Τι είναι όμως το αλουμίνιο και τι το PVC;

Transcript

1 Τι είναι όμως το αλουμίνιο και τι το PVC; Το αλουμίνιο είναι το τρίτο κατά σειρά εμφανιζόμενο στον φλοιό της γης στοιχείο μετά το οξυγόνο και το πυρίτιο. Προέρχεται από το ορυκτό βωξίτης και αφού μετατραπεί στο μέταλλο αλουμίνιο, μεταποιείται με διέλαση, με έλαση, με χύτευση και με μηχανουργικά εργαλεία για την παραγωγή τελικών προϊόντων. Η χώρα μας κατατάσσεται διεθνώς ανάμεσα στις πρώτες περιοχές σε αποθέματα βωξίτη λόγω των πλούσιων κοιτασμάτων που διαθέτουμε ενώ μετά την κατασκευή του εργοστασίου παραγωγής πρωτόχυτου αλουμινίου της εταιρίας «Αλουμίνιον της Ελλάδος», δόθηκε το έναυσμα για τη δημιουργία βιομηχανικών μονάδων πρώτης μεταποίησης αλουμινίου (έλασης, διέλασης, καλωδίων, χυτηρίων) και την ανάπτυξη τελικά ενός διεθνώς ανταγωνιστικού πλήρως καθετοποιημένου κλάδου. Τα πολύτιμα χαρακτηριστικά του αλουμινίου όπως η ανθεκτικότητα, η αδιαπερατότητα από μικροοργανισμούς και φως, η αντοχή του στη διάβρωση, η θερμική του αγωγιμότητα και ανακλαστικότητα, η έλλειψη μαγνητισμού και η δυνατότητα να ανακυκλωθεί πλήρως χωρίς να χάνει την αξία και την ποιότητα του το καθιστούν ως πρώτη επιλογή στους κλάδους της ναυπηγικής, της οικοδομής και των μέσων μεταφοράς, στις βιομηχανίες συσκευασίας και φαρμάκων, στις μηχανολογικές και ηλεκτρολογικές εφαρμογές και στον οικιακό εξοπλισμό ενώ δεν επιβαρύνει το περιβάλλον και την υγεία μας. Το PVC (πολυβινυλοχλωρίδιο ή κοινώς βινύλιο) από την άλλη αποτελεί ένα ευρύτατα διαδεδομένο συνθετικό θερμοπλαστικό υλικό που παράγεται με βάση το πετρέλαιο και το χλώριο. Το αιθυλένιο, το οποίο είναι προϊόν πυρόλυσης του αργού πετρελαίου και το χλώριο, που είναι προϊόν ηλεκτρόλυσης του χλωριούχου νατρίου που υπάρχει στο αλάτι ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα άχρωμο αέριο το οποίο ονομάζεται μονομερές βινυλοχλωρίδιο (VCΜ). Το βινυλοχλωρίδιο είναι ένα τοξικό αέριο, ισχυρότατο ηπατοτοξικό και καρκινογόνο και εξαιρετικά εύφλεκτο. Στη συνέχεια με τη προσθήκη οξυγόνου και φωτός γίνεται ο πολυμερισμός αυτού του αερίου, δηλαδή τα μόρια ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μεγαλύτερες ομάδες μορίων και με τον τρόπο αυτό δημιουργείται το υλικό πολυβινυλοχλωρίδιο ή αλλιώς PVC. Το πολυμερές αυτό ανακαλύφθηκε τυχαία για πρώτη φορά το 1835 (άλλως 1838) από τον Henri Victor Regnault, Γάλλο χημικό και φυσικό, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Λυών και της Ecole Polytechnique, σαν ένα λευκό στερεό (σκόνη) μέσα σε γυάλινες φιάλες που περιείχαν αέριο βινυλοχλωρίδιο και είχαν εκτεθεί στην επίδραση του ηλιακού φωτός, δημιουργώντας ελεύθερες ρίζες που ξεκίνησαν την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμερισμού του βινυλοχλωριδίου, από το οποίο παίρνουμε το PVC και το οποίο τελικά συναντάμε σχεδόν παντού: στις πιστωτικές κάρτες, στα μπουκάλια μεταλλικού νερού, σε

