Pagpapanatili
Proteksyon laban sa Sunog sa Gubat – Pagsusulong ng mga Solusyon gamit ang ‘Heat-Activatable Biomimetic Hydrogels’
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Ang mga sunog sa gubat ay nagiging mas malala at nagdudulot ng pinsala sa buong mundo. Noong 2023, halos 12 milyong ektarya ang nasunog, na nagtakda ng bagong rekord, 24% mas mataas kaysa sa nakaraang taon. Naging pinakamasama ang 2023 para sa mga kagubatang sunog sa buong mundo, kung saan ang 2021 ay ikatlong pinakamasama at ang 2020 ay ikaapat.
Ipinapakita nito ang malinaw na larawan: ang mga mapaminsalang sunog sa gubat ay nagiging mas malala, mas madalas, at laganap. Ang trend na ito ay makikita sa US, Europa, at Australya.
Ang pagbabago ng klima ay lalo pang nagpapalala ng kalamidad ng sunog sa gubat sa pamamagitan ng pagpapalakas ng mga heatwave at tagtuyot, na lumilikha ng tuyo at mainit na kondisyon na tumutulong magsimula at magpalaganap ng mga sunog sa gubat.
Lubhang nakababahala ito, dahil ang mga sunog sa gubat ay nagdadagdag ng 5-8 bilyong tonelada ng carbon dioxide bawat taon. Dagdag pa, ang mga kagubatang sunog ay nagdudulot ngayon ng pagkawala ng halos 6 milyong ektarya pang dagdag na punong bakuran bawat taon kumpara noong 2001. Higit pa rito, ang mga sunog ay ngayon kumakatawan sa 33% ng lahat ng pagkawala ng punong bakuran, tumaas mula 20% dalawang dekada na ang nakalilipas.
Bukod pa rito, ang mga sunog sa gubat ay nakakaapekto sa mga tao nang direkta at hindi direkta. Habang daan-daang tao ang namamatay dahil sa sunog bawat taon, marami pang iba ang iniiwasan o permanenteng naililipat mula sa kanilang mga tahanan.
Sa pangkalahatan, ang mga insidente ng sunog sa gubat ay nagdudulot ng mapaminsalang pagkalugi sa mga mapagkukunan, imprastruktura, buhay at kabuhayan ng mga taong nakatira sa paligid ng mga lugar na ito, at sa ekonomiya.
Upang epektibong matugunan at labanan ang mga sunog sa gubat, kailangan natin ng mga solusyong pangkapaligiran na makapagpapabuti sa mga pagsisikap sa pamamahala ng sunog, makakontrol ng mga sunog sa loob ng mga ligaw na lupain, at maprotektahan ang mga lugar mula sa pinsala.
Mga Pamamaraan sa Proteksyon laban sa Sunog: Gel, Foam, at Retardant
May ilang mga kemikal na sistema para sa sunog sa ligaw na kagubatan na umiiral upang mabawasan ang posibilidad ng pagkasunog at maprotektahan ang mga tahanan at imprastruktura. Ang mga sistemang ito ay kinategorya ng US Forest Service bilang:
- Mga gel na nagpapataas ng tubig
- Mga suppressant na foam
- Mga pangmatagalang retardant
Ang mga pangmatagalang retardant ay karaniwang ibinibigay sa pamamagitan ng eroplano sa mga target na tanawin matapos ang buong konsentrasyon sa pamamagitan ng pagdidilute ng tubig. Ang mga retardant na ito ay ay nililikha ng mga kemikal tulad ng ammonium phosphates na may kakayahang pigilan ang pagkasunog o pabagalin ang pagkalat ng apoy. Ang bisa ng mga retardant na ito ay tumatagal hangga’t nananatili ang kemikal na residue sa halaman.
Tungkol naman sa mga water-enhancing na gel at foam suppressant, sila ay parehong gumagana bilang panandaliang suppressant ng apoy. Ang mga solusyong ito ay kayang pigilan ang apoy hangga’t may tubig, na nangangahulugang kapag ito ay nag-evaporate mula sa mga inilapat na materyales, nawawala rin ang resistensya sa apoy.
Sa mga ito, natuklasan na ang mga water-enhancing gel ay napakaepektibo sa pagprotekta ng imprastruktura.
