Bambus, pospolita trawa, która może być trudniejsza do rozerwania niż stal, może zrewolucjonizować konstrukcje budowlane na całym świecie. Ale to nie wszystko. Jako surowiec występujący głównie w krajach rozwijających się, bez istniejącej infrastruktury przemysłowej zbudowanej w celu wypaczania rzeczy w kierunku bogatego świata, bambus może potencjalnie całkowicie zmienić międzynarodowe stosunki gospodarcze.

W ubiegłym stuleciu nastąpił bezprecedensowy transfer produktów i predefiniowanych rozwiązań - zamiast programów budowania zdolności - z bogatych krajów do biednych, pod hasłem „pomocy rozwojowej”. Zachęty ekonomiczne dla tych pierwszych są oczywiste: kiedy kraje rozwinięte wprowadzają na przykład swoją technologię żelbetową do krajów rozwijających się, kraje te muszą również nabyć odpowiednią maszynę, wiedzę techniczną do ich utrzymania oraz materiały budowlane odpowiednie dla tych maszyn, i muszą kupić wszystkie te rzeczy z krajów rozwiniętych.

To dzieli naszą planetę między tych, którzy produkują dobra i usługi, i tych, którzy mają tylko konsumować. O ile nowe materiały, opracowane z zasobów dostępnych na terytoriach rozwijających się, nie wejdą na rynek, system pozostanie taki sam. Bambus może być materiałem, który przewraca ten związek na głowie.

Przykładem obecnie funkcjonującego systemu handlu opartego na wyzysku jest stal. Beton zbrojony stalą jest najczęstszym materiałem budowlanym na świecie, a kraje rozwijające się używają go w pobliżu 90% światowego cementu i 80% jego stali. Jednak bardzo nieliczne z tych narodów mają zdolność lub zasoby do produkcji własnej stali lub cementu, co zmusza ich do wyzysku w stosunkach importowych z rozwiniętym światem. Na przykład spośród afrykańskich narodów 54 tylko dwa są poważnymi producentami stali. Pozostałe kraje 52 konkurują na rynku globalnym o ten coraz droższy, pozornie niezastąpiony materiał.

Ale stal nie jest niezastąpiona. Bambus stanowi materialną alternatywę i rośnie w tropikach, w obszarze, który ściśle pokrywa się z rozwijającym się światem. Jeden z najbardziej wszechstronnych produktów natury, bambus należy do botanicznej rodziny traw i jest niezwykle trudny do rozerwania.

Jego siła wynika z ewolucji trawy, dostosowując się do sił naturalnych. W przeciwieństwie do drewna, bambusowa łój lub łój - botaniczne określenia łodygi trawy - są cienkie i puste. To pozwala mu poruszać się z wiatrem, w przeciwieństwie do drzewa, które próbuje po prostu wytrzymać wszelkie naturalne siły, na które jest narażony. Ta adaptacja do elastycznego ruchu wymagała od natury stworzenia bardzo lekkiego, ale odpornego na rozciąganie włókna w bambusowej ściance, który jest w stanie zginać się w ekstremalny sposób bez zerwania. Bambus jest trudniejszy do rozerwania niż drewno czy nawet stal wzmocniona.

Bambus jest również wysoce odnawialnym i ekologicznym materiałem. Rośnie znacznie szybciej niż drewno i można go łatwo uzyskać w dużych ilościach. Jest również znany ze swojej niezrównanej zdolności do wychwytywania dwutlenku węgla i dlatego może odgrywać ważną rolę w zmniejszaniu emisji dwutlenku węgla na całym świecie - kolejna zaleta dla krajów rozwijających się w świetle handlu certyfikatami emisji dwutlenku węgla.

Po prostu z ekonomicznego punktu widzenia większość krajów rozwijających się powinna być zainteresowana materiałem. Może wzmocnić lokalne gospodarki i zmniejszyć zależność od rynków międzynarodowych.

Wyciągi z błonnika

Ogromne korzyści społeczne, ekonomiczne i materialne bambusa oraz jego powszechna dostępność nie znajdują jednak odzwierciedlenia w popycie na materiał. Pomimo swoich zalet bambus ma wiele słabych stron jako materiał konstrukcyjny. Absorpcja wody, pęcznienie i kurczenie się, ograniczona trwałość i podatność na ataki grzybowe ograniczały jak dotąd większość zastosowań bambusa.

