Publikacje

Grodzice winylowe zyskały na popularności w różnych projektach budowlanych ze względu na ich trwałość, wszechstronność i korzyści dla środowiska. Jednakże, wraz z końcem cyklu życia profili winylowych pojawia się pytanie o recykling. W tym artykule, odnosząc się do produkowanych przez Grupę Pietrucha grodzic, omawiamy możliwości i ograniczenia recyklingu grodzic winylowych, poruszamy kwestię ich oddziaływania na środowisko, jak również analizujemy wyzwania techniczne i wskazujemy potencjalne kierunki rozwoju procesu recyklingu. Warto podkreślić, że patrzymy na ten temat z perspektywy producenta wytwarzającego swoje grodzice winylowe na terytorium Unii Europejskiej.

Wraz z rosnącą świadomością związku pomiędzy działalnością człowieka a tempem postępowania zmian klimatu, w branży budowlanej coraz więcej wagi poświęca się stosowaniu  zrównoważonych praktyk, co skłania do ponownej oceny materiałów używanych w różnych projektach. Grodzice winylowe, znane ze swojej odporności na korozję, długiej żywotności i niskich wymaganiach konserwacyjnych, stają się tutaj naturalnym i coraz bardziej popularnym wyborem. W rezultacie, wraz z coraz szerszym wykorzystywaniem przez sektor budowlany praktyk przyjaznych dla środowiska, zrozumienie możliwości recyklingu grodzic winylowych stało się ważną kwestią.

Aby promować gospodarkę o obiegu zamkniętym w branży budowlanej, niezbędne jest bowiem zrozumienie wpływu na środowisko, wyzwań technicznych i potencjalnych kierunków rozwoju w recyklingu profili wykonanych z polichlorku winylu.

Technologia produkcji

Aby lepiej zrozumieć potencjał recyklingu grodzic winylowych i związane z nim wyzwania, kluczowe jest zrozumienie technologii i procesów produkcyjnych związanych z wytwarzaniem tego typu profili. Taka wiedza może dostarczyć cennych informacji na temat tego, jakie środki można podjąć w celu poprawy ich możliwości recyklingu.

Grodzice winylowe są zwykle wykonane z polichlorku winylu (PVC) lub podobnych polimerów syntetycznych, które w porównaniu do stali, często mają bardziej przyjazny dla środowiska proces produkcji [1]. PVC jest pozyskiwany z gazu ziemnego lub ropy naftowej w procesie chemicznym. Dodatkowo, w celu poprawy określonych właściwości, takich jak elastyczność, trwałość i odporność na czynniki środowiskowe, można dodać różne dodatki, takie jak plastyfikatory, stabilizatory i modyfikatory udarności. Jeżeli spojrzymy na proces wytwarzania grodzic winylowych Pietrucha, możemy go podzielić na następujące etapy:

• Mieszanie - wybrany PVC i dodatki są łączone w celu zapewnienia równomiernego rozподіlu dodatków w całej żywicy PVC, tworząc spójny i dobrze zdefiniowany skład materiału,
• Ekstruzja - zmieszany PVC jest następnie poddawany ekstruzji, w której jest topiony i formowany w ciągły profil o pożądanym kształcie i rozmiarze,
• Chłodzenie i cięcie - płyty winylowe są chłodzone w celu utwardzenia materiału. Następnie są cięte na wymagane długości. Proces chłodzenia jest kluczowy dla utrzymania integralności strukturalnej grodzic winylowych,
• Kontrola jakości - w całym procesie produkcji wdrażane są różne środki w celu zapewnienia zgodności grodzic winylowych z wymaganymi specyfikacjami. Może to obejmować testy wymiarów, właściwości mechanicznych i innych kryteriów wydajności.

Rysunek 1: Ekstruzja grodzic winylowych Pietrucha

W rezultacie uzyskuje się profil o wymaganej konfiguracji, o zaprojektowanym przekroju poprzecznym i stałych właściwościach. Kształt grodzic wykonanych z tworzywa sztucznego ma wpływ na ilość energii i wody zużywanej podczas produkcji [2]. Okresowo pojawiają się odpady z produkcji profili, szczególnie w początkowych etapach wytłaczania nowego profilu. W takich okolicznościach, takie pozostałości są systematycznie ponownie włączane do cyklu produkcyjnego, co jest strategicznym środkiem ograniczającym gromadzenie się odpadów. Proces produkcji takiego profilu odbywa się w hali produkcyjnej, takiej jak przedstawiona na rysunku 1.

