Μύθοι και αλήθειες
Σε μια εποχή που η παραγωγή και η κατανάλωση πλαστικού αυξάνεται ολοένα και περισσότερο, η βιομηχανία οφείλει να εφεύρει εναλλακτικές λύσεις, ώστε να μειωθεί η ρύπανση από πλαστικό. Πώς επιτυγχάνεται όμως αυτό όταν πλαστικά υλικά συνοδεύουν τις περισσότερες καθημερινές συνήθειες του ανθρώπου; Οι επιστήμονες θέτουν έναν νέο στόχο, να δώσει λύση για τη διάσπαση των πλαστικών υλικών που χρησιμοποιούμε και τη δημιουργία πλαστικών από φυσικά υλικά.
Τα κοινά πλαστικά αποτελούν μεγάλο πρόβλημα για το περιβάλλον για μια σειρά από λόγους. Τα πλαστικά είναι συνθετικά πολυμερή τα οποία προέρχονται από ορυκτούς πόρους, όπως παράγωγα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, δηλαδή από μη Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. Επιπλέον, είναι ανθεκτικά στη διάβρωση, αφού η διάσπασή τους μπορεί να διαρκέσει από 100 έως και 500 χρόνια. Αρκετά από αυτά μάλιστα, δεν αποδομούνται κατά 100% ή παράγουν επιβλαβή αέρια και ουσίες κατά τη διαδικασία διάσπασής τους. Σύμφωνα με έρευνα που διεξήχθη από το Statista, το 2017 παρήχθησαν 348 εκατομμύρια τόνοι πλαστικού παγκοσμίως. Από αυτούς υπολογίζεται ότι το 55% περίπου κατέληξαν σε χωματερές ή στη θάλασσα. Μόνο το 45% διατέθηκαν για ανακύκλωση ή καύση.
Τα βιοπλαστικά στο μικροσκόπιο των ερευνητών
Τα βιοπλαστικά είναι πλαστικά τα οποία προέρχονται από ανανεώσιμες πρώτες ύλες, όπως η βιομάζα, τα φυτικά λίπη, άμυλα και έλαια ή τα παράγωγα σακχάρων, όπως η γλυκερίνη, η κυτταρίνη και το γαλακτικό οξύ. Συγχέονται συχνά με τα βιοδιασπώμενα πλαστικά, δηλαδή αυτά τα οποία μπορούν να αποδομηθούν στη φύση από ζωντανούς οργανισμούς, όπως τα βακτήρια, σε διάστημα λίγων μηνών ή χρόνων. Δεν είναι όμως όλα τα βιοπλαστικά βιοδιασπώμενα ή αποδομούνται γρηγορότερα από πλαστικά που παράγονται από ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, τα μη βιοδιασπώμενα βιοπλαστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μακροβιότερες χρήσεις. Σύμφωνα με τα στοιχεία έρευνας που διεξήγαγε η European Bioplastics Association σε συνεργασία με το nova-Institute το 2017, από τους 2,05 εκατομμύρια τόνους βιοπλαστικών που παρήχθησαν τη χρονιά αυτή, το 57% ήταν μη βιοδιασπώμενα (PET, PA, PEF, PE, PP κ.ά.), ενώ το 43% ήταν ικανά να αποσυντεθούν με φυσικές διαδικασίες (PLA, PHA, PBS, PBAT, ακατέργαστα άμυλα κ.ά.).
Οι δύο βασικοί τύποι βιοδιασπώμενων βιοπλαστικών που κυκλοφορούν στην αγορά σήμερα είναι το PLA, ή αλλιώς πολυγαλακτικό οξύ, το οποίο παράγεται από φυτικά σάκχαρα, όπως το καλαμπόκι και το ζαχαροκάλαμο, και το PHA, ένα είδος πολυεστέρα το οποίο παρασκευάζεται από μικροοργανισμούς οι οποίοι μετατρέπουν την οργανική ύλη σε πλαστικό. Είναι μη τοξικά θερμοπλαστικά, τα οποία επιδέχονται κομποστοποίησης και μπορούν υπό τις κατάλληλες συνθήκες να διασπαστούν κατά 100% σε άνθρακα και νερό.
Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι η χώρα που κατέχει με διαφορά τα πρωτεία στην παραγωγή βιοπλαστικών υλικών τόσο στον τομέα των μικρών επιχειρήσεων και των μεγάλων εταιρειών όσο και σε πανεπιστημιακό και ερευνητικό επίπεδο. Δεύτερες έρχονται η Ινδία σε πανεπιστημιακό επίπεδο, η Ισπανία σε ερευνητικό επίπεδο, η Ιταλία στις μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις και η Ιαπωνία στις μεγάλες εταιρείες. Ωστόσο, σύμφωνα με μελέτη του 2018 (European Bioplastics Association / nova-Institute), η Ασία δυνητικά μπορεί να επιτύχει έως και το 55% της παραγωγής βιοπλαστικών παγκοσμίως, αφού διαθέτει τις μεγαλύτερες εκτάσεις γης και τα μεγαλύτερα ποσοστά γεωργίας και κτηνοτροφίας.
