الباحثون يطورون طلاءً جديداً يقي من تشكل جبال الدهون في أنظمة الصرف الصحي

جبال الدهون هي تهديد مقرف جداً يكمن تحت المدن والبلدات على مستوى العالم. قد تختلط هذه التراكمات من الدهون والزيوت والشحوم (أو FOG اختصاراً بالإنجليزية) مع الكالسيوم والمياه في أنظمة الصرف الصحي وتشكّل انسدادات عملاقة تتصلب داخل الأنابيب ومجاري الصرف الصحي الخرسانية. ابتكر فريق من المهندسين من معهد ميلبورن الملكي للتكنولوجيا (RMIT) الأسترالي طلاءً وقائياً لأنابيب الخرسانة قد يساعد على خفض عدد الكتل الدهنية التي تتشكل في مجاري الصرف الصحي. وصف الفريق النتائج في دراسة نشرها في عدد شهر نوفمبر/تشرين الثاني 2024 من مجلة الهندسة الكيميائية (Chemical Engineering Journal).

اقرأ أيضاً: العلماء يطوّرون نوعاً جديداً من الخرسانة يحتوي على بقايا القهوة المطحونة

كيف يمكن التخلص من جبال الدهون؟

تتسبب جبال الدهون بنحو نصف الانسدادات في أنظمة الصرف الصحي في الولايات المتحدة و40% من الانسدادات في أستراليا، وتكلف إزالتها 25 مليون دولار في الولايات المتحدة و100 مليون دولار في أستراليا سنوياً.

يوفر طلاء البولي يوريثان الجديد المعزز بالزنك حلاً محتملاً لهذه المشكلة؛ فوفقاً لفريق معهد ميلبورن الملكي للتكنولوجيا، يخفض هذا الطلاء معدل إطلاق الكالسيوم من كتل الخرسانة بنسبة تصل إلى 80% مقارنة بالمعدل في الكتل غير المطلية.

أنشأ فريق الدراسة الجديدة محاكاة مخبرية لوسط نظام الصرف الصحي في ظل ظروف قاسية وسرّعوا عملية تشكّل جبال الدهون بمقدار كبير على مدى 30 يوماً. أدى الطلاء إلى انخفاض تراكم الدهون والزيوت والشحوم على الخرسانة بنسبة 30% مقارنة بالخرسانة غير المطلية.

حل مبتكر

قال المهندس المدني ومهندس البنى التحتية في المعهد الملكي للتكنولوجيا في ميلبورن والمؤلف المشارك للدراسة، بيبلوب برامانيك، في بيان صحفي: "يمكن أن نعزو الانخفاض في تراكم الدهون والزيوت والشحوم إلى الانخفاض الكبير في معدل إطلاق الكالسيوم من الخرسانة المطلية، فضلاً عن انخفاض معدل التصاق الدهون والزيوت بسطح الطلاء مقارنة بسطح الخرسانة الخشن غير المطلي. الطلاءات التقليدية مثل هيدروكسيد المغنيزيوم، المستخدمة على نطاق واسع منذ أكثر من عقدين من الزمن، فعالة في الحد من تآكل المجاري ولكنها قد تسهم في تراكم الدهون والزيوت من خلال التفاعل مع الأحماض الدهنية".

بالإضافة إلى ذلك، يتميز الطلاء الجديد بأنه لا يتفاعل مع الماء ويتحمّل درجات الحرارة التي تصل إلى 50 درجة مئوية، إضافة إلى أنه يتمتع بالقدرة على الإصلاح الذاتي في درجة حرارة الغرفة، ما يعني أنه يصلح أي ضرر يلحق به تلقائياً. يطيل ذلك عمر الطلاء ويجعله مستداماً أكثر.

قال برامانيك: "استوحينا الإلهام من الخصائص التجديدية المرصودة في الطبيعة، مثل قدرة جلد البشر على شفاء نفسه".

خدش الباحثون سطح الطلاء بشفرة حادة لاختبار قدرته على إصلاح نفسه.

قال عالم الكيمياء والمهندس في المعهد الملكي للتكنولوجيا في ميلبورن والمؤلف المشارك للدراسة، ساتشين ياداف، في بيان صحفي: "أدى إنشاء خدوش سطحية على عينة طلاء البولي يوريثان الذاتي الإصلاح إلى تحفيز عملية الإصلاح،  ولاحظنا تراجعاً واضحاً في الخدوش السطحية بعد فترة الإصلاح".

اقرأ أيضاً: كيف أدت محطات الصرف الصحي إلى وصول انبعاثات غاز الميثان إلى مستويات قياسية؟

يعمل الفريق حالياً على تطوير طلاء محسَّن يساعد على خفض رواسب الدهون والزيوت في مجاري الصرف الصحي، ويتمتع بقوة ميكانيكية أكبر وقدرة أكبر على الإصلاح الذاتي. يعمل برامانيك أيضاً باحثاً رئيسياً في مشروع يهدف لتطوير مصيدة شحوم متطورة (وهي أداة تلتقط الشحوم والمواد الصلبة قبل دخولها مجاري الصرف الصحي) يمكن استخدامها في المطاعم لإزالة جسيمات الدهون والزيوت والشحوم بفعالية أكبر.