Sposoby powtórnego wykorzystania zużytych opon we Francji

TOM 5 lipiec - sierpień 2001 r. S & a a to ttt& iy nr 4

Maria Królikiewicz

Sposoby powtórnego

wykorzystania zużytych opon we Francji

Om ówiono problem y wynikające z nadmiernego gromadzenia zużytych o p o n w e F r a n c ji. P r z e d s ta w io n o n ie k tó r e s p o s o b y p o w tó r n e g o ich w ykorzystania, szczególnie ja ko wypełnienia konstrukcyjne gruntu.

S ło w a k lu c zo w e : z u ży te o p o n y, g r a n u la t g u m o w y , za s to s o w a n ia inżynieryjne

The ways of recycling worn out tyres in France

The problem s resulting from an excessive accumulation o f worn out tyres in France have been discussed. Some ways o f re-use, particulary engeneering application have been presented.

Key words: worn out tyres, rubber granulate, engineering applications

Na rynku fran cu sk im co roku pojaw ia się 45 min szt., to je s t ponad 500 tys. ton opon. W tym czasie 350 tys. ton opon zostaje w y cofanych z eks­

ploatacji. Roczne zasoby opon dostępne do pow tórne­

go wykorzystania oceniane są na 295 tys. ton, z czego tylko 1432 tys. ton zostaje zagospodarowane [1].

W tabeli 1 podano zestaw ienie ilości i ro d za­

jów opon zn ajdujących się na rynku, a w tabeli 2

Tabela 1. Rynek opon we Francji [1]

Rodzaj opon Udział ilościowy, % Udział wagowy, % Średnia masa opony, kg

do pojazdów dwukołowych 23 1 0,7

do samochodów osobowych i dostawczych 64 35 7

do samochodów ciężarowych 5 23 60

do maszyn budowlanych lub rolniczych 6 42 94

Tabela 2. Sposoby wykorzystania zużytych opon we Francji [1]

tys. t

Bieżnikowanie 65,5

Eksport opon używanych 37,2

Spalanie w cementowniach 30,0

Przerób na granulat 10,0

Spalanie 0,3

Ogółem 143,0

sposoby w y korzystania zu żytych opon we Francji.

Z naczna ilość zużytych opon trafia na n iele ­ galne w ysypiska lub zostaje spalona na w olnym p o ­ w ietrzu, pow odując skażenie środow iska. Istnieje w iele sposobów zag o sp od aro w ania tych odpadów.

B rak o d p o w iedn iego praw o d aw stw a stanow i p o ­ w ażne utrudnienie w ich grom adzeniu i w y k orzy ­ staniu. W prow adzenie zarządzeń w celu zo rg an i­

zow ania państw ow ego system u zagospod aro w an ia zużytych opon zm ierzać będzie do zakazu nielegal-

S fa A & w t& iy nr 4 lipiec - sierpień 2001 r. TOM 5

nego ich sk ład o w ania na w ysyp isk ach począw szy od połow y 2002 r.

W edług A D E M E (A gence de l ’Environnem ent et de la M aitrise de 1’E nergie) [2] w prow adzenie p ań stw o w ego sy stem u z a g o sp o d a ro w a n ia będzie w ym agało z a in w esto w a n ia 250 m in FR F i m oże stw orzyć w iele m iejsc pracy. Jednak konieczne je st rozw iązanie w ielu problem ów .

Z godnie z tym system em producenci opon by ­ liby zo bow iązani do odbioru i zago spodarow ania lub lik w id a c ji z u ż y ty c h opon w ilo ściach , które w prow adzili na rynek. Aby zapew nić fun k cjo n o ­ wanie system u m ogliby także zaw ierać m iędzy sobą um ow y w celu u s ta le n ia w ła sn y ch zo b o w iązań , bądź w celu utw o rzen ia in sty tu cji zajm ującej się grom adzeniem i ro zp ro w ad zan iem zużytych opon.

