కాంక్రీటు పగుళ్లకు బ్యాక్టీరియాతో చెక్.. డచ్ శాస్త్రవేత్త అద్భుత ఆవిష్కరణ
- పగుళ్లను వాటంతట అవే పూడ్చుకునే 'సెల్ఫ్ హీలింగ్ కాంక్రీట్' ఆవిష్కరణ
- కాంక్రీట్ మిశ్రమంలో బ్యాక్టీరియా, పోషకాలను కలిపి దీనిని తయారుచేస్తారు
- పగుళ్లలోకి నీరు చేరగానే బ్యాక్టీరియా మేల్కొని సున్నపురాయిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది
- ఈ సున్నపురాయి పగుళ్లను మూసివేసి, నిర్మాణాల జీవితకాలాన్ని పెంచుతుంది
- ప్రస్తుతం ప్రయోగాత్మక దశలో ఉన్న ఈ టెక్నాలజీతో నిర్వహణ ఖర్చులు భారీగా తగ్గుతాయి
నిర్మాణ రంగంలో ఓ అద్భుతం ఆవిష్కృతమైంది. భవనాలు, వంతెనలు, ఇతర కట్టడాలకు కాలక్రమేణా ఏర్పడే పగుళ్లను వాటంతట అవే పూడ్చుకునే సరికొత్త కాంక్రీటును శాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చేశారు. 'సెల్ఫ్ హీలింగ్ కాంక్రీట్'గా పిలుస్తున్న ఈ వినూత్న ఆవిష్కరణతో నిర్మాణాల నిర్వహణ ఖర్చు భారీగా తగ్గడమే కాకుండా, వాటి జీవితకాలం కూడా గణనీయంగా పెరగనుంది. నెదర్లాండ్స్కు చెందిన టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ డెల్ఫ్ట్ (TU Delft) మైక్రోబయాలజిస్ట్ ప్రొఫెసర్ హెంక్ జొంకర్స్ ఈ బయో-కాంక్రీట్ను రూపొందించారు.
ఎలా పనిచేస్తుంది?
సాధారణంగా కాంక్రీట్ నిర్మాణాలకు వాతావరణ మార్పులు, ఒత్తిడి, కాలం గడిచేకొద్దీ చిన్నచిన్న పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. ఈ పగుళ్ల ద్వారా నీరు లోపలికి చేరి, కాంక్రీటులోని ఉక్కు కడ్డీలను తుప్పు పట్టేలా చేస్తుంది. దీనివల్ల నిర్మాణం బలహీనపడి, భారీ మరమ్మతులు అవసరమవుతాయి. ఈ సమస్యకు పరిష్కారంగా ప్రొఫెసర్ జొంకర్స్ బ్యాక్టీరియా ఆధారిత టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేశారు.
ఈ విధానంలో, కాంక్రీట్ మిశ్రమాన్ని తయారుచేసేటప్పుడే అందులో ప్రత్యేకమైన బ్యాక్టీరియా స్పోర్స్ను (విపరీతమైన క్షార గుణాన్ని తట్టుకోగల *బాసిల్లస్* జాతికి చెందినవి), వాటికి ఆహారంగా ఉపయోగపడే కాల్షియం లాక్టేట్ వంటి పోషకాలను చిన్న క్యాప్సూల్స్లో పొందుపరుస్తారు. కాంక్రీట్ బలంగా ఉన్నంతకాలం, తేమ లేకపోవడంతో ఈ బ్యాక్టీరియా దశాబ్దాల పాటు సుప్తావస్థలో (నిద్రాణంగా) ఉంటుంది.
ఎప్పుడైతే కాంక్రీటుకు పగుళ్లు ఏర్పడి, వాటిలోకి వర్షపు నీరు లేదా భూగర్భజలం చేరుతుందో, ఆ తేమకు బ్యాక్టీరియా స్పోర్స్ తిరిగి క్రియాశీలమవుతాయి. అవి తమకు ఆహారంగా అందించిన పోషకాలను గ్రహించి, కాల్షియం కార్బొనేట్ను (సున్నపురాయి) వ్యర్థంగా విడుదల చేస్తాయి. ఈ సున్నపురాయి నెమ్మదిగా పగుళ్లను పూడ్చివేస్తుంది. పగుళ్లు పూర్తిగా మూసుకుపోయి, నీటి ప్రవాహం ఆగిపోగానే బ్యాక్టీరియా మళ్లీ సుప్తావస్థలోకి వెళ్లిపోతుంది. భవిష్యత్తులో కొత్త పగుళ్లు ఏర్పడితే తిరిగి క్రియాశీలమై మరమ్మతులు చేస్తుంది.
