چمن مصنوعی خود‌خنک‌کننده می‌تواند به مدیریت گرمای شدید در شهرها کمک کند

محققان هلندی به تازگی از آزمایش زمین ورزشی مصنوعی جدیدی رونمایی کرده‌اند که با «چمن مصنوعی خود‌خنک‌کننده» ساخته شده است. این چمن مصنوعی، آب باران را جذب می‌کند و در روزهای گرم، با تبخیر آب‌های ذخیره‌شده در سطح زیرینش، باعث می‌شود که سطح رویه‌ی چمن بسیار خنک‌تر از چمن‌های مصنوعی معمولی باشد. این چمن خود‌خنک‌کننده می‌تواند از ورزشکاران در برابر سوختگی و گرمازدگی محافظت کند و در عین حال، با فراهم‌سازی امکان استفاده‌ی بهینه از آب‌های سیلابی، به مدیریت شهری نیز کمک می‌کند.

ماریولین فان هیخفورت از مؤسسه تحقیقاتی آب KWR در شهر نیووه‌خین در هلند، می‌گوید هم‌اکنون چنین سطوحی در آمستردام، لندن و کوبه در ژاپن، به کار می‌روند. او می‌افزاید: «زمین چمن معمولی، به دلیل خود چمن طبیعی خنک می‌ماند، زیرا آب موجود در گیاهان تبخیر می‌شود. بنابراین، این سیستم با فرستادن آب به بالا و تبخیر‌کردن آن، به نوعی موقعیت طبیعی چمن را تقلید می‌کند.»

هیخفورت می‌گوید در بسیاری از شهرها، در مراکز ورزشی و زمین‌های بازی چمن مصنوعی نصب می‌شود، زیرا استفاده‌ی بیش‌از‌حد، چمن طبیعی را از بین می‌برد. اما حتی در مناطقی با اقلیم متعادل مانند شمال اروپا، گرمای خورشید سطوح چمن پلاستیکی را تا حدود ۷۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. این امر سلامت ورزشکاران را به خطر می‌اندازد و هوای شهری را نیز گرم می‌کند. این وضعیت با افزایش گرمایش زمین، وخیم‌تر نیز می‌شود.

مجراهای بسیار باریک این چمن با الیاف پشم معدنی که مانند اسفنج عمل می‌کند، آب را به آرامی به لایه‌ی شن نازک در بستر چمن مصنوعی برمی‌گرداند. آب چمن سیراب‌شده در شرایط گرم آزمایشگاهی، از طریق لایه‌ی شن تبخیر می‌شود و روی سطح چمن، اثر خنک‌کنندگی ایجاد می‌کند.

نتیجه‌ی به‌دست آمده در آزمایشگاه، دلگرمی بزرگی برای تیم محققان بود. به همین دلیل، آن‌ها برای عملی‌کردن ایده، چند زمین آزمایشی به وسعت ۲۵ متر مربع در آمستردام ساختند که شامل زمین چمن معمولی با آبیاری طبیعی نیز می‌شد.

نتیجه نشان داد در طول موج گرما که بیشترین دمای هوا ۲۹٫۸ درجه سانتی‌گراد بود، دمای چمن مصنوعی معمولی به ۶۲٫۵ درجه سانتی‌گراد رسید. اما دمای چمن خودخنک‌کننده‌ی محققان هرگز از ۳۷ درجه سانتی‌گراد فراتر نرفت و فقط ۱٫۷ درجه سانتی‌گراد از زمین چمن طبیعی گرم‌تر بود. هیخفورت می‌گوید حتی هوای بالای سطح چمن خنک‌شده با آب نیز از چمن مصنوعی معمولی خنک‌تر بود، یعنی به طور کلی، این چمن‌های خودخنک‌کننده گرمای شهری را کاهش می‌دهند.

سیستم چمن خودخنک‌کننده بر اساس مدلی طراحی شده است که در آن، سرعت بالا‌آمدن آب و فرآیند خنک‌سازی تبخیری، به عوامل طبیعی مختلفی مانند شرایط آب‌و‌هوایی بستگی دارد. هیخفورت می‌گوید: «بنابراین، آب فقط زمانی تبخیر می‌شود که تقاضا برای خنک‌سازی چمن وجود داشته باشد.»

هیخفورت می‌گوید مخازن زیر سطح چمن در زمین فوتبال استانداردی به ابعاد ۱۰۰ متر در ۶۴ متر، تا حدود ۵۱۲ هزار لیتر آب باران را ذخیره می‌کنند. مجراهای بسیار باریک آب در پدهای شوک نیز می‌توانند ۹۶ هزار لیتر آب اضافه را در خود جای دهند. این بدین معنی است که زمین‌ها در صورت وقوع سیل و طوفان، به جذب حجم بسیار بالایی از آب کمک می‌کنند.

یافته‌های محققان در مجله Frontiers in Sustainable Cities منتشر شده است.