Šta arhitekti znaju o stvaranju plaka i patine na bakru, zgradama i njihovom utjecaju na otpadne vode kišnice i okoliš? Arhitekta Chris Hodson, dopisnik www.copperconcept.org, traži vodećeg stručnjaka za direktne odgovore.
Već 15 godina, profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) uključen je u velika interdisciplinarna terenska i laboratorijska istraživanja korozije i ispiranja metala sa bakarnih krovova i fasada koje je proveo Fakultet za površinu i koroziju Kraljevskog tehnološkog instituta u Stockholmu.
Chris Hodson (CH): Šta se događa kada bakar postane smeđi, a zatim zeleni u kontaktu s atmosferom?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Svi osim najplemenitijih metala, poput zlata i platine, oksidiraju i korodiraju u različitom stepenu 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 nerđajućeg čelika nije vidljiva golim okom. Izložen atmosferskom zraku, bakar stvara bakarni oksid (kuprit), koji postepeno poprima tamniju smeđkasto-crnu boju. Tada razni osnovni bakar sulfati i kloridi boje površinu u zeleno. Formula patine ovisi o atmosferskim uvjetima, posebno su odlučujuće koncentracija sumpor-dioksida i natrijevog klorida. U morskom okruženju stvaranje osnovnih bakarnih klorida daje površinama plaviju boju. Uprkos 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 sloja bakra. Ako se plak formirao tokom 100 godina, metal ispod njega i dalje neće oksidirati. Ali ovo se pravilo ne primjenjuje u slučaju lako nagrizajućih proizvoda kao što su soli bakra, ako ih ima.
CH: Zašto se plak ne otopi brzo i ne opere površinu poput soli rastvorljivih u vodi?
IOW: Prvo, osnovna jedinjenja bakra koja nastaju u ležištu bakra imaju vrlo različit hemijski sastav od soli bakra rastvorljive u vodi. Drugo, osnovni spojevi su dio plaka, koji se uglavnom sastoji od kupita. Treće, prisustvo tankog sloja filma, u kombinaciji sa ponovljenim suvim i vlažnim periodima koji utječu na faktore atmosferskih prilika, omogućava djelomično rastvorenom bakaru koji se oslobađa iz sastava ploče da se djelomično slegne tokom ciklusa sušenja. Ovi se uslovi značajno razlikuju od laboratorijskih uslova rasute uronjenosti, kada nema perioda sušenja, a otopljeni bakar ima ograničeni kapacitet ponovnog taloženja.
CH: Dakle, ispire li kišnica bilo koji materijal sa površine bakra?
IOW: Neki materijali se ispiru sa površine svih metala. Ali samo reakcijom kišnice s površinama određena količina oslobođenog bakra može se otopiti. To u principu ovisi o karakteristikama kiše (intenzitetu, količini vode, trajanju, kiselosti) i prevladavajućim smjerovima vjetra, zajedno s faktorima 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: Šta se događa sa bakrom ispranim iz zgrade?
IOW: Potvrđeno je da različiti materijali u blizini zgrade - uključujući zemlju, beton i krečnjak - efikasno apsorbiraju oslobođeni bakar. Interakcija s ovim površinama takođe značajno smanjuje bioakumulaciju bakra. Tako će oslobođeni bakar zarobiti površina već u odvodnom sistemu: potvrđena je efikasnost betonskih i lijevanih željeznih cijevi. U stvari, preko 98% ukupnog bakra ispuštenog u otpadnim vodama na betonskim površinama vezano je unutar 20m interakcije. Neke su zemlje već usvojile održive tehnologije odvodnje, uključujući upijajuću putnu odeću, odvode ili kanale, obrnute bunare ili sedimentacije i odvodna zemljišta - umjesto odvodnje 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 materije, apsorbujući čestice i sediment, 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 pažljivo obratiti pažnju na odvodnju iz bakrene zgrade?
IOW: Pa, ako ste dizajnirali veliki bakreni krov koji se ulijeva direktno u jezero s osjetljivim vodenim organizmima, bez prethodne reakcije s organskim tvarima ili raznim površinama, trebali biste potražiti savjet. Mnogo pomoći i savjeta može se dobiti od Europskog instituta za bakar, uključujući alate za procjenu projekata.
CH: Zašto neke zemlje još uvijek imaju zabrinutosti zbog bakra u otpadnim vodama?
IOW: Većina ekotoksikoloških studija provodi se na solima rastvorljivim u vodi kako bi se procijenili štetni učinci na vodene organizme, uključujući metale u njihovom jonskom obliku. Oni nemaju puno veze sa stvarnom situacijom zgrade presvučene bakrom izložene vremenskim utjecajima, kao što smo ranije razgovarali. Stvarni uslovi odvodnog sistema, robusna pejzažna arhitektura i građevinsko okruženje takođe se veoma razlikuju od uslova ekotoksikoloških ispitivanja sa solima bakra, gde je sav bakar u hemijskom obliku koji se može biološki asimilirati. Stoga se pogrešne norme i zakoni sada moraju ispraviti uzimajući u obzir stvarnu ekološku situaciju, posebno uzimajući u obzir utjecaj na prirodu bakra.
Objavljeno u izdanju "Bakreni arhitektonski forum" br. 31 iz 2011. godine. i na www.copperconcept.org
Chris Hodson