Obecnie wykorzystanie bambusa jest zasadniczo ograniczone do bycia elementem strukturalnym w regionach, w których odzwierciedla lokalne tradycje architektoniczne; wczesne próby wykorzystania go jako niepoddanego obróbce, niekompozytowego materiału wzmacniającego w betonie nie powiodły się.

Ale włókno bambusowe można było wydobyć i połączyć z innymi materiałami, aby stworzyć kompozyt, wykorzystując jego naturalne zalety jako część żywotnego materiału budowlanego, alternatywy dla stali i drewna. Rzeczywiście, właśnie to badacze z ETH Singapore's Laboratorium Przyszłych Miast pracują nad.

Istnieje około 1,400 znanych gatunków bambusa, które występują w różnych kształtach, rozmiarach i mocach. Korzystając z nowych technologii, badamy, które gatunki bambusa są najbardziej odpowiednie do zastosowania w budownictwie i jak możemy pokonać niektóre z jego ograniczeń, łącząc bambus z substancją przylepną.

Bambusowy materiał kompozytowy może być produkowany w dowolnym znanym kształcie i formie, w którym produkuje się stal i drewno. Podobnie jak one, materiał ten może być wykorzystany do budowy konstrukcji ścian domów lub innych budynków. Co ciekawsze, można go stosować do konkretnych zastosowań, które najlepiej wykorzystują wytrzymałość materiału na rozciąganie, takich jak systemy zbrojenia w betonie lub belki stropów i konstrukcji dachowych.

Tani i łatwy

Dzisiaj bambus kosztuje mniej niż ćwierć tyle samo masy, co wzmocnienie stalowe. A ponieważ stal jest 15 razy gęstsza niż naturalny bambus, liczby objętościowe są jeszcze bardziej ekstremalne. W samej Azji Południowo-Wschodniej uprawa bambusa jest wystarczająca, aby zaspokoić równoważne zapotrzebowanie na stal konstrukcyjną 25 ponad raz.

Bambus rośnie głównie w krajach rozwijających się, które dzięki tej nowej technologii mogłyby potencjalnie rozwinąć znaczne łańcuchy wartości. Rolnicy, centra zbiórki, dystrybutorzy i wreszcie zakłady produkcyjne mogą stanowić silną siłę ekonomiczną - o ile bambus nie jest po prostu eksportowany jako surowiec.

Kraje rozwijające się muszą rozwijać i utrzymywać wiedzę i know-how w zakresie przemysłu, aby wzmocnić swoje możliwości gospodarcze. Produkcja wysokowytrzymałego materiału budowlanego mogłaby stworzyć silne nowe powiązania między obszarami wiejskimi i miejskimi oraz stworzyć alternatywne źródło dochodów dla rolników. Rozwój uprawy pomógłby również rolnikom w inny sposób; ze względu na szybki wzrost bambus może zabezpieczyć otwartą glebę i chronić ją przed erozją. Będąc trawą, bambus utrzymuje wysoki poziom wody, a tym samym poprawia wydajność sąsiednich pól obsadzonych uprawami żywności.

Bambus może odegrać ważną rolę nie tylko jako tradycyjny zasób budowlany, ale także jako główny element uprzemysłowionego produktu, umożliwiając stworzenie „wolnego od dymu” przemysłu w krajach rozwijających się.

Dirk Hebel otrzymał stypendium SMART Innovation i stypendium Sawiris. REHAU pomógł w chemicznej części swoich badań.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje
Czytaj oryginalny artykuł.

O autorze

Dirk Hebel obecnie zajmuje stanowisko asystenta profesora architektury i budownictwa w Future Cities Laboratory w Singapurze. Wcześniej był założycielem dyrektora naukowego Etiopskiego Instytutu Architektury, Budownictwa i Rozwoju Miast w Addis Abebie w Etiopii. Między 2002 i 2009 wykładał na Wydziale Architektury ETHZ jako koordynator pierwszego roku programu projektowania architektonicznego i dyrektor programu „Master of Advanced Studies” w urbanistyce u prof. Dr. Marc Angélil.