Opis projektu

Celem projektu jest opracowanie nowego włóknistego pokrycia podłogowego, którego zamknięty cykl życia w dużym stopniu ograniczałby szkodliwy wpływ na środowisko jaki stanowią obecnie produkowane wykładziny. W oparciu o dzisiejszą wiedzę do rozwiązania problemu zostaną wykorzystane surowce oraz techniki energooszczędne, nietoksyczne oraz o obniżonej emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

Idea proponowanego rozwiązania, inspirowana rozwiązaniami oraz cyklami obserwowanymi w naturze, oparta jest na zastosowaniu prostego procesu produkcji oraz wykorzystaniu tworzywa włóknotwórczego, które bez późniejszych problemów będzie można poddać operacji recyklingu i odzyskać w całości wykorzystany surowiec. Odzyskany surowiec będzie wykorzystywany do produkcji nowych wyrobów. Dodatkowym atutem wykorzystanego rozwiązania jest możliwość włączania do produkcji odzyskanego surowca o takiej samej budowie, ale wykorzystywanego wcześniej w innych produktach.

Innowacyjność takiego rozwiązania polega na stworzeniu prostego i czystego procesu produkcji, wykorzystującego podstawowe właściwości surowca do osiągnięcia niezłożonego produktu końcowego spełniającego wymogi funkcjonalne produktu. Produkcja będzie opierać się na nietoksycznych technologiach oraz odzyskiwaniu surowców. Całość procesu ma być łatwa do adaptacji w lokalnych zakładach produkcyjnych, dzięki czemu będzie aktywizować lokalny przemysł i zostanie ograniczony transport a tym samym emisja CO2 do atmosfery.

Projektowany produkt ma stanowić odpowiedź na dzisiejsze zapotrzebowanie rynku na produkty nie szkodliwe dla człowieka i środowiska. Produkt będzie efektem pracy projektanta łączącego dostępną wiedzę o surowcach i produkcji z estetycznym i elastycznym designem, łatwo wpasowującym się do nowoczesnych wnętrz.

W wyniku realizacji projektu powstanie podsumowanie dzisiejszego stanu wiedzy dotyczącej pokryć podłogowych, ze szczególnym uwzględnieniem dywanów oraz wykładzin dywanowych, określenie problemu oraz teoretyczne jego rozwiązanie z wykorzystaniem aktualnie dostępnej wiedzy. Sam projekt będzie miał dwa wymiary. Po pierwsze będzie
to odpowiedź na potrzeby rynku i techniczne rozwiązanie problemu, po drugie będzie miał on aspekt edukacyjny, który ma na celu przybliżenie tematu zrównoważonego rozwoju.

1.1 Idea zrównoważonego rozwoju

Na początku XXI wieku, globalne problemu środowiska oraz wynikająca z nich idea zrównoważonego rozwoju zostały uznane przez światowych przywódców, oraz stały się wspólnym tematem dyskusji pomiędzy dziennikarzami, naukowcami, nauczycielami, studentami oraz innymi zainteresowanymi ludźmi pochodzących z różnych regionów świata. Światowy Szczyt Zrównoważonego Rozwoju (WSSD, 2002) potwierdził, że pierwsza dekada XXI wieku była momentem kiedy skierowaliśmy się na problemy jakie człowiek stwarza w biosferze. Zagadnienia te były też kluczowymi w trakcie konferencji ONZ
na temat środowiska jaka odbyła się w Sztokholmie w 1972 roku. [2]

Pojęcie to wskazuje wyraźnie, że możliwe jest osiągnięcie gospodarczego rozwoju i uprzemysłowienia bez szkód dla środowiska.

W rezultacie tych pierwszych wydarzeń pojęcie zrównoważonego rozwoju ewoluowało i nabrało pełniejszej, bardziej sprecyzowanej formy. Objął on nie tylko aspekt ekologiczny ale również aspekt społeczny, związany z wyzyskiwaniem mieszkańców krajów rozwijających się, którzy często są wykorzystywani jako tania siła robocza i są dotknięci głębokim ubóstwem [3]. Oba te problemy odnoszą się do działań gospodarczych podejmowanych przez ludzi. Aby idea zrównoważonego rozwoju została wdrożona jej cele powinny być jak najlepiej zintegrowane z działaniami gospodarki i produkcji oraz powinny zostać utrzymane w równowadze [rys. 1].


