Πώς τα αρχαία ΚΟΣΜΟΣ κτήρια στέκονται ακόμη όρθια;

ΚΟΣΜΟΣ Στην προσπάθειά τους να οικοδομήσουν καλύτερα για το μέλλον, κάποιοι αναζητούν απαντήσεις στο μακρινό παρελθόν.

Οι αρχαίοι οικοδόμοι σε όλο τον κόσμο δημιούργησαν κατασκευές που στέκονται ακόμη και σήμερα, χιλιάδες χρόνια αργότερα – από τους Ρωμαίους μηχανικούς που έριξαν παχιά τσιμεντένια θαλάσσια φράγματα, μέχρι τους μαστόρους των Μάγια που φιλοτέχνησαν γύψινα γλυπτά για τους θεούς τους, μέχρι τους Κινέζους οικοδόμους που ύψωσαν τείχη ενάντια στους εισβολείς.

Ωστόσο, δεκάδες πιο πρόσφατες κατασκευές κοιτάζουν ήδη την ημερομηνία λήξης τους: Το σκυρόδεμα από το οποίο αποτελείται ένα μεγάλο μέρος του σύγχρονου κόσμου μας έχει διάρκεια ζωής περίπου 50 έως 100 χρόνια.

Ένας αυξανόμενος αριθμός επιστημόνων μελετά υλικά από μακρινές εποχές -αποκόβοντας κομμάτια από κτήρια, μελετώντας ιστορικά κείμενα, αναμειγνύοντας συνταγές αντιγραφής- ελπίζοντας να ανακαλύψουν πώς άντεξαν για χιλιετίες.

Αυτή η αντίστροφη μηχανική έχει αναδείξει έναν εκπληκτικό κατάλογο συστατικών που αναμείχθηκαν σε παλιά κτήρια – υλικά όπως φλοιός δέντρων, ηφαιστειακή τέφρα, ρύζι, μπύρα, ακόμη και ούρα. Αυτές οι απροσδόκητες προσθήκες θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για ορισμένες αρκετά εντυπωσιακές ιδιότητες, όπως η ικανότητα να γίνονται ισχυρότερα με την πάροδο του χρόνου και να «θεραπεύουν» τις ρωγμές όταν σχηματίζονται.

Η εύρεση τρόπου αντιγραφής αυτών των χαρακτηριστικών θα μπορούσε να έχει πραγματικές επιπτώσεις σήμερα: Ενώ το σύγχρονο σκυρόδεμά μας έχει τη δύναμη να συγκρατεί τεράστιους ουρανοξύστες και βαριές υποδομές, δεν μπορεί να ανταγωνιστεί την αντοχή αυτών των αρχαίων υλικών.

Και με τις αυξανόμενες απειλές της κλιματικής αλλαγής, υπάρχει μια αυξανόμενη έκκληση να γίνουν οι κατασκευές πιο βιώσιμες. Μια πρόσφατη έκθεση του ΟΗΕ εκτιμά ότι το κατασκευασμένο περιβάλλον είναι υπεύθυνο για περισσότερο από το ένα τρίτο των παγκόσμιων εκπομπών CO2 – και μόνο η παραγωγή τσιμέντου αποτελεί περισσότερο από το 7% αυτών των εκπομπών.

«Αν βελτιώσετε τις ιδιότητες του υλικού χρησιμοποιώντας παραδοσιακές συνταγές από τους Μάγια ή τους αρχαίους Κινέζους, μπορείτε να παράγετε υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις σύγχρονες κατασκευές με πολύ πιο βιώσιμο τρόπο», δήλωσε ο Κάρλος Ροντρίγκεθ-Ναβάρο, ερευνητής πολιτιστικής κληρονομιάς στο Πανεπιστήμιο της Γρανάδας της Ισπανίας.

