انواع كامپوزيت و كاربردهاي آن

كامپوزيت و كاربردهاي آن

به كارگیری كامپوزیت در ساختمان سازی نوین

خواسته مهندسین و معماران مشغول در ساختمان سازی شهری و تجاری، بی شك انجام موفق پروژه است. پروژه ای كه افزون بر داشتن كارایی لازم و صرفه اقتصادی، به خوبی و به شكل مناسب با ضوابط و معیارهای قانونی مطابقت داشته باشد و مواد استفاده شده در آن، ویژگیهای مشخص و عمر كافی داشته باشند.

اما پرسش این است كه آیا آنها خواهان استفاده از پلاستیك های تقویت شده با الیاف (FRP) هستند؟ بتن های تقویت شدۀ متداول، فولاد و آلیاژهای آلومینیوم بی هیچ تاملی برای این پروژه برگزیده می شوند. اما از دیدگاه تاریخی این مواد از یك قرن پیش به عنوان مواد اساسی و اصلی مورد توجه بوده اند.

در صنعت كامپوزیت، بسیاری بر این باورند كه مسئلۀ كاربرد مواد كامپوزیت برای سازه های مهندسی عمران نباید امری انقلابی قلمداد شود. بلكه صرفاً یك تحول و تكامل منطقی حاصل از توسعه و آزمایش تركیب گوناگون مواد است.

جان باسل مدیر اجرایی اتحادیۀ گسترش بازار كامپوزیت پایه پلیمری (MDA) نیز بر این باور است: "كامپوزیت های پایه پلیمری باید به خانوادۀ دیگر مواد ساختمان سازی بپیوندند تا با راه حل های نوآورانه بتوانند تضمین كنندۀ كاربرد بیشتر در سازه ها باشند."

مادۀ قابل طراحی

رفتار كامپوزیت ها بر اساس ماهیتشان به وسیله جهت و ترتیب قرارگیری الیاف آنها معین می شود. این الیاف به نسبت سفت، به وسیلۀ زمینه ای از جنس رزین در كنار هم نگه داشته می شود. در واقع به كارگیری این ویژگی جهت دار كردن الیاف است كه امكان طراحی كامپوزیت را برای تحمل شرایط ویژه بارگذاری فراهم می كند.

اما با وجود این انعطاف پذیری قابل توجه در طراحی، مهندسین و معمارانی كه با فولاد و بتن آشنا هستند، نمی توانند با تردی و شكنندگی كامپوزیت ها (نداشتن ویژگی فرم پذیری و رفتار پلاستیك) به راحتی كنار بیایند. فرم پذیری به تسلیم یا تغییرشكل ماده در پاسخ به تنشی بالاتر از تنش تسلیم بازمی گردد. با گرفتن دو انتهای یك قاشق فلزی ارزان و خم كردن آن میتوان این رفتار را نشان داد.

برخلاف این رفتار، مواد كامپوزیتی كه رفتار "خطی تا شكست" دارند متناسب با تنش اعمالی از خود تغییرشكل نشان می دهند تا به نقطۀ شكست برسند. دكتر چارلز دولان- رئیس دانشكدۀ مهندسی عمران و معماری دانشگاه ویومینگ و عضو گروه 318 قوانین ساختمان مؤسسه بتن آمریكا (ACI)- در این باره می گوید: "كربن دارای ظرفیت كرنشی در حدود 5/1 درصد است. این مقدار برای فولاد حدود 20 درصد است.

هنگامی كه بتن دچار ترك می شود، تقویت كننده های داخل آن تحت كرنش قرار می گیرند. اگر تقویت كننده ظرفیت كرنشی كافی داشته باشد، میتوان تا هنگامی كه دیگر بخش ها بیش از حد تحت بار قرار گیرند، تغییر شكل دهد. هرچند كامپوزیت ها ظرفیت كرنشی كمی دارند، تنش نهایی در نقطۀ شكست، بالاتر از فولاد است. بنابراین كامپوزیت ها در قبال عملكرد خود وزن بسیار كمتری خواهند داشت."

دكتر ویستاسپ كارباری از دانشگاه كالیفرنیا خاطرنشان می سازد كه این رفتار "خطی تا شكست" كامپوزیت ها بدین معنی است كه تخریب در ماده به صورت دائمی رخ می دهد. به عنوان مثال هنگام اعمال بار ممكن است زمینه دچار ترك های كوچك شود و یا پارگی الیاف پیش آید. وی رد ادامه توضیح می دهد:"با این وجود با تقریب درست میتوان ماده را به گونه ایطراحی كرد كه تحت بار مقاومت قابل توجهی در برابر تغییرشكل نشان دهد و درعین حال عملكردی دلخواه، همانند یك مادۀ تغییرشكل پذیر واقعی از خود نشان دهد.

برای بسیاری از كاربردها در ساخت و ساز- برای مثال كف یك پل- طراحی براساس خیز مجاز تحت بار انجام می گیرد. آرت یانوتی، رئیس دفتر خدمات طراحی سازه در اداره حمل و نقل ایالت نیویورك در این باره می گوید: اصولاً سازه كف اگر به اندازه كافی سفت طراحی شود كه بتواند در برابر خیز مقاومت كند، بدین معنی است كه مقدار تنش در بخش های كناری كامپوزیتی نسبتاً كم است.

وی این مسئله را چنین توضیح می دهد: "طراحان هنگامی كه بین بار نهایی و بار نقطه طراحی ضریب اطمینان خیلی بالایی درنظر می گیرند راحت تر با كامپوزیت ها كار می كنند. در نیویورك ما از ضریب اطمینان 5 استفاده كردیم كه به شكل قابل ملاحظه ای بالاتر از مقداری است كه برای بتن درنظر گرفته می شود. مقاومت در برابر خستگی یا تحمل آسیب در كامپوزیت ها، مسئله دیگری است  كه میتواند در كار مهندسین وقفه ایجاد كند.

جنارو ولز، مهندس سازه از شركت ویدلینگر نیویورك در این باره می گوید: "از آنجا كه مواد و روش های ساخت در كامپوزیت ها متفاوت است، استاندارد عمومی و كلی دربارۀ ویژگی های خستگی آنها كه قابل استفاده در ساخت و ساز شهری باشد، وجود ندارد. ما برای به دست آوردن اطلاعات آزمایشی برای مواد ساخته شده به تهیه كنندگان مواد وابسته هستیم."

یانوتی به عملكرد مستند شدۀ كامپوزیت ها در خستگی در صنایع هوافضا اشاره می كند و آن را دلیلی برای اطمینان خاطر می داند. او می افزاید: "پژوهش ها و آزمایش هایی بر روی مقاومت خستگی كف پل هایی از جنس كامپوزیت ها انجام شده و تا آن جا كه من آگاهی دارم، نتایج بسیار رضایت بخش بوده است."

