretiminin neden olduğu karbon emisyonlarını azaltma potansiyeli bulunurken, diğer tarafta arıtma tesislerinden çıkan insan dışkısı çamurunun değerlendirilmesi hedefleniyor.

Araştırmanın ortaya koyduğu sonuçlar, doğru oranda kullanıldığında insan atığından elde edilen biyokömürün gelecekte daha sürdürülebilir ve dayanıklı beton üretiminde alternatif bir hammadde olarak değerlendirilebileceğine işaret ediyor.

Sonuçları “Environmental Research Letters” dergisinde yayımlanan Küresel Kesitli Karbon Ayak İzi Modeli araştırması, dünyanın 189 ülkesindeki 13 bin kentin birim alandaki toplam ve hane başına karbon salınım miktarlarını karşılaştırdı.

AA’nın haberine göre, araştırmacılar dünyanın en büyük 100 metropolünün, dünya çapındaki karbon salınımının yüzde 18’ine sebep olduğunu belirledi.

Güney Kore’nin başkenti Seul’ün dünyada birim alanda en fazla karbon salınımının görüldüğü şehir olduğu tespit edildi.

Çin’den Guangzu, Hong Kong, Şangay, ABD’den New York, Los Angeles, Chicago, Japonya’nın Tokyo, Suudi Arabistan’ın Riyad ve Birleşik Arap Emirlikleri’nin (BAE) Dubai kentleri ile Singapur sıralamada yer aldı.

İstanbul 26. sırada

Türkiye’nin en büyük şehri İstanbul ise ilk 100 şehir arasında 26. sırada kendine yer buldu. Hane başına düşen karbon ayak izi miktarının en yüksek olduğu şehirler arasında ise Çin’in Hong Kong bölgesi başı çekerken, BAE’nin Muhammed Bin Zeyd ve Abu Dabi kentleri ikinci ve üçüncü, Singapur dördüncü, Çin’in Hulun Buir kenti beşinci sırada yer aldı. Kuveyt’in El Ahmedi ve El Cehra, Katar’ın Doha ve Çin’in Hinggan ve Chifeng şehirleri hane başına en fazla karbon ayak izine sahip ilk 10 şehir oldu.

Öte yandan, ulusal düzeyde incelenen ülkelerin yaklaşık yarısındaki 3 büyük kentin, ulusal karbon ayak izinin dörtte birini oluşturduğu da tespit edildi.

Araştırmacılar karbon salınımını azaltmaya yönelik tedbirlerin kentsel alanlara yoğunlaşması halinde ciddi sonuç alınabileceğine dikkati çekti.

Metropol belediye yönetimlerinin, yenilenebilir enerji kaynaklarını teşvik ederek benzin ve motorinli araçları sınırlayıp fosil yakıtların tüketimini azaltabileceği vurgulandı.

Isınma, enerji tüketimi ve ulaşım faaliyetleri gibi insan aktiviteleriyle atmosfere yayılan karbon miktarı için “karbon ayak izi” tabiri kullanılıyor.

AA