Вы когда-нибудь задумывались, что произойдет, если мы сможем хорошенько встряхнуть песок? Нет, я не говорю о танцах на пляже или открытии классического чирингито. Группа ученых из Иллинойса решила буквально электрифицировать песок, чтобы бороться с береговой эрозией, и в результате сдерживающие барьеры могут выйти из строя.
Проблема береговой эрозии
Береговая эрозия является проблемой, затрагивающей побережья по всему миру. С повышением уровня моря из-за изменения климата ситуация становится все более критической. Алессандро Ротта Лориа, инженер-строитель г. Северо-Западного университета из Эванстона, штат Иллинойс, объясняет, что традиционные варианты борьбы с этим явлением ограничены и часто неэффективны в долгосрочной перспективе.
Современные решения: замок из песка против течения
В настоящее время в распоряжении береговых инженеров мало инструментов. Строительство подпорных стенок или импорт нового песка — наиболее распространенные решения, но оба имеют ограниченный срок службы. Как отмечает сам исследователь, эти меры редко длятся более нескольких лет, прежде чем их приходится повторять.
Вот почему я нахожу новое исследование таким интересным (Я связываю это с вами здесь) Ротты Лориа и его коллег, опубликовано в журнале Communications Earth & Environment. Команда обнаружила, что прохождение электрического тока низкого напряжения через песок, пропитанный морской водой, может вызвать образование минералов, которые связывают отложения.
Процесс минерализации
Процесс удивительно прост. Применяя напряжение всего 4 В в течение 28 дней, исследователям удалось превратить смесь песка и морской воды в каменное вещество. С помощью электрода в форме стержня диаметром 2 сантиметра им удалось создать каменную трубку шириной до 80 сантиметров.
На практике «клей» получают электрическим способом. Наиболее распространенными минералами, образующимися в ходе этого процесса, являются карбонат кальция e гидроксид магния. «По сути, это известняк», — объясняет Ротта Лория. Эти компоненты естественным образом присутствуют в морской воде, что делает процесс полностью экологичным.
Сила и применение
Испытания на прочность показали, что прочность вновь образовавшейся породы составляет примерно одну десятую прочности бетона. Хотя это может показаться не таким уж большим, эта прочность может иметь большое значение в борьбе с береговой эрозией.
Есть как минимум три потенциальных применения:
- Укрепление песчаных участков у подножия скал, замедляя подрывающую их эрозию.
- Укрепить фундамент прибрежных домов, как на плитах, так и на сваях.
- «Вылечить» некоторые трещины в существующих бетонных конструкциях.
Эколого-экономический подход к борьбе с береговой эрозией
Одним из наиболее перспективных аспектов этой методики является ее экологичность. Используемое напряжение настолько низкое, что морская жизнь это не влияет. Кроме того, этот процесс оказывается экономически эффективным.
По оценкам команды, затвердевание кубического метра песка, пропитанного морской водой, обойдется от 3 до 6 долларов. В противостоянии, импорт такого же количества песка может стоить от 14 до 30 долларов. В широком масштабе эта разница может привести к экономии миллиардов долларов на восстановлении пляжей.
Взгляд в будущее береговой эрозии
Исследование все еще находится на ранней стадии, потенциальные последствия огромны. Эта технология может предложить устойчивое и долгосрочное решение для защиты наших побережий, наших домов и нашей инфраструктуры от неумолимого наступления моря.
выводы
Береговая эрозия — сложная проблема, требующая инновационных решений. Метод электроминерализации песка может стать значительным шагом вперед в этом направлении. Сочетая в себе простоту, эффективность и устойчивость, этот новый подход может революционизировать способы защиты наших побережий.
Когда-нибудь недалеко наши пляжи будут защищены не бетонными стенами, а невидимым щитом из наэлектризованного песка.