تواجه البنية التحتية في ميشيغان تحديات كبيرة، وأبرزها تآكل الطرق الناتج عن الظروف المناخية القاسية، لكن الأمل يلوح في الأفق بفضل ابتكار فريق بحثي من جامعة ولاية ميشيغان، الذي طور نوعاً جديداً من الخرسانة يتميز بخصائص فريدة مثل المرونة، والقدرة على التسخين الذاتي، والإصلاح الذاتي، وقد يساهم هذا الابتكار في تقليل التكاليف وتحسين جودة الطرق.
يقول الدكتور Brian Wenzel، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة بجامعة ولاية ميشيغان، إن الخرسانة التقليدية التي استخدمت منذ آلاف السنين تتميز بقوة ضغطها العالية، لكنها ضعيفة للغاية أمام قوى الشد، مما يجعلها عرضة للتشقق تحت تأثير العوامل البيئية.
وأضاف Wenzel أنه رغم تعزيزها بقضبان حديدية، فإن تقلبات درجات الحرارة والمواد الكيميائية تؤدي إلى تلف الطرق مع مرور الوقت، وهذه التشققات تسمح للماء والمواد الضارة بالتغلغل، مما يزيد المشكلة سوءاً.
للتغلب على هذا التحدي، نجح الفريق البحثي في تطوير خرسانة مرنة قادرة على تحمل الشد وضغوط البيئة المحيطة، حيث تتمتع هذه المادة الجديدة بمرونة تفوق الخرسانة التقليدية بـ500 مرة، وهي قادرة على الإصلاح الذاتي من التشققات.
وأوضح Bill Jin الأستاذ المساعد في كلية الهندسة بجامعة ولاية ميشيغان، والذي قاد الفريق البحثي، أن الشقوق التي تتشكل في هذه الخرسانة دقيقة جداً، بحيث لا تسمح بدخول الماء أو المواد الكيميائية، ما يحافظ عليها من التلف ويتيح لها إصلاح نفسها تلقائياً.
وإلى جانب مرونتها، تتمتع الخرسانة الجديدة بخاصية امتصاص الطاقة الشمسية وتخزينها، وهذه الطاقة تُستخدم لاحقاً لإذابة الجليد عند انخفاض درجات الحرارة، ما يجعلها خياراً مثالياً لمناطق كميشيغان التي تعاني من تراكم الجليد على الطرق.
يذكر أن ولاية ميشيغان خصصت نحو 5.7 مليار دولار في عام 2023 لبرامج الطرق والجسور، وهي تكلفة كبيرة تُثقل كاهل الميزانية، ولكن استخدام هذه الخرسانة المتطورة قد يقلل من الحاجة إلى إصلاحات متكررة، مما يوفر جزء كبير من الأموال المخصصة للبنية التحتية.
وأشار Jin إلى أنه يمكن استخدام الخرسانة الجديدة كطبقة واقية فوق الطرق الموجودة، مما يسهل تطبيقها دون الحاجة إلى إعادة بناء الطرق بالكامل، مؤكداً على أن طبقة بسمك بوصة أو بوصتين ستكون كافية لتوفير الحماية المطلوبة.
يسعى الفريق البحثي حالياً لتنفيذ مشروع تجريبي داخل حرم جامعة ولاية ميشيغان لتوضيح مزايا الخرسانة الجديدة مقارنة بالخرسانة التقليدية، حيث يطمح الفريق إلى تثقيف الناس وصناع القرار حول الفوائد العملية لهذه الخرسانة، وكيف يمكنها تحسين المجتمعات.
يمكن القول أن هذا الابتكار قد يمثل نقلة نوعية في كيفية التعامل مع مشاكل البنية التحتية، ليس فقط في ميشيغان، بل في مناطق أخرى تواجه تحديات مشابهة.
