เปลี่ยน “ขยะพลาสติก” เป็น “โครงสร้างพื้นฐาน” ในการสร้างทางหลวงและอาคาร

แบ่งปันเรื่องราวนี้ผ่านช่องทาง

ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ Michael Lepech และ Zhiye Li ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ประเทศสหรัฐอเมริกา หารือเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้และผสมผสาน “พอลิเมอร์คอมโพสิตเสริมใยแก้วรีไซเคิล” ซึ่งเป็นพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปในชิ้นส่วนรถยนต์ เรือ และเครื่องบิน เข้ากับ “โครงสร้างพื้นฐาน” ต่างๆ รวมทั้งทางหลวงและอาคาร ซึ่งนี่อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในอุตสาหกรรมสถาปัตยกรรมและเทคโนโลยี เนื่องจากในแต่ละปีมีขยะพลาสติกน้อยกว่า 10% ที่ถูกรีไซเคิล จากขยะพลาสติกจำนวน 7 พันล้านตันที่เกิดขึ้นทั่วโลก

โดยทั้งสองคนศึกษาสถานะปัจจุบัน ความท้าทาย และความต้องการในการรีไซเคิลพลาสติกในระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน พร้อมตรวจสอบความทนทานในระยะยาวและสิ่งแวดล้อม ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการดังกล่าวเพื่อใช้ในโครงสร้างพื้นฐาน การใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ข้อมูลการทดลองและข้อมูลภาคสนาม ตลอดจนการสัมภาษณ์ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมรีไซเคิล

Michael Lepech ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม กล่าวว่าการรีไซเคิลขยะพลาสติกเพื่อใช้สำหรับวัตถุประสงค์ด้านโครงสร้างพื้นฐานนั้นถือว่ามีความก้าวหน้า เนื่องจากปริมาณของวัสดุพร้อมกับองค์ประกอบที่น่าจะเหมือนกันของมัน จะทำให้การรีไซเคิลเป็นโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ง่ายขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ความท้าทายยังคงเกิดขึ้น และอาจเป็นเพียงความฝันที่ยังไม่เป็นจริง จนกว่าจะได้รับการแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เป็นอุปสรรคต่อการรีไซเคิลขยะพลาสติกเพื่อเปลี่ยนเป็นอาคาร ทางหลวง และโครงสร้างพื้นฐานประเภทอื่นๆ

ด้าน Zhiye Li นักวิจัยหลังปริญญาเอกด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม เน้นย้ำว่าความยากคือประเด็นเกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์และโลจิสติกส์ในการจัดการขยะพลาสติกจากขยะมูลฝอยในชุมชน โดยชี้ว่าการไหลของวัสดุขยะพลาสติกมีความผันแปรสูง มวลของมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในแต่ละเดือน เช่นเดียวกับประเภทของพลาสติก เช่น บรรจุภัณฑ์ต่างๆ ที่มีอยู่มากมายหลายรูปแบบ หากไม่มีระบบการคัดแยกขยะที่เหมาะสมและนวัตกรรมการรีไซเคิลขยะอย่างแข็งขัน

การแก้ปัญหาที่ต้นเหตุของขยะที่กองพะเนินเทินทึกจึงถือเป็นเรื่องท้าทายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากวัสดุของพลาสติก แม้จะเป็นขยะเหมือนกันแต่ก็อาจมีความแตกต่างกัน และมีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะนี้ได้

ทีมวิศวกรของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดระบุว่า การนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่ในรูปแบบของวัสดุของโครงสร้างพื้นฐานนั้นมีประโยชน์ แต่ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องบรรลุข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพบางประการ ในขณะที่ยังคงรักษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระดับต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิม

ในการศึกษานี้ พวกเขาดูตัวอย่างที่ขยะพลาสติกถูกนำมาใช้กับอาคารและถนน รวมถึงแผงด้านหน้าอาคารในพิพิธภัณฑ์ศิลปะสมัยใหม่ซานฟรานซิสโก (SFMOMA) และทางเท้าในโครงการถนนของกรมการขนส่งแห่งรัฐแคลิฟอร์เนีย (Caltrans)

SFMOMA ที่ออกแบบโดย Snøhetta บริษัทสถาปนิกจากนอร์เวย์ได้รับการขยายส่วนหน้าอาคาร โดยทีมออกแบบใช้พลาสติกเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสสำหรับพื้นผิวภายนอกที่กระเพื่อม ขณะที่ Caltrans ได้ปรับปรุงส่วนของทางหลวงหมายเลข 162 ด้วยทางเท้ายางมะตอยรีไซเคิลและพลาสติกเหลวที่ทำจากขวดพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวในปี 2020 นี่เป็นครั้งแรกที่ทำการปูทางเท้าโดยใช้วัสดุรีไซเคิล 100% อ้างอิงจากสมุดปกขาวล่าสุดของรัฐบาลไบเดนที่จัดทำโดย National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (NASEM)

กล่าวคือท่ามกลางผลลัพธ์อื่นๆ การค้นพบของพวกเขาบ่งชี้ว่าคอมโพสิตพอลิเมอร์เสริมใยแก้วรีไซเคิล ซึ่งเป็นพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปในชิ้นส่วนรถยนต์ เรือ และเครื่องบิน เป็นวัสดุที่มีแนวโน้มว่าจะนำมาใช้ซ้ำในอาคารและโครงสร้างพื้นฐานอย่างทางเท้า

ฝันเป็นจริงได้ แต่จำเป็นต้องมีการจัดการคัดแยกขยะพลาสติกที่ดีขึ้น

สำหรับอนาคตของขยะพลาสติกสำหรับโครงสร้างพื้นฐานในอนาคตมีโอกาสเป็นจริงได้ แต่ทั้งสองคนเตือนว่าในขณะที่มีหลายวิธีในการนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่เพื่อการใช้งานที่หลากหลาย แต่ก็ไม่ใช่ว่าพลาสติกทุกชนิดจะอยู่ได้นานหรือสามารถรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานได้ ตัวอย่างเช่น มากกว่า 60% ของพลาสติกรีไซเคิลทั่วโลกถูกใช้ในบรรจุภัณฑ์ต่างๆ แต่มีอายุการใช้งานสั้น และชิ้นส่วนรถยนต์บางชิ้นสามารถทำขึ้นจากพลาสติกรีไซเคิลได้ แต่ต้องใช้พลาสติกเพียงเล็กน้อยในการผลิต เป็นต้น

“สิ่งสำคัญคือปรับปรุงการคัดแยกขยะ ส่งเสริมและสนับสนุนนวัตกรรมการรีไซเคิลพลาสติก ตั้งค่าฐานข้อมูลประสิทธิภาพของการผสมพลาสติกบางประเภท และสร้างแบบจำลองที่คาดการณ์ได้สำหรับความทนทานของวัสดุเหล่านี้ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานที่แตกต่างกัน”