Enorma volymer av byggmaterial som kasseras varje år skulle kunna återvinnas till nya produkter som gasmasker och sportutrustning efter forskning som utförts av forskare och återvinningsföretag.

Dr Kenny Vanreppelen, en forskare av förnybara produkter och grundare av det belgiska start-up-företaget Act&Sorb, startade FibreCarb-projektet för att återvinna avfallsfiberskivor efter att ha blivit frustrerad över att inte kunna återvinna materialet han slet ut när han renoverade sitt hus.

"I slutet av byggnaden eller renoveringen har du förmodligen träfiberskivor som avfall och, vid denna tidpunkt, det är inte återvinningsbart – det bränns bara eller deponeras, förklarade Dr Vanreppelen. "Men vi har utvecklat en process för att använda den för att göra en produkt som kallas aktivt kol, som används som filter i vattenrenare eller gasmasker.'

Avfall från byggbranschen står för ungefär hälften av de 1,3 miljarder ton fast avfall som städer producerar globalt varje år. Detta motsvarar ungefär mängden material i 4,5 miljoner enplanshus – tillräckligt för att hysa nästan hela Belgiens befolkning.

Utvinning av råvaror och tillverkning av nya produkter för byggnader, tillsammans med själva konstruktionen, är också ansvarig för 3-6% av världens energianvändning, samt en betydande del av dess koldioxidutsläpp.

Detta har fått många oroade över den skada detta gör på miljön – och våra ekonomier – att titta på sätt att bättre utnyttja det avfall som kommer från byggindustrin.

Act&Sorb tar itu med en av de största bovarna – träfiberskivor med medeldensitet, eller MDF, som vanligtvis används i väggar i byggnader och i plattmöbler.

MDF är till stor del tillverkad av annars oanvändbara träfibrer som produceras som en biprodukt av fräsning, som kombineras med harts och vax, värms upp och pressas ihop. Dock, de lim som används vid bindningen gör dem svåra att återvinna efter användning.

Karbonisering

Processen utvecklad av Act&Sorb använder en metod som kallas karbonisering för att värma MDF till höga temperaturer i frånvaro av syre, vilket gör att den bryts ner till kol och gas. Rödingen värms sedan upp ytterligare och bearbetas enligt kundens specifikationer för att skapa skräddarsytt aktivt kol.

Enligt doktor Vanreppelen, Europa slänger 11 miljoner ton träfiberskivor varje år samtidigt som över hela världen, mer än 70 miljoner ton kasseras. Men att göra detta avfall användbart är inte bara miljömässigt övertygande:det kostar för närvarande cirka 50 euro att skicka ett ton träfiberskiva till deponi, och den stora majoriteten av MDF dumpas på detta sätt.

Utöver minskningen av avfall som går ut i miljön och de ekonomiska fördelarna detta medför, Marknaden för aktivt kol blomstrar också.

Men Dr Vanreppelen sa att miljöfördelarna kan gå längre än att minska avfallet från deponi. Gasen som produceras under pyrolysstadiet, när materialet bryts ner vid hög temperatur, kan fångas och användas för att driva processen, att ta bort behovet av att använda fossila bränslen. Användning av MDF och andra former av avfallsspånskivor minskar också antalet träd som avverkas för att förse det trä som vanligtvis används för att göra aktivt kol.

Efter en framgångsrik EU-finansierad provkörning i Australien, Act&Sorb planerar nu att bygga sin första fabrik i Europa 2020 – och forskar också på andra avfallsflöden som den kan ta in.

Viljan att återvinna kommersiellt avfall är en återspegling av en växande insikt om att vår engångskultur är ohållbar och det får industrier att gå bort från bortskaffande eller den gradvisa nedbrytningen och eventuell deponering av material genom traditionella, repetitiv återvinning.

Många industrier undersöker nu potentialen i att bygga en cirkulär ekonomi, där resurser aldrig slängs som avfall, men istället förvandlas till en annan produkt när deras första användning upphör.

Ett viktigt sätt att uppnå detta är att designa produkter som enkelt kan tas isär innan de återanvänds eller repareras. Till exempel, hus designade med modulära komponenter som senare kan tas bort, intakt, när huset lättare plockas isär och återanvänds eller återanvänds i en ny byggnad.

Professor Marcello Colledani, Docent i tillverkningsteknik vid Politecnico di Milano i Italien, sa att ett andra tillvägagångssätt också är viktigt - att arbeta nära med företag som potentiellt kan hitta en användning för återvunnet material.

Han är projektkoordinator för FiberEUse, ett samarbete över EU som syftar till att bevisa hur kolfiberförstärkta kompositer från sektorer som konstruktion, transport, och energi kan hitta nya användningsområden när de når sitt traditionella slut på livet.

Värde tillagd

FiberEUse utvecklar en rad förädlade produkter, såsom sportutrustning och bilkomponenter, av glas- och kolfiberförstärkta polymerkompositer, för att visa den ekonomiska bärkraften av deras återanvändning.

"Vid projektets slut kommer vi att utveckla ett fysiskt och digitalt bibliotek med produkter, som vi kommer att visa upp på evenemang som Milan Design Week, och med byggnaden, bil- och båtindustrin, sa prof. Colledani.

Bland de tillvägagångssätt som utvecklas av projektet är en som använder mekanisk återvinning för att skapa nya sport- och kreativa varor, såsom 3-D-tryckta snowboard handledshängslen eller inredningsdetaljer, från bygg- och konsumentkompositer. De använder också pyrolys av gamla vindturbinblad för att skapa nya fordonskomponenter, och utvecklar till och med metoder för att reparera och återtillverka de lätta kolfiberkomponenterna som finns i de flesta moderna bilar.

"Den stora utmaningen med detta projekt är att kunna förnya från olika håll och visa att återanvändning av kompositer är möjlig eftersom det är ekonomiskt lönsamt, sa prof. Colledani.

Medan FibreEUse-konsortiet började arbeta med dessa demonstrationsprojekt förra året, projektet har också ett annat nyckelfokus – en online molnbaserad plattform för att underlätta en cirkulär ekonomimarknad för kompositer. De hoppas att detta ska bidra till att säkerställa både kontinuerliga leveranser av avfallskompositer från olika sektorer och även en marknad för de slutprodukter som kan produceras.

"Problemet är ofta att olika sektorer inte pratar med varandra, även om de använder vanliga material och har potential att skapa cirkulära värdekedjor, sa prof. Colledani, som hoppas att den transparens som det kan ge kommer att öppna upp möjligheten till nya affärspartnerskap.

"När det gäller vårt bilpartnerskap, vi börjar verkligen om från början. Våra medarbetare hjälper till att ompröva affärsmodeller för återtillverkning av bilar med hjälp av kompositer – tänk dig att du råkar ut för en bilolycka, du kan till och med återanvända den skadade kompositbildörren i den skräddarsydda reparationen.'