ازنقطه نظر معماران، مسئله اساسی، رفتار كامپوزیت ها در برابر آتش است. رابرت فورنو معمار شركت معماری وندی اونزاجوزف  نیویورك در این باره می گوید: "تخته های سیمان تقویت شده با الیاف شیشه و سیستم های موجود برای ظاهر و نمای بیرونی كه نقش سازه ای ندارند، ده ها سال است كه مورداستفاده قرار نگرفته اند؛ اما بسیاری از معماران نسبت به آزمایش كامپوزیت ها در كاربردهای سازه ای  بی میلند.

خود من هرگز كامپوزیت ها را در سازۀ ساختمان به كار نخواهم گرفت. در نیویورك ناچاریم برای امنیت جانی به استاندارد حریق 4 ساعته دست پیدا كنیم. این در حالی است كه در مورد مواد كامپوزیت هنوز آزمایش كافی وجود ندارد."

وی همچنین به نگرانی هایی درمورد تفاوت های موجود در انبساط حرارتی و پایداری رد برابر پرتوی فرابنفش در مواد كامپوزیت برای كاربردهای معماری اشاره می كند. آزمایش های فراوانی درمورد حریق انجام شده است تا ایمنی كامپوزیت ها در برابر حریق در كاربردهایی مانند وسایل نقلیه عمومی و قایق ها مشخص شود.

به ویژه برای دستیابی به شرایط دقیق و سخت گیرانۀ  امنیت جانی در سكوهای نفتی دور از ساحل، آزمایش های فراوانی انجام شده است، اما نتایج- مانند رزین های فنولیك جدید و موادی كه در برابر شعله، زغالی شكل شده و باد می كنند- به شكل مناسبی به كاربردهای معماری و ساخت و ساز شهری منتقل نشده اند.

دولان بر این باور است كه در این زمینه به كار بیشتری نیاز است. او می گوید: "وقتی شما یك طرح را مهر می كنید، باید مطمئن باشید كه كار طراحی كافی روی آن انجام شده است. ما باید یك سطح حداقل قانونی برای كیفیت كامپوزیت ها ایجاد كنیم تا بتوانیم به طور گسترده تر آن را به كار گیریم."

تركیب الیاف كربن و بتن 

مك گرید (Mec-Grid)، یك تقویت كنندۀ كامپوزیت سبك مشبك است كه در پانل های پیش ساخته و دیگر كاربردها جایگزین شبكه سیمی از جنس فولاد جوشكاری شده است. چنین چیزی نمونۀ خوبی است از آنچه مهندسان و معماران از تركیب مواد متداول و كامپوزیت ها می خواهند.

با توجه به برخی آمار منتشر شده، نزدیك به 85 درصد تمام ساختمان های صنعتی از پانل های بتنی پیش ساخته، ساخته می شوند. این پانل ها پس از تولید به وسیلۀ كامیون به محل ساختمان آورده می شوند و بر روی یك قطعۀ بتنی برپا می شوند. برخلاف 25 سال گذشته، این پانل ها به دلیل برنامه های فشردۀ ساخت و ساز، امروزه بسیار موردتوجه هستند.

قطعات پیش ساخته را میتوان در زمانی معادل یك سوم زمان موردنیاز برای ساخت همان قطعه، تولید كرد. ضخامت پانل ها برحسب كاربرد تغییر می كند و میتواند به 30 سانتی متر برسد و درعین حال در برابر بارهای بسیار بالای ناشی از باد- در مناطق طوفانی- مقاومت كند.

شركت اولد كسل پریكست (در واشنگتن) به عنوان بزرگترین تولیدكنندۀ قطعات بتنی پیش ساخته در آمریكا همكاری خود را با شركت كلارك شوبل تك فب  (در كارولینای جنوبی)- كه حاصل سرمایه گذاری مشترك شركت های هكسل (كالیفرنیا) و شمارات (فرانسه) است- از سال 1998 آغاز كرد. هدف این همكاری ساخت شبكه های تقویت كننده ای مقاوم در برابر خوردگی از جنس اپوكسی و الیاف كربن بافته نشده بود.

این تقویت كننده ها می توانند برای ساخت اتاقك ها، جعبه ها و پانل های پیش ساخته نازك تر، سبك تر و محكم تر به كار روند. پانل های پیش ساختۀ معمول دارای محدودیت هایی همچون وزن و هزینه جابجایی هستند.

افزون بر اینكه ساختار از پیش طراحی شده آنها كه با فولاد تقویت شده است، ایجاد تغییرات موردی را در دهانه، گوشه ها و برآمدگی ها، برای ایجاد یا اصلاح درها و پنجره ها مشكل كرده است؛ افزون بر اینها شرایط پوششی بتن نیز باید موردتوجه قرار گیرد. باید دید كه ضخامت بتن چقدر باید باشد تا از پوسیدگی شبكه فولادی جلوگیری كند و مانع نفوذ زنگ زدگی به سطح پانل شود.

علاقه معماران به پانل های تقویت شده با كربن- معروف به كربوكریت- به این دلیل است كه ضخامت كمتر، وزنی سبك تر و درنتیجه مشكلات حمل و نقل كمتری دارند و عمر مفید كاركرد آنها بیشتر است و به كار بردن و بنا كردن آنها آسانتر است. از شبكۀ كربن مانع از انتقال گرما از راه پانل می شود و نیازی به ایجاد سد حرارتی اضافی نیست، یك پانل تقویت شده با مك گرید را میتوان در هر زمان به وسیلۀ یك ماشین برش، برش داد و این امر امكان ساخت انواع دهانه ها و كناره ها را در پانل ایجاد می كند.

آزمایش های گوناگون ثابت كرده اند كه پانل های نوین تقویت شده با الیاف، به طور قابل توجهی از پانل های متداول با تقویت كننده های فولادی قوی ت رهستند. انتظار می رود كه تأئیدیه های انجمن آزمایش و مواد آمریكا (ASTM) و گروه 440 مؤسسه بتن آمریكا (ACI) و نیز گزارش ارزیابی مجموعه قوانین و مقررات به زودی آماده شوند.

جان كارسون از تك فب در این باره می گوید: "این سیستم تقویت جدید از نظر اقتصادی نیز به صرفه است. هرچند كه هزینه این شبكه نوین به 3 تا 4 برابر هزینه شبكه فلزی می رسد، اما كاهش ضخامت بتن موردنیاز، محدودیت های طراحی و ساخت قطعات پیش ساخته را كاهش می دهد."

