Từ chất thải nông nghiệp đến tương lai bền vững   |  

Lý lịch

Mọi người phản ứng khác nhau với tin xấu. Một số để nó phát huy tác dụng tốt nhất, nhưng những người khác, như David Ward, lại biến nó thành một thứ gì đó tích cực có nhiều tác động tích cực và lâu dài đối với môi trường và sự phát triển kinh tế. Khi ông Ward, một thợ mộc đến từ bang Oregon, Hoa Kỳ, được bác sĩ của mình phát hiện ra rằng việc tiếp xúc với vật liệu xây dựng khiến “hóa chất trong máu của ông giống như một danh sách các dung môi công nghiệp”, ông đã bắt đầu tìm kiếm những vật liệu ít gây hại hơn với xây nhà nào. Biết rằng những viên gạch bùn trộn với sợi thực vật truyền thống là vật liệu xây dựng hiệu quả, anh bắt đầu nghiên cứu cách sử dụng rơm rạ, phế phẩm nông nghiệp từ việc thu hoạch ngũ cốc như gạo và lúa mì, để làm vật liệu xây dựng.

Sự phát minh


Máy thu hoạch StrawJet sản xuất cáp rơm như “rác thải” , được dệt thành thảm và
nén thành các tấm xây dựng chắc chắn
(Ảnh: ASET/StrawJet Project)

Bản thân ý tưởng của ông Ward không phải là mới. Hiện đã có các quy trình công nghiệp để sản xuất các khối xây dựng bằng rơm nén. Tuy nhiên, chúng được thực hiện trong các nhà máy khiến các quy trình đó trở nên đắt đỏ và tạo ra chất thải. Tầm nhìn sáng tạo của ông Ward là chuyển quy trình từ nhà máy ra thực địa. Làm như vậy giúp loại bỏ chi phí nhà máy và bằng cách sử dụng rơm chưa cắt, chưa nghiền trực tiếp từ đồng ruộng, sản phẩm thu được có thành phần mạnh hơn nhiều. Năm 2005, sau mười ba năm phát triển và với sự giúp đỡ của Đại học Bang Oregon và khoản tài trợ 70.000 đô la Mỹ từ Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), tầm nhìn của ông Ward đã trở thành hiện thực khi ông và một nhóm những người đam mê xây dựng bền vững xây dựng nguyên mẫu đầu tiên Máy thu hoạch rơmJet. Ông.

Máy thu hoạch rơm sử dụng ống hút rơm và tạo ra một sợi cáp rơm cứng dài 5 cm liên tục, được quấn chặt, được nén và buộc bằng dây polyester. Một máy đóng sách bổ sung cải tiến lắp ráp bốn dây cáp theo hình vuông và liên kết chúng lại với nhau bằng chất kết dính đất sét và bột giấy tái chế. Sau đó, dây cáp được quấn lại với nhau bằng sợi thành nhiều loại vật liệu xây dựng có chi phí thấp, có thể tái chế hoàn toàn, bền, không độc hại và cách nhiệt chẳng hạn như dầm hoặc tấm xây dựng. Được làm ngay tại hiện trường, không sử dụng keo, hóa chất hoặc nhựa trong quy trình này và các vật liệu hoàn thiện đều được làm từ chất thải tự nhiên còn sót lại mà nếu không sẽ bị đốt cháy. Hệ thống StrawJet có thể di động và có thể cung cấp sản lượng tương tự cho các nhà máy nhưng không có tất cả các vấn đề về chi phí và môi trường.

Phát minh của StrawJet cực kỳ linh hoạt, vì nó có thể tạo ra vật liệu xây dựng từ bất kỳ loại thân cây nào mọc tự nhiên, chẳng hạn như tre, lá cọ, cỏ sông và cỏ dại. Tính linh hoạt này có nghĩa là nó có các ứng dụng ở hầu hết mọi nơi trên thế giới. Các vật liệu xây dựng thu được cũng có khả năng cách nhiệt tốt hơn so với xây dựng bằng gạch và vữa điển hình, có khả năng chịu động đất tốt hơn và chi phí sản xuất thấp hơn.