Ang mga water-enhancing gel ay karaniwang binubuo ng superabsorbent polymers na may kakayahang mabigat na magpanatili ng tubig gayundin pagahusayin ang wetability ng ibabaw. Sa ganitong paraan, ang mga gel na ito ay napakabisa bilang suppressant ng apoy at harang upang protektahan ang mga tahanan at kritikal na imprastruktura sa ligaw na kagubatan.
Ang paglawak ng polymer ay talagang nagpapataas ng kapal ng harang na tubig, na nagbibigay-daan sa mas mahabang pagpapanatili ng tubig na panahon. Ang kakayahang magpanatili ng tubig ng 30-60 min ay ginagawa ang ganitong uri ng gel na napakaepektibo para sa hindi direktang pag-atake upang protektahan ang mga tahanan, gusali, at iba pang estruktura bago dumating ang sunog sa gubat.
Hindi tulad ng ang gel, ang foam ay may mas maikling oras ng pagpapanatili na isang simpleng 15-30 min at hindi kayang magbigay ng parehong antas ng proteksyon tulad ng mga gel para sa hindi direktang pag-atake. Ito ay ginagawa ang water-enhancing gel na isang eco-friendly at napapanatiling estratehiya upang supilin ang mga sunog sa ligaw na kagubatan.
Dahil napakagaling ng kanilang pagganap, maraming gel na available sa merkado para magamit, na kasama ang Thermo-Gel, isang popular na fire-retardant gel na malawakang ginagamit sa US at Canada at aprubado ng mga awtoridad. Ginagamit ito ng parehong mga may-ari ng bahay at mga propesyonal na koponan sa paglaban sa sunog. Ang gel ay maaaring ilapat sa mga estruktura, halaman, at iba pang mga ibabaw at epektibo hanggang ilang oras pagkatapos ng aplikasyon. Maaari itong alisin gamit ang tubig.
Ang Barricade Fire Gel ay isa pang produkto na bumubuo ng makapal na thermal protective gel coating upang protektahan ang iyong mga tahanan, estruktura, sasakyan, at mga tangke ng gasolina mula sa pagkasunog. Ito ay hinahalo sa tubig upang magbigay ng ganap na proteksyon laban sa apoy at ini-spray hanggang 24 na oras bago dumating ang sunog sa gubat.
Ang FireIce Shield ay nagbibigay ng proteksiyon na patong upang maiwasan ang pinsala na dulot ng pagsisimula, pagkasunog, o pag-char. Ang No-Burn Original Fire Gel, meanwhile, ay isang water-based fire retardant na maaaring ilapat sa mga ibabaw kung saan ito ay bumubuo ng harang na tumatanggi sa pagsisimula ng apoy.
Inobatibong Gel para Protektahan ang mga Gusali sa Panahon ng Sunog sa Gubat
Ang mga water-enhancing gel ay karaniwang naglalaman ng mga hydrogel na materyales. Ito ay dahil ang mga hydrogel ay mga polymer na maaaring magpanatili ng malaking dami ng tubig, na ginagawang epektibo sila sa pagbuo ng harang na tumatanggi sa apoy.
Ang cross-linked polymer structure ng mga hydrogel, na nagiging sanhi ng kanilang pagiging hindi natutunaw, ay kung ano ang nagpapahintulot sa kanila na epektibong sumipsip at magpanatili ng malaking dami ng tubig. Ang kamangha-manghang kakayahang ito ng mga ito na mag-imbak ng tubig ay nagbibigay-daan sa para sa mas mahabang tagal ng paglamig at pag-wet kapag inilalagay ang gel sa mga ibabaw tulad ng halaman.
Bagaman isang kaakit-akit na alternatibo sa foam suppressant at tradisyunal na pangmatagalang retardant, ang mga hydrogel ay limitado sa napaka-maikling oras ng aplikasyon sa karaniwang panahon ng sunog sa gubat.
Ang katotohanan ay ang mga materyal na ito ay mabilis na natutuyo at nawawalan ng bisa sa ilalim ng hangin at matinding init, na karaniwan sa mga kondisyon ng sunog sa gubat. Ito ay lubos na naglilimita sa praktikal na paggamit ng mga hydrogel at higit pa, nagpapataas ng panganib para sa mga nag-aaplay ng mga materyal na ito.
