Πηγή Εικόνας: απε - μπεΕξαιτίας της κακής διαχείρισης αποβλήτων, σχεδόν τα τρία τέταρτα του πλαστικού που παράγεται παγκοσμίως καταλήγει σε χωματερές ή στο περιβάλλον, ενώ μόλις το 9% ανακυκλώνεται. Το ερώτημα που προκύπτει είναι, πώς θα μπορούσε να βελτιωθεί η ανακύκλωση και να γίνει πιο αποτελεσματική.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μπάφαλο συνοψίζουν σε σχετικό άρθρο τους τις πιο πρόσφατες τεχνολογίες και μεθόδους που καθοδηγούνται από προσεγγίσεις μηχανικής συστημάτων διεργασιών, από χημικούς διαλύτες που μπορούν να διαλύσουν συγκεκριμένα πλαστικά μέχρι την αυτοματοποιημένη διαλογή πλαστικών με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης.
Το άρθρο επιλέχθηκε ως εξώφυλλο του Industrial & Engineering Chemistry Research, περιοδικού της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, και καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η ανακύκλωση με διαλύτες είναι μια βιώσιμη και οικονομική επιλογή, αλλά ότι η αντικατάσταση των πλαστικών με βάση τα ορυκτά με πλαστικά με βάση τα βιολογικά υλικά παραμένει μια πρόκληση.
«Περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη τεχνολογίας είναι απαραίτητες για την επίτευξη βιωσιμότητας στη διαχείριση των πλαστικών», αναφέρει σε σχετικό Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου του Μπάφαλο, η συγγραφέας της μελέτης, Aurora del Carmen Munguía-López, Ph.D., επίκουρη καθηγήτρια στο Τμήμα Χημικής και Βιολογικής Μηχανικής της Σχολής Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του UB. «Χρειαζόμαστε όχι μόνο ολιστικές και ολοκληρωμένες προσεγγίσεις, αλλά και να εξετάζουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών των προσεγγίσεων σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής τους».
Συγγραφείς του άρθρου είναι ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Xate Sanchez-Zarco και ο διδακτορικός φοιτητής Alan Owusu-Boateng.
Τα πλαστικά παραμένουν αναντικατάστατα
Η μη ορθή απόρριψη των πλαστικών μπορεί να προκαλέσει τη συσσώρευση πλαστικών αποβλήτων τόσο στο περιβάλλον – υπολογίζεται ότι υπάρχουν 150 εκατομμύρια τόνοι στους ωκεανούς – όσο και στο ανθρώπινο σώμα. Η έκθεση στα πλαστικά έχει συνδεθεί με καρκίνο, αναπνευστικά προβλήματα, προβλήματα γονιμότητας και αναπτυξιακές καθυστερήσεις.
Ωστόσο, τα πλαστικά αποτελούν επίσης ζωτικό μέρος της σύγχρονης ζωής, καθώς χρησιμοποιούνται σε συσκευασίες, ηλεκτρονικά είδη, κτίρια και υφάσματα. Έχουν επίσης πολλά περιβαλλοντικά οφέλη, από τη μείωση των απορριμμάτων τροφίμων έως την αύξηση της αποδοτικότητας των καυσίμων των οχημάτων.
«Η εξάλειψη της χρήσης των πλαστικών δεν αποτελεί επί του παρόντος βιώσιμη επιλογή» υποστηρίζει η Munguía-López και τονίζει ότι χρειάζοτναι εναλλακτικές στην τρέχουσα μη βιώσιμη διαχείριση.
Οι διαλύτες, η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσαν να προσφέρουν λύσεις ανακύκλωσης
Μία από τις εναλλακτικές λύσεις μπορεί να είναι η ανακύκλωση με βάση τους διαλύτες, η οποία μπορεί να ανακυκλώσει πολύπλοκα υλικά που δεν μπορούν να ανακυκλωθούν με παραδοσιακά μέσα. Οι διαλύτες μπορούν να διαλύσουν πολυμερή υψηλής καθαρότητας μέσα σε ένα ρεύμα πλαστικών αποβλήτων, απομακρύνοντάς τα έτσι από ανεπιθύμητες προσμίξεις.