Bằng sáng chế của StrawJet (như đã nộp trong đơn PCT
PCT/US2005/027247, tra cứu PATENTSCOPE®)

bằng sáng chế

Nhận thấy rằng ông đã phát triển một công nghệ có thể thay đổi hoàn toàn cách thức xây dựng các tòa nhà bền vững, ông Ward và ASET biết rằng việc bảo vệ tài sản trí tuệ (IP) của họ là rất quan trọng. Năm 2005, họ đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phát minh StrawJet với  Văn phòng Nhãn hiệu và Bằng sáng chế Hoa Kỳ (USPTO) . Cùng năm, họ cũng nộp đơn quốc tế theo  hệ thống Hiệp ước hợp tác sáng chế (PCT)  .

thương mại hóa

StrawJet, Inc. (StrawJet) được thành lập vào năm 2004 để thương mại hóa và quản lý tất cả các khía cạnh của phát minh StrawJet. Công ty tiếp thị các sản phẩm của mình với tên gọi Hệ thống StrawJet và bán bốn loại máy móc chính, cùng với các thiết bị hỗ trợ. Sản phẩm đầu tiên của họ là Máy làm cáp StrawJet, đây là sản phẩm chủ lực và là chiếc máy sản xuất dây cáp độc đáo từ chất thải nông nghiệp. Sản phẩm thứ hai là Multi Wrapper, là một công cụ tùy chọn giúp chuyển đổi cáp thành các vật liệu xây dựng khác nhau. Sản phẩm thứ ba là Máy quấn suốt chỉ, cho phép quấn dây nhanh chóng và liền mạch từ bất kỳ nguồn nào thành các ống cuốn vạn năng để sử dụng trong Máy cáp và Máy quấn đa năng. Sản phẩm thứ tư là Single Cable Terminator, cho phép cắt cáp có nhiều lớp dây quấn thành các kích cỡ khác nhau. Cuối cùng,

quan hệ đối tác

Năm 2008, StrawJet đã nhận được một khoản tài trợ từ Quỹ Lemelson, một tổ chức tư nhân hỗ trợ các nhà phát minh và những đổi mới của họ, để sản xuất các bản điều chỉnh của Hệ thống StrawJet để sử dụng ở các nước đang phát triển. Khoản tài trợ này là kết quả của sự hợp tác giữa StrawJet và Đại học Bang Washington với Total Land Care, một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Malawi tập trung vào việc tăng sản lượng nông nghiệp, an ninh lương thực và sinh kế của nông dân quy mô nhỏ. Vào tháng 5 năm 2008, quan hệ đối tác đã khởi động một chương trình thí điểm ở Malawi để giải quyết vấn đề chặt gỗ bất hợp pháp, góp phần đáng kể vào tốc độ phá rừng 500 km2 hàng năm của quốc gia này. Chương trình tập trung vào việc xây dựng một nhà kho sấy khô thuốc lá hoàn toàn bằng thân cây thuốc lá đã thu hoạch, nếu không sẽ bị đốt cháy. Ở Malawi có hơn 150.000 nhà kho như vậy, với mỗi chiếc cần gần một tấn gỗ để xây dựng và yêu cầu thay thế hai hoặc ba năm một lần. Nhiều lán trong số này được xây dựng bằng gỗ chặt trái phép.

Chương trình đã tổ chức một nhóm mười công nhân tại một ngôi làng nhỏ ở Malawi không có kỹ năng cơ khí hoặc đào tạo. Sau một ngày đào tạo thực hành, việc quản lý dự án đã được chuyển giao cho họ. Mỗi thành viên làm việc độc lập, nhận được mức lương xứng đáng và chịu trách nhiệm về các công việc như thu thập thân cây thuốc lá, vận hành Hệ thống Rơm rạ hoặc xây dựng nhà kho sấy khô. Hoạt động tương tự như một doanh nghiệp siêu nhỏ, chương trình đã thành công và 1,5 tấn chất thải nông nghiệp có thể tái chế đã được sử dụng để xây dựng nhà kho trong vòng chưa đầy một tuần. Với nạn phá rừng góp phần làm suy thoái môi trường ở Malawi, chương trình này đã chứng minh rằng chất thải nông nghiệp có thể được sử dụng ở một quốc gia đang phát triển để quản lý rừng tốt hơn, giảm mức độ ô nhiễm và tăng sinh kế cho toàn bộ cộng đồng.

Nghiên cứu và phát triển

Ngoài chương trình ở Malawi, StrawJet còn tham gia vào nhiều quan hệ đối tác để nâng cao công nghệ của công ty. Năm 2008, StrawJet đã sử dụng công nghệ của mình để giúp các nhà sản xuất cây gai dầu ở Alberta, Canada, nông dân trồng lúa ở California và nông dân trồng lúa mì ở Oregon. Vào mùa hè năm 2009, công ty bắt đầu làm việc với Hiệp hội Xây dựng Rơm California và Viện Kiến trúc Hoa Kỳ Nam Oregon về việc sử dụng công nghệ này cho các ứng dụng tường nội thất. Công ty cũng đang làm việc để phát triển nhiều ứng dụng hơn cho công nghệ của mình với Đại học Nam Oregon và Hiệp hội Khoa học Sinh học Oregon.

