Cimentul, materialul de bază al construcțiilor urbane, are un efect paradoxal: pe când susține infrastructura, contribuie și la încălzirea orașelor. Acoperișurile și pavajele din beton absorb căldura solară, pe care apoi o radiază în atmosferă, creând așa-numitele „insule de căldură urbane”. În consecință, crește dependența de aerul condiționat, ceea ce duce la un consum energetic sporit și la emisii mai mari de gaze cu efect de seră.
O echipă de cercetători de la Universitatea Southeast a dezvoltat un tip inovator de ciment care poate schimba acest paradigmă. Spre deosebire de cimentul tradițional, care absoarbe căldura, noul material o reflectă și o disipă activ.
Secretul acestui ciment constă într-o structură cristalină specială, bazată pe mineralul etringit, care acționează ca o oglindă și un radiator. Suprafața sa reflectă razele solare și elimină căldura acumulată către cer, menținând o temperatură scăzută fără a consuma energie.
Procesul de fabricație implică materii prime comune, precum calcar și gips, care sunt transformate în pelete, tratate termic și apoi măcinate. Amestecul este apoi hidratat, formându-se atât cristale de etringit, cât și un gel poros bogat în aluminiu. Micro-cavitățile create în timpul procesului sporesc reflectivitatea și eficiența termică.
Testele efectuate în condiții reale au demonstrat că noul ciment poate rămâne cu până la 5,4°C mai rece decât temperatura ambiantă și cu aproape 26°C mai rece decât betonul obișnuit. Performanța se menține și noaptea, când materialul continuă să cedeze căldura acumulată.
Pe lângă proprietățile termice, materialul are și o rezistență mecanică remarcabilă, depășind 100 MPa la compresiune. A rezistat la teste de durabilitate, inclusiv la cicluri de îngheț-dezgheț și la medii corozive, iar reflectivitatea sa a rămas stabilă chiar și după un an de expunere la intemperii.
De asemenea, cercetătorii au demonstrat că materialul poate fi colorat – galben, verde sau roșu – fără a-și pierde proprietățile de răcire, oferind astfel flexibilitate architecturală.
Din punct de vedere ambiental, producția acestui ciment are un impact redus, necesitând temperaturi mai scăzunde și generând cu circa 25% mai puține emisii decât cimentul Portland. Pe termen lung, o tonă din acest material ar putea reduce emisiile de CO₂ cu până la 2.867 kg pe o perioadă de 70 de ani.
Unii experți subliniază că efectul de răcire la scară urbană poate fi mai complex decât cel observat la nivel local, dar potențialul de reducere a consumului energetic și de ameliorare a efectului de insulă de căldură este semnificativ. Implementarea pe scară largă ar putea transforma modul în care construim și răcorim orașele viitorului.