O statnio p rze d sięb io rstw a zajm ujące się gro­

m adzeniem zuży ty ch opon nie cieszyły się zau fa­

niem , poniew aż w iele now ych firm , utw orzonych niekiedy z pom o cą su bw encji AD EM E, obniżając ceny p rzyciąg nęło klientów , a n astępnie zniknęło z rynku, p o zo staw iając opony. K onieczne jest, aby firm y grom adzące opony otrzym ały oficjalne ze­

zw olenie na p ro w adzen ie swej działaln o ści, co da­

łoby szansę uczciw ym i zapew niało spraw ne d zia­

łanie system u grom ad zen ia i w aloryzacji lub usu­

w ania zużytych opon zg odnie z przepisam i.

Firm y z ajm u jące się b ieżn ik o w an iem opon, zw łaszcza do sam ochodów osobow ych, napo ty k a­

ją na trudności eko n om iczn e zw iązane z m alejącą podażą zużyty ch opon, poniew aż producenci zor­

ganizow ali bieżnikow anie w łasnych wyrobów. N ie­

które b ieżn iko w nie tw orzą jo in t-v e n tu re s z pro du ­ centam i opon, aby m óc kontynuow ać swą d z ia łal­

ność.

Istotnym elem entem system u w aloryzacji opon je s t sektor zajm ujący się certy fik acją i klasyfik acją zużytych opon, co zap ew nia bieżnik o w anie (20,5%

opon) lub zm ielen ie opon nie n ad ający ch się do bieżnikow ania.

O pony do pojazdów ciężaro w y ch m ożna b ież ­ nikow ać k ilk ak ro tn ie i są d ostępne w dużych ilo ­ ściach.

Poniew aż koszty grom ad zenia, w aloryzacji i elim inacji zu żytych opon są w yższe od w pływ ów o siąganych z ich p ow tó rn eg o w ykorzystania, k o ­ nieczn e je s t stw o rz e n ie p o d staw ek o n o m icznego fu n k cjon o w ania system u.

O b ecn ie A D E M E p ra g n ie p ro m o w ać now e m etody po w tórnego w y ko rzy stan ia opon, uw zględ ­

niające aspekt jakościow y. M uszą one spełniać pięć w arunków :

• spraw dzenie now ych techn olo gii nie tylko w w a­

runkach laboratoryjnych lub w skali półtechnicz- nej, lecz przede w szystkim w skali p ro d u k cy j­

nej;

• zapew nien ie zapasu zu żytych opon;

• zapew nienie rynku zbytu dla w yprodukow anych w yrobów ; m uszą być one konku rency jn e w sto­

sunku do innych, rów now ażnych produktów ;

• zapew nienie jak o ści produktu. Aby osiągnąć suk­

ces, otrzym any p ro d u k t m usi spełniać szczeg ó ­ łow e w ym agania w arunków technicznych, gw a­

rantujące o kreśloną jak o ść i funkcjonalność. Np.

granulat i m iał gum ow y m ają zm ienne w łaści­

wości. W prow adzenie m inim um przepisów tech ­ nicznych na te produkty, zależnie od ich p rze­

znaczenia i m etody rozd ro bnienia, zapew niłoby ciągłość d ziałan ia system u;

• pu nktualn ość - w ielkość p rodukcji m usi być do­

stosow ana do popytu, aby przetw órca m ógł za­

gw arantow ać term iny dostaw y bez obawy nag ro ­ m adzenia się opon lub utraty klienta.

Jednym ze sposobów ro zd rab n ian ia zużytych opon je s t m etoda kriog eniczn a. K oszt ro zd rab n ia­

nia tą m etodą je s t bard zo w ysoki (tym wyższy, im dalej zlok alizo w an a je s t w ytw órnia ciekłego azo­

tu). O trzym any granulat je st drobniejszy i ma m niej­

szą pow ierzch nię w łaściw ą (przy tej samej w ielko ­ ści cząstek) niż pozy sk iw an y w skutek ro zd rab n ia­

nia m echanicznego. W łaściw o ści takiego g ran u la­

tu są szczegó lnie cenione w USA (budow a dróg).