Thông qua các chương trình và quan hệ đối tác này, StrawJet không ngừng nghiên cứu những cách thức mới để làm cho công nghệ của hãng trở nên tốt hơn. Sau khi kết thúc chương trình Malawi, công ty bắt đầu nghiên cứu và phát triển (R&D) một hệ thống có thể cung cấp năng lượng cho Hệ thống StrawJet bằng một chiếc xe đạp đơn giản hoặc tích hợp với máy tính để vận hành tự động. Những phát triển như thế này thông qua R&D là một phần quan trọng trong chiến lược của công ty nhằm liên tục cải tiến công nghệ và làm cho công nghệ có thể thích ứng để sử dụng trong các môi trường trên khắp thế giới.

Các vấn đề xã hội

Hệ thống StrawJet có tác động tích cực đáng kể đối với cả nền kinh tế của các nước phát triển và đang phát triển cũng như môi trường. Về mặt kinh tế, nó rất tiết kiệm chi phí cho nông dân ở bất cứ đâu trên thế giới. Chi phí ban đầu duy nhất là dành cho chính Hệ thống StrawJet và sau đó, người dùng, chủ sở hữu và người hưởng lợi có thể tự làm vật liệu xây dựng từ chất thải nông nghiệp sẵn có mà không tốn chi phí sử dụng. Họ cũng có thể bổ sung thu nhập của mình bằng cách bán bất kỳ vật liệu không sử dụng nào. Như thể hiện qua chương trình Malawi, toàn bộ cộng đồng có thể hưởng lợi đáng kể từ một Hệ thống StrawJet duy nhất.

Việc sử dụng hệ thống StrawJet cũng có thể cách mạng hóa các phương pháp xây dựng ở các nước đang phát triển. Afghanistan là một ví dụ điển hình, vì đây là quốc gia gần như không có vật liệu xây dựng nên hầu hết các công trình đều được xây dựng bằng đá sẵn có tại địa phương. Tuy nhiên, lúa mì rất dồi dào trong nước và nó có thể được sử dụng để xây dựng các giải pháp nhà ở hiệu quả, bền và an toàn đồng thời mang lại sự thúc đẩy kinh tế cho cộng đồng.

Về mặt môi trường, tác động tiềm ẩn của việc sử dụng rơm hoặc thân cây khác làm vật liệu xây dựng là rất lớn. Lượng khí thải carbon phát sinh từ nạn phá rừng có thể được hạn chế đáng kể vì các vật liệu được sử dụng trong Hệ thống StrawJet nếu không sẽ bị đốt cháy. Ngoài ra, nạn phá rừng và lượng khí thải carbon đáng kể là do sử dụng gỗ làm vật liệu xây dựng, vì chúng cần nhiều năng lượng để sản xuất. Tác động đến môi trường ở mức tối thiểu, việc sử dụng Hệ thống StrawJet có thể giúp cắt giảm tới 10% lượng carbon sử dụng do phá rừng, do đó sẽ giúp giảm lượng khí thải nhà kính trong một chặng đường dài.

kết quả kinh doanh

Trong một thời gian rất ngắn, Hệ thống StrawJet đã thu hút được sự chú ý đáng kể của quốc tế. Năm 2006, nó đã giành được Giải thưởng Marvel hiện đại của năm từ Đại sảnh Danh vọng Nhà phát minh Quốc gia Hoa Kỳ. Công nghệ đổi mới của công ty và tài trợ của EPA đã thu hút đầu tư đáng kể. Với việc hoàn thành sản xuất dòng sản phẩm tích hợp của mình vào năm 2009, công ty đã đạt được thành công về doanh số bán hàng quốc tế, cho phép công ty cung cấp cổ phiếu ưu đãi cho các nhà đầu tư và nhà đầu tư mạo hiểm.

Đổi mới với tác động toàn cầu

Một ví dụ thực sự về sự đổi mới với những tác động xã hội tích cực, Hệ thống StrawJet có khả năng thay đổi mãi mãi cách thức xây dựng các tòa nhà. Bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ đã cho phép ông Ward tinh chỉnh phát minh của mình và tiếp thị nó ra quốc tế mà không sợ bị vi phạm. Cung cấp một cách phong phú và rẻ tiền để sản xuất vật liệu xây dựng từ chất thải, nó có khả năng độc đáo để hạn chế nạn phá rừng, giúp ích cho môi trường và cải thiện sinh kế của người dân ở cả các nước phát triển và đang phát triển.

Nguồn: WIPO