تعد السوق منذ عقود طويلة على الحجارة الطبيعية المقواة بالليف المستعملة في أوجاق المطابخ وفي أرضيات المصاعد وفي الحمامات الفخمة وغيرها. وقد أتت آخر الأبحاث التي قامت بها مؤسسة Munich TechnoCarbon لتوسع في مجال استعمالات الحجارة الطبيعية لتصبح من أهم مواد البناء التي تحترم البيئة والمحيط.
خلال العشرية المنصرمة قام مهندس الكهرباء السيد كولدجا كوسيه بالتعاون مع أخيه بيورن المتخصص في صناعة الرخام، و السيد سيغفريد براونير المهندس المتخصص في مادة البلاستيك بالتنسيق معاً من أجل ابتكار شيئا في غاية من الحداثة والغرابة: الحجارة الطبيعية كبديل عن مادة الألومنيوم؟ الحجارة الطبيعية كبديل عن الاسمنت المقوى؟ الحجارة الطبيعية كبديل عن النوابض اللولبية الفولاذية في الشاحنات؟ الحجارة الطبيعية كجزء من أجزاء أجنحة الطائرات أو في دوّار الطائرات المروحية؟
بالمقارنة بما أشرنا إليه فإن أوجاق المطابخ الرقيقة ذات المواقد المخفية أو الجدران الحرارية الموجودة بالحمامات تؤول إلى مسائل بسيطة وطبيعية. وقد تبدو لنا هذه الابتكارات التي عرضت في معرض Materalica ومعرض Eurolite أو معرض Stone+tec في غاية من الجرأة غير أنها لا تصل إلى حدود الجنون، فهي في واقع الأمر ابتكارات محدثة. إن مكونات ليف الكربون المقوى معروفة من زمان فهي تتسم بقلة الوزن ومتانتها تستعمل في صنع الدراجات والسيارات وفي البناء لتقوية الاسمنت المسلح والبلاطات الرقيقة المصنوعة من الحجارة الطبيعية وغيرها.
مقاومة فائقة للضغط والشد
ما هي إيجابيات المزج بين الحجارة الطبيعية وليف الكربون؟ الأمر سهل التفسير: تتحسن خصائص الحجارة الطبيعية عند دعمها بليف الكربون، كجحارة طبيعية فهي توفر مقاومة فائقة لعوامل الشد كما تقاوم الضغط بينما يضمن ليف الكربون مقاومة كبيرة لعوامل الضغط مع قلة التمطط المنجر عنه، فإذا نقوم باجهاد الحجارة أولا بعدها نرمم هذا الاجهاد بواسطة الراتينج إيبوكسي تتشكل المادة بمتانة فائقة.
ويكمن سر هذه الطريقة المسجلة في ضغط الحجارة فقط بينما يستوعب النسيج الكربوني قوة الشد دون تمطط، وهو ما يمكن اثباته باستعمال لوحة من الغرانيت سمكها 3 مليمترات وذات مساحة تغطي 3،5 أمتار مربعة مقواة على وجهها السفلي، فإذا ما قام شخصان برفع هذه اللوحة فإنها ستنحني ما يزيد عن 30 سم ولكن لا يشوبها أي عيب أبداً، ولكن إذا قمنا بنفس العملية على وجهها الثاني فستنكسر في الحين.
وعلى هذه النقطة ترتكز فكرة الابتكار الثانية التي جاء بها كوسيه ورفاقه: فماذا سيحدث إذا ما قمنا بدعم جانبي الحجارة باستعمال الليف قصد الحصول على مادة بناء خفيفة الوزن ومتينة في الوقت نفسه وتتطلب خلال انتاجها أقل طاقة مما تتطلبه صناعة الفولاذ أو الألومنيوم أو الاسمنت المسلح إلى جانب الامتيازات التكنلوجية التي نجهل عنها الكثير إلى حد الساعة.
قلة الوزن والتوازن المقياسي
توجد المزيد من الامتيازات: فالوزن النوعي للغرانيت يوافق الوزن النوعي للألومنيوم (وهو أمر يصعب تصديقه) وفي نفس الوقت يزن ثلث وزن الفولاذ. أيعني ذلك أن الحجارة أخف وزن! غير أن قدرة الشحن أو الضغط التي يتمتع بها الغرانيت مرتفعة بمقدار تحمل الفولاذ في مجال البناء واربع مرات أقوى من الاسمنت المسلح العادي.