Pinagmulan: Stanford Report
Upang matugunan ang limitasyong ito, ang mga mananaliksik sa Stanford ay nakabuo ng water-enhancing gel upang makatulong na maiwasan ang pagsunog ng mga tahanan at kritikal na imprastruktura dahil sa mga sunog sa gubat, na may mas magagandang resulta kaysa sa kasalukuyang magagamit na solusyon. Ayon kay senior author na si Eric Appel, na isang associate professor ng material science at engineering sa School of Engineering:
“Sa karaniwang kondisyon ng sunog sa gubat, ang kasalukuyang water-enhancing gel ay natutuyo sa loob ng 45 minuto.”
Inilathala ilang linggo na ang nakalipas sa Advanced Materials, ang bagong pananaliksik ay nagpakilala ng water-enhancing hydrogel platform na nagiging silica aerogel, isang materyal na kumukuha ng maraming interes sa mundo ng agham at teknolohiya.
Ang silica aerogel ay kilala sa kanyang optikal na transparency, mataas na surface area, at mababang thermal conductivity, ngunit higit sa lahat ang mababang bulk density nito na may hanggang 95% ng kanyang volume ay hangin.
Ang silica aerogel na nakuha sa pinakabagong pag-aaral ay may natatanging katangian ng insulating sa panahon ng heat activation, na tumutulong palawakin ang epektibong panahon ng proteksyon ng ibabaw mula sa pagsisimula ng apoy.
Ayon sa pag-aaral, ang mga materyal na ito ay nagpapakita ng mga katangian ng harang na pinabuting higit sa 5 beses kumpara sa mga water-enhancing gel product na kasalukuyang ibinebenta sa merkado.
Ang mga mananaliksik ay bumuo ng mga hydrogel na ito sa pamamagitan ng polymer-particle (PP) interactions sa pagitan ng cellulosic chains (biopolymers) at colloidal silica particles. Ang PP interactions ay talagang natuklasang gumaganap ng mahalagang papel sa paglikha ng heat-insulative aerogel shield nang epektibo kapag nag-evaporate ang tubig.
Ayon sa pag-aaral, ang tubig sa loob ng mga materyal na ito ay mabilis na nawawala kapag nasalubong ng apoy, na nagreresulta sa pagbuo ng matibay na solid silica network. Ang network na ito ay nagsisilbing matibay na pisikal na harang laban sa apoy.
Ang pagpapahaba ng bisa ng proteksyon, ayon sa mga may-akda, ay kung ano ang nagbubukod sa kanilang materyal mula sa iba pang teknolohiya ng pagsugpo ng sunog sa gubat. At ito ang magtatagumpay na punan ang puwang sa ating kakayahang labanan ang mga sunog sa gubat at protektahan ang kritikal na imprastruktura, ayon sa pag-aaral.
Pagsusuri at Pag-optimize ng Bagong Fire Gel
Pinondohan ng National Science Foundation kasama ang ang Gordon & Betty Moore Foundation at Schmidt Science Fellows, ang pag-aaral mula sa Stanford University ay nagtagumpay sa pag-develop ng isang sprayable gel na nagpoprotekta sa mga gusali mula sa pinsala ng sunog sa gubat habang tumatagal nang mas mahaba at mas epektibo kaysa sa kasalukuyang komersyal na mga opsyon.
Ang pagkakaroon ng mas malawak na panahon ng aplikasyon ay nangangahulugang maaaring i-spray ang gel bago pa man dumating ang apoy at makuha pa rin ang proteksyon nito. At kapag dumating ang apoy, inaasahang gagana ito nang mas mahusay.
Ang bagong platform ay pinagtrabahuan nang maraming taon. Noong 2019, ang parehong gel ay ginamit nina Appel at ng kanyang koponan upang mapanatiling matagal ang mga retardant ng sunog sa mga halaman.
Tinawag na “serendipitous” ang bagong pag-unlad, ipinaliwanag ni Appel na nagustuhan nilang alamin ang pag-uugali ng mga gel na ito nang mag-isa. Kaya, naglagay sila ng kaunti sa kahoy at ginamit ang isang torch na nasa lab upang ilantad ito sa apoy. Nagresulta ito sa isang “super cool outcome” kung saan ang gel ay nagbubuo ng aerogel foam.
Ang katotohanan ay, ang mga water-enhancing gel ay gumagamit ng superabsorbent polymers para sa proteksyon laban sa apoy, na katulad ng absorbent powder na matatagpuan sa disposable diapers ng iyong anak.