W E uropie g ranulaty otrzym yw ane m etodą krio g e­

niczną są m niej popularne.

In ną p o te n c ja ln ą m eto dą z ag o sp o d aro w an ia zużytych opon je s t p iro liza, w w yniku której, za­

leżnie od zastosow anego procesu, m ożna otrzym ać:

• sadzę, m iędzy innym i m ożna ją w ykorzystać w przem y śle gum ow ym , w produkcji barw ników , atram entu itp.,

• gaz palny i/lub koks średniej jakości,

• m etale odzyskane z frak cji obojętnej,

• w ęglow odory, o dzy sk an e przez kraking, które m ożna w ykorzystać do produkcji paliw.

C hociaż p oten cjaln e rynki zbytu na produkty pirolizy są dobrze znane, jed n a k ten sposób zag o­

sp o d a ro w an ia zu ż y ty c h opon je s t ryzy kow n y ze w zględu na k o szt n iez b ę d n y c h inw estycji i zbyt m ałą liczbę instalacji.

Jak doty ch czas, n ajw ięk sze znaczenie ma wy -

TOM 5 lipiec - sierpień 2001 r. S tcu itM teK ty nr 4

korzystan ie zu żytych opon jak o p aliw a w cem en ­ tow niach. C em entow nie reg u la rn ie sto su ją różne typy odpadów jak o zam ienniki paliw podstaw ow ych w celu z m n ie js z e n ia ra c h u n k u e n e rg e ty c z n e g o , zróżnicow ania źródeł zao p atrzen ia i zm n iejszenia zuży cia paliw k o n w e n c jo n aln y c h . W 1997 r. we Francji spalono 31500 ton opon w 7 c e m e n to w ­ niach, co dostarczy ło 1,5% zużytej energii. U w aża się, że m ożna bez trudu spalić 200 ty s.-30 0 tys. ton opon rocznie.

Spalanie w cem entow niach jest korzystne z wie­

lu względów: odbywa się w tem peraturze 1100°C w obecności nadmiaru tlenu. W tej temperaturze elem en­

ty m etalowe zostają stopione i wchodzą w skład żuż­

lu. Poza tym opony zawierają mniej siarki niż paliwa podstaw ow e, pow staje więc m niej S 0 2. O becność wapna w piecu powoduje, że gazy w naturalny spo­

sób są filtrow ane, a m etale ciężkie zatrzym ywane.

Spalanie opon nie ma znaczącego wpływu na poziom emisji pyłów i metali ciężkich, z wyjątkiem cynku.

ADEME

Agencja do Spraw Środowiska i Zarządzania Energią

j e s t instytucją o charakterze przem ysłow ym i handlowym , działającą p o d nadzo­

rem m inisterstw do spraw środowiska, przem ysłu i badań. Utworzona na początku 1992 r. p e łn i swe zadania w następujących dziedzinach:

- zarządzanie energią i gospodarką surowcową, - prom ow anie energii odnawialnych,

-p ro m o w a n ie czystych i ekonom icznych technologii,

- ograniczanie produkcji odpadów, ich usuwanie, odzyskiwanie z nich surow ców oraz waloryzacja odpadów,

- zapobieganie i walka ze skażeniem powietrza, - walka ze szkodliwym hałasem,

- zapobieganie i przeciw działanie skażeniu ziemi.

Program działań A D EM E ustalony z władzam i państw ow ym i realizow any je s t przy pom ocy służb centralnych i przedstaw icielstw regionalnych. Służby centralne pełnią głównie rolę eksperta w prow adzonych pracach badawczych i są ściśle zw ią­

zane ze społecznościam i lokalnym i, przedsiębiorstw am i, stowarzyszeniam i, p ra ­ cow nikam i badaw czym i itp. Przedstaw icielstw a regionalne są narzędziem określa­

jącym działalność A D EM E i są w bezpośrednim kontakcie z działaczam i terenowy­

mi, zajm ując się rozwojem lokalnym , zatrudnieniem , zagospodarowaniem terenu i w ym aganiam i dotyczącym i ochrony środowiska,

Główne kierunki działania ADEME, to:

- prace badaw cze i badania perspektyw iczne, - ekspertyzy i doradztwo,

- informacja.

ADEM E skupia 700 współpracowników, w tym 400 inżynierów, z których p o ło ­ wa działa w przedstaw icielstw ach regionalnych. Posiada ponadto przedstaw iciel­

stwo w Brukseli, pozw alające na przystępow anie do przetargów europejskich. A D E ­ M E rozporządza budżetem 1,6 m iliarda FRF.

Finansow anie po ch odzi z trzech źródeł:

•

•

dów przem ysłowych, podatku od skażenia atmosfery). Te środki zarządzane są z udziałem wybranych przed staw icieli przedsiębiorstw, władz państwowych i sto­

warzyszeń ochrony środowiska,

•

SfadfotH & U f, nr 4 lipiec - sierpień 2001 r. TOM 5

S palanie opon w cem ento w n iach w ym aga je d ­ nak pew nych in w esty cji: w y budow ania instalacji odbioru, transportu, w ażenia i w prow adzania całych opon. Ich koszt ocenia się na 10 min FR F przy zdol­

ności przerobow ej 10 tys. ton rocznie, co w ob ec­

nej sytuacji na rynku zam o rtyzu je się w ciągu 5 lat.

F irm a M ichelin i jej p artn er CV PU (C ollecte et V alorisation des Pneus U sages - grom adzenie i w alo ry zacja zużyty ch opon) rozszerzyły m ożliw o­

ści zag osp od arow ania zużytych opon do autobusów i sam ochodów ciężaro w y ch nie nadający ch się do b ieżn iko w an ia o opony do m aszyn budow lanych i rolniczych. O pony te znaczn ie różnią się rozm ia­

rem od innych, co o g ran icza zastosow anie istn ieją ­ cych m etod ich p o w tó rn eg o w y k orzy stan ia. Aby pokonać tę p rzeszk o dę w firm ie CV PU sk o n stru ­ ow ano p rzen ośną m aszynę służącą do cięcia opon o bardzo dużych rozm iarach. M aszyna zam ontow a­

na je st na p rzyczepie pozw alającej na łatw e i szyb­

kie p rzem ieszczan ie po drogach. K ierow ana je st do punktu grom adzenia zużytych opon, gdy zbierze się ich dostateczny zapas. Tam m aszyna p rasuje o po ­ ny z w y d ajn ością 5 ton/h, tnie na kaw ałki o m asie około 50 kg, które n astęp n ie m ożna ro zdrabniać w k ruszarkach i p rzesy łać do cem entow ni, gdzie w y­

korzystyw ane są ja k o paliw o zastępcze. Ten sys­

tem działa od w rześnia 1998 r. przy stosunkow o nie­

w ielkim zużyciu energii.

O ry g in aln y sposób w y k o rz y sta n ia zuży tych opon zasto so w an o na w yspie R eunion [3] (w yspa w ulkaniczna na O ceanie Ind y jsk im - zam orski d e­

partam ent F rancji - przyp. autora). W ładze regionu były inw estorem realizacji planu usuw ania odpa­

dów przem y sło w y ch, w ram ach którego zam ierza­

no rów nież p o w tórnie w ykorzystać zużyte opony, których zasoby ocenian o w 1995 r. na 3630 ton, to je s t około 300 tys. sztuk różnego rodzaju (do sa­

m ochodów o so bow y ch , dostaw czy ch , autokarów , ciężarów ek i innych).

W yspa R eunion charak tery zu je się obfito ścią opadów w yw ołanych tropikalnym i spadkam i ciśnie­

nia, któ rym często to w a rz y sz ą cyklony. B udow a geologiczna, to p o g rafia terenu i deszcze sprzyjają procesom erozyjnym : zapadaniu się gruntu, tw orze­

niu głębokich wyrw, erozji pow ierzchniow ej. Szcze­

gólnie trudna je s t budow a dróg na terenach leśnych, które w porze deszczow ej stają się praw dziw ym i bagnam i.

