في الأيام الأولى من الألعاب الأولمبية الحديثة والألعاب البارالمبية، تنافس الرياضيون باستخدام معدات ثقيلة وغير ديناميكية الهواء. تضاعف الرقم القياسي لرمي الرمح، على سبيل المثال، تقريبًا مرتين منذ عام 1908، مع إدخال هذه الرياضة.

تحسنت مهارات الرياضيين، لكن معداتهم أيضًا تطورت بشكل كبير.

في الواقع، شهدت معدات الرياضة (والمواد التي صنعت منها) تحسناً في كل رياضة تقريبًا. كانت البلاستيك المُعززة بالألياف ثورة خاصة. تجمع هذه المواد المركبة عادةً بين البلاستيك والألياف القوية من الكربون أو الزجاج. يمكنك الآن العثور عليها في معظم الرياضات التي تُمارس على مستوى عالٍ.

مكنت هذه المواد القوية والمرنة والخفيفة الرياضيين من دفع حدود رياضاتهم، وفازوا بالميداليات، وجلبوا الفخر لبلدانهم. لكنها تأتي بتكلفة خفية، وهي النفايات!

تُعَدّ المواد المركبة مُعقّدة للغاية في إعادة التدوير. يزداد حجم النفايات الناتجة عن الرياضة بسرعة. يُقدّم بحثنا طريقةً مبتكرة لتقليل هذه النفايات واستخراج ألياف الكربون القيّمة.

المواد المركبة في عالم الرياضة

أصبحت البوليمرات المعززة بالألياف شائعة الاستخدام بسبب خصائصها الفريدة. تُعطي هذه المواد مزيجًا من الخفة والمرونة والقوة والمتانة. يمكن تعديل الخصائص بتعديل الألياف، وخلط المواد، وتغيير تصميم المعدات الرياضية. 🥇

هل لاحظت الفرق بين مضرب تنس حديث ومضرب قديم مصنوع من الخشب؟ مضرب التنس المركب الجديد خفيف وقوي، مما يُمكّن اللاعبين من تحقيق سرعات أسرع في الهجوم! 🚀

حتى الكوكات المُستخدمة في البادمنتون مُعززةً بأعواد كربونية، والحذاء الرياضي يعتمد على مركبات الكربون لتعزيز الأداء. 👟

من الأقواس في الرماية إلى ألواح التزلج، كل شيء الآن مصنوع من المركبات. 🚴‍♀️🏄‍♀️

إعادة تدوير النفايات الرياضية

ولكن، ماذا عن نهاية عمر هذه المركبات؟ في المملكة المتحدة، على سبيل المثال، يُلقى حوالي 90% من جميع نفايات المركبات المركبة في مكبات النفايات. يُعاد استخدام 2% فقط في ألياف الكربون. إن إنتاج مركبات جديدة يستِهْلِكُ كميةً كبيرةً من الطاقة.

عالميًا، يصل حوالي 7000 طن من معدات الرياضة المركبة إلى نهاية عمرها المفيد كل عام، مما يزيد الطلب على إعادة التدوير. يُشكل هذا التدفق من النفايات الآن نحو 9% من السوق الإجمالي للمركبات المركبة.

بناءً على أبحاثنا السابقة، وجدنا عدة طرق مُثيرة للوعد لإعادة تدوير هذه المركبات – وجعلها مربحة أيضًا. 🔥

في بحثنا الأخير، قمنا باختبار طريقة إعادة التدوير الحرارية الكيميائية. غالباً ما تُغطى هذه المركبات بطبقات من البوليمرات أو الراتنجات لجعل أسطحها أكثر متانة، لكن هذا يجعل من الصعب فصل المواد.

لإيجاد طرق لاستخراج ألياف الكربون القيّمة، قمنا باختبار دراجات مكسورة مصنوعة من مركب ألياف الكربون. باستخدام تجارب إعادة التدوير باستخدام المواد الكيميائية والحرارة، قمنا بتطوير طرق كيميائية فعالة للغاية.

لقد اكتشفنا درجة الحرارة المثلى لذوبان هذه المواد: 425 درجة مئوية. عند هذه الحرارة، تمكنّا من استخراج ألياف الكربون بشكل نسبيّ سليم. احتفظت الألياف المعاد تدويرها بنسبة 94 بالمائة من صلابتها الأصلية و90 بالمائة من قوتها الأصلية! 💪

يمكن استخدام ألياف الكربون المُستردة في طباعة الأجزاء الأخرى للدراجات ثلاثية الأبعاد، مما يوفر نسبة وزن إلى قوة عالية، أو حتى في الخرسانة المُعززة.

مستقبل رياضي أكثر استدامة

من الصعب تصور أن الرياضيين سيعودون يوما ما إلى المعدات الثقيلة، غير الديناميكية الهوائية، من الماضي. ولكن إذا كان من الممكن استرداد المواد القيّمة من معدات الرياضة بفعالية، فسوف يحفزنا ذلك على القيام بشيء مفيد مع هذا التيار المتزايد من النفايات.

في حين أن طريقة العمل الجديدة لدينا تستخدم طاقة أقل من عمليات إعادة التدوير الحرارية الحالية، وتُنتج نواتج جانبية صديقة للبيئة نسبياً، نعتقد أنه يمكننا تحسين هذه العملية بشكل أكبر بحيث تستخدم طاقة أقل.

في النهاية، نأمل أن تكون هذه الطريقة مفيدة لمساعدة شركات إعادة التدوير الصغيرة والمتوسطة على معالجة المزيد من المنتجات المركبة من الرياضة.

علي حدّيغة، مُحاضر أول، هندسة البناء، جامعة سيدني و يانينغ وي، باحث ما بعد الدكتوراه، هندسة مدنية، جامعة سيدني

تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. اقرأ المقالة الأصلية.

المصدر: المصدر