Rysunek 1: Trzy filary idei zrównoważonego rozwoju: aspekt ekologiczny, aspekt ekonomiczny i aspekt społeczny oraz ich proporcje względem siebie w teorii (1), wg. stanu obecego (2) oraz w symulacji potrzebnych zmian (3) Źródło: [2]

Aby stworzyć gospodarkę działającą w zgodzie z tą ideą rządy, społeczności oraz przedsiębiorstwa muszą współpracować oraz znać swoją rolę w tym procesie. Rządy implementujące prawo tworzą regulacje prawne ułatwiające wdrażanie nowych przyjaznych systemów oraz narzucają ograniczenia i sankcje jeśli prawa te i środki ochrony środowiska oraz pracowników nie są przestrzegane. Tworzone są akty prawne oraz normy mające na celu m.in. uregulowanie wydalanych do środowiska toksycznych substancji oraz zużycie surowców naturalnych. Konsumenci tworzący świadomość społeczną stają się grupą coraz bardziej świadomą problemu oraz wpływu swoich zachowań na aspekty zrównoważonego rozwoju. Ponadto buduje się obecnie przeczucie, że jakość środowiska naturalnego jest ważna zarówno dla ich własnego dobrego samopoczucia i dla dobra wspólnego.

Ostatnim ogniwem tego procesu są firmy. Ich działania coraz częściej uwzględniają problemy środowiskowe jak i społeczne jakie poniekąd są wywoływane przez ich działalność gospodarczą. Ta świadomość jest impulsem do wprowadzania zmian.

W przypadku firm zajmujących się produkcją jest to świadome kreowanie produktu, który nie tylko jest produktem tanim, dobrze się sprzedającym oraz przynoszącym duże zyski, ale staje się produktem który nie wyrządza krzywdy środowisku ani żadnym grupom społecznym.

1.2 Aspekt społeczny i ekologiczny (środowiskowy)

Aspektami zrównoważonego rozwoju jakie mają na celu chronić są aspekty społeczny
i ekologiczny. Uregulowanie międzynarodowych i lokalnych praw, zmiany wprowadzane
w produkcji, transporcie czy nawet stylu życia jakie mają miejsce w ramach implementacji zrównoważonego rozwoju przyczyniają się do m.in. lepszego traktowania praw pracowników, zmniejszania biedy oraz rozwijania się najbiedniejszych regionów świata. Jednocześnie współpraca między różnymi krajami oraz ekonomiczne korzyści sprawiają, że kraje stają się swoimi partnerami gospodarczymi a to może przyczynić się w optymistycznym przypadku nawet do zmniejszenia konfliktów zbrojnych na świecie.

Zmiany społeczne mogą się przejawiać się w kilku aspektach:
- Bezpieczeństwa i sprawiedliwości – wymuszonej przez tworzenie praw i regulacji dążących np. do ograniczenia korupcji, poprawy edukacji, równości kobiet. Realizowanie praw określanych w celu wprowadzenia zrównoważonego rozwoju tworzy wyraźną potrzebę globalnego porozumienia i lepszego dialogu (np. w sprawie ochrony środowiska oraz zarządzania zasobami naturalnymi, które przekraczają granice polityczne krajów) a tym samym zmusza do współpracy dla obopólnej korzyści.
- Tworzenia samowystarczalnych społeczności – które tworzą się w oparciu o zrównoważony rozwój dążą do maksymalnego wykorzystania surowców, a tym samym do lokalnej samowystarczalności. Wprowadzenie małych zmian dążących do ograniczenia odpadów, zmniejszenia koniecznego transportu, powodują lepszą komunikację między ludźmi i tworzenie bliskich sobie, żyjących w harmonii społeczeństw. Jednocześnie zasady te przyczyniają się do tworzenia bioregionalnej gospodarki.
- Ludzkie podejście do natury – mające swoje podłoże w lepszym zrozumieniu procesów oraz traktowanie natury jako wspólnego dobra o które należy wspólnie dbać. To podejście idzie dalej w to iż odpowiednio wykorzystując naturę jako partnera możemy osiągnąć lepszy rozwój gospodarczy oraz zyski ekonomiczne. [3]