Είναι το αρχαίο ρωμαϊκό σκυρόδεμα καλύτερο από το σημερινό; Πολλοί ερευνητές έχουν στραφεί στους Ρωμαίους για έμπνευση. Ξεκινώντας γύρω στο 200 π.Χ., οι αρχιτέκτονες της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας κατασκεύαζαν εντυπωσιακές κατασκευές από σκυρόδεμα που άντεξαν στο χρόνο – από τον πανύψηλο θόλο του Πάνθεον μέχρι τα στιβαρά υδραγωγεία που μεταφέρουν νερό ακόμη και σήμερα.

Ακόμα και στα λιμάνια, όπου το θαλασσινό νερό χτυπάει τις κατασκευές εδώ και αιώνες, θα βρείτε σκυρόδεμα «βασικά όπως ήταν όταν χυνόταν πριν από 2.000 χρόνια», δήλωσε ο Τζον Όλεσον, αρχαιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βικτώριας στον Καναδά.

Το πιο σύγχρονο σκυρόδεμα ξεκινά με τσιμέντο Πόρτλαντ, μια σκόνη που παρασκευάζεται με τη θέρμανση ασβεστόλιθου και αργίλου σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και τη λείανσή τους. Αυτό το τσιμέντο αναμιγνύεται με νερό για να δημιουργηθεί μια χημικά αντιδραστική πάστα. Στη συνέχεια, προστίθενται τεμάχια υλικών, όπως πέτρες και χαλίκια, και η πάστα τσιμέντου τα δεσμεύει σε μια μάζα σκυροδέματος.

Σύμφωνα με καταγραφές αρχαίων αρχιτεκτόνων όπως ο Βιτρούβιος, η ρωμαϊκή διαδικασία ήταν παρόμοια. Οι αρχαίοι οικοδόμοι ανακάτευαν υλικά όπως ο καμένος ασβεστόλιθος και η ηφαιστειακή άμμος με νερό και χαλίκι, δημιουργώντας χημικές αντιδράσεις για να δέσουν τα πάντα μεταξύ τους.

Τώρα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι βρήκαν έναν βασικό λόγο για τον οποίο κάποιο ρωμαϊκό σκυρόδεμα κρατούσε τις κατασκευές για χιλιάδες χρόνια: Το αρχαίο υλικό έχει μια ασυνήθιστη δύναμη να αυτοεπιδιορθώνεται. Ο ακριβής τρόπος δεν είναι ακόμη ξεκάθαρος, αλλά οι επιστήμονες αρχίζουν να βρίσκουν ενδείξεις.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε νωρίτερα φέτος, ο Άντμιρ Μάσιτς, πολιτικός και περιβαλλοντικός μηχανικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, πρότεινε ότι αυτή η δύναμη προέρχεται από κομμάτια ασβέστη που είναι διάσπαρτα σε όλο το ρωμαϊκό υλικό αντί να αναμιγνύονται ομοιόμορφα. Οι ερευνητές συνήθιζαν να πιστεύουν ότι αυτά τα κομμάτια ήταν ένα σημάδι ότι οι Ρωμαίοι δεν ανακάτευαν αρκετά καλά τα υλικά τους.

Αντ’ αυτού, μετά την ανάλυση δειγμάτων σκυροδέματος από το Privernum – μια αρχαία πόλη έξω από τη Ρώμη – οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα κομμάτια θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν τις «αυτοθεραπευτικές» ικανότητες του υλικού. Όταν σχηματίζονται ρωγμές, το νερό είναι σε θέση να εισχωρήσει στο σκυρόδεμα, εξήγησε ο Μάσιτς.

Αυτό το νερό ενεργοποιεί τους εναπομείναντες θύλακες ασβέστη, πυροδοτώντας νέες χημικές αντιδράσεις που μπορούν να γεμίσουν τα κατεστραμμένα τμήματα.

Η Μάρι Τζάκσον, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα, έχει διαφορετική άποψη. Η έρευνά της διαπίστωσε ότι το κλειδί μπορεί να βρίσκεται στα συγκεκριμένα ηφαιστειακά υλικά που χρησιμοποίησαν οι Ρωμαίοι.

