از ضایعات کشاورزی تا ساختمان

از ضایعات کشاورزی تا ساختمان: تبدیل تکنولوژی ویلو در غنا

مقدمه: شرکت ویلو تکنولوژی

“ویلو تکنولوژی‌” یک کارخانه تحقیقاتی و فناوری ساختمانی است که به عنوان یکی از بهترین شیوه‌های نوین سال 2023 توسط ArchDaily انتخاب شده است. این مرکز تحقیقاتی توسط می-لینگ لوکو، یک طراح و دانشمند معماری غنائی-فیلیپینی تأسیس شده است و در زمینه مواد ساختمانی مبتنی بر زیست‌شناسی فعالیت می‌کند.

این شرکت با مواد باقیمانده کشاورزی و مواد بیومحور عموماً سوالات فنی مربوط به مقیاس‌پذیری، تولید صنعتی، استانداردسازی، مقاومت در برابر آتش، و مقاومت مکانیکی را مطرح می‌کند. ویژگی منحصربه‌فرد “ویلو تکنولوژی‌ها” در این است که به مناطق در حال توسعه در غرب آفریقا متمایز می‌شود. این مرکز تحقیقاتی با محصولات محلی مانند نارگیل، مورینگا، برنج و سایر محصولات بومی همکاری کرده و ویژگی‌های مادی مختلف محصولات کشاورزی، محصولات فرعی احتمالی آنها، تکنیک‌های محلی تبدیل، و چالش‌ها و چشم‌اندازهای مقیاس‌پذیری به عنوان مواد ساختمانی را بررسی می‌کند.

می-لینگ توضیح می‌دهد که دستیابی به مقیاس‌پذیری مواد مبتنی بر ضایعات کشاورزی تنها زمانی ممکن است که به همراه تحریک تقاضا از طریق درک و آموزش درباره این مواد صورت گیرد. این ایده اساسی شرکت ویلو تکنولوژی برای بررسی استفاده از مواد فرعی کشاورزی نارگیل، مورینگا و برنج در کشوری بود که تجاری‌سازی گونه‌های بومی به دلیل ورود و بازاریابی گونه‌های غذایی هیبرید وارد شده به طور مداوم در حال کاهش بود.

“چگونه می‌توان تقاضا و استفاده مؤثر از محصولات بومی و فرعی کشاورزی در غنا را ایجاد کرد” سوالی برای تحقیقات این شرکت شد، زیرا تنها از طریق این راه می‌توانست محصول مقدار کافی از محصولات فرعی تولید کند تا به مواد ساختمانی با مقیاس قابل توسعه تبدیل شود.

به عنوان بخشی از دعوتنامه پروژه‌های COP27 که توسط مجموعه بریتیش کانسیل برای برجسته‌سازی مسائل سیلاب ارائه شده بود، ویلو از گیاهان برنج و پوسته نارگیل به عنوان اجزای کلیدی از جمله عناصر بازدارنده آب و مقاوم به سیلاب در یک پروژه bioswale در پارک افوا ساترلند در اکرا، غنا استفاده کرد. در این پروژه، ویلو با همکاری یک آشپز برجسته آفریقایی به نام سلاسی آتادیکا، از طریق مؤسسه میدونو ۱۲۶ دوره برنج را از Africa Rice اخذ کرد و آنها را به عنوان زیرساخت سبز در بخشی از پارک که به سیلاب حساس بود، پیاده کرد.

این پروژه شامل طراحی و نصب bioswale بود تا با کاشت برنج مقاوم به سیلاب در کنار گونه‌های محلی دیگر، جریان آب را کندتر کند. از طریق این نمایش، ویلو تکنولوژی‌ها در آموزش مشارکت‌کنندگان محلی و جهانی، از جمله شورای علمی و صنعتی غنا (CSIR)، معمار اسکاتلندی تام مورتون، دانشجویان دانشگاه آشسی و مدرسه معماری مکینتاش گلاسکو، دخیل شد.

