Vēl viens Latvijas «zelts»

Vaira Obuka (pa kreisi) un Estere Savicka. Foto — Reinis Hofmanis
Agnese Meiere
Print Friendly, PDF & Email

Zinātņu doktore Vaira Obuka un arhitekte Estere Savicka no ezera nogulumiem jeb sapropeļa veido sienas paneļus, kas labi absorbē skaņu un izmantojami arī kā dizaina elements

Latvijā ir 2256 ezeri ar kopējo platību 1001 km2 jeb 1,5% no Latvijas teritorijas. Ziemā slidojot pa aizsalušu ūdeni, bet vasarā tajā peldoties, tikai retais iedomājas par bagātībām, kas slēpjas ezera dibenā. Lielā daļā zem dūņu slāņa (un purvos zem kūdras slāņa) ir atrodams sapropelis — nogulumi, kas sarežģītu ķīmisko, bioloģisko un fizikālo pārvērtību rezultātā veidojas aizaugošo ūdenstilpju pamatnē, atmirušajiem organismiem sajaucoties ar minerālo komponentu. Latvijas ezeros aprēķinātais sapropeļa daudzums ir 700—800 miljoni kubikmetru, bet tā krājumi purvos sasniedz 1,5 miljardus, līdz ar to kopējie sapropeļa resursi Latvijā ir aptuveni divi miljardi kubikmetru. Daudz!

Ņemot vērā, ka Latvijas daba nav resursiem pārbagāta, sapropeli pamatoti mēdz dēvēt par Latvijas zeltu. Kāpēc? Jo daudzums un plašās izmantošanas iespējas to padara par nozīmīgu dabas resursu, kuru vēl joprojām lieto nepilnīgi. 

Proti, to iespējams izmantot lauksaimniecībā, dārzkopībā un mežsaimniecībā augsnes mēslošanai un augsnes uzlabošanai. No seniem laikiem sapropelis pazīstams arī kā ārstnieciskās dūņas, kuras lieto medicīnā. Vēl tas ir piemērots izejmateriāls ķīmijas un celtniecības industrijai. Bet, lai to izmantotu lietderīgi un pilnībā, vēl ir daudz, ko pētīt.

Sapropelis celtniecībā

Ģeogrāfijas un zemes zinātņu fakultātes Vides zinātnes nodaļas pētniece, projektu vadītāja, eksperte Tehnoloģiju pārneses nodaļā zinātņu doktore Vaira Obuka jau vairākus gadus kopš bakalaura studijām strādājusi ar dabas resursu izpēti — ar idejām, kā ilgtspējīgi izmantot Latvijā pieejamus resursus. Īpaši viņu ieinteresējis sapropelis. «Saldūdens ir galvenais dzīvības elements, taču saldūdens resursi ir apdraudēti intensīvas eitrofikācijas procesu dēļ,» uzsver pētniece. Eitrofikācija ir process, kad ūdenī nonāk pārāk daudz barības vielu un izraisa pārmērīgu aļģu augšanu, ūdens vides degradēšanos un aizaugšanu. 

Lai ezeri dabīga procesa rezultātā neaizaugtu, ir jāveic sapropeļa nogulumu izvākšana no ezeriem jeb rekultivācija, kas palīdz uzlabot saldūdens resursu un ezeru ekosistēmu kvalitāti. «Sapropeļa izņemšana ir svarīga gan tādēļ, lai neslāptu zivis, gan tādēļ, lai cilvēkiem vienkārši būtu, kur atpūsties. Taču to nav jēgas izņemt, ja sapropeli īsti nav, kur likt,» uzsver Vaira. Tātad jāmeklē, kā to izmantot arvien racionālāk un ekonomiski izdevīgāk.

«Viss sākās ar sīku rakstiņu Ilustrētajā Zinātnē, kuru atradu aptuveni 3. kursa sākumā, studējot vides zinātnes Latvijas Universitātē. Raksts bija par kūdras līmi, ko pētīja Rīgas Tehniskajā universitātē. Konsultējoties ar profesoru Māri Kļaviņu par iespējamo bakalaura darba tēmu, viņš ieteica pamēģināt izmantot sapropeli kompozītmateriālu veidošanā kā saistvielu,» atceras Vaira. Papētot sīkāk, viņa konstatējusi, ka sapropelis kā resurss lauksaimniecībā Latvijā pētīts jau pagājušā gadsimta vidū. Bijuši arī mēģinājumi, kuros sapropelis izmantots kā saistviela kompozītmateriālu izstrādē. Padomju laikā pētīja ne tikai sapropeļa sastāvu, bet arī to, kā šīs nogulas izmantot betona izgatavošanā. Sapropeli izmantoja kā dabīgu saistvielu, minimāli pievienojot papildvielas. 

Vaira šos pētījumus attīstīja tālāk. «Gribēju no sapropeļa veidot kompozītmateriālus, jo mani interesēja ekoloģiskā būvniecība, videi draudzīgi materiāli. Tā sāku sadarbību ar Rīgas Tehnisko universitāti, kā arī Latvijas Lauksaimniecības universitāti. Veidojām no sapropeļa materiālus un salīdzinājām ar citiem materiāliem, kas taisīti, izmantojot sintētiskas saistvielas,» paskaidro Vaira. 

