לבעיית הפסולת ההולכת וגדלה של ספורט עשויה להיות סוף סוף פתרון למיחזור

בימים הראשונים של האולימפיאדה והפאראלימפית המודרנית, ספורטאים התחרו באמצעות ציוד כבד ולא אווירודינמי. לשיא הטלת כידון, למשל, ישכמעט הוכפלמאז 1908, כאשר הספורט הוצג.

הספורטאים השתפרו - אבל גם הציוד שלהם.

למעשה, ציוד הספורט (והחומרים מהם הוא עשוי) השתפר כמעט בכל ענף ספורט. פלסטיק מחוזק בסיבים, במיוחד, היה מהפכני. חומרים מרוכבים אלה משלבים בדרך כלל פלסטיק עם סיבי פחמן או זכוכית חזקים. עכשיו אתה יכול למצוא אותם ברוב ענפי הספורטשיחק ברמה גבוהה.

החומרים החזקים, הניתנים לכיפוף וקלים אלו אפשרו לספורטאים לדחוף את גבולות הספורט שלהם, לזכות במדליות ולהביא גאווה לאומותיהם. אבל הם מגיעים עם עלות נסתרת.

כידוע קשה למחזר חומרים מרוכבים. וכמות הפסולת מהספורט גדלה במהירות. המחקר שלנומציע דרךכדי להפחית את הפסולת הזו - ולחלץ סיבי פחמן יקרי ערך.

מרוכבים בכל מקום

פולימרים מחוזקים בסיבים הפכו נפוצים בכל מקום בגלל תכונותיהם הייחודיות. הם מציעים שילוב של משקל נמוך, גמישות, חוזק ועמידות. ניתן לשנות את המאפיינים על ידי התאמת סיבים, ערבוב חומרים ושינוי אופן עיצוב ציוד הספורט.

אם תרימו מחבט טניס מודרני ביד אחת ומחבט עץ ישן ביד השנייה, תבחינו בהבדל. מחבטים מרוכבים חדשים הם קלים וחזקים, ומאפשרים לשחקנים להשיג מהירויות תנופה מהירות יותר.

גם מחבטי בדמינטון השאירו מאחור עץ מלא. כיום, אפילו לתרנגולים יש נוצות מחוזקות במוטות פחמן.

נעלי ריצה מסתמכות על חומרים מרוכבים מפחמן כדי להגביר את הקפיציות, לסייע בהנעה, להגביר את יציבות העקב ולהפחית את עייפות כף הרגל.

לרכיבה על אופניים ישהועיל מאודמחומרי פחמן מרוכבים. אופני מירוץ מודרניים עשויים לרוב לחלוטין מסיבי פחמן, כולל זיזים, צינורות וחיבורים. אופניים אלו הם קלים, עמידים מאוד ובעלי התנגדות אוויר נמוכה משמעותית בהשוואה למקביליהם המתכתיים.

לאן שלא תסתכל, אתה רואה חומרים מרוכבים מפלסטיק מחוזקים בסיבים. הקשתות בחץ וקשת, המוטות בקפיצה במוט, כיסאות הגלגלים באולימפיאדת הנכים, מוטות רשת הפחמן בכדורעף, האוכפים, הפרסות והקסדות בענפי רכיבה על סוסים, דופי האקדח בירי, מוטות מקל הגולף בגולף, הסירות ב. שיט, הסקייטבורדים בהחלקה, הגלשנים בגלישה ואפילו ה קירות טיפוס בטיפוס צוקים - כולם עשויים כעת מחומרים מרוכבים.

כשהמשחקים נגמרים

חומרים אלה שינו ענפי ספורט רבים. אבל חומרים מרוכבים עשויים מכמה חומרים משולבים. זה אומר שלעתים קרובות קשה למחזר אותם.

בבריטניה, למשל, כ-90 אחוז מכל הפסולת המרוכבתהולך למזבלה. רק 2 אחוזים משמשים לסיבי פחמן. ייצור חומרים מרוכבים חדשים צורכת אהרבה אנרגיה.

ברחבי העולם, כ-7,000 טונות של ציוד ספורט מורכב מגיע לסוף חייהםניתן למחזרכל שנה. ביקוש למיחזורהולך וגדל. זרם הפסולת הזה אחראי כעתכמעט 9 אחוזמכלל שוק המרוכבים.

ככל שהחומרים המרוכבים הללו הפכו פופולריים יותר ויותר, חוקרים חיפשו דרכים טובות יותר למחזר אותם - באופן אידיאלי, בדרכים שהן גם רווחיות. בעוד ששיטות רבות אינן רווחיות, המחקר הקודם שלנו עלה-תועלת מצאמספר שיטותשמראים הבטחה.

אצלנומחקר אחרון, העמדנו שיטה אחת למבחן: מיחזור תרמוכימי.

שקול את האתגר של מיחזור חומרים מרוכבים. לעתים קרובות הם מצופים בפולימרים או שרפים כדי להפוך את המשטחים שלהם לעמידים יותר. אבל זה מקשה על פירוק החומרים הללו. סיבי פחמן הם החלק היקר ביותר בחומרים מרוכבים אלה.

כדי למצוא דרכים להפקת סיבים אלו, לקחנו אופניים שבורים העשויים מסיבי פחמן מרוכבים והתנסנו במיחזור באמצעות כימיקלים וחום.

באמצעות ניסוי וטעייה, פיתחנו שיטות כימיות יעילות ביותר לטיפול מוקדם באופניים שבורים וגילינו את הטמפרטורה האופטימלית להמסתם: 425 מעלות צלזיוס.

בטמפרטורה זו, נוכל לחלץ את הסיבים הללו שלמים יחסית. הסיבים הממוחזרים שמרו על 94 אחוז מהקשיחות המקורית שלהם ועל 90 אחוז מהחוזק המקורי שלהם.

משמעות הדבר היא שניתן להשתמש בהם לשימושים שונים, כאשר חוזק וקשיחות מעט נמוכים יותר מקובלים.

ניתן להשתמש בסיבי פחמן משוחזרים גם בהדפסת תלת מימד של רכיבי אופניים אחרים, המציעים יחס משקל לחוזק גבוה ועמידות מוגברת, או אפילו בבטון מזוין.

לאן מכאן?

קשה לראות אתלטים חוזרים אי פעם לציוד הכבד והלא אווירודינמי של העבר. אבל אם ניתן להחזיר חומרים יקרי ערך בעלות-תועלת מציוד ספורט בסוף חייו, זה יוצר תמריץ לעשות משהו שימושי עם זרם הפסולת ההולך וגדל הזה.

בעוד השיטה החדשה שלנו משתמשת בפחות אנרגיה מתהליכי מיחזור חום קיימים ומייצרת תוצרי לוואי של פסולת ידידותיים יחסית לסביבה, אנו מאמינים שנוכל לשפר את התהליך הזה עוד יותר כך שהוא משתמש בפחות אנרגיה.

בסופו של דבר, אנו מקווים ששיטה זו תהיה שימושית כדי לעזור לעסקי מיחזור קטנים ובינוניים לעבד יותר מוצרים מרוכבים מספורט.

עלי האדיגה, מרצה בכיר, הנדסת מבנים,אוניברסיטת סידניויאנינג ווי, חוקר פוסט-דוקטורט, הנדסה אזרחית,אוניברסיטת סידני

מאמר זה פורסם מחדש מהשיחהתחת רישיון Creative Commons. קרא אתמאמר מקורי.