Procena životnog ciklusa proizvoda (LCA) na primeru opekarskih proizvoda

LCA (Life Cycle Assessment: life cycle - životni ciklus, assessment - procena) jeste metod utvrđivanja posrednog i neposrednog uticaja određenog proizvoda na životnu sredinu samim postojanjem tog proizvoda.

LCA ne meri ukupan uticaj koji neki proizvod ima na okruženje, ekonomiju ili društvo. Međutim, ovaj metod uključujuje kompletnu analizu svih uticaja na fizičko okruženje u životnom ciklusu proizvoda: sirovine, proizvodnja, distribucija, upotreba i odlaganje, uključujući i sav prateći transport koji se odvija direktnim ili indirektnim uticajem tog proizvoda.

Na šemi gore LCA je predstavljen kao krug koji čine: eksploatacija sirovina, proizvodnja materijala i proizvoda, pakovanje i distribucija proizvoda, upotreba, odlaganje i reciklaža.

Uobičajene kategorije procenjenog uticaja jesu:

globalno zagrevanje (emisija gasova sa efektom staklene bašte)
kiseline (u zemljištu i vodi)
smog
uticaj na ozonski omotač
eutrifikacija*
zagađenje toksičnim materijalima za čoveka i okolinu
uništavanje prirodnih staništa
ogoljavanje zemljišta
upotreba zemljišta
cprljenje neobnovljivih sirovina kao što su minerali i fosilna goriva.

*Eutrifikacija je prezasićenje đubrivima kao što su fosfor (P) i azot (N) usled ispiranja veštačkog đubriva sa obradivih površina. Ovi elementi se spiranjem atmosferskim vodama nađu u rekama, jezerima, morima i okeanima. Tu, u priobalnom delu izazivaju bujanje vodenog bilja koje crpi sav kiseonik iz vode i sprečava prodor sunčevih zraka ispod površine vode što na tom mestu čini život nemogućim za druge vrste.

LCA – sve ono na šta ne pomislimo

LCA se može vršiti za svaki proizvod te stoga i za građevinske proizvode. Ekološka svest koja se u naznakama pojavljuje kod ljudi daleko je od stvarnih problema pa i od razmera tih problema. Svi znamo da nešto negativno utiče na prirodu i prva reakcija na zaštitu životne sredine nam je: ma najbolje da se vratimo u pećinsko doba!

Naravno da niko ne priča o pećinskom dobu. Zapravo, deo je 21. veka da znamo sve što možemo da saznamo, pa tako i stvarni uticaj koji naše potrebe, navike, ponašanje, i naravno, hirovi, imaju na planetu. Možda ne želimo da znamo, ali, ne želeti znati nije nas dovelo iz pećinskog doba u 21. vek. Ne bismo ostali u pećinama... Prosto nas danas ne bi ni bilo da nismo želeli znati.

Skica LCA na primeru opekarskih proizvoda za zidanje

Uzmimo jedan jednostavan primer iz naše struke i okruženja – opeka. Koji je uticaj opeke na životnu sredinu? Uzeli smo nešto malo zemlje i ispekli je. To zaista zvuči u redu, to radimo hiljadama godina, i zašto bismo sad mislili šta se još usput dešava? Zato što se dešava...

Za proizvodnju opeke potrebna nam je sirovina, pre svih – glina. Glina se nalazi na mestima gde se mineral nakupljao taloženjem organskog i neorganskog materijala tokom miliona godina, u uslovima koji su malo ili ni malo ličili na današnje naše okruženje.

1. Glina je neobnovljiv mineral.

Glinu za proizvodnju opeke u Srbiji nećemo naći na 700m nadmorske visine, na planinskim vrhovima i goletima. Zašto? Glina se taloži, a taloženje može da se dešava samo u ravnici, što će reći da se glina nataložila tamo gde i plodno zemljište.

2. Da bi se došlo do gline mora se ukloniti površinski sloj plodnog zemljišta.

Iskop gline isplativo je sprovoditi tamo gde su naslage značajne, a sloj glinovitog tla ne ide stotinama metara ili preko kilometra u dubinu, već se rasprostire relativno plitko, u relativno tankom sloju ispod površinskih slojeva zemljišta. Veliko nalazište i rasprostiranje u relativno tankom sloju... Hm...