Kapag ang mga gel na ito ay hinaluan ng tubig at pagkatapos ay ini-spray sa isang estruktura, halimbawa sa iyong tahanan, sila ay lumalaki at nagiging malagkit at makapal na substansiya. Ang substansiya ay dumikit sa labas ng ibabaw at lumilikha ng basang harang.
Dahil sa napaka-tuyong at mataas na temperatura ng paligid ng sunog sa gubat na nagdudulot ng mabilis na pag-evaporate ng tubig na nakapaloob sa gel, isinama rin ng mga mananaliksik ng Stanford ang mga silica particle kasama ng isang cellulose-based polymer.
Kaya, kapag ang mga gel ay nasailalim sa init at nag-evaporate ang tubig, ang mga silica particle ay naiwan at nagbuo ng foam. Ang foam ay lubos na insulative, pumipigil sa paglipat ng init. Sa pamamagitan ng pagkalat ng init, ito ay “ganap” na nagpoprotekta sa ibabaw sa ibaba nito.
“Ang makakalikasan na breakthrough na ito ay humihigit sa kasalukuyang komersyal na solusyon, na nag-aalok ng mas mahusay at scalable na depensa laban sa sunog sa gubat.”
– Changxin Dong, ang pangunahing may-akda ng pag-aaral
Upang suriin ang bagong gel, nag-apply ang mga mananaliksik ng ilang formulasyon sa mga piraso ng plywood at pagkatapos ay inilantad ito sa direktang apoy. Ang apoy mula sa gas torch ay mas mataas ang temperatura kumpara sa mga sunog sa ligaw na kagubatan.
Ipinakita ng pagsusuri na ang pinakaepektibong komposisyon ng koponan ay tumagal ng higit sa pitong minuto bago magsimulang mag-char ang mga piraso ng plywood. Ito ay mas matagal kaysa sa mas mababa sa 90 segundo na tumagal ang isang komersyal na water-enhancing gel kapag sinubukan sa parehong paraan.
“Ang tradisyonal na gel ay hindi gumagana kapag natuyo na,” sabi ni Appel, na binigyang-diin na, hindi tulad ng mga ito, ang kanilang gel ay patuloy na nagpoprotekta sa mga ibabaw na nilagyan nito kahit na natuyo na ang lahat ng tubig, at kapag nawala na ang apoy, madaling maalis din.
Bagaman nakamit ng koponan ang unang tagumpay ilang taon na ang nakalipas, kinailangan ng maraming engineering upang i-optimize ang formulasyon. Dahil gawa ito sa mga non-toxic na sangkap, nangangahulugan din ito na “ligtas para sa parehong tao at kapaligiran,” sabi ni Appel. Dagdag pa, ang polymer sa gel ay madaling nabubulok ng mga mikrobyo sa lupa.
Bagaman maaaring kailanganin pa ng karagdagang pag-optimize, umaasa si Appel na gawin ang pilot-scale na aplikasyon at pagsusuri ng mga gel na ito. Papayagan nito si Appel at ang koponan na magsimulang gamitin ang mga ito upang protektahan ang kritikal na imprastruktura kapag may sunog na dumarating.
Mga Kumpanya na Kasangkot sa Proteksyon laban sa Sunog at Agham ng Materyales
Dahil napakahalaga ng pagkakaroon ng epektibong solusyon, maraming kumpanya ang kasangkot sa iba’t ibang aspeto ng mga solusyon sa pag-attenuate ng sunog sa gubat.
Halimbawa, ang PPG Industries (PPG ) at Sherwin-Williams (SHW ) ay nag-aalok ng fire protective coatings, habang ang Ecolab ay pangunahing nakatuon sa mga solusyon sa tubig, kalinisan, at pag-iwas sa impeksyon, bagaman nagbibigay din ito ng mga serbisyo ng sunog at pagsagip sa iba’t ibang industriya.
Ngayon, tingnan natin nang mas malalim ang ilang kilalang pangalan:
#1. 3M Company
Ang 3M ay gumagawa ng iba’t ibang produkto para sa proteksyon laban sa sunog, kabilang ang mga firefighting gel at foam. Ang diversified na kumpanyang teknolohikal na ito ay kasangkot din sa abrasives, masking systems, electrical markets, personal safety, roofing granules, industrial adhesives, paint spray products, advanced materials, automotive at aerospace, commercial solutions, display materials, at iba pa, bukod sa malawak na R&D upang lumikha ng mas magagandang produkto at solusyon.
