Cát bao phủ những bãi biển và sa mạc rộng lớn trên khắp thế giới. Tuy nhiên, nguyên liệu thô được sử dụng với số lượng khổng lồ trong xây dựng và sản xuất. Chỉ riêng trong lĩnh vực xây dựng, 40-50 tỷ tấn vật liệu được sử dụng trên khắp thế giới hàng năm. Điều này dẫn đến việc sản xuất bê tông, thường được tạo thành từ khoảng 25% cát.
Vấn đề khi nói đến nguồn cung là hầu hết cát sa mạc hoặc cát bãi biển không phù hợp - cát sa mạc quá mịn và cát bãi biển có quá nhiều muối. Tác động trực tiếp là vấn đề nguồn cung ở các quốc gia đang trong giai đoạn bùng nổ xây dựng như Trung Quốc và Ấn Độ, những quốc gia có ngành xây dựng lớn nhất thế giới.
Tình trạng thiếu cát ở Ấn Độ dẫn đến sự ra đời các nhóm mafia. Các nhóm này có liên quan đến hàng chục vụ giết người, bao gồm cả vụ giết nhà báo điều tra Jagendra Singh năm 2015. Shobha Bhatia, giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường Đại học Syracuse, cho biết: “Mọi người không hiểu thế giới đang thiếu cát. Chúng ta đang xây dựng các thành phố và thị trấn với tốc độ chưa từng có. Nhưng nhiều người cũng không nhận ra rằng cát được sử dụng cho những thứ như màn hình điện thoại thông minh và TV, tấm pin mặt trời và nhiều mặt hàng điện tử khác”.
Để cố gắng giảm nhu cầu về cát, giới khoa học đang chuyển sang công nghệ và đổi mới để tìm kiếm các lựa chọn thay thế. Những người này bao gồm Tiến sĩ John Orr, giảng viên về kết cấu bê tông Đại học Cambridge. Ông phát hiện chất thải nhựa có thể được phân loại, làm sạch, cắt nhỏ và nghiền thành một chất thay thế cát để sử dụng cho bê tông.
Tiến sĩ Orr xem xét cụ thể tác động tiềm tàng của giải pháp ở Ấn Độ. Tại đây, giá cát đã tăng vọt - trong khi đồng thời ước tính cho thấy 15.000 tấn rác thải nhựa thải ra mỗi ngày trong cả nước. Tiến sĩ Orr bình luận: “Chúng tôi nhận thấy có thể thay thế tới 10% cát trong bê tông bằng nhựa mà vẫn có cùng độ bền và tuổi thọ. Điều đó giúp tiết kiệm nhu cầu về một lượng cát khổng lồ, đồng thời giúp giảm lượng rác thải nhựa khổng lồ trên đường phố Ấn Độ. Từ góc độ chi phí, sử dụng nhựa có thể rẻ hơn, đặc biệt là khi cát tăng giá khi trở nên khan hiếm hơn. Tại một số quốc gia có sự bùng nổ xây dựng, việc sử dụng nhựa trong bê tông có thể trở nên phổ biến”.
Tiến sĩ Orr tính toán nếu sử dụng nhựa trong sản xuất bê tông được áp dụng trên khắp Ấn Độ, nước này có thể tiết kiệm 820 triệu tấn cát mỗi năm. Đồng thời, một nghiên cứu khác đang được thực hiện để sử dụng các vật liệu phế thải khác trong bê tông thay cho cát - chẳng hạn như lốp xe ô tô cũ vụn hoặc kính. Bất chấp những đổi mới này, Tiến sĩ Orr và các chuyên gia khác cảnh báo không nên dựa vào chúng quá nhiều. Thay vào đó, họ chỉ ra những thay đổi trong thiết kế tòa nhà như một giải pháp lâu dài khả thi hơn.
Chuyên gia về cát Vince Beiser nhận định: “Thông thường, các cấu trúc được thiết kế quá mức - chúng sử dụng quá nhiều bê tông. Đây là một vấn đề lớn hơn nhiều. Tiết kiệm bê tông theo thứ tự 30-50% là có thể”. Để giúp giải quyết cuộc khủng hoảng cát trên thế giới, Beiser lưu ý rằng ngay cả việc giảm 10% số lượng ô tô trên đường - kết hợp với việc tăng cường sử dụng dịch vụ đi chung xe hoặc phương tiện công cộng - sẽ có tác động to lớn: “Điều đó có nghĩa là ít hơn 10% số nhà cần xây nhà để xe và đường lái xe, tiết kiệm hàng trăm tấn cát cho mỗi ngôi nhà. Điều đó cũng có nghĩa là bạn có thể xây dựng các cấu trúc bãi đậu xe nhỏ hơn 10% - đó là hàng triệu tấn bê tông mỗi năm”.
Tuy nhiên, Beiser nhấn mạnh việc cắt giảm nhu cầu cát cần phải được coi là một phần của nỗ lực rộng lớn hơn để giảm tiêu thụ quá mức tài nguyên thiên nhiên. Beiser kết luận: “Cát thực sự chỉ là một triệu chứng của một vấn đề lớn hơn. Không chỉ là chúng ta đang sử dụng quá nhiều cát, mà chúng ta đang sử dụng quá nhiều mọi thứ. Chúng ta đang sử dụng hết tài nguyên của hành tinh với tốc độ không thể tiếp tục. Chúng ta nên tìm kiếm các giải pháp giải quyết vấn đề chính - sử dụng quá mức tài nguyên thiên nhiên. Rất nhiều vấn đề này có mối liên hệ với nhau và các giải pháp cũng phải như vậy”.