Kopš 2015. gada promocijas darba pētījumos Vaira bija koncentrējusies uz potenciālo sapropeļa izmantošanu celtniecības nozarē un  lauksaimniecībā. Sapropeli var izmantot kā saistvielu kopā ar dažādām pildvielām, kas lielākoties rodas kā blakusprodukti no lauksaimniecības un kokrūpniecības. Piemēram, ar kaņepju šķiedrām un spaļiem, skaidām un citiem. «Sapropelim ir dabīgas saistvielas īpašības, kuras vērts izmantot, turklāt dažādos produktos — gan plātnēs, gan siltumizolācijas materiālu veidos, gan biodegradējošos, augsnē stādāmos podiņos, gan augsnē iestrādājamās granulās,» uzsver Vaira.

No trauka līdz paneļiem

Tomēr šobrīd Vairas uzmanība vērsta uz jauna veida skaņas absorbcijas sienas paneļu izstrādi — tādu, kas kalpo gan kā dekors, gan absorbē skaņu.

Viss sākās nejauši. 2015. gadā Vaira sāka studijas doktorantūrā un turpināja pētīt sapropeli kā potenciālo saistvielu dažādiem kompozītmateriāliem, pārsvarā ar būvniecības un lauksaimniecības materiāliem. Lielākoties pētījumus veica kopā ar kolēģiem no Ģeogrāfijas un zemes zinātņu fakultātes Vides zinātnes nodaļas. 

2015. gadā tika atvērta jaunā Latvijas Universitātes Dabas māja, kuru apmeklēja daudz interesentu, ieskaitot skolēnus. Aptuveni pēc gada turp devās arī Rīgas Dizaina un mākslas vidusskolas audzēkņi, un starp viņiem bija Estere Savicka. Sagaidot ekskursantus, Vaira bija sagatavojusi dažādus paraugus, lai parādītu, ar kādiem pētījumiem nodarbojas vides zinātņu nozarē. «Centos un joprojām cenšos veidot ekoloģiskus materiālus būvniecībai,» viņa uzsver. Tobrīd Vaira vēl nenojauta, ka satikšanās ar Esteri izvērtīsies gan pētniecības kopdarbā, gan abu draudzībā.

«Ieraugot paraugus, ko Vaira bija sagatavojusi, mani ieinteresēja šis dabā pieejamais materiāls ar lielo potenciālu, kurš vēl nebija pārvērsts nevienā konkrētā produktā,» tagad paskaidro Estere. Tolaik viņai skolā bijis uzdevums — no pašas izvēlēta materiāla izgatavot augļu traukus. Taču līdzīgs uzdevums skolēniem bijis arī iepriekšējos gados, tāpēc šķita, ka visas labākās idejas jau realizētas. Bet tad Estere iedomājusies par Vairas rādītajiem paraugiem un izlēmusi — vērts iepazīties tuvāk un izveidot traukus no sapropeļa. 

Šķietami nelielā uzdevuma rezultātā kļuvis skaidrs, ka «sapropeļa kompozītmateriālu variācijas ir tik dažādas, ka tur ir, ko pētīt un pētīt», uzsver Estere. Interese par šo materiālu pēc kursa darba izstrādes bija tikai palielinājusies, un Estere, kura studēja produktu dizainu, izlēma sapropeļa kompozītmateriālu izmantot arī diplomdarba izstrādē. 

Veselu gadu abas ar Vairu analizēja, kādu funkcionālu produktu no tā iespējams izveidot. Rezultātā tapa skaņas absorbēšanas paneļi Kušs. Sadarbība izvērtās lieliska, jo 2017. gadā pētnieces saņēma Pasaules Zaļās būvniecības padomes un Latvijas Kultūras ministrijas balvu Ilgtspējīgākā ēka un dizains nominācijā Ilgtspējīgākā studenta ideja. Bet šogad sudraba apbalvojumu starptautiskā konkursā A’design Award & Competition ilgtspējīgu produktu, dizaina un zaļā dizaina kategorijā.

«Jau pirmie pētījumi liecināja, ka šis materiāls varētu absorbēt skaņu,» atklāj Estere. «Variējām ar dažādiem pildmateriāliem, lai vispirms iegūtu tādu materiālu, kas spēj noturēt formu, bet vienlaikus nav pārāk blīvs. Šajā uzdevumā mums nebija neviena priekšgājēja, tāpēc viss bija jāatklāj pašām.» 

