استفاده از بطری‌ PET در آب بندی پنل‌های ساخت

 استفاده مجدد از بطری‌های پلی اتیلن ترفتالات در آب بندی پنل‌های ساخت

هدف از ین مطالعه باهدف بررسی اثرات بطری پلی اتیلن ترفتالات (PET) (PETB) بکار رفته در ساخت پنل PET بر روی عملکرد حرارتی آنها است. بطری‌های PET استفاده شده یک تهدید رو به رشد برای محیط زیست به شمار می روند. زباله پلاستیکی موجب آلودگی هوا، آب و خاک می شود. امروزه حجم زیادی از این زباله ها وجود دارد که به طور غیرایمن دفع می شوند. استفاده مجدد از بطری های PET برای تولید پنل PET ممکن است به کاهش یا حذف هزینه های بازیافت و همچنین کاهش آلودگی زباله جامد کمک کند. تاکنون طبقه بندی و تفسیر این نوع بطری های تجاری اغلب انجام شده است. در اینجا نمونه اولیه پنل PET، که با انوع بطری های PET در بسیاری از کشورها ازجمله برزیل قابل ساخت است، طراحی و ساخته شد. تاثیر نوع بطری PET بر عملکرد حرارتی پنل PET نیز در اینجا با ارزیابی مقاومت حرارتی نمونه اولیه پنل در یک محفظه بدون هوا و یک محفظه پرشده با هوا مورد بررسی قرار گرفت. فرضیه پوچ، که با تغییرپذیری مقاومت حرارتی معادل در محفظه بدون هوا و محفظه پرشده با هوا مرتبط است، نیز انجام شد. علاوه براین، آزمایشات F نیز انجام شد. فرضیه پوچ برای بطری های PET 5 لیتری ممکن است صدق کند اما برای بطری های کمتر از 1، 2 و 5 ممکن است کاربرد نداشته باشد. انتقال حرارتی پنل های PET تولید شده با انواع بطری PET موجود در این مطالعه الزامات تعیین شده توسط قانون برای هر زیرمنطقه زیست اقلیمی را برآورده می کند.

استفاده از بطری های پلی اتیلن ترفتالات (PET) در دهه 1950 آغاز شد. از آن زمان تاکنون، این نوع بسته بندی همواره درحال افزایش بوده است. برخی از دلایل تشویق به استفاده از این نوع بسته بندی را می توان پایداری شیمیایی PET، هزینه نسبتا پایین، سمیّت کم و مقاومت مکانیکی دانست. حدود 40 درصد از تمام بسته بندی های دنیا از پلاستیک ساخته شده است. در سال 2021، انجمن ملی ظروف PET (NAPCOR) بیشترین میزان PET پس از مصرف را که تاکنون جمع آوری شده است، را ثبت کرد؛ مجموعه بطری‌های ایالات متحده برای اولین بار از 1.9 میلیارد پوند گذشت. برزیل چهارمین تولید کننده بزرگ پلاستیک بعد از ایالات متحده، چین و هندوستان در جهان است. برزیل سالانه حدود 11.3 میلیون تن زباله پلاستیکی (بیشتر بطری های PET) تولید می کند اما تنها 1.28 درصد از آنها بازیافت می شود. هر سال در برزیل بیش از 2.4 میلیون تن پلاستیک به اشتباه در فضای باز بدون تصفیه دفع می شود. 7.7 میلیون تن از این گونه مواد به محل های دفن بهداشتی فرستاده شده و بیش از 1 میلیون تن هیچ گونه عملیات دفعی دریافت نمی کنند. علاوه براین، هزینه بازیافت بطری PET در برزیل 6 برابر بیشتر از تولید یک بطری جدید PET تخمین زده شده است. اگرچه در برزیل مقادیر زیادی از این بطری ها دور ریخته نمی شوند، اما مسیر مهمی از پژوهش را برای کاهش هزینه بازیافت و کاهش آلودگی  ناشی از دفع زباله های جامد در صنعت ساخت و ساز با تاکید بر روش های ساخت و ساز نوآورانه و استفاده مجدد از بطری های PET و به حداقل رساندن هزینه های بازیافت آنها میسر می کند.