روش تولید شبكه، روش ویژه ای است كه در آن الیاف تار و پود روی هم قرار گرفته و به وسیلۀ رزین اپوكسی زودپخت آغشته می شوندتا ساختار شبكه ای بازی با شبكه هایی به عرض 6/0 تا 6/7 سانتی متر به دست آید. این عرض برحسب استحكام موردنیاز پانل، نوع بتن به كار رفته و اندازه های كلی پانل تعیین می شود. وی درهمین باره می گوید كه اتصال این شبكه با بتن به خوبی شكل می گیرد و دلیل آن بافت سطحی زیر شبكه است.

افزون بر الیاف كربن كه برای ساخت كربوكریت مورداستفاده قرار می گیرد، شركت تك فب، شبكه هایی از جنس الیاف شیشه، آرامید و پلیمر نیز برای كاربردهایی چون تقویت آسفالت تولید می كند. نظر نماینده شركت اولدكسل در این باره این است كه به دلیل كاهش سطح پوششی موردنیاز، شبكه های كربنی مك گرید، ضخامت پانل های پیش ساخته را تا نصف كاهش می دهند و در نتیجه هزینه كلی نیز كاهش خواهد یافت.

استحكام كششی این شبكه نسبت به وزن آن، از میله های فولادی بیشتر است. افزون بر آن كاهش پوشش رویی تا 6/0 سانتی متر امكان بهینه سازی ویژگی های  مكانیكی را با نزدیك كردن شبكه به سطح پانل فراهم كرده است. وی می گوید:"هنگام ایجاد دهانه در پانل ها- پیش یا پس از قالب ریزی- مك گرید با ایجاد تقویت موضعی بهتر، ترك های ایجاد شده در گوشۀ دهانه ها را كاهش می دهد.

 

كاربرد كامپوزیت در صنعت برق

حدود 20 سال است كه كامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) در كاربردهای الكتریكی مصرف میشوند. این مواد در ساخت قطعات گوناگون صنعت برق به كار می روند؛ ازجمله لوله های عبور كابل، سیستم های حمل كابل در تونل ها و پل ها، تیرهای انتقال برق، بازوهای عرضی (كراس آرم ها)، مقره ها، برج های ارتباطی و جز آن.

لوله كامپوزیتی عبور كابل

یكی از موارد كاربرد كامپوزیت در صنعت برق، ساخت لوله های عبور كابل است. لوله های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه (GRP) را میتوان د رتركیب با اتصالات و متعلقات ویژه ای به كار برد و آنها را به شكل یك سیستم عبور كابل چندلایه و چند ردیفی شكل داد. این لوله ها برای كابل های شبكه برق شهری و كابل های مخابراتی زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این در موارد زیر نیز كاربرد دارند:

1- برای كابل هایی كه از زیر ریل جرثقیل های سقفی و یا راه های اصلی شهری عبور می كنند.

2- برای كابل هایی كه از روی پل ها و رودخانه ها عبور می كنند. به ویژه برای كابل هایی كه از روی پل عبور می كنند، به كارگیری لوله های GRP، بار وارده بر پل را كاهش داده و ساخت و ساز پل را تسهیل خواهد كرد.

سیستم حمل كابل كامپوزیتی

سیستم های حمل كابل كامپوزیتی، یك محصول سازه ای برای حل بسیاری از مشكلات مهندسی و طراحی در شبكه های برق رسانی و مخابراتی هستند كه برای نگهداری كابل های گرانبها و اغلب حساس و استراتژیك در دراز مدت قابل اعتمادند. این سیستم ها ویژگی های منحصر بفردی دارند كه آنها را قادر به تحمل بسیاری از محیط های خورنده می كند؛ به ویژه شرایطی كه مواد سنتی در آنها عمر كاری مفید و اقتصادی ندارند.

این محصولات از رزین های گرماسخت تقویت شده با شیشه و به نحوی طراحی و ساخته می شوند كه یكپارچگی سازه ای آنها با انواع فولادی و آلومینیومی رقابت می كند؛ با این تفاوت كه مشكلات خوردگی، سنگینی وزن و هدایت الكتریكی آنها را ندارند.

این محصولات در برابر اسیدها، نمك ها، قلیاها و محدوده وسیعی از محیط ها و مواد شیمیایی خورنده كه بر آلومینیوم و فولاد گالوانیزه اثرات شدیدی دارند، مقاومند. حتی محصولات آلومینیومی یا فولادی پوشش داده شده نیز ممكن است به علت خراش های كوچك ایجاد شده حین نصب یا پس از آن، در معرض آسیب باشند.

این محصولات در مقایسه با فولاد یا آلومینیوم، دارای نسبت استحكام به وزن بسیار بالایی هستند در حالی كه یكپارچگی سازه ای مشابهی با آنها دارند.

پروفیل های كامپوزیتی پالترود شده كه در این سیستم ها به كار گرفته می شوند دارای وزن مخصوصی حدود یك چهارم فولاد و یك سوم آلومینیوم هستند كه این امر حمل و نقل و برپا كردن آنها را تسهیل می كند. برخلاف فولاد زنگ نزن این قطعات را میتوان در محل و با وسایل دستی برید و سوراخ كرد.

از آنجایی كه سینی و نردبان های این سیستم نارسانا هستند، از بابت انتقال برق به سیستم حمل كابل از كابل های آسیب دیده هیچ نگرانی وجود ندارد. علاوه بر آن احتیاجی به جلوگیری از خوردگی الكترولیتی در شرایط ویژه نیست. ویژگیهای نارسانایی و مغناطیسی نبودن به معنی سیستم حمل كابل ایمن ترند.

در بزرگترین پروژه مهندسی انجام شده با سرمایه خصوصی- تونلی كه بریتانیا را به اروپا متصل می كند- بیش از 63/3 هزار تن FRP پالترود شده، 1260 كیلومتر كابل الكتریكی و فیبر نوری را بر روی خود نگه داشته اند. این كابل ها، روشنایی، تهویه و ارتباطات درون تونل را كنترل می كنند. كابل های 25 كیلو ولتی تامین كننده انرژی قطارها نیز با این كامپوزیت های پالترود شده حمل می شوند. این محصولات با شرایط زیر سازگارند:

- محدوده دمایی 5 تا 40 درجه سانتی گراد

- رطوبت 100 درصد

- سرعت باد km/h 359

- پاشش مداوم آب نمك و حتی غوطه وری در آن

- نصب آسان

- حدأقل تعمیرات

- هزینه كلی كمینه

- مقاومت در برابر بارگذاری استاتیك كابل ها

بازوهای عرضی كامپوزیتی

هر تیر انتقال برق فشار متوسط (20 و 33 كیلو ولت) از سه قسمت اصلی یعنی تیر، بازوهای عرضیو مقره ها تشكیل شده است. بازوهای عرضی معمولاً از جنس فولاد ساخته می شوند. با این وجود در بعضی از كشورها نظیر آمریكا، استرالیا، كانادا و بخش هایی از اروپا یان محصولات از مواد كامپوزیتی ساخته می شوند. به كارگیری بازوهای عرض كامپوزیتی به جای نمونه فلزی دارای برتری هایی است؛ ازجمله:

- كاهش وزن: سنگینی وزن بازوهای عرضی فلزی (حدود 20 كیلوگرم) یكی از مشكلات شركت های انتقال و توزیع برق است. در مناطقی كه به دلایل گوناگون ازجمله ناهمواری سطح زمین، امكان استفاده ا زماشین های بالابر در آنها وجود ندارد، حمل بازوهای عرضی فلزی تا بالای تیر بسیار سخت و خطرناك است؛ درصورتی كه كامپوزیت ها وزن نسبتاً كمی دارند و حمل آنها آسان است.

