Ekološka opeka od opušaka cigareta

Zasigurno ste svi bar jednom čuli izreku “smeće jednog čovjeka je blago za drugog”. Opušci cigareta su jedan od najvećih zagađivača našeg okoliša te godišnje se svijetom kupi oko 6,5 milijardi cigareta. Veći dio cigarete se razgradi, no filter cigarete se razgrađuje desetljećima i ujedno je toksičan za okoliš. Procjenjuje se da samo trećina opušaka završi u smeću. Povedeni tom spoznajom istraživači iz Australije su izumili proces proizvodnje opeke s opušcima cigareta, kojim je stvoren modificirani građevinski material manje težine od tradicionalne opeke.

Svake godine u svijetu se proizvode enormne količine cigareta, većinom s filtrom od celuloznog acetata, vrste plastike za čiju je razgradnju potrebno najmanje deset godina. Međutim, u cigaretama nije problematičan samo filter nego i sintetička vlakna te stotine kemikalija korištene za tretiranje duhana, koje nakon pušenja cigarete završe u filtru. Profesor Thomas Novotny, pokretač projekta Cigarette Butt Pollution Project, tvrdi da dvije trećine opušaka završe na tlu ili u oceanima. Bilo gdje u svijetu je vidljiva slika ulica s opušcima na tlu, naročito oko koševa za smeće i stanicama za autobuse. Ovaj otpad ne samo da nagrđuju naš okoliš nego i ugrožava naše zdravlje (otpušta 60 kemikalija koje uzrokuju rak), živote životinjskog svijeta, usporava rast biljaka, te uzrokuje genetska oštećenja nekih ptica.

Zbog otrovne prirode opušaka, jedino razumno mjesto gdje cigareta može završiti ako se ne izbaci na ulicu, je na odlagalište smeća. Na sreću, metoda izrade opeke od opušaka uvodi recikliranje opušaka na pouzdan i praktičan način za rješavanje velikog ekološkog problema, dok se istovremeno smanjuju troškovi proizvodnje opeke, piše Abbas Mohajerani, izumitelj ovog materijala i glavni istraživač na projektu sa suradnicima s Istraživačkog instituta u Melbournu (RMIT). Također tvrde kako moramo učiniti mnogo više kako bismo spriječili da opušci zagađuju naše ulice, rijeke i oceane, te spriječiti izlučivanje štetnih toksina iz opušaka u naš okoliš.

Proizvodnja opeka od opušaka cigareta

Opeke od opušaka proizvode se kao i tradicionalne opeke uz jednu malu promjenu u recepturi. 1 % smjese za proizvodnju opeke su opušci. Proizvodnja uključuje nabavu odgovarajuće sirovine – gline, poboljšavanje kvalitete sirovine podvrgavanjem klimatsko-vremenskoj i mehaničkoj obradi, dodavanje opušaka u glinu (usitnjenih ili u cijelosti), oblikovanje opeka u kalupima, sušenje opeka, pečenje u pećima i postepeno hlađenje u prostorijama za hlađenje. Koristi se samo 1% opušaka ukupne mase opeke u smjesi da bi se zadržala tlačna čvrstoća.  Minimalna preporučena tlačna čvrstoća bi trebala biti 3-5 MPa za nenosive i 5-10 MPa za nosive konstrukcije od pečene opeke. Dodavanjem samo 1% opušaka tlačna čvrstoća opeke se smanjuje s 48.6 MPa na 30.8 MPa, te do 27.2 MPa kod opeka s 2% opušaka ukupne mase. Navedeno znači da prekomjerna količina opušaka u smjesi za proizvodnju može dovesti do smanjenja tlačne sile i urušavanja konstrukcije. Opeke od opušaka su i manje gustoće od tradicionalnih opeka. Odgovarajuće smanjenje gustoće opeke povećava upijanje hladne vode i smanjuje toplinsku vodljivost opeke; što je poželjna karakteristika materijala zbog buduće uštede energije ako se koristi u arhitektonskim strukturama.