W tych w aru nkach okazał się przydatny m a­

teriał o nazw ie P neusol, opracow any w C entralnym

L a b o ra to riu m D ró g i M o stó w p rze z dr N g u y en T hanh Lunga. Pneu sol utw orzony je st z połączenia opon (całe opony ciężarow e lub autobusow e, czę­

ściow o są p ocięte i m ają usunięty jed e n lub o by ­ dw a boki) i ziem i naturaln ej lub substytutów , lub odpadów (żużel). C oraz szersze zastosow anie tego m ateriału - ponad 600 k o n stru kcji na terenie F ra n ­ cji - p ozw ala p rzew idyw ać jeg o szersze w y k orzy ­ stanie z w ielu pow odów :

• je s t ekonom iczny i konku rencyjny w p o rów n a­

niu do m ateriałów trad ycy jny ch,

• je st łatw y do zasto so w an ia i nie w ym aga spe­

cjalny ch u m iejętn o ści,

• po zw ala w yk o rzystać zużyte opony nie nadające się do b ieżn iko w ania.

M ożliw ości zasto so w an ia P neusolu są szero ­ kie i różnorodne:

• konstru kcje w spierające, usztyw nianie zboczy,

• lekkie nasypy do napraw y obsuniętych gruntów ,

• k o n stru kcje ch roniące przed upadkiem k am ien ­ nych bloków ,

• ochrona zboczy i strom ych brzegów ,

• elem enty u m o żliw iające rozkład naprężeń nad p rzew odam i zn ajd ujący m i się pod ziem ią,

• ram py w yjściow e na brzegu dla opancerzonych am fibii,

• w po łączen iu z geotk an in ą reduktory zró żn ico ­ w anego o siad an ia gruntu,

• kon stru k cja sztucznych skał w celu stw orzenia stre f spokoju dla ryb,

• budow a dróg na teren ach leśnych,

• ochrona przed erozją.

Poniżej om ów iono bardziej szczegółow o n ie ­ które z nich.

K onstrukcja wspierająca z Pneusolu zb u d o ­ w ana jest:

- ze ściany czołow ej z płyt betonow ych o różnych k ształtach i ro zm iarach lub z Pneusolu,

- z elem entów w zm acn iających z Pneusolu (opony lub części opon), z geotkaniny (Pneutex) lub ze spaw anej siatki m etalow ej (A rm apneusol), - z nasypu z m ateriałó w n aturalnych, sztucznych

lub z odpadów odpow iadających zaleceniom do­

tyczącym ochrony środow iska.

Ściana czołowa

Ś c ia n a c z o ło w a , n ie z b ę d n a w k o n s tru k c ji w spierającej z P neusolu, zap obiega staczaniu się grudek ziem i m iędzy w arstw y w zm ocnienia. Ś cia­

TOM 5 lipiec - sierpień 2001 r.

S& ctótw t& ity nr 4

na czołow a pow inn a być odporna, poniew aż m usi w ytrzym ać napór gruntu w bezp o śred n im są sie d z ­ tw ie konstru kcji. N apór gruntu je s t tym w iększy, im w iększy je s t odstęp m iędzy w arstw am i w zm oc­

nienia. M usi też być giętka, aby całość kon strukcji zachow ała pew ną elastyczn ość i zdolność do p rzy ­ stosow ania się. P ow in n a też m ieć estetyczny w y­

gląd, poniew aż stanow i znaczący elem ent a rc h ite k ­ toniczny. Ściana czołow a m oże składać się z e le ­ m entów p refab ry k ow an ych o różn y ch k ształtach i rozm iarach, zależnie od woli p ro jek tan ta i p rze z n a ­ czenia konstruk cji, m oże także być z Pneusolu.