- مقاومت در برابر خوردگی: بازوهای عرضی فلزی در آب و هوای مرطوب و خورنده، عمر نسبتاً كمی دارند. یكی از برتری های مواد كامپوزیت، مقاومت بسیار مناسب آنها در برابر خوردگی است كه این مواد را برای این مناطق مطلوب می سازد.

- نارسانایی الكتریكی: كامپوزیت ها را میتوان به صورت موادی عایق طراحی كرده و ساخت. این ویژگی خطر برق گرفتگی و اتصال كوتاه را كاهش می دهد. شاید بتوان با بكارگیری بازوهای عرضی كامپوزیتی از كاربرد مقره های حامل كابل- كه در واقع نقش عایق را بین كابل  و پروفیل بازی می كنند- جلوگیری كرد.

- زیبایی: در ساخت بازوهای عرضی فلزی همیشه محدودیت هایی وجود دارد كه طراح را مجبور به استفاده از قطعات استاندارد نبشی می كند. با به كارگیری كامپوزیت ها میتوان به سراغ طرح هایی رفت كه علاوه بر بهینه بودن، زیبا نیز باشند.

- عمر بیشتر: عمر بازوهای عرضی كامپوزیتی حدود 3برابر طول عمر نمونه فلزی است. به دلیل عمر بیشتر و عدم نیاز به تعویض و تعمیر در كامپوزیت ها، هزینه های تعویض و نگهداری حذف خواهند شد.

- كاهش تداخلات امواج رادیویی: امواج رادیویی بدون هرگونه انحراف و شكست از كامپوزیت ها عبور می كنند.

- كاهش افت توان خط: به كارگیری بازوهای عرضی كامپوزیتی از نشت جریان الكتریكی از خط به سمت پایه ها تا حدودی جلوگیری می كند و به این ترتیب میزان افت توان خط كاهش خواهد یافت.

علاوه بر موارد فوق، با بكارگیری بازوهای عرضی كامپوزیتی میتوان از طرح هایی استفاده كرد كه یكپارچه بوده و نیازی به سوار كردن قطعات بر روی هم نباشد.

تیرهای كامپوزیتی

به كارگیری تیرهای كامپوزیت FRP، موضوع جدیدی در خدمات برق رسانی نیست، با این وجود تیرهای انتقال برق  FRP پالترود شدۀ 21 تا 24 متری داستان دیگری است. تیرهای FRP با یك سوم وزن تیرهای چوبی، نصف وزن تیرهای فولادی و تنها یك دهم وزن تیرهای بتنی، انتخاب بسیار جذابی برای اغلب شركت های خدماتی برق رسانی هستند.

شركت آمریكایی بریستول تنسی الكتریك سیستم (BTES) به تازگی 144 تیر FRP را در دو خط انتقال نصب كرده است. شركت استرانگ ول (Strongwell  Corp.) واقع در ایالت ویرجینیا این تیرهای FRP پالترود شده SE28 را با بیشترین ظرفیت ممان اینرسی در مقطع پایین طراحی و برای جایگزینی تیرهای چوبی، فولادی و بتنی در خطوط انتقال برق تولید كرده است.

شركت های خدمات برق رسانی در حال كشف برتری های تیرهای SE28، نسبت به تیرهای ساخته شده از مواد سنتی هستند. تیرهای SE28 شركت استرانگ ول، سبك، محكم و دارای ویژگی های هدایتی خیلی كمی هستند. این تیرها همچنین در برابر خوردگی، پوسیدگی، پرتوهای فرابنفش، نفوذ آب، حشرات و داركوب ها مقاومت بسیار بالایی دارند.

به عقیده دكتر مایكل برودر، مدیرعامل شركت BTES، تیرهای كامپوزیتی SE28، در مقایسه با تیرهای چوبی، با گذشت زمان استحكامشان را از دست نمی دهند و تقریباً به هیچگونه ترمیم و تعمیری احتیاج ندارند. او همچنین به ویژگیهای الكتریكی تیرهای FRP و تحمل ضربه و بار ناشی از بادهای شدید توسط آنها اشاره می كند.

   

پره توربین باد، محصولی یكپارچه و كامپوزیتی

حدود 200 سال پیش از میلاد مسیح، نخستین آسیاب بادی توسط ایرانیان ساخته شد و سپس در قرن های دوازدهم و سیزدهم میلادی، اندیشۀ به كارگیری انرژی باد در آسیاب و یا پمپ بادی از ایران به آمریكا و اروپا منتقل شد. ولی باتوجه به وجود منابع گستردۀ انرژی های فسیلی و نفت، كاربرد این انرژی به روشی غیركارآمد و غیرقابل قبول از دیدگاه فاكتورهای اقتصادی تبدیل شد.

تا این كه پس از سال 1973 با توجه به بحران انرژی، اندیشۀ پیشرفت و به كارگیری انرژی های بازیافت پذیر به عنوان جایگزین مناسبی برای منابع محدود سوخت های فسیلی و تنها راه از بین بردن مشكلات ناشی از مصرف سوخت های فسیلی برای محیط برای محیط زیست، منجر به رویكرد دوبارۀ بشر به كاربرد انرژی های بازیافت پذیر و به ویژه انرژی باد شد.

امروزه نه تنها از انرژی باد برای استخراج آب استفاده می شود، بلكه با ظهور توربین های بادی نوین و گسترش نیروگاه های بادی در قالب احداث مزرعه های بادی، به كارگیری این انرژی برای تامین الكتریسیته لازم نیز مدنظر قرار گرفته است؛ به گونه ای كه بنابر آمار به دست آمده تا پایان سال 2002، معادل 30166 مگاوات برق نیروگاه بادی در سراسر دنیا نصب شده است.