Αξιοποίηση των βιοπλαστικών
Από βιοπλαστικά παράγονται ελαστικές μεμβράνες, καλουπωμένα προϊόντα, εκτυπωμένα φύλλα, ίνες κ.ά. Σύμφωνα με την έρευνα την έρευνα της European Bioplastics Association και του Nova Institute, 58% των βιοπλαστικών αξιοποιούνται σε συσκευασίες, 11% σε υφάσματα, 7% στην αυτοκινητοβιομηχανία, 7% σε καταναλωτικά αγαθά όπως παιχνίδια και καλλυντικά, 5% στις καλλιέργειες, 4% στον κατασκευαστικό κλάδο, 2% σε ηλεκτρονικά είδη και ηλεκτρικές συσκευές και 6% σε άλλες χρήσεις. Το μεγαλύτερο μέρος βιοπλαστικών υλικών αξιοποιείται από τις βιομηχανίες τροφίμων και συσκευασίας.
Επιλύουν άραγε το πρόβλημα;
Μπορεί τα βιοπλαστικά να να είναι βιώσιμα υλικά και να μην εκπέμπουν επιβλαβείς ρύπους κατά την αποσύνθεση τους, ωστόσο η παραγωγή τους αποσπά εκτάσεις γης από τη βιομηχανία τροφίμων και απαιτεί σε ορισμένες περιπτώσεις μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας, προκαλώντας έμμεσα περισσότερους ρύπους από εκείνη της παραγωγής των κοινών πλαστικών σύμφωνα με έρευνα που διεξήγαγε το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ το 2010. Η European Bioplastics αντιτίθεται στον παραπάνω ισχυρισμό, υποστηρίζοντας ότι το ποσοστό καλλιεργήσιμης γης που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή βιοπλαστικών υλικών το 2017 αντιστοιχεί στο 0,016% της συνολικής καλλιεργήσιμης έκτασης, ενώ μέχρι το 2022 το ποσοστό αυτό αναμένεται να ανέλθει στο 0,02 %.
Αν λάβει υπόψιν κανείς τις διαδικασίες που απαιτούνται για να δημιουργηθούν τα βιοπλαστικά, φαίνεται να μην δίνουν μια ικανοποιητική απάντηση στο πρόβλημα της ρύπανσης. Ωστόσο, υπάρχουν και εξαιρέσεις, όπως τα βιοπλαστικά τα οποία κατασκευάζονται από απορρίμματα τροφίμων ή καλλιεργειών, από κτηνοτροφικά απόβλητα, ανακυκλωμένο χαρτί, βακτήρια και μύκητες ή ακόμα και θαλάσσια άλγη. Τα τελευταία χρόνια, πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα, όπως το Κέντρο Βιώσιμων Τεχνολογιών στο Πανεπιστήμιο του Μπαθ, το πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το κρατικό πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν, διεξάγουν συνεχώς έρευνες οι οποίες στρέφονται σε περισσότερο οικολογικές διαδικασίες παραγωγής και σε 100% βιοδιασπώμενα προϊόντα.
Σύμφωνα με τη βάση δεδομένων Linknovate, οι έρευνες που πραγματοποιούνται για τα βιοπλαστικά υλικά παγκοσμίως επικεντρώνονται κατά βάσει στις βιομηχανικές τους εφαρμογές, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, στα σύνθετα υλικά, στην επεξεργασία με νερό και στα ανανεώσιμα πολυμερή, ενώ έρευνες πραγματοποιούνται και για ενισχυτικά υλικά, για διαφορετικές πρώτες ύλες, για βιοδιασπώμενα βιοπλαστικά, καθώς και την καταγραφή ή την ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων τους.
Καθώς οι τρόποι σύνθεσής τους εξελίσσονται διαρκώς, τα βιοπλαστικά φαντάζουν ικανά να απαντήσουν μελλοντικά στο πρόβλημα της ρύπανσης από πλαστικό. Ο ερευνητικός και ο παραγωγικός κλάδος οφείλουν, ωστόσο, να συνυπολογίσουν το περιβαλλοντικό, το οικονομικό και το ενεργειακό κόστος, για τη δημιουργία νέων βιοπλαστικών και βιοδιασπώμενων υλικών, επενδύοντας τόσο στη διαδικασία παραγωγής τους όσο και στη διαδικασία αποσύνθεσής τους. Μένει μόνο να δούμε…
Δάφνη Αρνέλλου,
Αρχιτέκτων μηχανικός ΕΜΠ
Msc in Advanced Architecture, Iaac