وهناك المزيد، فإن تمدد الحجارة الطبيعية والمرتبط بالعوامل الحرارية (المنخفض على كل حال) يُعوض بعامل التمدد الطولي الذي يقع على ليف الكربون والذي يرتبط بالحرارة السلبية. ينكمش عند ارتفاع درجات الحرارة ولكن لا يتمطط عرضا، وهذا ما يعني أننا بامكاننا تصنيع نوع من الحجارة الطبيعية المقواة بليف الكربون التي لا تطرأ عليها تغيرات في مقاييسها من جراء الحرارة وهو ما يعني بالتالي أخذ الأسبقية على المعدن.
مرونة واستيعاب للاصطدامات
يمكن الحصول على امتيازات خصوصية من الحجارة الطبيعية عبر اختيار نوع الحجارة في حد ذاتها (نذكر على سبيل المثال أن الفرق بين الغرانيت والغنايس كبير جدا) وتقويتها بليف الكبون فكلما تم تطبيق الليف على اتجاه طول عنصر البناء تقلصت مرونته. والعكس بالعكس: فإذا تم تطبيق ليف الكربون بشكل مائل بالنسبة لمحور مادة البناء تزداد متانتها وصلوبتها. وهكذا يمكننا أقلمة المرونة على العديد من أصناف التطبيقات وكذلك عن طريق النسبة المطبقة بين الحجارة وليف الكربون. كما يثير للدهشة أنه يمكن تجنب الاعوجاج الأبدي فما إن يتم سحب شحنة الضغط من على مادة البناء فإنها ستعود إلى شكلها الأصلي.
كما أنه لا يبدو على الحجارة المقواة بليف الكربون علامات الارهاق: فلو كررنا ملايين المرات بوضع الشحنة وسحبها فإنه لا يؤثر على اللوحة المغطاة على وجهيها.
كما تضمن الحجارة الطبيعية المغطات بليف الكربون استيعاب الصدمات خطيا وهو ما يعني أن المادة تتوقف عن الارتعاش بعد اصطدامها في الحين أن الهياكل المعدنية غالبا ما تستمر في الارتعاش لمدة طويلة وإذا ما حدثت هذه الحركة داخل ظروف معاكسة (رنين متكرر) قد ينجر عنها تحطيم المادة. ويمكن في يومنا هنا إزالة هذ الخطر ولكن ببذل مجهودات كبرى والتقليص منه جزئيا عن طريق رقابة هندسية معقدة ولكنه وفي المستقبل سنستطيع تجنب جميع هذه المشاكل باستعمال الحجارة المقواة بليف الكربون وأول تطبيقاتها لتكون بعض قطع الآلات.
تعددية الاستعمال واحترام المحيط
نستطيع بواسطة الحجارة الطبيعية المعززة بليف الكربون صنع عناصر مواد بناء وهياكل الدعم اللدنة التي في نفس الوقت تقاوم أحسن مقاومة عوامل الضغط، تكون خفيفة الوزن ومضادة للاعوجاج، وتستوعب الارتعاش وتقاوم الانتهاك وكذلك فهي تقاوم التآكل الكيميائي وهذا أيضا عنصر لا يقل لأهمية عما سبق. كما يمكن ثقب مواد البناء المقواة بليف الكربون وكذلك قصها بنفس الطرق المستعملة عادة في صناعة الحجارة الطبيعية كما تستطيع تركيبها بواسطة المسامير اللولبية وحتي بواسطة المواد الملصقة.
إذا كنتم على استعداد لاختبار مختلف الامكانيات التي تقدها الحجارة الطبيعية المقواة بليف الكربون ستكتشفون عن قريب أفكارا جديدة. فالروافد المصنوعة من الحجارة الطبيعية وليف الكربون قد تعوض تماما الهياكل وتحل محل الحديد أو حتي الاسمنت المسلح، وسنستطيع بناء مباني تقاوم أحسن مقاومة الرجات الأرضية والزلازل تكون ذات أسقف خفيفة وآمنة دون ضرورة للجوء إلى أنظمة معادلة الحركة الباهضة. وقد أعرب مصنع من أهم مصنعي ألواح الطاقة الشمسية عن اهتمامه ورغبته في تعويض مادة الألومنيوم في إطارات الربط ومادة الحديد التي تتكون منها الأعمدة بمواد أحسن وأقل تعقيداً.