تقاضای قوی برای محصولات محلی می‌تواند چشم‌اندازهای گسترده‌تری برای مصالح فرعی با کاربردهای متنوع را فراهم کند. این امر توسط تحقیق ویلو تکنولوژی در مورد مصالح فرعی مورینگا به خوبی مورد نمایش قرار می‌گیرد. مورینگا در غنا به عنوان یک درخت پرطرفدار شناخته می‌شود که معمولاً برای تهیه چای، روغن، عصاره‌های گیاهی و دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در هنگام استخراج روغن از مورینگا، مصالح فرعی به نام کیک فشار یا کیک پرس به جا می‌ماند. این مواد مشابه آرد هستند و می‌توانند به عنوان مواد افکنده‌کننده برای تصفیه آب‌های فاضلاب سمی استفاده شوند.

این مواد به جمع‌آوری آلاینده‌های سنگین و مواد سمی در آب کمک می‌کنند تا با یکدیگر ادغام شده و رسوب کنند. تحقیقات و طراحی ویلو تکنولوژی در زمینه مصالح فرعی مورینگا در یک پروژه مربوط به تصفیه آب فاضلاب متناهی کاربردی شد. این پروژه به منظور تصفیه آب فاضلاب متناهی نساجی “گلوبال ماماس”، یک شبکه از واحدهای خانگی تولید رنگ باتیک برای زنان، استفاده شد.

این فرآیند، در یک پروژه اثبات مفهومی، سمیت آب فاضلاب آنها را به حد مقررات محیط‌زیست آمریکا (EPA) کاهش داد و آب فاضلاب را به‌طور ایمن در سیستم‌های فاضلاب شهری دفن کرد. این فرآیند نیز باعث ایجاد رس‌هایی شده است که امکان استفاده از آنها به عنوان مواد ساختمانی با قابلیت فشرده‌سازی از خاک را فراهم می‌کند.

ویلو تکنولوژی‌ معتقد است که کلید گسترش مصالح فرعی مبتنی بر کشاورزی در ایجاد زیرساخت تولید توزیع شده برای بیوماس توزیع شده از چرخه‌های غذایی، کشاورزی و ساختمانی قرار دارد. لوکو پیشنهاد می‌دهد که کاهش هزینه‌های تولید با مداخله در فاصله بین جمع‌آوری ضایعات کشاورزی و کنترل کیفیت آنها آغاز می‌شود و با طراحی روش‌های تولید قابل دسترس برای آنها ادامه می‌یابد. کار اولیه این شرکت با پوست نارگیل به عنوان یک ماده ساختمانی این اصول را نمونه‌سازی می‌کند.

پروژه‌هایشان به پرطرفداری نارگیل در غنا پاسخ می‌دهند، که باعث می‌شود تجار تناوب‌گردها را به دلیل عدم وجود سیستم‌های دفن تناوب‌گردها تنها تن‌ها از راه‌های جاده‌ای رها کنند. آنها این تناوب‌گردها را به صورت جداگانه از تجار برای این پروژه‌ها جمع‌آوری کردند، اما هدف آنها ایجاد یک سیستم توزیعی از دستگاه‌های آسیاب‌کاری مقیاس کوچک در نقاط مشخصی از شهر است، که به تجار نارگیل امکان پردازش تناوب‌گردها و دریافت کارمزد را می‌دهد. تناوب‌گردها به شکل الیاف خشک، نرم و سبک خرد می‌شوند که کنترل آنها برای تولید ماده ساختمانی آسان‌تر است.

نارگیل‌های بومی و بالغ در غنا درصد بالایی از لیگنین دارند که به آن‌ها از نظر ساختاری مزیتی برای کاربردهای محصولات ساختمانی پتانسیلی مانند فیبربوردهای متوسط‌چگالی و بالاچگالی نسبت به نارگیل‌های جوان از تولیدکنندگان جهانی دیگر می‌دهد. عملکرد لوکو از این مواد پوستی از طریق روش‌های فشار حرارتی استفاده کرده است که از چسب‌های مبتنی بر زیستی برای تولید فیبربوردهای کم‌کربن و غیر سمی بهره می‌برند.