2 κουτιά, σε σωλήνες και υδρορροές, ταπετσαρίες και κουρτίνες μπάνιου, σε κουφώματα κλπ. Ιστορικά αποτέλεσε ένα τοξικό και άχρηστο υποπροϊόν της βιομηχανικής παρασκευής καυστικής σόδας που μετεβλήθη σε μαζικά παραγόμενο συνθετικό υλικό στη Γερμανία, όταν το 1930 μεγάλες ποσότητες χλωρίου διατέθηκαν στη ναζιστική Γερμανία στο πλαίσιο ενός προγράμματος για την ανεξαρτητοποίηση της από την εισαγωγή βάμβακος σε περίπτωση πολέμου. Το πρόγραμμα εστιαζόταν στη παραγωγή ρεγιόν (rayon-υφαντικών ινών), και αυτό απαιτούσε μεγαλύτερες ποσότητες καυστικής σόδας από τη βιομηχανία χλωρίου-αλκαλίων. Μετά από πολύχρονα πειράματα με σταθεροποιητές, λιπαντικά και μαλακτικά βρέθηκε ότι μπορούσαν να κατασκευαστούν ίνες από PVC. Δυστυχώς λόγω του ότι συνδέεται με το χλώριο όσο κανένα άλλο υλικό, γερμανοί εμπειρογνώμονες σε περιβαλλοντικά θέματα μετά από δεκαετίες ευρείας εφαρμογής του καταδίκασαν την παραγωγή του ως λάθος, που προκαλεί σοβαρούς κινδύνους στη ανθρώπινη υγεία και στο περιβάλλον διότι το PVC στη φυσιολογική του κατάσταση είναι σκληρό και εύθραυστο και απαιτεί τη χρήση πλαστικοποιητών και διαφόρων άλλων χημικών ουσιών για να καταστεί εύχρηστο, μαλακό και εύκαμπτο, ενώ συντηρεί μια τοξική βιομηχανία αφού η παραγωγή του απαιτεί τη μεταφορά επικίνδυνων εκρηκτικών ουσιών και συνεπάγεται τη δημιουργία τοξικών αποβλήτων ενώ όταν καίγεται απελευθερώνει όξινο αέριο, διοξίνες και άλλες οργανοχλωριωμένες ενώσεις εξαιτίας του περιεχομένου του σε χλώριο. Μολονότι το PVC είναι ένα χημικώς σταθερό και ανθεκτικό πολυμερές, κατά τη θέρμανση του πχ. στη διαδικασία μορφοποίησης του υπόκειται σε μερική αποσύνθεση, τα προϊόντα της οποίας μπορούν να επιταχύνουν τη γήρανση του. Το ίδιο συμβαίνει και κατά την έκθεση του στο ηλιακό φως και στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Στις οικοδομικές εργασίες, στην κατασκευή κουφωμάτων αλλά και οχημάτων, τα προϊόντα αυτού του είδους έχουν ωφέλιμο χρόνο ζωής 10 έως 20 χρόνια προτού απορριφθούν οριστικά. Μέχρι και σήμερα, η ύπαρξη του PVC εξακολουθεί να διχάζει με τη πληθώρα επιστημονικών και άλλων στοιχείων που συνοδεύουν τη παραγωγή, την εφαρμογή και τις επιπτώσεις του στην υγεία του ανθρώπου και στο περιβάλλον και για το λόγο αυτό συνεχίζουν να εκπονούνται μελέτες και συζητήσεις όπως και οι πρόσφατες της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για το περιβάλλον για να διαπιστωθεί η χρησιμότητα και το μέλλον αυτού του υλικού στον κόσμο μας. Για τους λόγους αυτούς, στον πίνακα που ακολουθεί, σας παραθέτουμε συγκεντρωμένες σε μία συγκριτική προσπάθεια τις βασικές ιδιότητες του αλουμινίου και του PVC.