Ś c ia n a czołow a z P n e u so lu składa się z opon do autobusów lub sam ochodów ciężarow ych, z k tó ­ rych w ycina się i usuw a górny bok każdej opony, a pozostały elem ent stanow i zbiorn ik z otw orem na dnie, m ający pionow y bok silnie uzbrojony. O pony ułożone są w szachow nicę, w y pełnione sp raso w a­

ną ziem ią lub odpadam i i m ożna na nich posadzić rośliny. Taka ściana czołow a z P n eusolu je s t szero ­ ko stosow ana jak o elem ent zab ezpieczający przed upadkiem k am iennych bloków .

Rys. 1. E lem en t oporow y z P neusolu

N a syp

K o n stru k c ja n a sy p u z le k k ie g o P n e u so lu z opon ciężarow ych ułożonych w w arstw y p rzesu n ię­

te w zględem siebie o połow ę średnicy opony p o ­ zw ala zm niejszyć całkow ite osiadanie gruntu, a tak ­ że zróżnicow ane o siad an ie p o szczeg ó ln y ch w arstw (rys. 2). Taka m etoda o d ciążan ia je s t bardzo e k o ­ nom iczna w przypadku zasto so w an ia w sąsiedztw ie ko nstrukcji sztyw nych, np. osad zon y ch na palach, przy p rze jściu m ate ria łu sk aln eg o w n ie sta b iln y grunt.

Rys. 2. L ekki nasyp

Lekki Pneusol m ożna zastosować do naprawy dróg uszkodzonych wskutek obsunięcia się gruntu lub do konstrukcji nowych nasypów na niestałych zbo­

czach narażonych na osunięcie się ziemi (rys. 3). Jest to na ogół połączone z drenow aniem m iejsca budowy odpowiednio do ilości wody koniecznej do usunięcia.

Rys. 3. Wzmocnienie szosy, biegnącej niestałym zboczem

SC aatM H & iy nr 4 lipiec - sierpień 2001 r. TOM 5

E lem en t pow odujący rozkład naprężeń N a betonow e przew ody kan alizacyjne zn ajdu ­ jące się pod w ysokim n asypem działają silne n a­

prężenia, p rzek raczające niekiedy dw ukrotnie c ię ­ żar ziem i użytej do zb u d ow an ia nasypu (zjaw isko M arstona w ynikające ze zró żnicow anego osiadania zakopanego przew odu k an alizacy jn ego i otaczają­

cego go nasypu). N asyp z lekkiego Pneusolu po łą­

czony ze sztyw nym przew o dem p ozw ala ko n stru k ­ cji reagow ać elasty czn ie na działające obciążenia prze z u tw orzenie efek tu sklepienia.

L ista p oten cjaln y ch zastosow ań Pneusolu je st szeroka.

K oszty k o n stru k c ji zależą od w ielu c z y n n i­

ków:

• ilości opon, które m ożna uzyskać na m iejscu,

• kosztu tran sp ortu,

• ew entu aln ego pocięcia,

• kosztu ro zw iązan ia podstaw ow ego,

• przed sięb io rstw a itp.

Literatura

1. M ortg a t B. Q uelle filie r e globale p o u r la v a lo ri­

sation des p n e u s? E n viro nn em en t and Techni­

que, 1998, nr 181

2. A D E M E A g e n c e de V E n v iro n n e m en t et de la M aitrise de V E nergie

3. B E R N E R o u d ie r J. M a te r ia ły o trz y m a n e od P rzed sta w icielstw a A D E M E w Polsce, 2000 r., sierpień

Rys. 4. P neusol w ykorzystany ja k o elem ent ułatw ia­

ją c y rozkład naprężeń

E lem en t redukujący napór g run tu

U m ie sz c z e n ie m asyw u z P n e u so lu za k o n ­ strukcją w sp ierającą p o zw ala zw iększyć jej stab il­

ność i ułatw ia napraw y (rys. 5).

Rys. 5. E lem ent z Pneusolu redukujący napór gruntu za murem oporow ym

Redakcja dziękuje

przedstawicielstwu ADEME w Polsce

za udostępnienie

materiałów informacyjnych