برخی نویسندگان و سازمان های بین المللی از این موضوع ابراز نگرانی کرده و پیشنهاداتی را باهدف کاهش تهدید روبه رشد ناشی از پلاستیک، به ویژه بطری های PET ارائه داده اند. اکثر مطالعات تایید کرده اند که استفاده از بطری PET  برای ساخت پنل های آب بندی ازنظر مقاومت مکانیکی امکان پذیر است. علاوه براین، بسیاری از مطالعات به موضوع جایگزینی آنها با ماسه و یا شن حاوی پودر PET و بطری خرد شده PET به ترتیب برای تولید بلوک و آجر اشاره کرده اند. پودر PET یا بطری خرد شده PET از بطری PET بازیافتی تهیه می شود، مصرف برق را افزایش می دهد. با این حال، تا کنون هیچ یک از تحقیقات منتشر شده و مقالات مربوط به این موضوع اشاره نکرده اند که چگونه عملکرد حرارتی پنل های بطری PET به متداول ترین نوع بطری PET بستگی دارد. علت این وضعیت این است که اکثر روش های موجود برای ارزیابی روش های ساخت و ساز جدید، به ویژه استفاده مجدد از ضایعات پلاستیکی (بطری PET) در ساخت پنل مناسب نیستند. در این مطالعه فقط از بطری های PET تصفیه نشده برای ساخت پنل استفاده شده است. با این طرح، در فرایند آسیاب بطری های PET در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.

بررسی عملکرد حرارتی پنل

رفتار حرارتی دیوارهای ساخته شده از پنل توسط برخی از محققان بررسی و مطالعه شده است. در اینجا نیز به دلیل یافته های مشابه به آن اشاره شده است. بکوچ و همکارانش معتقدند که ساخت یک محفظه هوای اقتصادی به پراکندگی حرارت و مواد بکار رفته بستگی دارد. همچنین ابوحدید و همکارانش عملکرد حرارتی اتاق آجری و اتاق ساخته شده از بطری PET را باهم مقایسه کرده و به این نتیجه رسیدند که هر دو اتاق دارای مزایا و نواقصی هستند. خالد نیز در شبیه سازی کامپیوتری عملکرد حرارتی دیوار ساخته شده از بطری PET به این نتیجه رسید که دیوارهای حاوی بطری PET به دلیل ایزولاتور بودن، به ویژه درصورت استفاده از بطری بزرگ بجای بطری کوچک به منظور افزایش توده حرارتی دیوار، می توانند جایگزین دیوارهای آجری شده و ویژگی های ساختاری قابل قبولی را نیز ارائه دهند. تمامی این مطالعات به بیان جزئیات یا یافته های تکمیلی در این رابطه می پردازند. بنابراین در هیچ کدام از مطالعات قبلی، برخلاف این پژوهش، به تحلیل دقیق این موضوع نپرداخته اند که چگونه عملکرد حرارتی پنل های ساخته شده از بطری PET به نوع بطری PET بستگی دارد. نتایج حاصل از احتمال استفاده از پنل های ساخته شده از بطری های PET با نتایج به دست آمده از این مطالعه مطابقت دارد. این مطالعات ذکر شده در بالا از روش ها و مواد مختلفی استفاده کردند برای اثبات اینکه چرا مقایسه آنها با روش ارائه شده در اینجا متفاوت است.

کلام آخر

صدها سال طول می کشد تا بطری های PET تجزیه شوند که نشان دهنده نیاز مبرم به حذف زباله های پلاستیکی از محیط زیست است. این روند اکنون و دهه های آینده ادامه خواهد داشت. این مطالعه گام دیگری در این جهت است. این مطالعه همچنین به بررسی واقعیت و پیچیدگی چنین موضوعی در برزیل پرداخته است؛ کشوری که بطری های PET فراوانی برای رفع نیازهای مصرفی، بدون درنظر گرفتن دفع کارآمد آنها تولید می کند. روش های موجود برای ارزیابی عملکرد حرارتی با درنظر گرفتن عناصر ساختمانی سنتی مانند بلوک های بتنی و آجر سرامیکی توسعه یافته است. خصوصیات حرارتی اجزایی مانند پنل PET مستلزم توسعه روش های جدید یا انطباق روش های موجود با نیازهای جامعه است. طراحی و ساخت نمونه اولیه پنل قابل تنظیم برای تمام انواع بطری های PET موجود در برزیل یک نوآوری به شمار می رود که ممکن است سرعت تحقیق در حوزه ساخت و ساز را افزایش دهد. باتوجه به نتایج به دست آمده، به نظر می رسد بطری PET بتواند رفتار حرارتی پنل را تحت تاثیر قرار دهد. درنتیجه، دستیابی به این هدف را غیرممکن می سازد و به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.