Drugim rozważanym aspektem jest zdrowe środowisko. Zdrowy ekosystem może zapewniać nam dobra naturalne przez długi czas. Jednakże jego nadmierne wykorzystywanie i zaśmiecanie w szybkim czasie może doprowadzić do degradacji środowiska naturalnego. Dlatego też wprowadza się pojęcie zarządzania środowiskiem które obejmuje odpowiednie wykorzystanie źródeł naturalnych z oceanów, zasobów wody słodkiej, ziemi i atmosfery. Tym samym dąży się do:
1. Zmniejszenia zużycia paliw kopalnych, podziemnych metali i minerałów.
2. Zmniejszenia użycia wody
3. Zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery
4. Zmniejszenia wycinania lasów
5. Nie zanieczyszczania i zatruwania środowiska

Te założenia prowadzą nas do procesu mądrego gospodarowania zasobami jakie oferuje nam Ziemia i do utrzymania ciągłego cyklu życia. Ważnym elementem jest hierarchia według której przede wszystkim powinniśmy używać jak najmniej z dostępnych surowców, a te pozyskane już wykorzystywać jak najbardziej produktywnie (rys. 2)


Rysunek 2. Hierarchia zużywania surowców. Od najbardziej pożądanych zjawisk użycia do najmniej: zapobieganie (użycia), minimalizowanie, ponowne używanie, recykling, odzyskiwanie energii, składowanie. Źródło: wikipedia

1.3 Cykl życia produktu – zamknięty obieg

Cykl życia produktu ( w oparciu o zrównoważony rozwój ) jest to pojęcie określające całość istnienia produktu jak i również zasobów potrzebnych do jego funkcjonowania. Istnieje wiele ekonomicznych, społecznych czy marketingowych teorii na temat „cyklu życia produktu”, zazwyczaj ograniczają się one wyłącznie do pewnej części życia produktu np. w odniesieniu do jego produkcji czy rynkowych wartości. Teorie te choć prawdziwe, ze względu na swój charakter pomijają ekologiczny aspekt życia produktu. Idea zrównoważonego rozwoju opiera się na trosce i „współpracy” z istniejącym ekosystemem naturalnym. Mówi nam ona, że możemy korzystać z zasobów natury, jednak w taki sposób aby nie wyrządzać jej szkody i aby wszystkie naturalne procesy zostały zachowane w równowadze. Według tej teorii produkt na wszystkich etapach swojego życia powinien w sposób świadomy funkcjonować w środowisku, a po zakończeniu swego użytecznego funkcjonowania powinien w sposób płynny zostać włączony do globalnego cyklu życia środowiska. Oznacza to, że zużyty produkt nie może stać się bezużytecznym śmieciem a jego los powinien być starannie zaplanowany.

Określenie "cykl życia produktu" odnosi się do uczciwej i całościowej oceny wymogów jakie stawia dany produkt środowisku. Określenie to odnosi się do wszystkich etapów życia produktu ( od zdobycia surowców, poprzez produkcję, wytwarzanie, dystrybucję, użytkowanie i usuwanie ) jak i przez dodatkowe kroki jakie dany produkt musiał przebyć np. transport lub składowanie. Suma wszystkich tych kroków - albo faz - jest nazywana właśnie cyklem życia produktu. W trakcie tych etapów oceniane są wspólnie są szkody jakie wyrządza się środowisku. Należy do nich ocena wielkości emisji: gazów cieplarnianych, zakwaszenie, smog, zubożenie warstwy ozonowej, eutrofizacja, ekotoksykologicznych i toksykologicznych człowieka zanieczyszczeń, niszczenie siedlisk, pustynnienie, użytkowania gruntów, jak również wyczerpywanie minerałów i paliw kopalnych. Im mniejsze jest niszczenie środowiska przez dany produkt w trakcie całego jego życia, tym lepiej oceniany jest taki produkt i tym bardziej przyczynia się on do zrównoważonego rozwoju.