ప్రస్తుత పరిస్థితి, భవిష్యత్తు
ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న ఫార్ములేషన్లు సుమారు 0.5 నుంచి 1 మిల్లీమీటర్ల వెడల్పు ఉన్న సూక్ష్మ పగుళ్లను సమర్థవంతంగా పూడ్చగలవని ప్రయోగాల్లో రుజువైంది. సాధారణంగా ఇలాంటి చిన్న పగుళ్లే పెద్ద నిర్మాణ వైఫల్యాలకు దారితీస్తాయి. ప్రొఫెసర్ జొంకర్స్ పరిశోధనలతో పాటు యూకే, బెల్జియం, చైనా, దక్షిణ కొరియా, భారత్ వంటి అనేక దేశాల్లోని శాస్త్రవేత్తలు ఈ టెక్నాలజీపై పనిచేస్తున్నారు. ఐరోపాలోని కొన్ని వంతెనలు, సొరంగాలు, గోడలపై దీనిని ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించారు. అయితే, సాధారణ కాంక్రీటుతో పోలిస్తే దీని ప్రారంభ తయారీ ఖర్చు అధికంగా ఉండటంతో విస్తృత వినియోగానికి ఇంకా సమయం పట్టే అవకాశం ఉంది.
ఈ బయో-కాంక్రీట్ నిర్మాణ రంగంలో పెనుమార్పులు తీసుకురాగలదని నిపుణులు భావిస్తున్నారు. నీరు లోపలికి చేరకుండా ఆపడం ద్వారా భవనాలు, వంతెనలు, సొరంగాలు, డ్యామ్లు, సముద్ర తీర నిర్మాణాలు, పార్కింగ్ డెక్ల జీవితకాలాన్ని ఇది పొడిగిస్తుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఏటా బిలియన్ల డాలర్లలో ఉన్న నిర్వహణ బిల్లులను తగ్గించడమే కాకుండా, మరమ్మతుల వల్ల కలిగే అంతరాయాన్ని నివారిస్తుంది. తద్వారా సిమెంట్ ఉత్పత్తికి సంబంధించిన కర్బన ఉద్గారాలను తగ్గించి పర్యావరణానికి కూడా మేలు చేస్తుంది. మానవ చర్మానికి గాయమైనప్పుడు ఎలా మానుతుందో, అదే విధంగా ఈ కాంక్రీట్ కూడా తనను తాను బాగుచేసుకుంటుంది. ఇది నిర్మాణ రంగాన్ని నిరంతర మరమ్మతుల దశ నుంచి దీర్ఘకాలిక, తక్కువ నిర్వహణ దిశగా నడిపించగలదు.
ఎలా పనిచేస్తుంది?
సాధారణంగా కాంక్రీట్ నిర్మాణాలకు వాతావరణ మార్పులు, ఒత్తిడి, కాలం గడిచేకొద్దీ చిన్నచిన్న పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. ఈ పగుళ్ల ద్వారా నీరు లోపలికి చేరి, కాంక్రీటులోని ఉక్కు కడ్డీలను తుప్పు పట్టేలా చేస్తుంది. దీనివల్ల నిర్మాణం బలహీనపడి, భారీ మరమ్మతులు అవసరమవుతాయి. ఈ సమస్యకు పరిష్కారంగా ప్రొఫెసర్ జొంకర్స్ బ్యాక్టీరియా ఆధారిత టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేశారు.