 

Rysunek 2: Grodzice ekstrudowane i koekstrudowane

Warto tutaj zaznaczyć, że niektórzy producenci grodzic produkują je w procesie współwytłaczania, czyli koekstruzji, gdzie zewnętrzna warstwa grodzic jest pokryta PVC wyższej jakości, a środek jest wypełniony PVC o znacznie niższej jakości, który łatwo ulega erozji. Może to przede wszystkim powodować emisję mikrodrobin plastiku podczas użytkowania, ale również znacznie ogranicza możliwości ponownego recyklingu takich koekstrudowanych grodzic.

Proces produkcji grodzic winylowych może stanowić wyzwanie dla możliwości recyklingu tych materiałów, ponieważ obecność dodatków i stabilizatorów w wyprodukowanych profilach może utrudnić wydajne oddzielanie i przetwarzanie PVC podczas recyklingu. Pomimo tych wyzwań podejmowane są działania w celu poprawy możliwości recyklingu PVC, a badania nad nowymi technologiami recyklingu są w toku [3]. Niektóre inicjatywy koncentrują się na opracowywaniu bardziej przyjaznych dla środowiska dodatków lub alternatywnych formulacji, które ułatwiają proces recyklingu i zmniejszają wpływ na środowisko.

Warto zauważyć, że infrastruktura i możliwości recyklingu różnią się w zależności od regionu, a możliwość recyklingu grodzic winylowych może zależeć od lokalnych obiektów i przepisów. W obszarach, w których istnieją solidne programy recyklingu, mogą istnieć możliwości bardziej efektywnego recyklingu materiałów PVC.

Trwałość i długowieczność

Trwałość i wytrzymałość grodzic winylowych pozwala na rzadsze wymiany, potencjalnie minimalizując ogólny wpływ na środowisko, zapewniając jednocześnie działanie przez ponad 50 lat [4]. Odporność winylu na korozję eliminuje potrzebę powłok lub dodatkowych środków ochronnych. Stosowane w budownictwie grodzice winylowe wytrzymują próbę czasu, zapewniając długotrwałe wsparcie konstrukcyjne w zastosowaniach, takich jak ściany oporowe i bariery przeciwpowodziowe. Wydłużona żywotność produktu bezpośrednio przekłada się na zmniejszone zapotrzebowanie na surowce i niższe zużycie energii związane z produkcją. To nie tylko oszczędza zasoby naturalne, ale także zmniejsza ślad węglowy związany z procesami produkcyjnymi.

Jako przykład trwałości i długowieczności takiego rozwiązania można przytoczyć porównanie stosowania grodzic stalowych i grodzic winylowych do ochrony brzegu przed erozją, opisane w publikacji pt. „An Assessment of Vinyl Sheet Piles For Long Term Applications” autorstwa Piyusha K. Dutty i Udaya K. Vaidya [4]. Publikacja zawiera analizę porównawczą grodzic stalowych, jak i wykonanych z PVC, zainstalowanych około sześć lat temu. Na rysunku 3 pokazano, że grodzica z PVC nie wykazuje żadnych widocznych oznak degradacji.

Rysunek 3. Wyraźna przewaga PVC nad stalą pod względem trwałości. Oba zostały zainstalowane sześć lat temu przy 228 Esquinance Street w Mandeville, LA. Grodzice stalowe po prawej stronie wykazują zaawansowaną korozję.

Źródło: [4].

Wybierając materiały o wydłużonej żywotności, projekty budowlane przyczyniają się do zmniejszenia częstotliwości wymian i związanej z tym produkcji odpadów. Dlatego warto badać nowe technologie i upewnić się, które z nich lepiej nadają się do konkretnego projektu niż inne.

Jednym z godnych uwagi aspektów grodzic winylowych jest ich potencjał do ponownego użycia. Po spełnieniu swojej pierwotnej funkcji, te plastikowe grodzice mogą zostać usunięte z placów budowy. Przy odpowiednim czyszczeniu i konserwacji materiał może zostać ponownie wykorzystany w nowych projektach, ponownie wykorzystany do tego samego zastosowania (wydłużając jego cykl życia), lub po prostu poddany recyklingowi w celu ponownego wykorzystania w produkcji.

Innowacje w recyklingu grodzic winylowych

Jedną z głównych metod recyklingu grodzic winylowych jest odzysk i ponowne wykorzystanie materiału. Profile winylowe można po zakończeniu użytkowania usunąć, oczyścić i wykorzystać do produkcji nowych grodzic winylowych.