MMM Tsart ng Presyo
Sa market cap na $72.3 bilyon, ang mga shares ng 3M ay kasalukuyang nagte-trade sa $131.43, tumaas ng 20.39% YTD. Ang EPS (TTM) nito ay 1.40, na may P/E (TTM) ratio na 93.93 at dividend yield na 2.13%.
Para sa Q2 2024, ang kumpanya iniulat $6.3 bilyon sa adjusted sales, na bumaba ng 0.5% YoY, habang ang operating cash flow ay $1 bilyon. Ang GAAP EPS mula sa patuloy na operasyon ay $2.17, tumaas ng 117% YoY. Ang Adjusted EPS ay tumaas din ng 39% YoY sa $1.93, habang $786 milyon ay ibinayad sa mga shareholders sa pamamagitan ng dividends at share repurchases.
“Nakapaghatid kami ng isa pang malakas na quarter na may adjusted earnings growth na umabot sa double-digits at matatag na pagbuo ng cash.”
– 3M CEO William Brown
Binanggit din niya na ang kanilang pokus sa hinaharap ay sa epektibong pag-deploy ng kapital, pagpapataas ng operational performance, at pagpapalago ng patuloy na organic revenue growth.
#2. Dow Inc.
Ang Dow ay kasangkot sa produksyon ng advanced materials tulad ng superabsorbent polymers na ginagamit sa mga hydrogel. Nag-aalok din ang kumpanya ng iba’t ibang produkto para sa fire resistance, kabilang ang DOWSIL™ Smoke Seal 800SL, na isang silicone sealant na makakatulong pigilan ang pagkalat ng usok at apoy sa pagitan ng mga floor joint. Ang Dow ay kasangkot din sa packaging, enerhiya, at consumer solutions.
DOW Tsart ng Presyo
Sa market cap na $37.5 bilyon, ang mga shares ng Dow ay kasalukuyang nagte-trade sa $53.51, bumaba ng 2.43% YTD. Ang EPS (TTM) ng kumpanya ay 1.62, ang P/E (TTM) ratio ay 33.11, at ang dividend yield ay 5.23%.
Para sa Q2 2024, ang Dow iniulat $10.9 bilyon sa net sales, na bumaba ng 4% YoY, habang tumaas ang sales ng 1%, dulot ng pagtaas sa Performance Materials & Coatings. Ang cash flow mula sa operasyon ay $832 milyon, habang ang free cash flow ay $109 milyon, na nagbigay-daan sa Dow na ibalik ang $691 milyon sa mga shareholders nito. Ang equity earnings ay tumaas ng $9 milyon sunud-sunod. Ang GAAP EPS ay $0.62, habang ang operating EPS ay $0.68.
“Ang bilis ng global macroeconomic recovery ay mas mabagal kaysa inaasahan. Patuloy kaming nakatuon sa working capital, pagbawas ng gastos, at pag-aangkop ng aming operating rates sa kasalukuyang demand. Kami ay nag-iinnovate kasama ang aming mga customer.”
– Dow Inc. CEO Jim Fitterling
Konklusyon
Ang hindi kontroladong pagkasunog ng vegetasyon (i.e., mga sunog sa gubat) ay patuloy na nagdudulot ng kaguluhan sa buong mundo. Noong nakaraang taon, ang mga sunog sa gubat na sumakop sa mga kagubatan ng Canada ay iniulat na naglabas ng 647 megatonnes na greenhouse gases—higit pa sa ginagawa ng pitong pinakamalaking emitter na bansa taun-taon. Mayroon ding katotohanan na halos 80 milyong ari-arian sa US ay nasa panganib ng sunog sa gubat.
Habang patuloy na nagdudulot ng matinding panganib ang mga sunog sa gubat, may agarang pangangailangan para sa patuloy na pananaliksik, inobasyon, at kritikal na pag-unlad, tulad ng mga hydrogel na binuo ng mga siyentipiko ng Stanford University. Ang mga teknolohiyang ito ay makakatulong upang mapanatili ang bisa sa panahon ng sunog sa gubat at makatulong na protektahan ang mga tahanan, buhay, at ekosistema.