Nedostaci materijala

Testiranjem materijala je utvrđeno da hlapljivi organski spojevi koje ispuštaju opušci izazivaju neugodan miris. Eliminaciju neugodnog mirisa Mohajerani i suradnici planiraju postići postupcima sterilizacije koristeći naftalen, ozon, vodikov peroksid, ultraljubičasto svjetlo ili suhu i vlažnu toplinsku obradu. Upotreba većeg postotka opušaka u smjesi bi značila veća ušteda materijala i energije i lakše rukovanje zbog manje težine opeke. Međutim, otkriveno je da dodatak većeg postotka opušaka nagrđuje izgled i oblik opeke. Uočeno je da opeke s visokim sadržajem opušaka imaju površinu nepravilnog oblika punu pora i pukotina. Navedene opeke zadržavaju prihvatljiva fizička svojstva, ali se ne mogu koristiti u građevinarstvu zbog teškog postavljanja u ravni položaj i zbog sprječavanja mogućeg nastanka statičkih problema zbog nepravilnog oblika. Također povećanjem udjela opušaka u opeki, smanjuje se tlačna čvrstoća materijala, zbog čega je prihvatljivo koristiti opeke s 2,5 % udjela opušaka za gradnju nosivih konstrukcija građevina.

Prednosti materijala

Mnoge su prednosti opeka od opušaka cigareta, no među najistaknutijim su podaci da ovaj materijal:

• smanjuju otpad nepogodan za reciklažu
• teški metali i drugi zagađivači iz opušaka su imobilizirani u opeci, što sprječava otjecanje u okoliš, te cigle nisu kontaminirajuće
• čini cigle jeftinijima
• smanjeno vrijeme pečenja opeke
• smanjen utrošak energije pri proizvodnji, zadržavajući pritom svojstva vrlo slična onima normalne opeke.
• manje su mase
• boljih termoizolacijskih svojstava; što znači da bi bilo moguće smanjiti troškove grijanja i hlađenja stambenog prostora
• smanjuje se rad materijala, povećava poroznost, bolja zvučna izolacija

Zašto opeka od opušaka zahtjeva manji utrošak energije?

U kemiji postoji pojam koji se zove ogrjevna vrijednost, a označava toplinu oslobođenu pri izgaranju goriva s kisikom pod standardnim uvjetima. Opušak cigareta u opeci ima visoku ogrjevnu vrijednost, dok glina ima nisku ogrjevnu vrijednost. Dodavanjem opušaka u smjesu smanjuje se ukupna uložena energija za pečenje materijala zbog dodatne oslobođene topline iz opušaka. Na ovaj način osim što će se očuvati okoliš, već će se utrošiti do 58% manje energije pri procesu pečenja te pri tome će biti zadržane iste karakteristike kao kod tradicionalne opeka, osim što će biti lakša i bolji izolator.

Mohajerani i sur. otkrili su da bi, ako je 2,5% opeka godišnje proizvedenih širom svijeta bilo samo 1% sastavljeno od opušaka, tada bi se potrošnja energije mogla smanjiti za 20 milijardi MJ, odnosno količina energije koju koristi milijun domova svake godine u Victoriji u Australiji. S provedbom ovog novog oblika recikliranja, industrija opeka – i arhitektura – bi stoga mogle imati značajnu korist od smanjenog utjecaja na okoliš. Naravno, plan serijske proizvodne ovakvog materijala nema budućnost dok se ne izglasaju stroži propisi o sprječavanju bacanja otpada i ne postave spremišta za recikliranje opušaka, kako bi se omogućilo i olakšalo prikupljanje nužne sirovine. Proizvodnja opeka od opušaka ima golemi potencijal kao ekološki prihvatljiv i jeftin građevni materijal, no široka primjena neće postati stvarnost dok se ne učine temeljne promjene u načinu na koji gradovi gospodare smećem i recikliraju.

Ako želite znati više, niže je priložen rad „Implementation of Recycling Cigarette Butts in Lightweight Bricks and a Proposal for Ending the Littering of Cigarette Butts in our Cities“ objavljen u posebnom izdanju usredotočenom na nove održive tehnologije za recikliranje otpadnih materijala časopisa Materials (DOI: 10.3390/ma13184023).