САЩ произвеждат милиони тонове оризови отпадъци всяка година. Днес хората строят къщи с тях

Оризовите люспи, които дълго време се смятаха за изключително труден за преработка селскостопански отпадък, вече намират ново приложение като здрав и устойчив строителен материал, пише BBC.

През 2023 г. Дейвид Файн се сблъсква с проблем. Той е нает да ремонтира луксозен жилищен комплекс със ски апартаменти в Парк Сити, щата Юта, САЩ. Изискванията към сградите обаче се оказват сериозно предизвикателство. Съществуващите апартаменти започнали да гният под тежестта на прочутия пухкав сняг в района, който се натрупва в продължение на месеци през дългите зими. Сдружението на собствениците прекарало цяла година в търсене на материал, който да издържа на влагата, но същевременно да осигурява защита срещу все по-честите горски пожари, застрашаващи планинския район през лятото.

Сред разглежданите варианти били продукти като екструдирания алуминий, който предпазва сградите от огън, но изглежда изкуствено. Дървените облицовки, например от кедър, от друга страна, осигуряват по-привлекателен външен вид, но имат по-ниска огнеустойчивост.

В крайна сметка било намерено решение, което на пръв поглед звучало необичайно: облицовъчни панели, изработени от оризови люспи – страничен продукт от отглеждането на ориз.
„Основната им цел беше да намерят нещо, което изглежда като дърво, красиво е и има малко по-добри показатели за пожароустойчивост от традиционните дървени облицовки“, обяснява Файн. Оказало се, че панелите от оризови люспи „отговарят на всички тези изисквания“.

Доскоро смятани за отпадък и дори за замърсител на околната среда, оризовите люспи вече привличат внимание заради потенциала си като универсален и устойчив строителен материал. Стотици нови жилища в САЩ вече използват облицовки от оризови люспи, а на пазара се предлагат и други продукти от този материал – от настилки за веранди до съоръжения за детски площадки.

Защо някои строителни предприемачи избират този селскостопански отпадък вместо традиционните материали?

Къщите, построени с ориз

Докато растат върху растението, оризовите люспи предпазват зърната от влагата и вредителите. След прибирането на реколтата обаче те се превръщат в един от най-трудните за управление видове селскостопански отпадъци.
Всяка година в света се произвеждат около 150 милиона тона оризови люспи. Голяма част от тях се изгарят в земеделските стопанства или край пътищата, което създава рискове както за човешкото здраве, така и за околната среда.
В САЩ, където годишно се отглеждат около 9 милиона тона ориз, люспите понякога се използват за производство на енергия от биомаса. Дори в тези случаи обаче не винаги има ясно решение за оползотворяването на пепелта, която остава след изгарянето им.
Едно новаторско решение предлага възможност да се постигнат две цели едновременно – селскостопанският отпадък да бъде превърнат в издръжлив и устойчив строителен материал на бъдещето.
Наред с използването на оризови люспи за облицовки и други строителни продукти изследвания показват, че пепелта от тях може да се превърне в алтернатива на цимента, чието производство е отговорно за 8% от глобалните въглеродни емисии.
Кристофър Гимонд започва да се интересува от страничните продукти при производството на ориз, след като научава, че американските производители оставят отпадъците да се разлагат в почвата. При този процес се отделят облаци от метан – мощен парников газ, който допринася за изменението на климата.

По това време Гимонд е студент по инженерни науки. Постепенно стига до убеждението, че оризовите люспи могат да се превърнат в идеален материал за широко приложение в строителството.
„Това, което ме привлече, беше възможността да вземем нещо, което се изхвърля, и да използваме неговите свойства“, казва той.

Днес Гимонд е главен изпълнителен директор на Modern Mill – първата компания в САЩ, която произвежда строителни продукти от оризови люспи в промишлен мащаб.
От основаването си през 2018 г. компанията е отклонила от депата за отпадъци над 9 милиона килограма оризови люспи, включително чрез използването им за облицовъчните панели в ски апартаментите на Файн.
По света и други компании използват този материал за производството на разнообразни строителни продукти. Сред тях са германската Resysta и италианската дизайнерска компания Ricehouse, които създават или прилагат материали от оризови люспи – от настилки до бои. Modern Mill дори ги използва за изграждането на детски площадки.

Оризовите люспи предпазват ценните зърна от вятър и дъжд. Високото им съдържание на силициев диоксид им позволява да устояват на влагата и гниенето, което им придава свойства, характерни за редица традиционни строителни материали.
„Цялото предназначение на оризовата люспа е да предпазва ориза, докато расте“, обяснява Гимонд. „От какво го предпазва? От влагата, вредителите, гниенето и подобни въздействия.“
Освен че осигуряват защита от влагата, оризовите люспи имат и изненадващо добра устойчивост на огън благодарение на високото си съдържание на силициев диоксид, посочва Файн.
Продуктът на Modern Mill отговаря на изискванията за използване в зоните на взаимодействие между застроени територии и диви природни местности (Wildland Urban Interface – WUI). Това означава, че е преминал изпитванията за пожарна безопасност в Калифорния.