3 Συγκριτικός πίνακας ιδιοτήτων Αλουμίνιο PVC (πολυμερές του χλωριούχου βινυλίου) Πρωτογενής ύλη Ορυκτό Βωξίτης Αιθυλένιο (από το πετρέλαιο) + χλώριο (από θαλασσινό αλάτι) Είναι τοξική η α ύλη; Όχι Όχι Υφίσταται γήρανση η α ύλη; Διάρκεια ζωής α ύλης Όχι Ναι (οργανική α ύλη) Απεριόριστη (ανόργανη ύλη) Περιορισμένη (οργανική ύλη) Βάρος κουφώματος Ελαφρύ Ελαφρύ μαζί με την εσωτερική ενίσχυση χάλυβα Λόγος αντίστασης/βάρους Πολύ καλή Χαμηλή προς καλή Πυκνότητα (σχέση βάρους προς όγκο) Ελαφρύ (περίπου το 1/3 του χαλκού ή του χάλυβα) Πολύ ελαφρύ (περίπου το 60% της πυκνότητας του αλουμινίου) Θερμική αγωγιμότητα Άριστη/ιδανικό υλικό για Φτωχή εναλλάκτες θερμότητας Ηλεκτρική αγωγιμότητα Άριστη Φτωχή (έχει μονωτικά χαρακτηριστικά στον ηλεκτρισμό και στη θέρμανση) Εξοικονόμηση ενέργειας/ θερμική ανακλαστικότητα Αντοχή στη διάβρωση Άριστη ανακλαστικότητα. Το αλουμίνιο μπορεί να προσφέρει εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη. Άριστη/μπορεί να ενισχύεται με την αλλαγή της εμφάνισης μέσω της ηλεκτροστατικής βαφής/ ανοδίωσης ή άλλων επιφανειακών κατεργασιών Αντοχή στον εφελκυσμό Πολύ καλή/πολύ καλές μηχανικές ιδιότητες Αντοχή σε διάτμηση Πολύ καλή Μέτρια Αντοχή σε θλίψη Πολύ καλή Κακή Αντοχή σε καμπτικό ή Καλή Κακή στρεπτικό φορτίο Αντοχή σε διαδικασία σήψης και αποσάθρωσης Άριστη, δεν υφίσταται φυσική διαδικασία, δεν προσβάλλεται Φτωχή θερμική ανακλαστικότητα Υψηλή αντοχή σε αλκαλικό και άλατα (αραιά και πυκνά διαλύματα οξέων, ορυκτέλαια) αλλά προσβάλλεται από οργανικούς διαλύτες και οργανικά οξέα Μέτρια/χαμηλές μηχανικές ιδιότητες Καλή, δεν αποσαθρώνεται. Πολυμερίζεται (αλλάζει η μοριακή δομή του)

4 Αντοχή σε παρατεταμένη θέρμανση Αντοχή στις χαμηλές θερμοκρασίες Αντοχή στην ηλιακή ακτινοβολία UV Πολύ καλή Πολύ καλή Περιορισμένη (εύφλεκτες α ύλες) Μείωση ανθεκτικότητας Άριστη Περιορισμένη (χρησιμοποιούνται αντιοξειδωτικά πρόσθετα) Αντίσταση στην υγρασία Πολύ καλή συμπεριφορά Μέτρια συμπεριφορά Απορροφά υγρασία; Όχι Ναι Διογκώνεται από την έκθεση Όχι Ναι (λίγο) του στη φύση; Θερμική διαστολή Μικρή Μέτρια Ελάχιστες θερμοκρασίες -200οC -15oC λειτουργίας Μέγιστες θερμοκρασίες +250oC +70oC λειτουργίας Θερμομόνωση συστήματος Μέτρια/κακή Άριστη χωρίς πολυαμίδια Θερμομόνωση συστήματος Πολύ καλή /Άριστη Άριστη με πολυαμίδια Ρωγματώνεται; Όχι Ναι Διατήρηση διαστάσεων στις Πολύ καλή Μέτρια 4 εποχές του χρόνου Διατήρηση διαστάσεων μετά Πολύ καλή Μέτρια/Κακή 10 έτη Διατήρηση στεγανότητας Πολύ καλή Μέτρια μετά 10 έτη Δυνατότητα καύσης Δεν καίγεται, δεν παράγεται καπνός, δεν εκπέμπει τοξικά αέρια όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες Καίγεται και υπάρχει η πιθανότητα εκπομπής τοξικών αερίων όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες Επιδράσεις στην υγεία Καμιά Το VCΜ ναι-κατά την καύση του εκλύει τοξικά και διαβρωτικά αέρια Επιδράσεις στην υγεία όταν καίγεται Επιδράσεις στο περιβάλλον όταν καίγεται Χρειάζεται μηχανική υποστήριξη η κατασκευή ή αυτοφέρεται; Δυνατότητα κατασκευής μεγάλων πλαισίων/πετασμάτων Καμιά Εκλύσεις καπνού επιβλαβών στοιχείων και ενώσεων CO2, CO, NO, SO,C,S - Αρνητικές (φαινόμενο θερμοκηπίου κλπ) Αυτοφέρεται Χρειάζεται εσωτερική ενίσχυση, συνήθως χάλυβα Πολύ μεγάλη Ελεγχόμενη, αναγκαία εσωτερική ενίσχυση Προσοχή: όχι πέτασμα

