Što arhitekti znaju o stvaranju plaka i patine na bakru, zgradama i njihovom utjecaju na otpadne vode kišnice i okoliš? Arhitekt Chris Hodson, dopisnik www.copperconcept.org, traži vodećeg stručnjaka za izravne odgovore.
Već 15 godina profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) sudjeluje u velikim interdisciplinarnim terenskim i laboratorijskim istraživanjima korozije i ispiranja metala s bakrenih krovova i fasada koje provodi Fakultet za površinu i koroziju Kraljevskog tehnološkog instituta u Stockholmu.
Chris Hodson (CH): Što se događa kada bakar postane smeđi, a zatim zeleni u kontaktu s atmosferom?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Svi osim najdragocjenijih metala poput zlata i platine oksidiraju i korodiraju u različitom stupnju kada su na otvorenom. To možemo vidjeti u obliku hrđe na čeliku i bijelih naslaga na pocinčanom čeliku. Međutim, oksidacija metala ili legura poput titana i nehrđajućeg čelika nije vidljiva golim okom. Izložen atmosferskom zraku, bakar stvara bakreni oksid (kuprit), koji postupno poprima tamniju smeđkasto-crnu boju. Tada razni osnovni bakreni sulfati i kloridi boje površinu u zeleno. Formula patine ovisi o atmosferskim uvjetima, posebno su odlučujuće koncentracija sumpornog dioksida i natrijevog klorida. U morskom okolišu stvaranje osnovnih bakrenih klorida površinama daje plaviju boju. Unatoč ovim zeleno / plavim površinama, unutarnji sloj ostaje pretežno crno-smeđi kupit. U nedostatku onečišćenja u zraku i dalje od obale, plak može zadržati svoju smeđu boju.
CH: Kako plak utječe na koroziju površine bakra?
IOW: Premaz čvrsto prianja uz površinu i djeluje kao učinkovita barijera, značajno smanjujući koroziju osnovnog bakrenog sloja. Ako se plak stvarao tijekom 100 godina, tada metal ispod neće i dalje oksidirati. Ali ovo se pravilo ne odnosi na lako nagrizajuće proizvode kao što su bakrene soli, ako postoje.
CH: Zašto se plak ne otopi brzo i ne opere površinu poput soli topivih u vodi?
IOW: Prvo, osnovni bakreni spojevi nastali u ležištu bakra imaju vrlo različit kemijski sastav od bakrenih soli topivih u vodi. Drugo, osnovni spojevi dio su plaka, koji se uglavnom sastoji od kupita. Treće, prisutnost tankog sloja filma, u kombinaciji s ponavljanim suhim i mokrim razdobljima koji utječu na čimbenike atmosferskih uvjeta, omogućuje djelomično otopljenom bakru koji se oslobađa iz sastava ploče da se djelomično slegne tijekom ciklusa sušenja. Ti se uvjeti značajno razlikuju od laboratorijskih uvjeta rasute uronjenosti, kada nema razdoblja sušenja, a otopljeni bakar ima ograničenu sposobnost ponovnog taloženja.
CH: Pa ispire li kišnica bilo koji materijal s bakrene površine?
IOW: Neki se materijali ispiru s površine svih metala. Ali samo reakcijom kišnice s površinama može se otopiti određena količina otpuštenog bakra. To u načelu ovisi o karakteristikama kiše (intenzitetu, količini vode, trajanju, kiselosti) i prevladavajućim smjerovima vjetra, zajedno s čimbenicima kao što su geometrija zgrade, orijentacija, nagib i zasjenjenost. Dakle, količina ispuštenih materijala u vodi vrlo je mali udio plaka, a većina izoliranih proizvoda slabo je topljiva u vodi.
CH: Što se događa s bakrom ispranim iz zgrade?
IOW: Potvrđeno je da različiti materijali u blizini zgrade - uključujući tlo, beton i vapnenac - učinkovito apsorbiraju otpušteni bakar. Interakcija s tim površinama također značajno smanjuje bioakumulaciju bakra. Tako će otpušteni bakar zarobiti površina već u odvodnom sustavu: potvrđena je učinkovitost betonskih i lijevanih željeznih cijevi. Zapravo je preko 98% ukupnog bakra ispuštenog u otpadnim vodama na betonskim površinama vezano unutar 20m interakcije. Neke su zemlje već usvojile održive tehnologije odvodnje, uključujući upijajuću cestovnu odjeću, odvode ili jarke, obrnute bušotine ili taložnike i odvodna zemljišta - umjesto odljeva cijevi u potoke i rijeke. Ovdje su studije pokazale visok postotak zadržavanja bakra u ranim fazama korištenja ovih tehnologija. Sumirajući, možemo reći da u procesu vezivanja organske tvari, apsorbiranja čestica i sedimenta, odvojeni bakar ostaje u mineralnom stanju kao dio prirodnog bazena bakra u zemlji, nastavljajući prirodni ciklus oslobađanja / mineralizacije.
CH: Postoje li situacije u kojima arhitekti trebaju dobro paziti na odvodnju iz bakrene zgrade?
IOW: Pa, ako ste projektirali veliki bakreni krov koji se izravno ulijeva u jezero s osjetljivim vodenim organizmima, bez prethodne reakcije s organskim tvarima ili raznim površinama, trebali biste potražiti savjet. Puno pomoći i savjeta može se dobiti od Europskog instituta za bakar, uključujući alate za ocjenu projekata.
CH: Zašto neke zemlje još uvijek imaju zabrinutosti zbog bakra u otpadnim vodama?
IOW: Većina ekotoksikoloških studija provodi se na lako topljivim solima kako bi se procijenili štetni učinci na vodene organizme, uključujući metale u njihovom ionskom obliku. Nemaju puno veze sa stvarnom situacijom zgrade presvučene bakrom izložene vremenskim utjecajima, kao što smo ranije razgovarali. Stvarni uvjeti sustava odvodnje, robusne krajobrazne arhitekture i građevinskog okoliša također se vrlo razlikuju od uvjeta ekotoksikoloških ispitivanja s bakrenim solima, gdje je sav bakar u kemijskom obliku koji se može biološki asimilirati. Stoga se pogrešne norme i zakoni sada moraju ispraviti uzimajući u obzir stvarno stanje u okolišu, posebno uzimajući u obzir utjecaj na prirodu bakra.
Objavljeno u izdanju "Bakreni arhitektonski forum" br. 31 iz 2011. godine. i na www.copperconcept.org
Napisao Chris Hodson