Το άρθρο υπογραμμίζει μια πρόσφατη μελέτη του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison, με επικεφαλής την Munguía-López, η οποία διαπίστωσε ότι η ανακύκλωση με διαλύτη ήταν η πιο οικονομική επιλογή για την ανακύκλωση σύνθετων, πολυστρωματικών πλαστικών φιλμ που χρησιμοποιούνται στη συσκευασία του καφέ.
Αν και η ανακύκλωση με διαλύτη έχει σχετικά χαμηλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, οι παραλλαγές στη διαδικασία μπορούν να αυξήσουν σημαντικά τις εκπομπές αυτές. Η ανακύκλωση με βάση τον διαλύτη θα πρέπει να χρησιμοποιεί μια μέθοδο ψύξης για την αναμόρφωση των διαλυμένων πολυμερών από το διάλυμα, όπως έδειξαν διάφορες μελέτες, σε αντίθεση με μια μέθοδο θέρμανσης που παράγει περισσότερες εκπομπές.
«Όπως και να έχει, η ανακύκλωση με διαλύτη παράγει υψηλότερες εκπομπές από την παραδοσιακή ανακύκλωση, οπότε η καλύτερη προσέγγιση είναι πιθανότατα ο συνδυασμός τόσο της ανακύκλωσης με διαλύτη όσο και της παραδοσιακής» επισημαίνει η ίδια.
Το άρθρο συνοψίζει επίσης την έρευνα σχετικά με το ρόλο της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης στη διαχείριση των πλαστικών. Ένα μοντέλο διαλογής που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison με την ονομασία PlasticNet πέτυχε ακρίβεια ταξινόμησης άνω του 87%, ακόμη και 100% σε ορισμένα συγκεκριμένα πλαστικά. Άλλες ομάδες έχουν χρησιμοποιήσει την ΤΝ για την καλύτερη μελέτη των τεχνολογιών ανακύκλωσης, αναπτύσσοντας μοντέλα επεξεργασίας φυσικής γλώσσας για την εξαγωγή σχετικών δεδομένων από τη βιβλιογραφία.
Μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης θα χρειαστούν επίσης για την αντιμετώπιση των απαιτήσεων σε επίπεδο αλυσίδας εφοδιασμού, όπως η βελτίωση του σχεδιασμού των μεταφορών, ο συντονισμός των ενδιαφερομένων μερών και η αξιολόγηση διαφορετικών σεναρίων πολιτικής.
Μπορούμε να στραφούμε σε πλαστικά βιολογικής προέλευσης;
Η σκοπιμότητα των πλαστικών βιολογικής προέλευσης, τα οποία παράγονται από γεωργικές καλλιέργειες όπως το ζαχαροκάλαμο και το καλαμπόκι και θα μπορούσαν να διατεθούν μέσω της κομποστοποίησης, είναι λιγότερο σαφής.
Ενώ τα πλαστικά βιολογικής βάσης έχουν χαμηλότερες εκπομπές, απαιτούν επίσης πολύ νερό και γη και ανταγωνίζονται άμεσα την προσφορά τροφίμων. Η εφαρμογή των πλαστικών βιολογικής προέλευσης θα απαιτούσε επίσης περισσότερες εγκαταστάσεις κομποστοποίησης και εξοπλισμό του κοινού με τρόπους διαχωρισμού τους από τα παραδοσιακά πλαστικά.
«Δεν μπορούμε να επικυρώσουμε τα πλαστικά βιολογικής προέλευσης μέχρι να εξετάσουμε τον αντίκτυπο ολόκληρου του κύκλου ζωής τους, από την εξόρυξη και την παραγωγή πρώτων υλών μέχρι τη διάθεση και τη διαλογή», λέει η Munguía-López. «Οι μελλοντικές εργασίες στη διαχείριση των πλαστικών θα πρέπει να περιλαμβάνουν αναλύσεις σε επίπεδο συστημάτων για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος πολλαπλών κλιμάκων και διαστάσεων».