3. Iskop gline uništava velike površine površinskog obradivog plodnog tla.

Površinsko tlo se odlaže i čuva za rekultivaciju iskopa nakon završene eksploatacije gliništa ili dela gliništa. Da im verujemo da to zaista rade? Uglavnom puste da se nekadašnje glinište napuni atmosferskim i podzemnim vodama i to proglase ribnjakom, ali hajde da im verujemo... (pogledati link ispod teksta - Rekultivacija degradiranog zemljišta kod površinske eksploatacije)

Mehanizacija je potrebna i za iskop gline. I u ovoj fazi procesa potrebna je velika energija za rad mašina za iskop i manipulaciju sirovinom (ove mašine uglavnom troše fosilna goriva).

4. Izmeštanje plodonosnog tla iznad gliništa i njegovo vraćanje na lokaciju po završetku eksploatacije (rekultivacija), kao i sam iskop i manipulacija sirovinom, zahtevaju veliku potrošnju energije za mehanizaciju i transport (u oba smera).

iskop gline i granulata u Kini (levo)
najveća nalazišta gline u SAD su u Džordžiji (desno)

Velika površina iskopa znači još jednu stvar: linije za proizvodnju opeke smeštaju se daleko od iskopa. Sve i da su na obodu gliništa ovo znači da mora postojati interni transport sirovine. On se odvija na pokretnim trakama ili damperima.

5. Utrošak energije za transport sirovine do proizvodne linije.

Glina koja stigne do fabrike meša se u određenoj meri sa peskom i drugim sastojcima. Za dodatne sirovine takođe postoje teme vezane za mesto eksploatacije, transport, energiju za iskop...

6. Pored gline sličan put je i za druge sirovine koje se koriste u proizvodnji opekarskih proizvoda (npr. pesak).

Kada se napravi smesa sirovina prolazi kroz presu i formiraju se opekarski proizvodi. Na samoj liniji odvija se sečenje većih komada, automatizovano pakovanje na police i transport do peći za pečenje opekarskih proizvoda.

7. Proizvodni proces u svakoj fazi: mešanje sirovine, presa, sečenje, slaganje opekarskih proizvoda i transport do peći, zahteva veće količine uložene energije.

Nakon što prođu proizvodnu liniju opekarski proizvodi smeštaju se u peć za pečenje. Najčešće se radi o gasnim pećima sa sistemom za upravljanje temperaturom i strujanjem. U poslednje vreme u ovoj fazi načinjene su znatne uštede jer ima manje otpada zbog pravilnijeg pečenja svih elemenata u peći pojednako, ali i dalje su potrebne znatne količine goriva za pečenje glinenih elemenata.

8. Pečenje gline zahteva veću količinu toplotne energije.

Nakon pečenja, proizvodi se hlade i skladište u krugu fabrike. Za ove svrhe koriste se veće površine fabričkog kruga jer se opekarski proizvodi ne mogu slagati jedni na druge u visinama od, na primer, deset metara, bez posledica. Zato praktično ne postoji fabrika opekarskih proizvoda koja svoj asortiman slaže u visokoregalnim skladištima i sl.

9. Skladištenje opekarskih elemenata zahteva velike površine i zauzima veće površine zemljišta.

skladištenje opeke, Nepal (levo)
skladištenje opeke, SAD (desno)

Transport opekarskih proizvoda iz fabrike ide u dva pravca: direktno na gradilište ili na stovarište građevinskog materijala. Za utovar i istovar paleta velike mase koriste se viljuškari, a za proizvodnju paleta potrebno je drvo. Kako su kamioni najčešće u posedu fabrike oni se vraćaju prazni (ili sa praznim paletama).

Opekarski proizvodi više nisu prisutni na velikim gradilištima kao nekada: poslovne zgrade od betona, čelika i stakla, sa pregradnim zidovima od suve gradnje, ili velike montažne čelične hale sa sendvič panelima. Zato se znatan deo plasmana odvija preko stovarišta građevinskog materijala (istovar), odakle se zatim voze (utovar) do pojedinačnih, uglavnom manjih gradilišta (kod nas najčešće manjim kamionima starije proizvodnje sa većom emisijom štetnih gasova i buke).

10. Transport opekarskih proizvoda teško uspeva da postigne racionalnost i kontinuirano iskorišćenje punog kapaciteta.

Ugradnja opekarskih proizvoda za zidanje (opeka i blokova) zahteva veće količine maltera. Oko 20% površine svakog zida od opeke čini malter za čije spravljanje su potrebni pesak, voda i cement (jedan od materijala koji u najvećoj meri učestvuje u emisiji ugljen-dioksida).