Pa vakariem universitātē abas izgatavojušas desmitiem paraugu, lai saprastu, kuras ir labākās pildvielas, piefiksētu pareizās proporcijas, presēšanas tehniku un žāvēšanas ilgumu. Tas viss, uzņemoties risku, ka nekas no izmēģinātā galu galā varētu nebūt lietojams un diplomdarba projekts piedzīvotu izgāšanos. «Skolotāji bija milzīgs atbalsts šajā procesā, un mēs jau bijām izrunājuši, ka, ja gadījumā mans diplomdarbs būs kompozītmateriāla paraugu un sadrupušu formu kopums, ar spēcīgu teorētisko daļu arī tas būs lielisks diplomdarba rezultāts. Šis noteikti palīdzēja nepadoties,» uzsver Estere.

Viena lieta, ja materiāls izmantojams dizainā, vizuāli papildina un maina telpas izskatu un absorbē skaņu. Savukārt otrs būtisks aspekts — cik labi tas absorbē skaņu, un vai ar to pietiek, lai iegūto materiālu varētu izmantot apdarē? Izrādījās, ka var. 

Dabas materiālu otrā dzīve

Tagad jau ir skaidrs, ka kompozītmateriāli, kuros sapropelis izmantots kā saistviela, potenciāli ir lietojams arī kā siltumizolācijas materiāls. Vaira gan piebilst, ka viņu izgudrotajos sienas paneļos uzsvars nav tikai uz sapropeli, bet arī uz citiem blakusproduktiem, kas paliek pēc dažādiem ražošanas un dabas procesiem. «Sapropelis ir ezera rekultivācijas, attīrīšanas un padziļināšanas blakusprodukts. Kaut kas tāds, ko nevis izmetam laukā, bet varam izmantot tālāk,» uzsver Vaira. 

Rūpniecībā šādu blakusproduktu ir daudz — tos var sadedzināt vai izkaisīt uz lauka, bet var arī izmantot vēlreiz, piešķirot augstāku pievienoto vērtību. Vaira un Estere strādā pie tā, lai izpētītu, ar kādām pildvielām varētu uzlabot paneļu kvalitāti, ražošanas procesus un to ekspluatāciju.

«No pildvielām atkarīgs tas, cik biezu vai plānu paneli iespējams izgatavot. Tieši pildvielas nosaka, kādas ir tā akustiskās īpašības. Tiklīdz nomaini pildvielu, rodas jauns, atšķirīgs materiāls,» atklāj Estere. Tieši kura sapropeļa un pildvielu kombinācija ir vislabākā, pētnieces pagaidām neatklāj — komercnoslēpums! 

Abu sadarbības laikā Estere gan beigusi vidusskolu, gan izstudējusi un tagad strādā par arhitekti. Tāpēc abu speciālistu lielākā interese ir funkcionālā dizaina virziens. «Mēs to gribam attīstīt kā estētisku produktu, kas rada patīkamas sajūtas,» uzsver Vaira. Paneļu dizains vizuāli atgādina gan ūdens apskalotu ezera gultni, gan dabīgos elementus, kuriem nogulsnējoties ezerā, veidojas sapropelis. «Turklāt paneļu reljefs nav tikai vizuāls bonuss, tas arī raida skaņu dažādos virzienos, tam ir funkcionāla nozīme skaņas slāpēšanā,» piebilst Estere.

Vaira saka — jaunie paneļi viņu īpaši interesē tāpēc, ka citos pētījumos pierādīts: skaņas piesārņojums mūsu laikos ir ļoti traucējošs kvalitatīvai un mierīgai darba videi un atpūtai. 

Paneļi pie sienas stiprināmi ar tajos iestrādātām skrūvēm, kas ļauj tos savienot arī vienā lielā objektā, pie sienas montējot tikai tā augšējo daļu.

«Arī šis stiprinājuma veids nav izvēlēts vienkārši tāpat — gaisa slānis starp sienu un paneļiem veicina skaņas absorbciju,» uzsver Estere. Turklāt, pateicoties stiprinājumu tehnoloģijai, paneļus iespējams ik pēc laika grozīt un mainīt vietām, tādējādi mainot arī telpas izskatu. Piestiprināšanas tehnoloģija nodrošina arī to, ka siena nav jāsabojā ar līmes traipiem.

Šobrīd viņas strādā pie paneļu krāsas. Tā atkarīga no pildvielu materiāla. Taču daži Vairas kolēģi pēta dabīgos pigmentus, tāpēc iespējams, ka sadarbība veidosies arī šajā virzienā, radot dažādas krāsu variācijas.

«Taču galvenais, pie kā strādājam, — lai, radot paneļus, nebūtu papildus jātērē resursi, piemēram, sapropeļa žāvēšanai, sildīšanai. Šim nolūkam varētu izmantot jau eksistējošo siltuma noplūdi, piemēram, rūpniecībā,» uzsver Vaira. Vēl viens virziens ir paneļu ugunsdrošība. Jau tagad ir skaidrs, ka tie nav viegli uzliesmojoši un ātri degoši, bet tas vēl jāizpēta tā, lai ugunsdrošību varētu pamatot ar konkrētiem datiem.

Publikācija sagatavota ar Accenture finansiālu atbalstu

Pagaidām nav neviena komentāra

Lai pievienotu komentāru, vai ienāc ar:

Saņem svarīgākās ziņas katru darba dienas rītu