Οι οικοδόμοι μάζευαν ηφαιστειακά πετρώματα που είχαν απομείνει μετά από εκρήξεις για να τα αναμείξουν στο σκυρόδεμά τους. Αυτό το φυσικά αντιδραστικό υλικό αλλάζει με την πάροδο του χρόνου καθώς αλληλεπιδρά με τα στοιχεία, δήλωσε η Τζάκσον, επιτρέποντάς του να σφραγίζει τις ρωγμές που δημιουργούνται.

Η ικανότητα να προσαρμόζεται συνεχώς με την πάροδο του χρόνου «είναι πραγματικά η ιδιοφυΐα του υλικού», δήλωσε η Τζάκσον. «Το σκυρόδεμα ήταν τόσο καλά σχεδιασμένο που συντηρεί τον εαυτό του».

Χρησιμοποιώντας χυμό δέντρων για να φτιάξουν γλυπτά τόσο ισχυρά όσο τα κοχύλια. Στο Κοπάν, μια τοποθεσία των Μάγια στην Ονδούρα, περίπλοκα γλυπτά και ναοί από ασβέστη παραμένουν ανέπαφα ακόμη και μετά από περισσότερα από 1.000 χρόνια έκθεσης σε ένα ζεστό, υγρό περιβάλλον. Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε νωρίτερα φέτος, το μυστικό της μακροζωίας αυτών των κατασκευών μπορεί να βρίσκεται στα δέντρα που φυτρώνουν ανάμεσά τους.

Οι ερευνητές εδώ είχαν έναν ζωντανό σύνδεσμο με τους δημιουργούς των κατασκευών: Συναντήθηκαν με ντόπιους μαστόρους στην Ονδούρα, οι οποίοι εντόπισαν την καταγωγή τους μέχρι τους οικοδόμους των Μάγια, εξήγησε ο Ροντρίγκεθ-Ναβάρο, ο οποίος εργάστηκε για τη συγκεκριμένη μελέτη.

Οι χτίστες πρότειναν να χρησιμοποιηθούν εκχυλίσματα από τα τοπικά δέντρα chukum και jiote στο μίγμα ασβέστη. Όταν οι ερευνητές δοκίμασαν τη συνταγή – συλλέγοντας φλοιό, βάζοντας τα κομμάτια σε νερό και προσθέτοντας τον προκύπτοντα «χυμό» των δέντρων στο υλικό – διαπίστωσαν ότι ο σοβάς που προέκυψε ήταν ιδιαίτερα ανθεκτικός έναντι φυσικών και χημικών φθορών.

Όταν οι επιστήμονες έκαναν μεγέθυνση, είδαν ότι κομμάτια οργανικού υλικού από το χυμό των δέντρων ενσωματώθηκαν στη μοριακή δομή του γύψου. Με αυτόν τον τρόπο, ο γύψος των Μάγια μπόρεσε να μιμηθεί ανθεκτικές φυσικές δομές όπως τα κοχύλια και τα αγκάθια του αχινού – και να δανειστεί μέρος της ανθεκτικότητάς τους, δήλωσε ο Ροντρίγκεθ-Ναβάρο.

Μελέτες έχουν βρει όλα τα είδη φυσικών υλικών αναμεμειγμένα σε δομές από πολύ παλιά: εκχυλίσματα φρούτων, γάλα, τυρόπηγμα, μπύρα, ακόμη και κοπριά και ούρα. Το κονίαμα που συγκρατεί μερικές από τις πιο διάσημες κατασκευές της Κίνας – συμπεριλαμβανομένου του Σινικού Τείχους και της Απαγορευμένης Πόλης – περιλαμβάνει ίχνη αμύλου από κολλώδες ρύζι .

Τύχη ή ικανότητα; Μερικοί από αυτούς τους αρχαίους οικοδόμους μπορεί να ήταν απλώς τυχεροί, δήλωσε η Cecilia Pesce, επιστήμονας υλικών στο Πανεπιστήμιο του Sheffield στην Αγγλία. Έριχναν σχεδόν τα πάντα στα μείγματά τους, αρκεί να ήταν φτηνά και διαθέσιμα – και αυτά που δεν τα κατάφεραν έχουν από καιρό καταρρεύσει. «Έβαζαν όλα τα είδη των ειδών στις κατασκευές», είπε ο Πεσκέ. «Και τώρα, έχουμε μόνο τα κτήρια που επέζησαν. Έτσι, είναι σαν μια διαδικασία φυσικής επιλογής».

Όμως, ορισμένα υλικά φαίνεται να δείχνουν μεγαλύτερη προθυμία – όπως στην Ινδία, όπου οι οικοδόμοι δημιούργησαν μείγματα τοπικών υλικών για να παράγουν διαφορετικές ιδιότητες, δήλωσε η Θιρουμαλίνη Σελβαράι, πολιτικός μηχανικός και καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Vellore της Ινδίας.

Σύμφωνα με την έρευνα της Σελβαράι, στις υγρές περιοχές της Ινδίας, οι οικοδόμοι χρησιμοποιούσαν τοπικά βότανα που βοηθούν τις κατασκευές να αντιμετωπίσουν την υγρασία. Κατά μήκος των ακτών, προσέθεταν jaggery, μια ανεπεξέργαστη ζάχαρη, η οποία μπορεί να βοηθήσει στην προστασία από τις ζημιές του αλατιού. Σε περιοχές με υψηλότερο σεισμικό κίνδυνο, χρησιμοποίησαν εξαιρετικά ελαφριά «πλωτά τούβλα» από φλούδες ρυζιού.

«Γνωρίζουν την περιοχή, γνωρίζουν την κατάσταση του εδάφους, γνωρίζουν το κλίμα», δήλωσε η Σελβαράι. “Έτσι, φτιάχνουν ένα υλικό σύμφωνα με αυτό».

Αρχαίοι ρωμαϊκοί … ουρανοξύστες; Οι σημερινοί κατασκευαστές δεν μπορούν απλώς να αντιγράψουν τις αρχαίες συνταγές. Παρόλο που το ρωμαϊκό σκυρόδεμα άντεξε πολύ καιρό, δεν μπορούσε να αντέξει βαριά φορτία: “Δεν θα μπορούσατε να χτίσετε έναν σύγχρονο ουρανοξύστη με ρωμαϊκό σκυρόδεμα”, δήλωσε ο Όλεσον. «Θα κατέρρεε όταν έφτανες στον τρίτο όροφο».

Αντ’ αυτού, οι ερευνητές προσπαθούν να πάρουν μερικές από τις ιδιαιτερότητες του αρχαίου υλικού και να τις προσθέσουν στα σύγχρονα μίγματα. Ο Μάσιτς είναι μέλος μιας νεοφυούς επιχείρησης που προσπαθεί να κατασκευάσει νέα έργα χρησιμοποιώντας ρωμαϊκής έμπνευσης, «αυτοθεραπευόμενο» σκυρόδεμα. Και η Τζάκσον συνεργάζεται με το Σώμα Στρατού των Μηχανικών να σχεδιάσουν κατασκευές από σκυρόδεμα που μπορούν να αντέξουν καλά στο θαλασσινό νερό, όπως αυτές στα ρωμαϊκά λιμάνια, για να βοηθήσουν στην προστασία των ακτών από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Δεν χρειάζεται να κάνουμε τα πράγματα να αντέξουν τόσο πολύ όσο οι Ρωμαίοι για να έχουν αντίκτυπο, δήλωσε ο Μάσιτς. Αν προσθέσουμε 50 ή 100 χρόνια στη διάρκεια ζωής του σκυροδέματος, «θα έχουμε λιγότερες κατεδαφίσεις, λιγότερη συντήρηση και λιγότερα υλικά μακροπρόθεσμα».

Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο ertnews


Διαβάστε επίσης:
Έρευνα: Σχεδόν όλοι οι Ευρωπαίοι αναπνέουν τοξικό αέρα
Είσοδος πέντε ευρώ για την Βενετία
Σλοβενία: Φόρο στις τράπεζες για τις πλημμύρες

εμφάνιση σχολίων