Svaka spojnica od maltera u zidu od opeke ili blokova čini hladni most, a nemogućnost praćenja ugradnje baš svakog elementa pojedinačno dodatno utiče na slabije karakteristike ovakvog tipa zida. Postavljanjem sloja termoizolacije hladni mostovi ispod nje donekle se neutrališu, ali, razlika toplotne provodljivosti na mestima gde je blok i gde je spojnica (malter ili šupljina) uvek će ostati.

11. Zidanje opekarskim proizvodima svaki kvadratni metar zida dobrim delom pretvara u hladni most od maltera (od 10 do 20% površine).

Obrada zidova od opeke kod nas se uglavnom izvodi malterisanjem, što je dobro, jer se na taj način zaptivaju sve šupljine na spojnicama u samom zidu. Loša strana je to što su potrebne veće količine maltera da se popune spojnice i izravna zid nikada idealno poslaganih elemenata. U takvom sistemu gradnje nikako se ne preporučuje unutrašnje oblaganje zida samo gips-kartonskim pločama – upravo zbog curenja vazuha (vidi tag na kraju teksta).

Napomena: Proizvođači opekarskih proizvoda pokušavaju da eliminišu mnoge od ovih problema ponudom termo-blokova – blokova većih dimenzija i fino obrađenih ivica sa zubovima koji dimenziju spojnice svode na minimum, tj. naslanja se blok na blok a malter se sipa u unutrašnjosti zida.

12. Zidovi od opekarskih proizvoda zahtevaju veće količine maltera za površinsko izravnjavanje zida.

zid od opeke ima oko 20% površine od maltera (levo)
jednom ispečena glina može postati samo granulat (desno)

Sada krenimo dalje u budućnost...

U našoj građevinskoj praksi nije ništa neobično da se opeka koristi po nekoliko puta u više različitih objekata. Međutim, ponovna upotreba blokova neće biti tako jednostavna, možda ni moguća. Stvar je u tome da šuplji elementi teže mogu da istrpe čišćenje slojeva maltera.

Značajno je i to što je dobar deo opeka koje ponovo koristimo zapravo bio uzidan u malteru sa manjim procentom cementa te se on lakše mogao odvojiti, bez pucanja opeke (svako ko je nekada odvajao malter od opeke setiće se razlike, i naravno, zvonjave čekića kad udari u cementni malter).

13. Ponovna upotreba opekarskih proizvoda moguća je, ali će u budućnosti biti manje učestala.

Reciklaža opekarskih proizvoda praktično nije moguća, ukoliko pod reciklažom podrazumevamo drobljenje opeke i ponovno pečenje. Ovo nije moguće zato što je pečenje gline nepovratan proces i jednom ispečena glina ne može biti uzeta kao sirovina za novu proizvodnju.

Dakle, moguć je samo proces koji se naziva downcycle (reciklaža na nižem stupnju). Tako reciklirana opeka može da koristi, na primer, kao podloga za puteve. S obzirom da svaki tvrdi mineralni materijal može da koristi kao podloga za puteve, perspektive jedne opeke ili bloga, ili crepa, nisu preterano optimistične.

postrojenje za reciklažu kamena, betona i opeke i proizvodnja granulata

14. Nije moguća reciklaža opeke već samo korišćenje za drugu ulogu osim proizvodnje opekarskih proizvoda.

Pored svega ovoga, u procenu životnog veka jedne opeke možemo ubrojati i povećanje mase temelja zbog specifične mase zidova od opeke koja je veća od većine drugih materijala koji mogu biti primenjeni. Zatim tu je i veća količina otpada koja ostaje na gradilištu, potrošena voda za kvašenje opeka kod zidanja, malterisanja i spravljanja maltera. Moguće je računati i količine (ne)proizvedene hrane na lokaciji gliništa, ukoliko je u pitanju obradivo tlo (a obično jeste)...

Zapravo, ako se sve ovo čini kao preterivanje – nije. Naprotiv, mnoge sitnice su ostale nepomenute, kao, na primer, višak radnih sati na gradilištu u odnosu na montažne sisteme gradnje... Uostalom, dovoljno je da se vratite na početak teksta i pročitate šta su osnovni parametri interesantni za izvođenje LCA.

Ovo nije nikakav poseban pik na proizvodnju i upotrebu opekarskih proizvoda, već primer kako jedan proizvod, koji se često karakteriše kao „ekološki“ zato što je načinjen od prirodnih materijala, ipak ima mnogih drugih uticaja na životnu sredinu i naše okruženje. Na isti ovakav način možete posmatrati, ne samo svaki materijal koji koristite u gradnji, već i svaki predmet iz svog okruženja, od toalet papira do računara.

Linkovi: