Biopolimeri: o nouă generație de materiale sustenabile
Marie-Laure Piedboeuf
Inginer Materiale și Procese – Schréder
Sustenabilitatea a fost întotdeauna în centrul a tot ceea ce facem la Schréder. Cu mult înainte ca sustenabilitatea să devină un subiect de interes major, proiectam deja produse concepute pentru o durată lungă de exploatare – iar aparate de iluminat fabricate acum peste 20 de ani sunt încă în funcțiune. În Zaragoza, Spania, administrația locală a instalat în 2002 peste 65 de ansambluri de iluminat Hernandez/Fernandez. După mai bine de două decenii, acestea au fost modernizate cu sisteme optice LED, generând economii de energie de 78% și evitând emisii de până la 91 de tone de CO₂, păstrând în același timp intacte aceste aparate de iluminat elegante, care se aflau încă într-o stare excelentă.
Facem parte din economia circulară și ne-am redus semnificativ propria amprentă de carbon, sprijinindu-ne totodată clienții să și-o reducă pe a lor. Atunci când proiectăm un produs, analizăm fiecare etapă a ciclului său de viață: de la proveniența materiilor prime și consumul de energie al sistemului de iluminat pe durata exploatării, până la gestionarea produsului la sfârșitul duratei sale de viață. În fiecare etapă, urmărim să reducem la minimum consumul de resurse și generarea de deșeuri.
Unul dintre domeniile în care putem avea un impact semnificativ este alegerea materiilor prime utilizate pentru fabricarea aparatelor noastre de iluminat. De când m-am alăturat echipei Schréder, la începutul acestui an, analizăm materialele pe care le folosim, modul în care le utilizăm și schimbările pe care le putem implementa pentru a aduce beneficii tuturor. Aparatele de iluminat stradal care contribuie la funcționarea orașelor sunt produse complexe, alcătuite din zeci de componente fabricate din aluminiu, sticlă, diferite materiale compozite și o gamă variată de materiale plastice pe bază de combustibili fosili. Din acest motiv, alegerea materialelor nu este deloc simplă. În acest articol de blog vom prezenta cele mai recente inovații în domeniul biopolimerilor și modul în care integrăm aceste materiale în produsele noastre.
Totul începe cu plantele
De fiecare dată când demarăm un proiect, analizăm toate materialele disponibile pe piață. Ce materiale sunt potrivite pentru produsele noastre? Pentru ce tip de aplicație sunt destinate? Vor fi utilizate într-un sens giratoriu din centrul orașului, într-un tunel sau pe o autostradă?
Materialele plastice îndeplinesc numeroase funcții în aparatele de iluminat. Ele conferă proprietăți optice specifice lentilelor și elementelor de protecție, asigurând totodată durabilitate și rezistență la impact pentru carcase și capacele de protecție. Eu coordonez procesul de validare prin care testăm materiale noi pentru a verifica dacă pot rezista condițiilor exigente specifice iluminatului exterior. Una dintre soluțiile care și-a demonstrat potențialul este reprezentată de biopolimeri.
În general, un material plastic este considerat un biopolimer dacă este de origine biologică, biodegradabil sau ambele.
Potrivit organizației European Bioplastics
Spre deosebire de materialele plastice tradiționale, care sunt fabricate din combustibili fosili și au nevoie de milioane de ani pentru a se descompune, biopolimerii reprezintă o familie extinsă de materiale, fiecare având proprietăți și aplicații specifice. Puteți afla mai multe despre aceștia aici, însă, în general, un material plastic este considerat un biopolimer dacă este obținut din surse biologice, este biodegradabil sau îndeplinește ambele criterii. Biopolimerii obținuți din surse biologice sunt fabricați din plante precum porumbul, trestia de zahăr sau celuloza. Un material biodegradabil se descompune în mod natural în apă, dioxid de carbon și compost, fără a necesita aditivi artificiali.
Pentru carcasa de protecție, testăm un polipropilen (PP) obținut din surse biologice, similar celui utilizat în industria auto. Atât autovehiculele, cât și aparatele de iluminat stradal trebuie să reziste condițiilor de mediu, astfel încât materialele plastice cu rezistență ridicată la radiațiile UV și la variații extreme de temperatură sunt ideale pentru această aplicație.
Pentru lentile și elementele de protecție, testăm polimetacrilat de metil (PMMA) și policarbonat (PC), ambele obținute din surse biologice. Aceste materiale reduc semnificativ emisiile de CO₂, menținând în același timp același nivel ridicat de performanță tehnică. În cazul aparatului de iluminat FRIZA GEN2, vom înlocui capacul din plastic cu un biopolimer, reducând astfel cu 60% emisiile de CO₂ asociate acestui component. În plus, elementul de protecție transparent va fi realizat din policarbonat (PC) obținut din surse biologice.
Colaborăm îndeaproape cu furnizorii noștri pentru a identifica variante de polimetacrilat de metil (PMMA) și policarbonat (PC) obținute din surse biologice, pe bază de plante. Înlocuirea materiilor prime de origine fosilă cu resurse vegetale încă din etapa de producție face o diferență semnificativă: aceste alternative au potențialul de a reduce emisiile noastre de gaze cu efect de seră (GES) cu până la 60%.
Noul FRIZA GEN2 va avea un capac și un element de protecție din bioplastic, reducând semnificativ amprenta sa ecologică.
Se încheie cu un nou început
Celălalt aspect important de luat în considerare la alegerea materialelor plastice este sfârșitul ciclului lor de viață. La fel ca la început, acest aspect depinde de scopul pentru care va fi utilizat materialul plastic. În anumite sectoare, cum ar fi ambalarea produselor alimentare, obiectivul este alegerea materialelor plastice biodegradabile, dar nimeni nu își va arunca vechile corpuri de iluminat stradal la groapa de gunoi sau în mare (sperăm!). Pentru noi, prioritatea este să facem piesele înlocuibile pentru a prelungi durata de viață a echipamentelor clienților noștri și, dincolo de asta, să reciclăm materialele plastice. Materialele plastice reciclate pot oferi o amprentă de carbon redusă în comparație cu cele virgine, obținute din materiale proaspăt extrase din pământ.
Alegem să folosim materiale plastice care pot fi reciclate fie mecanic – adică sunt pur și simplu topite și refolosite –, fie chimic. Reciclarea chimică modifică structura fizică a deșeurilor de plastic, astfel încât acestea să poată fi reutilizate în diverse moduri. Poate consuma mai multă energie decât reciclarea mecanică convențională, dar, în comparație cu extragerea de noi combustibili fosili din pământ pentru a produce plastic virgin, utilizarea acestui material va reduce totuși amprenta de carbon. Orice tip de plastic pe care îl folosim, fie că este pe bază de combustibili fosili sau un biopolimer, poate fi reciclat.
Bioplasticele tind să fie mai scumpe decât plasticele convenționale. În același timp, mulți dintre clienții noștri sunt orașe care s-au angajat să combată schimbările climatice, fie ca membri ai C40, fie prin propriile planuri de acțiune. Având în vedere că clienții noștri sunt hotărâți să facă alegeri mai bune în toate domeniile, de la gestionarea deșeurilor până la gestionarea traficului, aceștia sunt dispuși să investească în soluții de iluminat mai ecologice.
Am conceput întotdeauna aparatele noastre de iluminat pentru a rezista în timp, iar după 20 de ani, ansamblurile Hernandez/Fernandez din Zaragoza se află încă într-o stare excelentă.
În mod evident, un clasic
Biopolimerii reprezintă următorul capitol din povestea noastră privind sustenabilitatea, dar să nu uităm de clasici. Sticla și aluminiul, pe care le folosim și noi, sunt reciclate pe scară largă. În plus, putem adesea să integrăm iluminatul modern cu LED-uri în aparatele de iluminat existente, așa cum am făcut pe pe emblematica Rue de Rivoli din Paris.
Așadar, în timp ce regândim materialele plastice pe care le folosim, merită menționat faptul că multe elemente sunt realizate din alte materiale, care pot fi, de asemenea, reutilizate și reciclate. Indiferent de aparatul de iluminat pe care îl alege clientul, puteți fi siguri că Schréder îl va face cât mai „ecologic” posibil.
Despre autoare
Marie-Laure s-a alăturat echipei Schréder la începutul anului 2024, aducând cu ea o vastă experiență în chimie și știința materialelor. Rolul ei este de a cerceta, testa și valida materiile prime utilizate în toate aparatele de iluminat Schréder. Pe lângă performanța materialelor, ea acordă prioritate reducerii deșeurilor și practicilor de sustenabilitate. Ea colaborează cu echipele noastre de proiectare a produselor și de gestionare a ciclului de viață pentru a selecta cele mai bune materiale, în vederea optimizării proceselor noastre de fabricație și a dezvoltării următoarei generații de soluții de iluminat durabile pentru fiecare spațiu specific. Marie-Laure contribuie la asigurarea faptului că aparatele noastre de iluminat îndeplinesc cele mai înalte standarde de tehnologie, funcționalitate și performanță de mediu.
Conectează-te cu Marie-Laure pe LinkedIn.