To podejście nie tylko zmniejsza zapotrzebowanie na surowiec, ale także minimalizuje wpływ na środowisko związany z jego produkcją i logistyką. Opracowywane są metody wykorzystania zaawansowanych technologii sortowania, takich jak spektroskopia bliskiej podczerwieni, w celu poprawy separacji PVC od innych materiałów, co może pomóc w podniesieniu jakości produktów wykonanych z materiałów pochodzących z recyklingu.

Recykling mechaniczny polega na rozdrobnieniu grodzic winylowych na mniejsze kawałki, które następnie są przetwarzane termicznie i formowane w nowe produkty. Proces ten pomaga zachować właściwości materiału i ogranicza ogólny ślad środowiskowy. Większość niezmieszanych odpadów PVC trafia bezpośrednio do ponownej produkcji. Branża PVC wdrożyła szereg uznanych na rynku inicjatyw na rzecz odzyskiwania odpadów pochodzących od konsumentów [5].

Kolejną rozwijającą się metodą jest recykling chemiczny, czyli nowo powstająca technologia wykorzystująca procesy chemiczne do rozkładania cząsteczek winylu na ich pierwotne składniki. Metoda ta stwarza możliwość odzyskania wysokiej jakości surowców do produkcji nowych wyrobów winylowych. W miarę postępu badań i rozwoju w dziedzinie recyklingu chemicznego, metoda recyklingu chemicznego może stać się kluczowym elementem zrównoważonej gospodarki grodzicami winylowymi, umożliwiając produkcję wysokiej jakości materiałów, które w 100% będą wykonane z materiałów pochodzących z recyklingu.

Najważniejsze jednak w tym momencie jest, aby zwrócić uwagę na eko-projektowanie, które znacząco przyczynia się do optymalizacji efektywności działania łańcucha dostaw i procesó· recyklingu. Producenci skupiający się na eko-projektowaniu uwzględniają kwestie recyklingu w procesie projektowania wyrobów z PVC, kładąc nacisk na poprawę możliwości recyklingu po zakończeniu ich cyklu życia [6].

Wnioski

Recykling grodzic winylowych stwarza możliwości i ograniczenia, które wymagają starannej analizy. Chociaż korzyści dla środowiska są oczywiste, należy rozwiązać kwestie techniczne, takie jak zanieczyszczenie i obawy dotyczące jakości.

Innowacje w zakresie technologii sortowania i procesów recyklingu chemicznego dają nadzieję na pokonanie tych wyzwań i uczynienie recyklingu grodzic winylowych bardziej opłacalną i zrównoważoną opcją.

Wraz z ciągłym zaangażowaniem branży budowlanej w zrównoważony rozwój, wszyscy zainteresowani muszą współpracować w celu opracowania i wdrożenia skutecznych strategii recyklingu.

Dzięki podjęciu wyzwań i wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań, recykling grodzic winylowych może znacząco przyczynić się do gospodarki o obiegu zamkniętym, minimalizując wpływ na środowisko i promując bardziej ekologiczną przyszłość projektów budowlanych.

Ważne jest, aby inwestorzy podejmowali świadome decyzje przy wyborze grodzic winylowych. Zwracając uwagę na technologię produkcji i jakość użytego materiału, mogą zapewnić pożądane rezultaty i długą żywotność produktu. Przed zainwestowaniem w grodzice winylowe warto sprawdzić, że produkt jest wysokiej jakości i odporny na utlenianie. Dzięki temu mamy pewność, że inwestujemy w produkt, który nie tylko przetrwa lata, lecz przede wszystkim będzie maksymalnie neutralny dla środowiska i zdrowia przyszłych pokoleń.

Bibliografia:

1. Analiza porównawcza wpływu na środowisko grodzic winylowych i grodzic stalowych: ocena cyklu życia produktu. A. Marcinkowski1, J. Gralewski.
2. SUSTAINABILITY ASSESSMENT OF PLASTIC SHEET PILING, A. Al-Ashaab, B. Varro, D. Coley, M. I. Luna, J.Madrigal, S. Prokhorov, J. Roszak, P. Tola.
3. Mechanical Recycling of PVC Wastes. Study for DG XI of the European Commission in co-operation with: Plastic Consult (Italy), COWI (Denmark).
4. An Assessment of Vinyl Sheet Piles For Long Term Applications, Piyush K. Dutta; Uday K. Vaidya.
5. PVC recycling technologies, VinylPlus.
6. https://www.linkedin.com/pulse/challenges-innovations-pvc-recycling-charlie-chen-dkggf/ - accessed on 24.01.2024.