اگر به میزان نیروگاه های بادی نصب شده در دنیا از سال 1996 تا 2001 توجه كنیم، متوجه می شویم كه آهنگ رشد این صنعت در این پنج سال، 5/39 درصد بوده است؛ به گونه ای كه كشورهای پیشرفته ای چون آلمان و دانماركبه ترتیب تولید 5/12 و 29 درصد برق كل كشور خود را با به كارگیری انرژی باد تا سال 2010 میلادی، سرلوحۀ برنامه پیشرفت خود قرار داده اند.

مواردی چون تولید برق بدون آلوده سازی محیط زیست، قابلیت نصب و راه اندازی سریع، هزینه تعمیرات و نگهداری كم و به كارگیری انرژی خدادای باد، همه از ویژگیهای یگانۀ نیروگاه های بادی هستند. اما در كنار این برتری ها، عیب بزرگ این صنعت- كه دائمی نبودن باد است- نمایان می شود.

پره، به عنوان مهم ترین جزء توربین بادی، وظیفۀ گرفتن انرژی جنبشی باد و تبدیل آن به حركت دورانی به منظور به حركت درآوردن گیربكس و ژنراتور را برای تولید برق به عهده دارد. پره های توربین بادی نوین امروزی براساس اصول پیشرفتۀ آیرودینامیك ساخته می شوند و برخلاف توربین های قدیمی كه با افزایش سطح مقاوم در برابر باد به حركت در می آمدند، به واسطۀ فرار باد و افزایش نیروی برآ به حركت واداشته می شوند.

امروزه با توجه به رشد و پیشرفت شیوه های ساخت و گسترش مواد اولیه، به كارگیری فناوری كامپوزیت ها برای غلبه بر مشكلاتی همچون وزن و فرآیند ساخت، در سرلوحۀ دید صاحبان صنایع گوناگون قرار گرفته است است. پره های توربین باد نیز باتوجه به طول بسیار بلند و حجم عظیم بارهای وارده، نیازمند استحكام بسیار مناسب، برای مقاومت در برابر بارهای گوناگونی هستند كه بر آنها وارد می شود.

همچنین از سوی دیگر، باید وزن آنها تا حدامكان كاهش یابد و این، تنها با به كارگیری فناوری كامپوزیت ها ممكن است؛ به گونه ای كه باتوجه به معماری قابل تغییر این مواد، میتوان آنها را در جهت موردنظر تقویت كرد تا از اضافه وزن بیش از حد سازه جلوگیری شود و همچنین خواستگاه هایی چون خیز انتهایی و مقاومت در برابر ارتعاشات آزاد نیز در بازۀ بهینه باشند.

از سوی دیگر، افزون بر ویژگیهای ممتاز عمومی بیان شده، یكی دیگر از ویژگیهای یگانۀ این مواد كه آنها را در رأس مواد دیگر قرار می دهد، مقاومت بسیار مناسب آنها در برابر بارگذاری چرخه ای یا همان پدیده خستگی است پره های توربین باد نیز به علت ویزگی دگرگون باد، در برابر این پدیده قرار دارند و از آنجایی كه طول عمر و هزینه های تعمیر و نگهداری- از دیدگاه صرفۀ اقتصادی- از موارد خطیر در طراحی سازۀ آنهاست، به كارگیری مواد مركب تنها راه حل چیره شدن بر این مشكل است.

هم اكنون كارخانۀ سدید صبا نیرو در ایران، پره های توربین باد 660 كیلو وات را تولید می كند. این پره ها كه طولی در حدود 23 متر دارند، تمام كامپوزیت هستند و تنها در بخش اتصال به ریشه آنها یك رینگ آلومینیومی به كار رفته است كه از درون و بیرون با لایه های كامپوزیتی پوشانده شده است. این پره ها از دو بخش اساسی پوسته و شاه تیر (Spar) تشكیل شده است.

پوسته كه بخش خارجی پره است، از دو بخش پوسته بالایی و پایینی تشكیل شده است و وظیفۀ تامین پروفیل آیرودینامیكی جریان را به عهده دارد. پوسته به خاطر ملاحظات سازه ای و آیرودینامیكی، از ریشه به نوك، باریك می شود و برای حفظ زاویۀ بهینه حمله، در سراسر طول خود دارای پیچشی برابر با 15 درجه است. این پوسته از نوك تا فاصله 5/4 متر از ریشه، دارای مقطع های بالواره ای شكل است كه بزرگترین طول وتر بالواره در این مقطع، نزدیك به 2 متر است. بالواره های به كار رفته در پره، از نوع ویژه ای هستند كه شكل نخستین آنها از بالواره های بال هواپیما الهام گرفته است.

در ساخت این پوسته یك قالب كامپوزیتی پیوسته به كار می رود كه دارای دو تكۀ بالایی و پایینی است. در انتهای این قالب، یك سیستمكنترل مجهز قرار دارد كه بنا بر برنامۀ از پیش تعیین شده در مراحل گوناگون، فرایند مكش و پخت را بنا بر چرخۀ هر مرحله بر محصول حاكم می كند. در نخستین مرحله، تمام سطح های قالب بالایی و پایینی با یك ماشین ویژه و با رولرهای دستی به پوشش ژلی سفیدرنگ آغشته می شوند. سپس قالب بسته شده و پوشش اعمال شده پخت می شود. در مرحلۀ بعدی لایه های بریده شده با دستگاه برش براساس الگوی از پیش تعیین شده در محل های ویژۀ خود قرار می گیرند.

برای سرعت بخشیدن به كار، وزن كمتر و كیفیت بهتر محصول نهایی، در ساخت این پره ها مواد كامپوزیتی پیش آغشته (الیاف شیشه به همراه رزین اپوكسی) به كار می رود. به هنگام لایه گذاری نیز، بخشهای ویژه ای به فوم پی وی سی مجهز می شوند. پس از پایان لایه چینی نوبت اعمال مواد مصرفی مربوط به فرایند مكش و پخت است.

سپس قالب بسته شده، پس از اعمال مكش در فشار ویزه در دمای 100 تا 120 درجه سانتیگراد پخت انجام میشود. پس از پایان این مرحله، پوسته آماده شده است. بافت الیاف پیش آغشته به كار رونده در پوستۀ پره از دو نوع كلی الیاف دو سویه و سه سویه است كه به ترتیب الیاف با جهت 45-/45+ درجه و 45/0 9/0 درجه را در بر می گیرند.

شاه تیر كه خود از دو بخش تیر اصلی و تیر فرعی تشكیل شده است، بخش اصلی سازۀ پره را تشكیل می دهد كه در درون پوسته قرار گرفته و وظیفۀ آن ایجاد سفتی و استحكام مناسب برای رویارویی با بارهای اعمالی به هنگام كاركرد پره است. تیر اصلی كه دارای مقطع مستطیل شكل است براساس قرار دادن لایه های گوناگون و فوم PMI بر روی یك مندرل فلزی با طولی در حدود 31 متر تولید می شود .