این فرآیند با محصولات چوب بازسازی‌شده یا تخته‌های پلاستیکی مقایسه می‌شود که با چسب‌ها در دماهای بالاتر فشار داده می‌شوند و به دلیل استفاده از چسب‌های مصنوعی ترکیبی، ترکیبات آلاینده و بخارات سمی را آزاد می‌کنند که به سلامتی کارگران کارخانه و ساکنان ساختمان آسیب می‌زنند.

از تمام فرآیندهای مختلفی که در اجرای آن‌ها شرکت ویلو تکنولوژی‌ درگیر شده، بزرگ‌ترین چالش بازنگری در مورد این مواد از جایگاه محلی به جایگاه ایده‌آل در ساختمان‌ها در زمینه غنا بوده است. می-لینگ می‌گوید: “معمولاً سریع‌ترین راه استفاده از این مواد در ساختمان‌ها به‌عنوان عایق است. اما یک‌بار آنها را در دیوار پنهان کنید، کسی واقعاً به آن‌ها توجه نخواهد کرد یا حاضر به پرداخت قیمت بالا برای آنها نخواهد بود.”

وی افزود: “من فکر می‌کنم که فرصت از دست رفته‌ای برای به دست آوردن ارزش واقعی آنها به‌عنوان پوست‌های محکم و تنفس‌پذیر، جداکننده‌ها و مبلمان وجود دارد، با تعبیه سفارشی‌سازی که قدرت جذب و ترغیب مردم به بهره‌برداری از آنها را دارد.”

او افزود که طراحی نقش مهمی در تغییر نگرش فرهنگی ایفا می‌کند. این رویکرد نیز در پروژه‌های استفاده از تخته‌های الیاف پوست نارگیل به‌کار رفته است، با استفاده از شکل، بافت، رنگ و الگوهای سطح این پنل‌ها به منظور افزودن به عملکرد مکانیکی، صوتی یا حرارتی محصول در پروژه‌هایی چون پاویلون اکولوژیک نایروبی مرکز مطالعات زیست‌محیطی ییل و نمایشگاه‌های در موزه آینده در دبی به‌کار رفته است.

معمار غنایی-فیلیپینی معتقد است که نه همه مواد می‌توانند یا باید برای همیشه باقی بمانند، و ما نیاز داریم تا ارزش نگهداری و معیارهای عملکرد مواد ساختمانی را دوباره ارزیابی کنیم. طبق دیدگاه لوکو، پوشش دادن به اینگونه مواد بیومبنا به طور قابل توجهی توانایی‌های هیدروترمال منحصربه‌فرد این مواد را در تأثیر بر روی راحتی داخلی کاهش می‌دهد.

این توانایی‌های ماده، تکنولوژی‌های سرد کردن فعال مهمی هستند که بر اساس جذب و ذخیره رطوبت در ساعت‌های آخر عصر و ساعت‌های ابتدای صبح در محیط‌های گرم و مرطوب و مناطق استوایی بهره می‌برند و این رطوبت را در طول روز دفع می‌کنند.

با مقایسه ویژگی‌های گسترده محصولات بیومبنا، اینگونه مواد نقش قابل توجهی در بهره‌برداری از منابع محلی فراوان و همچنین کاهش انتشار کربن در طول فرآیندهای تولید، عملکرد و پایان عمر یک ساختمان دارند. برای ایجاد مقیاس بزرگ و عادی‌سازی استفاده از ضایعات کشاورزی و محصولات بیومبنا در کاربردهای مواد ساختمانی در غنا و سایر زمینه‌ها، همکاری از پایین به بالا و از بالا به پایین لازم است.

از یک سو، ایجاد همکاری بین ذینفعان در بخش کشاورزی و ساختمانی برای به دست آوردن این منابع و کمک به آموزش مهارت‌های محلی و حرفه‌ای جهت شرکت در یک اقتصاد بیومبنا رونق‌بخشی ضروری است. از سوی دیگر، نیاز به نقش پویا از سوی دولت‌ها در سیاست‌های ملی و منطقه‌ای وجود دارد تا این همکاری‌ها را حمایت نموده، تشویق کنند و تقاضای بازار را تحریک سازند.