ఈ విధానంలో, కాంక్రీట్ మిశ్రమాన్ని తయారుచేసేటప్పుడే అందులో ప్రత్యేకమైన బ్యాక్టీరియా స్పోర్స్ను (విపరీతమైన క్షార గుణాన్ని తట్టుకోగల *బాసిల్లస్* జాతికి చెందినవి), వాటికి ఆహారంగా ఉపయోగపడే కాల్షియం లాక్టేట్ వంటి పోషకాలను చిన్న క్యాప్సూల్స్లో పొందుపరుస్తారు. కాంక్రీట్ బలంగా ఉన్నంతకాలం, తేమ లేకపోవడంతో ఈ బ్యాక్టీరియా దశాబ్దాల పాటు సుప్తావస్థలో (నిద్రాణంగా) ఉంటుంది.
ఎప్పుడైతే కాంక్రీటుకు పగుళ్లు ఏర్పడి, వాటిలోకి వర్షపు నీరు లేదా భూగర్భజలం చేరుతుందో, ఆ తేమకు బ్యాక్టీరియా స్పోర్స్ తిరిగి క్రియాశీలమవుతాయి. అవి తమకు ఆహారంగా అందించిన పోషకాలను గ్రహించి, కాల్షియం కార్బొనేట్ను (సున్నపురాయి) వ్యర్థంగా విడుదల చేస్తాయి. ఈ సున్నపురాయి నెమ్మదిగా పగుళ్లను పూడ్చివేస్తుంది. పగుళ్లు పూర్తిగా మూసుకుపోయి, నీటి ప్రవాహం ఆగిపోగానే బ్యాక్టీరియా మళ్లీ సుప్తావస్థలోకి వెళ్లిపోతుంది. భవిష్యత్తులో కొత్త పగుళ్లు ఏర్పడితే తిరిగి క్రియాశీలమై మరమ్మతులు చేస్తుంది.
ప్రస్తుత పరిస్థితి, భవిష్యత్తు
ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న ఫార్ములేషన్లు సుమారు 0.5 నుంచి 1 మిల్లీమీటర్ల వెడల్పు ఉన్న సూక్ష్మ పగుళ్లను సమర్థవంతంగా పూడ్చగలవని ప్రయోగాల్లో రుజువైంది. సాధారణంగా ఇలాంటి చిన్న పగుళ్లే పెద్ద నిర్మాణ వైఫల్యాలకు దారితీస్తాయి. ప్రొఫెసర్ జొంకర్స్ పరిశోధనలతో పాటు యూకే, బెల్జియం, చైనా, దక్షిణ కొరియా, భారత్ వంటి అనేక దేశాల్లోని శాస్త్రవేత్తలు ఈ టెక్నాలజీపై పనిచేస్తున్నారు. ఐరోపాలోని కొన్ని వంతెనలు, సొరంగాలు, గోడలపై దీనిని ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించారు. అయితే, సాధారణ కాంక్రీటుతో పోలిస్తే దీని ప్రారంభ తయారీ ఖర్చు అధికంగా ఉండటంతో విస్తృత వినియోగానికి ఇంకా సమయం పట్టే అవకాశం ఉంది.
ఈ బయో-కాంక్రీట్ నిర్మాణ రంగంలో పెనుమార్పులు తీసుకురాగలదని నిపుణులు భావిస్తున్నారు. నీరు లోపలికి చేరకుండా ఆపడం ద్వారా భవనాలు, వంతెనలు, సొరంగాలు, డ్యామ్లు, సముద్ర తీర నిర్మాణాలు, పార్కింగ్ డెక్ల జీవితకాలాన్ని ఇది పొడిగిస్తుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఏటా బిలియన్ల డాలర్లలో ఉన్న నిర్వహణ బిల్లులను తగ్గించడమే కాకుండా, మరమ్మతుల వల్ల కలిగే అంతరాయాన్ని నివారిస్తుంది. తద్వారా సిమెంట్ ఉత్పత్తికి సంబంధించిన కర్బన ఉద్గారాలను తగ్గించి పర్యావరణానికి కూడా మేలు చేస్తుంది. మానవ చర్మానికి గాయమైనప్పుడు ఎలా మానుతుందో, అదే విధంగా ఈ కాంక్రీట్ కూడా తనను తాను బాగుచేసుకుంటుంది. ఇది నిర్మాణ రంగాన్ని నిరంతర మరమ్మతుల దశ నుంచి దీర్ఘకాలిక, తక్కువ నిర్వహణ దిశగా నడిపించగలదు.