هياكل السيارات هي أيضا تكون أخف وآمنة حالة وقوع الحوادث إذا ما أنجزت بالحجارة الطبيعية وليف الكربون. أما في مجال صناعة السفن فإن الحجارة الطبيعية وليف الكربون تؤمن تقوس كبير في الهياكل دون انكسارها. أما في مجال الهندسة الميكانيكية حيث تشكل الاهتزازات أكبر المشاكل يمكن ابتكار بواسطة الحجارة الطبيعية وليف الكربون تصاميم أقل وزن من غيرها ولكن أمتن تقاوم انهاك المادة ولا تحدث الاهتزازت. كما لا تقل أهمية بالنسبة للآلات اليدوية الثقيلة ذات الحركة السريعة والخاصة بالمساحات الكبيرة. لقد بدأ استعمال الألواح الرقيقة المدعمة على وجهيها كمواد نصف جاهزة في الانجازات الخفيفة التابعة للهندسة الميكانيكية.
إن المسار ليس بطويل بين هذه المواد إلى حين تطبيق الحجارة الطبيعية وليف الكربون في دوار الناعورة المولدة للطاقة الكهربائية أو في أجنحة الطائرات التي تتطلب متومة قسوى ومرونة تامة وقلة الوزن واستيعاب الارتعاش كذلك مقاومة قسوى للانهاك وجميع هذه الشروط تتوفر في الحجارة الطبيعية وليف الكربون.
كما توفي بشرط آخر يعتبره السيد كولجا كوسيه الأهم: المادة الأولية التي يتكون منها هي مادة يمكن الحصول عليها وتصنيعها دون الضرر بالبيئة وباستهلاك كمية أقل بكثير من الطاقة بالمقارنة مع ما يستهلكه الفولاذ، الألومنيوم أو الاسمنت المسلح علاوة على أن الفولاذ والألومنيوم والاسمنت المسلح قد قل وجودها وارتفعت أسعارها.
المزايا في التطبيقات الكلاسيكية
توجد أفكار جديدة وأخرى قديمة في المجالات المعهودة لتطبيق الحجارة الطبيعية. فكما سبق أن أشرنا إليه، فإن الغرانيت المقوى بليف الكربون وبسماكة 10 مم المخصص لأوجاق المطابخ، المساحات بألواح المواقد أو مساحات التبريد كالتي تم صنعها إلى فنادق ماريوت في باريس زوريخ وبيلسن، هي مزيج ما بين جمال الحجارة الطبيعية الكلاسيكي مع أحدث المستجدات التقنية، ولمن تتوفر لديه الامكانيات (يوجد مصنعين ينتجون هذا المنتوج يدويا وبالتالي هي باهضة جدا) يستطيع أن يتحصل على مطبخ متميز وجقها من الغرانيت تماما حيث تستطيع أن تقلي بيضة على ما يبدو "على أي نقطة من الوجق".
خلال معرض Stone+tec قدم جناح Rossitis حماما من عناصر مصنوعة من مادة الغرانيت البرازيلي وليف الكربون بسماكة 3 مم مزود بلوحة حرارية سماكتها 0،1 مم فقط تقع خلف نسيج ليف الكربون ويمكن لهذه اللوحة أن تسخن مساحة الحجارة إلى حد 26 جرجة مأوية في ظرف 90 ثانية وبالتالي فإن هذه الطريقة في التدفئة تدخر الطاقة بالرغم من أنها تشتغل بالكهرباء لأنها سريعة الفاعلية ويكفي تشغيلها خلال الوقت الذي نحتاجه فقط. كما يمكن تصنيع عناصر التغليف في جميع التطبيقات الداخلية وقد تم التخطيط لصنع مرافق الحدائق التي تمتاز بمقاومتها لقساوة المناخ في المستقبل.
فرصة بالنسبة لصناعة الحجارة الطبيعية
تقوم حاليا بالأعمال الفردية في الوقت الحاضر كالمعايرة والقص والصقل كذلك القص بتدفق الماء والصقل الأخير للألواح وغيرها شركات كشركة Grein، Becke ،Augst ، Tabarelli أو شركة Udo Huber في أماكن عديدة وهي بالتالي عمليات معقدة جدا. لذلك فقد أصبح من الأكيد القيام بدفع مشروع خط اتناج مندمج أول كما يجب اتباع مسار تكنلوجي تطبيقي آخر.
إننا نرحب بجميع مبادرات التعاون فشعارنا هو "التصميم بحسب الطلب" فتطلعاتنا تتمثل في مد الشركات المختصة في صناعة الحجارة الطبيعية فرصة فتح قطاعات جديدة في نشاطها عن طريق الحجارة المقواة بليف الكربون وتطوير طرق جديدة وابتكارات محدثة بالتعاون مع TechnoCarbon، فمن المحتمل أن يظهر زبائن جدد لقطاع الحجارة الطبيعية وبالاضافة إلى ما سبق وبما أن هذا المجال لا يزال في مراحله البدائية يجب القيام بالاختبارات لتحديد أي نوع من الحجارة يلائم هذا التطبيق أم ذاك.