پس از پایان لایه چینی و اعمال مواد مصرفی لازم برای فرآیند مكش و پخت، با یك روكش سراسری كه مجهز به المان های گرم كننده است، پوشانده میشود و به وسیلۀ سیستم كنترلی رایانه ای و نمودار مشخصی در دمای بین 98 تا 105 درجه سانتی گراد پخت می شود. تیر فرعی نیز با فرآیند مشابهی بر روی یك مندرل كوچك تر تولید شده (برای ایجاد یك تیر پیوسته به طول 23 متر) در انتها به نوك تیر اصلی متصل می شود.

در تولید تیر نیز الیاف پیش آغشته با بافت كلی تك سویه و دوسویه به كار می روند كه الیاف تك سویه برای رویارویی با گشتاورهای خمشی و نیروهای كششی در جان تیر نهاده میشوند و الیاف دوسویه 45-/45+ درجه برای رویارویی با برش در بال تیر قرار می گیرند.

در آخرین مرحله از تولید پره كه به مرحلۀ مونتاژ معروف است، تیر باید در درون پوسته نهاد شود. بدین منظور، بخش های نشیمن گاه تیر بر روی پوسته زیرین و سطح بالایی تیر كه به پوسته بالایی وصل خواهد شد، با ماشین چسب كاری به چسب آغشته می شوند و سپس تیر در درون همان قالب تولید پوسته بر روی پوستۀ زیرین نهاده شده، قالب پره بسته می شود. برای آخرین بار، فرآیند مكش و پخت صورت می گیرد و در پایان پره به صورت یك مجموعه از قالب خارج می شود.

لازم به ذكر است كه در فرآیند تولید، پره به سیستم محافظت در برابر رعد و برق مجهز میشود. این سیستم، متشكل از یك طناب بلند است كه از نوك پره تا رینگ آلومینیومی ادامه می یابد.

پس از پایان فرآیند تولید، پره های تولیدی به سالن عملیات نهایی منتقل می شوند. در این سالن، سطح پره ها كاملاً پرداخت شده و تمام سطح ها با ابزارهای كنترلی ویژه، برای اطمینان از شكل هندسی مناسب بازبینی می شوند. تعمیرات موردی نیز بر روی پره در این بخش انجام می شود. در این سالن، برخی از كارها از پیش تعریف شده بوده و برخی دیگر با توجه به محصول تولید شده تعریف می شوند.

در آخرین مرحله در سالن عملیات نهایی، قطعه ای به نام یاتاقان به محل اتصال ریشه وصل شده، پره ها بالانس شده و پس از كشیدن روكش محافظ ویژه، برای انتقال به سایت به بخش انبارش منتقل می شوند. وزن پرۀ تولید شده بدون در نظر گرفتن بخش های فلزی لازم برای اتصال به توربین 1150 كیلوگرم است.

این پره براساس یك دوره كاركرد 20 ساله طراحی شده است. تمام فرآیند تولید به وسیلۀ متخصصان كنترل كیفیت، بازرسی شده و در شناسنامۀ پره ثبت می شود كه این كنترل، تمام فرآیندها را- از آزمایش مواد اولیه در آزمایشگاه گرفته تا شیوۀ لایه چینی، پخت، وزن كردن نهایی پره و گزینش سه پره برای یك روتور- شامل می شود. 

 

كاربرد كتان و كنف در كامپوزیت های خودرویی و ساختمان

در حالی كه كتان نساجی فرانسه، با تولید پوشاك و پارچه های كتانی با كیفیت به تمام نقاط جهان صادر میشود تولیدكنندگان فرانسوی در حال كشف دوباره این الیاف طبیعی در كاربردهای جالب و غیرمنتظره ای هستند. تولیدكنندگان قطعات خودرو به طور روزافزونی از كتان به عنوان یك ماده اولیه جدید و سازگار با محیط زیست استفاده می كنند. این ماده در تولید تزئینات داخلی خودرو به كار گرفته میشود كه این امر به ویژه در هنگام تصادف خطر كمتری را متوجه سرنشینان می كند.

الیاف كنف نیز در این صنعت برای صلب كردن پلاستیك ها و به عنوان یك عایق طبیعی در ساختمان ها به كار گرفته می شود.

در نرماندی شركت تكنی لین، الیاف كتان را برای ساخت صفحات تودری خودرو به كار می گیرد. تولیدكنندگان قطعات خودرو بسیار علاقمند به استفاده از الیاف طبیعی هستند تا خودروهایی سازگار با طبیعت و بازیافت پذیرتر تولید كنند.

شركت افیرل در غرب فرانسه از الیاف كنف تولید شده به وسیله كشاورزان شرق فرانسه، نوعی پشم كنف تولید می كند. این الیاف توسط شركت تعاونی محلی Chanvriere آماده سازی و تمیز می شوند. روز به روز مالكان بیشتری برای عایق سازی ساختمان خویش از مواد طبیعی استفاده می كنند.

كتان گیاهی است كه به طور گسترده در شمال فرانسه كشت می شود و در تولید الیاف و بافته های صادراتی به سراسر دنیا به كار گرفته می شود. رمی دوباست یك كشاورز محلی و رئیس یك شركت تعاونی در زمینه فرآوری كتان می گوید:"ما به دنبال بازار جدیدی غیر ا زپارچه بافی یا كاغذسازی هستیم كه كه الیاف با كیفیت  پایین تر نیاز داشته باشد. این صنعت با ایده به كارگیری الیاف كتان درون مواد كامپوزیت، رشد خوبی داشته است."

رؤسای این شركت تعاونی به طور اتفاقی با بعضی از سازندگان قطعات خودرو آشنا شدند كه سریعاً به این ایده آنان علاقمند شدند و به این صورت شركت تكنی لین به عنوان یك شركت وابسته به این تعاونی در سال 1995 راه اندازی شد. فرانكو اسلین مدیر تكنی لین توضیح می دهد:"ما دو سال برای توسعه محصولاتمان وقت گذاشتیم. این كامپوزیت از مخلوط كردن 50 درصد الیاف پلی پروپیلن و 50 درصد الیاف كتان تولید می شود. نسبت اختلاط میتواند 40 به 60 یا 30 به 70 نیز باشد."

این ماده جدید در كارخانه تكنی لین تولید می شود.