W przypadku każdego z produktów cykl życia możemy podzielić na trzy najważniejsze części: PRODUKCJĘ, UŻYWNANIE oraz UTYLIZACJĘ. Każdy z tych etapów posiada różny charakter negatywnego wpływu na środowisko. Produkcja angażuje dużo energii, specjalistycznych procesów, ciężkiej chemii potrzebnej do wykańczania produktu. Ważnym elementem jest również zużycie oraz zanieczyszczenie wody. W trakcie użytkowania produktu zazwyczaj największe zużycie ma energia potrzebna do eksploatacji produktu a także środki konserwujące je. Trzecia - faza utylizacji jest momentem w którym produkt albo zostaje zwrócony naturze (biodegradacja) albo wraca z powrotem do dalszego przerobu przemysłowego.

Istnieją różne warianty zakończenia życia produktu. Jednym z nich jest cykl nazywany od „kołyski do kołyski” (cradle-to-cradle) [4], który w ostatnim etapie życia jednego produktu rozpoczyna pierwszy etap życia kolejnego produktu który jest taki sam jak jego poprzednik (np. szklane butelki przetapiane są na nowe szklane butelki) lub dla nowego odmiennego produktu (np. szklane butelki są przetwarzane w wełnę mineralną do ociepleń). Obieg ten przedstawia koncepcję zamkniętego obiegu surowca. Jest to możliwe dzięki pełnemu recyklingowi produktu, który stanowi surowiec dla wytworzenia nowego. [3].


Rysunek 3: Etapy cyklu życia w otwartym i zamkniętym obiegu surowców ; źródło: rys. autorski

Rysunek 3 przedstawia dwie możliwości obiegu surowców w cyklu życia produktu – zamknięty, w którym surowiec jest w kółko przetwarzany oraz otwarty, kiedy surowiec po zużyciu jest „oddawany” naturze podczas biodegradacji i wraca do naturalnego obiegu. W zależności od rodzaju wyrobu ta biodegradacja może być pozytywna i nie zatruwać środowiska lub negatywna a w jej czasie do środowiska będą się przedostawać substancje toksyczne (np. biodegradacja plastików).

Poza zamkniętym i otwartym obiegiem surowców w cyklu życia produktu wyróżniamy jest wykorzystanie surowca jako materiału opałowego i odzyskanie jego energii w specjalnych spalarniach.

Wobec produktów już wytworzonych powstają coraz to nowe projekty wykorzystujące je ponownie, jednakże aby w przyszłości unikać takiego zjawiska ważne jest, aby obecnie produkowane wyroby były dobrze przemyślane i już w chwili swojego projektowania miały zaplanowane kolejne ich użycie. Takie podejście pozwoli nam na optymalne wykorzystanie surowców oraz na maksymalną redukcję odpadów.

1.4 Cel projektu

Celem ogólnym tego projektu jest wykorzystanie wiedzy o surowcach do zaprojektowania wyrobu, który dążył by do wprowadzenia idei zrównoważonego rozwoju.

Celem szczegółowym projektu jest opracowanie nowego włóknistego pokrycia podłogowego, którego cykl życia będzie wykorzystywał zamknięty obieg surowca i w dużym stopniu ograniczałby szkodliwy wpływ na środowisko jaki stanowią obecnie produkowane wykładziny. W oparciu o dzisiejszą wiedzę do rozwiązania problemu zostaną wykorzystane surowce oraz techniki energooszczędne, nietoksyczne oraz o obniżonej emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

1.5 Zakres projektu

Projekt będzie obejmował analizę rynku pokryć podłogowych, identyfikacja występujących tam problemów oraz zaproponowanie nowego rozwiązania technologicznego i wzorniczego.

1.6 Obszar poszukiwań

Precyzując obszar poszukiwań, będzie on obejmował wykładziny dywanowe oraz ich szczególny przypadek jakim są tradycyjne dywany. Wyroby te należą do ciężkich wyrobów tekstylnych, których czas użytkowania jest stosunkowo długi i które są narażone na duże obciążenia mechaniczne w trakcie użytkowania. Dlatego też wyroby te posiadają złożoną budowę oraz są poddawane wielu wykończeniom.

Pobocznym obszarem poszukiwań będą innowacyjne rozwiązania technologiczne, które pojawiły się w ostatnim czasie i charakteryzują się niską szkodliwością wobec środowiska naturalnego.