حصلت جامعة الملك عبد العزيز ممثلة في قسم هندسة التعدين بكلية الهندسة، مؤخرا، على براءة اختراع من مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية عن ابتكارها لطرق تثبيت الكثبان الرملية باستخدام مواد خام طبيعية، التي تساهم في تثبيت الكثبان الرملية وتفادي زحفها ومخاطرها على التركيبة السكانية والعمرانية والطرق الصحراوية. ووفقا لفريق البحث المكون من الأستاذ الدكتور محمود إبراهيم أبو شوك، المالك الرئيسي للابتكار، ومشاركيه في الابتكار الدكتور محمد نور المغربي، الدكتور عباس أحمد فضل، والدكتور جمال سعد عبد الحفيظ، فإن ذلك الابتكار يساعد على تفادي مخاطر زحف الرمال على الطرق الصحراوية، والإسهام في استصلاح الأراضي الصحراوية من أجل تنميتها عمرانيا وصناعيا، كما أنه يغني عن الطرق التقليدية القديمة التي كانت تعتمد على الوسائل الزراعية والكيميائية المكلفة ذات التأثير البيئي والتي تستغرق عدة سنوات لتماسك الكثبان الرملية. ويسهم ذلك الابتكار في الحد من مخاطر الكثبان الرملية المتحركة في المملكة على التطور الحضري أو إغلاق بعض الطرق وكذلك المشاكل الصحية التي يسببها الغبار لقاطني المدن التي تتعرض للعواصف الترابية بتحرك رمال تلك الكثبان. واستغرق تنفيذ الابتكار أكثر من عامين بمعامل كلية الهندسة بجامعة الملك عبد العزيز، حيث قام فريق البحث بعلاج الكثبان الرملية باستخدام نسبة 4% فقط من مسحوق خام البنتونايت الموجود بمنطقة خليص، ودلت النتائج على تحسن الخواص الهندسية للكثبان الرملية بعد علاجها بقيمة نسبية ما بين (20 – 80) مقدار القيمة قبل العلاج. وأثبتت نتائج الأبحاث تحسن ثبات الكثبان الرملية ضد الرياح، حيث لم تعد تتحرك مع سرعة هواء تصل إلى أكثر من 100 كم/ساعة بدلا من 10 كم/ ساعة فقط، والتي كانت تؤدي إلى تحرك الكثبان الرملية وإثارة الغبار في المدن المجاورة والطرق، كما أن هذا التحسن لم يتم فقط عند سطح الكثبان الرملية كما كان سابقا بل امتد أيضا إلى العمق مما يهيئ التربة للاحتفاظ بالرطوبة الكامنة لمدة طويلة نسبيا مما يساعد كثيرا النباتات والأشجار في النمو واختراق الأعماق بالتربة. ويتمثل الابتكار في خلط مساحيق من مواد خام طبيعية من محاور متعددة في الطبقة العليا للكثبان الرملية وبأزمنة مختلفة للحصول على أفضل درجة في الخواص الهندسية للكثبان الرملية الناتجة لمقاومة الزحف والغبار جراء الرياح العاتية بأقل كمية وعمق وجهد وأقصر وقت. وتعتمد طرق تثبيت الكثبان الرملية على خام البنتونايت الخامل واستخدام خواصه في التجانس ودرجة التماسك المرتفعة والمميزة للخام الطبيعي الخامل، بحيث تتماسك حبيبات الكثبان الرملية مع الخام المضاف بنسب مدروسة وبعمق مقدر، وذلك من خلال معرفة كل من درجة النشاط والتماسك، تناسب المخلوطات، دليل الانتفاخ الحر، دليل الليونة، سعة التبادل الأيوني، المساحة السطحية للترابط، وقياس دقات الاختراق تحت ظروف متنوعة، بحيث تنتج طبقة متجانسة متماسكة بعمق لا يتجاوز مترا واحدا غير قابلة للانقشاع بفعل الرياح الصحراوية العاتية، وحفظ الرطوبة الكامنة في طبقات الكثبان الرملية المطلوبة لبعض النباتات.