از سال 1996 تقاضاها به تدریج افزایش یافت و این شركت در جولای 2000 یك خط تولید جدید و دستگاه پرس حرارتی خود را راه اندازی كرد. امروزه این شركت صفحات تودری خودروهای اپل كورسا و سیتروئن C5 و همچنین تاقچه عقب رنو توینگو را تولید می كند. در سال 2002 شركت تكنی لین حدود 800 تن الیاف كتان فرآوری كرد و روزانه برای بیش از 2000 دستگاه خودرو، صفحات تودری تولید نمود.

فرانكواسلین اشاره می كند كه: "كتان ارزشمند میشود و در بازار ترقی می كند چرا كه یكی از الیاف طبیعی مستحكم است كه از شكستن صفحات تودری هنگام تصادف جلوگیری می كند. این ماده همچنین وزن محصول نهایی را تا 20 درصد كاهش می دهد و در عین حال ارزان تر بوده و سود اقتصادی نیز به همراه دارد."

شركت تكنی لین برای ورود به این بازار مجبور بودشرایط بسیار دشوار صنعت خودرو را از نظر تضمین كیفیت احراز كند و درحقیقت در عرض چند ماه این شركت به یك تأمین كننده مورد تأئید صنعت خودرو (EAQF) تبدیل شد، تاییدیه ایزو 9002 را گرفت و همچنین تاییدیه تضمین كیفیت محصول (AQP) را نیز كسب كرد.

فرانكواسلین شك ندارد كه این بازار رشد خواهد داشت. او می گوید:"در اروپا علاقه زیادی به مواد كامپوزیتی ساخته شده از الیاف طبیعی وجود دارد. صنایع دیگر نیز به این محصول علاقمند شده اند. به عنوان مثال به تازگی یك طراح، نخستین میز خود را از مواد كامپوزیتی تولیدی شركت ما ساخته است."

كنف صنعتی نیز در فرانسه در حال رشد است؛ اما به صورت سنتی و برای صنعت كاغذ. ایوبترنكورت مدیر فروش این تعاونی می گوید:"ما به دنبال بازارهای جدید برای محصولاتمان هستیم و در حال بررسی امكان ساخت پشم كنف، به عنوان جایگزینی برای پشم شیشه یا پشم سنگ، در عایق سازی ساختمان ها هستیم. ما شركت هایی همانند افیرل، ناتیلین و بوتكس را كه به استفاده از كنف علاقمند بودند شناسایی كرده و با آنها ارتباط برقرار كرده ایم."

آزمایش ها نشان داده اند كه پشم كنف همان ویژگی های عایق سازی پشم شیشه را دارد و در مقایسه با پشم شیشه یا پشم سنگ بسیار برتر است؛ چون میزان رطوبت داخلی ساختمان را نیز تنظیم كرده و آرامش بیشتری برای ساكنین ایجاد می كند. تنها مشكل پشم كنف، بهای زیاد آن است كه حدود 5/2 تا 4 برابر بهای پشم شیشه است.

پیرب ار تلمی می گوید:"این محصول برای آنانی كه نگرانی های زیست محیطی دارند و كسانی كه قصد دارند در ساخت خانه هایشان از مواد طبیعی استفاده كنند، جذابیت دارد. بسیاری از افراد علاقمند به استفاده از الیاف طبیعی هستند، اما رغبتی به پرداخت هزینه های بالای آن ندارند. برای اینكه همه افراد بتوانند از پشم كنف استفاده كنند ما به كمك های دولتی همانند معافیت های مالیاتی نیاز داریم (مشابه مواردی كه به انرژی خورشیدی اختصاص یافته است)."

الیاف شركت Chanvriere برای ساخت صفحات عایق و بتن سبك نیز به كار گرفته میشوند. درحقیقت این شركت تعاونی در حال ساخت بلوك های سبكی حاوی كنف است و قصد دارد به زودی آنها را به عنوان اختراع ثبت كند. ایوبترنكورت می گوید:"امروزه صنعت ساختمان حدود 15 درصد بازار ما را تشكیل می دهد، اما من مطمئن هستم كه در آینده این سهم بیشتر خواهد شد. این بازار در آغاز راه خود قرار دارد."

كنف نیز همانند كتان در تزئینات داخل خودروها استفاده می شود. سخنگوی این شركت می گوید:"در این بازار، الیاف طبیعی جذابیت زیادی برای سازندگان دارد؛ چون وزن و بهای این الیاف حدود نصف الیاف شیشه است." این تعاونی به تازگی پلاستیك های گرماسخت را نیز مورد توجه قرار داده است.

این شركت مقدمات ورود به این بازار را فراهم كرده و به همراه شركت تعاونی غله كاران، شركت اگرو فایبرز تكنولوژیز پلاستیكز (AFT) را تشكیل داده است. به گفته ژرارد موگین مدیر AFT:"بازار ساخت پلاستیك ها بسیار وسیع است و از كیس رایانه تا لوازم برقی خانگی را در بر می گیرد و شامل مبلمان پلاستیكی، داشبورد خودروها، ظروف غذاخوری و بسته بندی ها می شود. فرصت های موجود پایانی ندارد."

بزرگ ترین برتری الیاف طبیعی در مقایسه با الیاف شیشه در این حقیقت نهفته است كه پلاستیك های با منبه طبیعی سایندگی كمتری دارند، راحت تر قالبگیری و بریده می شوند و از همه مهم تر اینكه بازیافت آنها از پلاستیك های مصنوعی متداول ساده تر است.

 

كامپوزیت های زیست محیطی، واقعیت یا رویا؟

به نظر میرسد امروزه آگاهی مردم نسبت به لزوم مدیریت مواد زاید با روندی رو به رشد در حال افزایش است. مدیریت مواد زاید مستلزم تغییر عادت های زندگی و شرایط تولید است. قوانین متعددی در این خصوص تهیه و به كار گرفته میشوند.

امروزه همه به دنبال محصولاتی سازگار با محیط زیستند. بخشهای گوناگون صنعت (خودرو، لوازم الكترونیكی، فرآوری پلاستیك، پتروشیمی و غیره) نیز به دنبال مواد نوینی هستند كه دارای چنین شرایطی باشند. چالش اصلی در این مسیر، درنظر داشتن مسائل زیست محیطی در مرحله طراحی محصول از طریق كاهش به كارگیری مواد زیانبخش در تولید محصول و كاهش مصرف منابع تجدیدناپذیر است.

در این بین صنعت كامپوزیت بیش از پیش به سوی راه حل های بازیافت قابل اعتماد و امتحان شده فراخوانده می شود. راه حل های اصلی در دسترس برای قطعات كامپوزیتی از كارافتاده عبارتند از: به كارگیری دوباره (به كارگیری تراشه قطعات به عنوان پركننده یا عملیات شیمیایی بر روی قطعات)، دفن و تبدیل مواد زاید به انرژی و تهیه كود آلی از مواد قابل تجزیه زیستی.