5 Δυνατότητα παραδοσιακών κατασκευών Διαμορφωτική ικανότητα/ποικιλία διατομών Διάρκεια ζωής χρωματισμού (προσφερόμενη) Δυνατότητες απομίμησης ξύλου Υπάρχει επίπτωση στο χρώμα του κουφώματος λόγω της έντονης ηλιοφάνειας στην Ελλάδα; Φινίρισμα Μεγάλη Μορφοποιείται εύκολα με διέλαση σε τεράστια ποικιλία διατομών και με πολλαπλές κάμερες. Η μέθοδος της διέλασης προσφέρει το πλεονέκτημα της τοποθέτησης του μετάλλου ακριβώς εκεί που χρειάζεται/ποικιλία ατελείωτη Πάρα πολύ μεγάλη (ηλεκτροστατική βαφήανοδίωση) Ναι (με ειδική διαδικασία βαφής) Ανεπαίσθητη Απεριόριστες δυνατότητες επιφανειακού φινιρίσματος, συμπεριλαμβανομένων μηχανικών και χημικών προεργασιών, ανοδίωση, βαφή και ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση Υψηλής αξίας scrap. Επαναχυτεύεται Ναι, ευρύτατα Μέτρια έως περιορισμένη Μορφοποιείται εύκολα και με πολύπλοκες διατομές/ποικιλία αρκετή Ελεγχόμενη (καλή σε σκιερά μέρη) Ναι (με μεμβράνη) Μέτρια έως πολύ αρνητική Το χρώμα μπορεί να ενσωματωθεί στο υλικό Ανακύκλωση Χαμηλής αξίας scrap. Επανεπεξεργάζεται Ανακύκλωση scrap σε α Ελάχιστα ύλη γίνεται; Ανακύκλωση scrap σε Ναι (χυτά εξαρτήματα κλπ) Όχι δευτερογενείς α ύλες; Περισυλλογή scrap Άριστη Μέτρια/κακή Χρειάζεται πιστοποίηση α Αναγκαία Αναγκαία υλών; Χρειάζεται πιστοποίηση η Αναγκαία Αναγκαία διαδικασία παραγωγής των βεργών;

6 Πηγές: Περιοδικό «Κτίσμα και αλουμίνιο» (Αφιέρωμα: Αλουμίνιο και Ανταγωνιστικά Υλικά) Απόσπασμα ομιλίας κ. Α. Τσιάρα στο 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Αλουμίνιο κατασκευές & προϊόντα» Απόσπασμα συνέντευξης κ. Κωνσταντίνου Τσίπηρα, Αρχιτέκτονος Μηχανικού Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής & Οικολογικής Δόμησης Ιστοσελίδα της Greenpeace (Greenpeace) (Ελληνική Ένωση Αλουμινίου) (Aluminium Federation of South Africa) Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Επιμελήθηκαν τη σελίδα: οι κ.κ. Θανάσης Βαλαβανίδης - Κωνσταντίνος Ευσταθίου, Καθηγητές European Commission For the Environment