Предимствата на оризовите люспи

Дървесината отдавна се смята за устойчив строителен материал. Тя е широко достъпна в умерените континентални климатични зони и има сравнително ниски въглеродни емисии в сравнение с материали като бетона и стоманата.
Използването ѝ обаче може да има и екологични и финансови недостатъци – от уязвимостта към резки ценови промени до изсичането на стари гори и загубата на въглерода, който те съхраняват и поглъщат.
Оризът не е единственият необичаен материал, който се проучва като алтернатива в строителството. В страните от Глобалния юг бамбукът все по-често се използва вместо бетон и по-скъпи тропически твърди дървесини, чието отглеждане отнема повече време.
Широката достъпност и ниската цена на оризовите люспи, съчетани с факта, че те са отпадъчен продукт, им дават съществено предимство.

Неотдавнашно проучване установява, че използването на влакнестите остатъци от култури като ориз, пшеница и царевица в строителството, вместо изгарянето им, може да създаде значителен въглероден поглътител. Причината е, че въглеродът, съдържащ се в тези растителни остатъци, ще остане съхранен в продължение на десетилетия.

Саби Милър, експерт по устойчиви строителни материали и професор по строително и екологично инженерство в Калифорнийския университет в Дейвис, обаче отбелязва, че оценката дали даден строителен материал е нисковъглероден може да бъде много сложна. За целта е необходим подробен анализ на жизнения цикъл на материала.

Изследвания показват, че панелите от оризови люспи се представят също толкова добре, колкото традиционните материали, по отношение на топлоизолацията и акустичния комфорт.
В Италия например панели от оризови люспи са използвани в Casa LH – проект на Ricehouse, завършен наскоро. Те допринасят за контрола на акустиката и топлинните характеристики на сградата.
Къщата е проектирана като възстановяване на съществувала преди това постройка. Тя разполага с големи прозорци, обърнати на юг, и отворена кухня, които осигуряват достъп на слънчева светлина и въздух, но също така допускат сезонна топлина и създават проблеми с ехото.

„Трябваше да добавим още един начин за изолация и да гарантираме акустичен комфорт“, обяснява Валентина Савиоли, специалист по комуникациите в Ricehouse. Използването на ориз като изолационен материал било лесно решение, „просто заради големия обем и количеството биомаса, с които разполагаме“, допълва тя. По-широкото навлизане на подобни материали обаче може да се окаже трудно. По думите на Савиоли италианските строителни изпълнители обикновено са скептични към по-рядко използваните материали. В САЩ също съществуват подобни притеснения, както и пречки, свързани с цената, отбелязва Милър.

„Възможно е да има колебания при използването на даден материал, ако например един инженер рискува да загуби правоспособността си или възможността да бъде нает на работа в случай на дефект или повреда“, обяснява тя.
Според Милър обаче внедряването на продукти от оризови люспи, които не носят конструктивно натоварване – каквито са панелите на Modern Mill, вероятно ще срещне по-малко трудности, отколкото използването им в носещи конструкции.
„Често е по-лесно да се въведе нов материал за подови плочки, отколкото нов материал за носеща греда“, казва тя.

Алтернатива на бетона

В някои американски щати вече са одобрени алтернативни строителни материали за носещи конструкции, като например земни блокове – направени от почва, смесена с вода и химически стабилизатори – или материали на основата на коноп.
Изследователите проучват и възможностите за използване на пепелта от оризови люспи като заместител на цимента. Тя може да се добавя към циментови смеси или да замества цимента изцяло, особено като свързващо вещество при производството на земни блокове.

Това би намалило необходимото количество цимент в строителството, а с него и въглеродните емисии и разходите за материали. Така оризовите люспи биха могли да намерят приложение и като съставка в строителни елементи, които поемат натоварване.
Проучване от 2025 г. предлага комбинация от пепел от оризови люспи, дървесна пепел и оризова слама за създаването на евтин материал с отрицателен въглероден отпечатък, който би могъл да премахне необходимостта от използване на цимент.
Ако подобни материали от оризови люспи бъдат успешно разработени, те биха били особено полезни в регионите на Глобалния юг, където по-голямата част от оризовите отпадъци се изгарят, а милиарди хора нямат достъп до подходящи жилища.
В Африка например при новото строителство обикновено се използва бетон, но качеството на сградите често е ниско.

„Това е като най-лошото от двата свята“, казва Ариана Карамaлис, директор „Глобално сътрудничество“ в базираната в Колорадо организация с нестопанска цел Build Change, която работи за подобряване на жилищните условия.
При използването на иновативни материали като оризовите люспи е изключително важно да се намери „златната среда“ между достъпната цена, възможността за широко приложение и съобразяването с местните общности, допълва тя. Също толкова важно е новите строителни техники да не се изпробват за сметка на най-уязвимите хора.

Оризовите люспи може да имат най-голям дългосрочен потенциал именно в районите на Глобалния юг, където се произвеждат големи количества ориз. Но материалът вече намира приложение и в американското строителство.
След приключването на проекта с апартаментите в Парк Сити Файн използвал панели от оризови люспи в още пет проекта, а няколко други са в процес на подготовка.

По думите му монтажът им е малко по-скъп в сравнение с този на кедровите облицовки. В дългосрочен план обаче разходите за поддръжка са по-ниски заради устойчивостта на материала на влага, слънчева светлина и огън.
Файн смята, че продуктите от оризови люспи са на прага да станат конкурентоспособни по цена. Според него те вероятно ще станат по-евтини от кедъра, след като повече хора усвоят правилните техники за монтажа им.
„Винаги търся начини да предложа продукт, който ще издържи дълго – надявам се, дори по-дълго, отколкото аз самият ще живея“, казва той.

Според Файн продуктите от оризови люспи може да се окажат точно такъв материал.