یك ماده كامپوزیتی با قابلیت تجزیه زیستی (كامپوزیت زیست محیطی) یك پلیمر زیست محیطی تقویت شده با الیاف طبیعی است. این ماده میتواند از طریق فرآیند تهیه كود آلی بازیافت شود. در این فرآیند میكروارگانیسم هایی همانند باكتری ها، قارچ ها یا جلبك ها، پلیمر زیست محیطی را به آب و دی اكسید كربن و در شرایط بی هوازی به متان و بایومس و در نهایت محصولات جانبی بی ضرر برای محیط زیست تبدیل می كنند.

كامپوزیت های زیست محیطی در پایان عمر خود به صورت رتاشه در می آیند و بریا تجزیه شدن به كود آلی افزوده می شوند(توجه شود كه این مواد به سادگی درون خاك دفن نمی شوند).

در حال حاضر پلیمرهای زیست محیطی عموماً در بخش های بسته بندی، پزشكی و كشاورزی به كار گرفته میشوند. این مواد از پلیمرهای طبیعی یا مصنوعی یا مخلوطی از این دو تهیه می شوند. الیاف مورد استفاده به عنوان تقویت كننده باید ویژگی های مكانیك خوب و چگالی كمی داشته و با ماده زمینه سازگار باشند.

الیاف طبیعی یا حیوانی در طبیعت قابل تجزیه و قابل تجدید هستند. آن دسته از الیاف كه در طبیعت عملكردی سازه ای دارند كارایی خوبی نیز از خود به نمایش می گذارند. این مسئوله یكی از دلایل به كارگیری الیاف گیاهی توسط صنعت كامپوزیت برای سالیان سال بوده است.

امروزه با تركیب دقیق الیاف گیاهی و بعضی از مواد زمینه متداول، دستیابی به كامپوزیت های كارآمد ممكن شده است. مطالعه پلیمرهای زیست محیطی  برای جایگزینی این زمینه ها در جریان است و كامپوزیت های زیست محیطی روز به روز در حال گسترشند. با این وجود برای دستیابی به سهم قابل توجهی از بازار، پیش نیازهایی لازم است كه باید فراهم شوند. این پیش نیازها عبارتند از: 

آگاهی از ویژگی های الیاف گیاهی، پلیمرهای زیست محیطی و فصل مشترك الیاف و زمینه

باید ساز و كار (نقش باكتری ها و طبیعت محصولات تجزیه شده در محیط) شرایط و نرخ تجزیه زیستی و سرنوشت باقیمانده های این فرآیند (آلودگی خاك و امكان سمی بودن) به خوبی شناخته شوند. همچنین باید تحقیقات بیشتری در زمینه مواد مورد استفاده برای تزئینات قطعات (رنگ، پوشش ژلی و خودرنگ) انجام شود.

فناوری ساخت محصولات

از آنجایی كه الیاف گیاهی مقاومت حرارتی كمی دارند (حدأكثر 200 درجه سانتیگراد)، تركیب پلیمر زیست محیطی مورداستفاده به عنوان زمینه بسیار ویژه است. در حال حاضر پلیمرهای زیست محیطی عمدتاً به شكل گرمانرم عرضه میشوند؛ اگر انواع گرماسخت این پلیمرها تولید شوند گامی در جهت پیشرفت این فناوری برداشته خواهد شد.

آموزش طراحی زیست محیطی قطعات مهندسی بادوام و قابل تجزیه زیستی

بسیاری از مردم در مورد همزمانی این دو مفهوم دچار تناقض میشوند. نمونه ای از ماده ای با این دو ویژگی، چوب است كه مدت زمانی بسیار طولانی توسط انسان ها استفاده شده است و درصورت نگهداری از آن در طرایطی غیر از شرایط تجزیه زیستی ویژه آن، یك ماده بادوام است.

تبلیغات رسانه ای برای معرفی این مواد به مصرف كنندگان

ویژگی تجزیه زیستی تنها هنگامی یك برتری رقابتی محسوب میشود كه در شرایط واقعی قابل اندازه گیری بوده و اثبات شود. این ویژگی، از آنجایی كه یك نیاز محیطی را برآورده میسازد و مدیریت مواد زاید را ارتقاء می بخشدف ارزشمند است.

راه حل های دیگری ازجمله روش های تبدیل مواد زاید به انرژِ نیز در این زمینه وجود دارند. تولیدكنندگان عموماً دو دلیل عمده برای توجیه به كارگیری مواد قابل تجزیه در محیط زیست ارائه می دهند. یكی از بازاریابی ساده تر این محصولات به دلیل چشم انداز قابل اعتمادتر و سازگارتر با محیط زیست است و دیگری با مدیریت خطر و كاهش خطرپذیری ارتباط دارد.

پایه گذاری صنعتی برای تولید الیاف گیاهی

این صنعت باید وابستگی ویژگی های الیاف گیاهی را به آب و هوا در نظر داشته باشد (انتخاب و اختلاط آمیزه هایی از الیاف با منابع گوناگون).

مدیریت مواد زاید

برای اینكه یك ماده واقعاً قابل بازیافت باشد، باید جمع شده  و پس از شناسایی به جریان بازیافت هدایت شود وگرنه مفهوم بازیافت هیچ برتری ویژه ای نخواهد داشت. این مسئله نیازمند ایجاد تأسیسات تهیه كود آلی در مقیاس بزرگ است. چرخه عملیات باید از جمع آوری، جداسازی، مرتب سازی و سپس تبدیل اجزای قابل تجزیه در محیط زیست به تراشه و كود تشكیل شود.

تهیه استانداردها و ابزار تأئید

كامپوزیت های زیست محیطی در حال گسترشند. به كارگیری پلیمرهای زیست محیطی و الیاف گیاهی از منابع تجدیدپذیر میتواند فرصت هایی فراتر از صنایع غذایی پیش روی بخش كشاورزی ایجاد كند. با این وجود تا اثبات علمی بی خطر بودنارگانیسم های اصلاح ژنتیكی شده برای محیط زیست، باید در مورد به كارگیری مواد به دست آمده از محصولات كشاورزی حاوی این ارگانیسم ها بسیار دقت كرد.

همچنین باید در مورد مواردی كه به جای تجزیه واقعی تمایل به خرد و متلاشی شدن در محیط زیست دارند محتاط بود. توسعه كامپوزیت های زیست محیطی، نیاز به بهینه سازی ساختاری و كاهش میزان تولید مواد زاید را ازبین نمی برد.

 

 

دنياي حرفه و فن www.herfe-rszy.blogfa.com

منبع: انجمن كامپوزيت ايران