على المهندسين والمعماريين أن يطلعوا على هذه المادة وأن يطوروا تصاميما حديثة فالتجارب التي ستأتي وعلى المدى البعيد ستثبت لنا امكانياتها ومحدودياتها. فيجب التحصل على رخص عن الهيآت المسؤولة في مجال البناء والمد بالوثائق المطلوبة في الشأن، وقد يتحقق ذلك على المدى القريب إذا ما انضم إلى كوسيه وشركائه ومستثمريه العشرة الحاليين قطاعات أخرى من هذه الصناعة ليتعاونوا معا على المواصلة في تحقيق هذا المشروع وتطبيقاته العملية.
فرصة بالنسبة للمناخ
الاسم التجاري للمنتوج هو “SFSinside” وهو هدف في حد ذاته (SFS يعني حجارة بليف الكربون و incide يعني داخلي) وفي يوم من الأيام ستسجل الحجارة المغلفة بليف الكربون التي تقوم بتطويرها شركة TechnoCarbon حضورها كمادة متعددة المؤهلات وقليلة الوزن خاصة بالبناء في أغلب مجالات الحياة كشأن معالج إنتال الموجود في جميع آلات الحاسوب، وسيقلص هذا المنتوج من انبعاثات ثاني ديوكسيج الكربون في المحيط وكما يقول باحث ألماني شهير في مجال المناخ: "علينا أن نخفض من انبعاثات ثاني ديوكسيد الكربون 20% خلال العشرين سنة القادمة من المقادير الحالية إذا ما أردنا أن نراقب ونتحكم في التغيير المناخي وإن كان جزئيا". ويشاطر كوسيه هذا الرأي وهو على وعي تام بالموضوع وعلى استعداد لخدمة المحيط. "إنه هدف طموح وبالخصوص بالنسبة للبلدان المصنعة حيث تستطيع الحجارة المقواة بليف الكربون أن تساهم في تحقيق هذا الهدف النبيل". وبالتالي فنحن نحاول نشر هذا المنتوج وفي أقرب الآجال كما نريد أن نمد بهذه الفكرة بأسهل الطرق وبأخفض الأسعار. "إذا استطعنا أن نخفض من استعمال الحديد والألومنيوم سنقتصد في استهلاك الطاقة، كما أن الحجارة المقواة بليف الكربون تخول بالصناعة اليدوية في مكان الأشغال لمجموعة كبيرة من المواد وهو ما يساهم في خلق مواطن الشغل وضمانها. ومن ناحية أخرى يمكن العمل داخل وحدات الانتاج الآلية وبالتالي تستطيع الحجارة الطبيعية المقواة بليف الكربون أن تبين الفوائد البيئية والتكنلوجية على الصعيد الكبير". هذه هي بعض دوافع استراتيجية كوسه.
وليس من المستغرب بعد ما سبق ذكره أن ساهمت TechnoCarbon في أشغال القمة الدولية المتعلقة بالمناخ التي انعقدت في بالي في شهر نوفمبر من سنة 2007 وعرض خلالها أفكاره المحدثة أمام القادة أصحاب القرار في العالم. وأكد السيد كولدجة كوسيه على وجه الخصوص على اهتمام "العالم الثالث" بابتكاره لأن نمو هذه البلدان يواجه صعوبات وعوائق ناتجة بالخصوص عن قلة الحديد وارتفاع ثمنه.
ونشير أنه تم انشاء منظمة جديدة تحت اسم GRANIDUS (الغرانيت في الاستعمال الصناعي)، وهي جمعية دولية تهدف إلى نشر الحجارة الطبيعية وبالخصوص الغرانيت في جميع أقطار العالم من أجل استعماله في المجال الصناعي في قطاعات متعددة ومختلفة وفي بناء العمارات وفي قطاع الطاقة. GRANIDUS هي منبر للبحث ولتشجيع المواد الأساسية الخالية من ثاني أوكسيد الكربون والمتركزة على الحجارة الطبيعية.
للمزيد من المعلومات: www.granidus.eu
TechnoCarbon Technologies Gb
D - 81925 München
الهاتف: 00493899295222
www.technocarbon.com
kk@technocarbon.de
