Agroindustrielt affald kan bruges som materiale til boliger og infrastruktur

Retningslinjer for et forskningsprojekt om agroindustrielt affald og deres potentielle anvendelse som passende materialer til boliger og infrastruktur omfatter konvertering af affald til ressourcer, at erstatte giftige råvarer med sunde input, og migrering fra skadelige til bæredygtige produktionsprocesser.

Agrowaste-projektet koordineres af Holmer Savastano Jr. ved University of São Paulo's Animal Science &Food Engineering School (FZEA-USP) i Pirassununga, Brasilien.

"Vi udviklede to forskningslinjer:en med uorganiske matrixkompositter, at undersøge tilsætningen af ​​biomasseflyveaske og biomassefibre til Portland cementmatrixen til produktion af flad eller bølgepapfibercementplade; den anden med organiske matrixkompositter, udforske brugen af ​​planteharpiksbundne biomassefibre og partikler til fremstilling af karton til emballering, paller og møbler, " sagde Savastano.

Den uorganiske produktlinje vil tilbyde et alternativ til asbestcement, mens den organiske linje vil tilbyde et alternativ til phenolharpiksimprægnerede spånplader og spånplader. Asbest og phenolharpikser anses for at være kræftfremkaldende. Især asbestcement er forbudt i et stigende antal lande (i øjeblikket 69) i overensstemmelse med anbefalingerne fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO).

Fenolharpikser er forbudt i flere lande, men ikke i Brasilien. Imidlertid, deres dage er talte. De er ikke kun giftige, men også uholdbare, fordi de er raffinerede petroleumsprodukter. "Asbestcement blev brugt i årtier, og i den tid, industri tilpasset det perfekt. Det virkede som en uovertruffen teknisk løsning, især takket være dens lave omkostninger, men indvirkningen på sundheden betyder, at der skal findes andre mindre giftige forstærkende fibre, " sagde Savastano.

"Vores projekt har allerede givet resultater med potentiel teknologioverførsel til kommercielle firmaer. Fibercement kan bruges til fremstilling af bølgepap, såvel som pap, sidespor og andre komponenter til byggebranchen. Vi erstattede ikke bare fiberen; flere justeringer skulle foretages i produktionsprocessen, og vi arbejdede på dette med virksomheder, der fremstiller fibercement i Brasilien. Specifikke cementhærdningsmetoder var påkrævet, for eksempel, " han sagde.

En undersøgelse ledet af Savastano for at udvikle fibercementhærdningsteknologi producerede fibercementplader ved hjælp af en blanding af cement, plastfibre og plantemasser. "Vores tilgang består i stigende grad af at bruge biomasseflyveaske som erstatning for konventionel Portland cement og plantefibre i stedet for plastfibre, " sagde Savastano.

Dette ville konfigurere et tredje generations produkt. Den første generation bestod af cement forstærket med mineralfibre. Den allerede levedygtige anden generation kombinerer cement, plastfibre og plantemasser. Tredje generation indebærer en gradvis substitution af cement- og plastfibre med biomasseflyveaske og plantefibre, derved reducerer materialets påvirkning og gør det mere bæredygtigt i overensstemmelse med samfundets stadig mere udbredte miljøforventninger.

"Jo mere plantebaseret, jo mere bæredygtigt, " sagde Savastano. "Derfor, næste trin efter det nuværende projekt, som er ved at være færdig, vil være netop at udføre bæredygtighedsanalyser og at beregne, hvordan brugen af ​​større mængder plantefibre vil påvirke variabler som energiforbrug i produktionen og holdbarheden af ​​slutproduktet."

For nu, de plantefibre, der bruges til forskning, udvindes stadig af cellulosemasse på grund af kommerciel tilgængelighed. "I et land som Brasilien, vi kan sagtens bruge forskellige fibrøse planter som kilder til papirmasse, " sagde Savastano. "F.eks. vigtige alternativer i staten São Paulo, som er landets førende producent af sukkerrør, kunne være sukkerrørsbagasse og halm som kilder til både fiber og aske. Hvis vi betragter det nationale territorium som en helhed, der er mange andre biomassealternativer, der ikke er træ, såsom sisal, banan og bambus, for kun at nævne nogle få eksempler."

Erstatning af sukkerrørsbagasse med cellulosemasse, for eksempel, ville opfylde kravet om, at affald skal omdannes til ressourcer, bidrage til optimering af agroindustrielle processer. "Det, vi nu kalder affald, er slet ikke affald, men forkert brugte råvarer, " sagde Savastano. "Et af formålene med vores projekt er at tilbyde denne form for tilgang til erhvervslivet."

Forskningssynergi

Guadeloupes beliggenhed i troperne, ligesom store dele af Brasilien, er en vigtig faktor i den synergi, der opnås af forskerholdene fra USP og UAG. Landbrug er lokomotivet for Guadeloupes økonomi, og de vigtigste afgrøder er sukkerrør og bananer.

Fordi Guadeloupe og Brasilien har lignende klimaer, visse byggeløsninger, som dem, der bruger biomasse, er en del af den traditionelle kultur begge steder. Ud over, interaktionen mellem de to grupper er blevet beriget af deres komplementære færdigheder. "De er stærkere inden for kemi, og vi er stærkere inden for teknik, " sagde Savastano.

For den økologiske linje, involverer produktion af spånplader eller -paneler, forskerne er afhængige af købt planteharpiks, i dette tilfælde lavet af ricinusolie. "Vi fokuserer mest på biomasse, " sagde Savastano.

"Der er en god grund til dette:biomasse tegner sig for mindst 85 procent af den materielle masse, mens harpiks kun udgør 15 pct. Vi har købt en harpiks, der opfylder alle de tekniske specifikationer, men vi har endnu ikke mestret produktionen. Hvis vores projekt skal have en fremtid, Det næste skridt må være at erhverve denne kompetence ved at samarbejde med grupper, der har mestret denne teknologi."

Forskerne ved USP blev for nylig kontaktet af forskere ved North Carolina A&T State University i USA, som bruger svinegylle til at producere et organisk bindemiddel eller tilslag. Dette er kun et eksempel på de mange muligheder, der skal udforskes med hensyn til harpiks.

Forskerne ved USP har arbejdet med grønne kokosnøddeskaller, sukkerrør bagasse, sisal, og endda tomme cementposer, der er blevet kasseret efter brug. Disse materialer udgør massen bundet af harpiksen. En potentiel anvendelse er i møbelindustrien, som kunne bruge spånplader dækket med tynde plader af træfiner eller vandtæt laminat.

"Disse paneler har et enormt potentiale, " sagde Savastano. "De kunne have flere lag med optimeret mekanisk, termisk, akustiske eller æstetiske egenskaber, og forskellige typer paneler kan designes til specifikke anvendelser i byggeriet, møbel, emballage, osv. Det er her, ingeniørarbejde har et stort bidrag at yde ved at overveje faktorer som mekanisk styrke, vandtætning og holdbarhed. Produktionsskala er nøglen, men under alle omstændigheder skiftet til alternative materialer vil ikke ske fra den ene dag til den anden. Enhver tilpasning til industrielle processer skal undersøges grundigt for at sikre konsistens og pålidelighed for både producenter og brugere."