Δημιουργία νέων προϊόντων με βιωσιμότητα και ασφάλεια κατά το σχεδιασμό(Safe and Sustainable by design), με έμφαση σε πολυμερικά υλικά όπως τα πλαστικά. Μέθοδοι διαχείρισης της επικινδυνότητας και της τοξικότητας με νέες τεχνολογικές εφαρμογές που μπορούν να συμβάλουν στην κυκλικότητα της οικονομίας.
Creators: name: Καραγιάννης, Άγγελος Πέτρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Βιωσιμότητα
Ασφάλεια
Πολυμερικά υλικά
Sustainability
Safety
Polymeric materials

description: Βασικός στόχος της εργασίας αυτής είναι να γίνει μια εισαγωγή στα πλαίσια του και-νοτόμου τομέα της παραγωγής ασφαλών και βιώσιμων πολυμερικών-πλαστικών προϊόντων, από το σχεδιασμό. Σε πρώτη φάση αναλύεται η διαδικασία οικοδόμησης αυτού του είδους των προϊόντων, με συνολική παράθεση της αλληλουχίας των στα-δίων ζωής αυτών. Περιγράφονται με σαφήνεια τα βήματα προς την επίτευξη του σκο-πού προάσπισης της ασφάλειας με την ύπαρξη τέτοιων αγαθών εντός των ορίων της κυκλικότητας. Επιπροσθέτως παρατίθενται εργαλεία ανάλυσης και ποσοτικοποίησης των διαφόρων επιδράσεων που έρχονται ως απότοκο του κύκλου ζωής του πολυμερι-κού κατασκευάσματος. Συγκεκριμένα υπολογιστικά πακέτα Gabi, SimaPro κ.α. συ-νεισφέρουν στην εξέταση αυτών. Ακολούθως δίνεται έμφαση στο κομμάτι της ανά-λυσης της τοξικότητας σαν παράγοντα της ανάπτυξης έκθεσης και κινδύνου, σχετιζό-μενη με την εξέλιξη του κύκλου ζωής των προϊόντων. Αυτή διακρίνεται στην άμεση (acute) και χρόνια (chronic). Παρατίθενται βασικά δεδομένα μεθοδολογίας συσχετί-σεων δομής-δραστικότητας (QSAR), οι οποίες εφαρμόζονται με τη συνδρομή λογι-σμικών και θεωρητικών βάσεων πληροφοριών προς την πρόβλεψη της τοξικότητας, για συγκεκριμένες λειτουργίες ζωτικών συστημάτων των οργανισμών. Σε συνέχεια προβάλλονται οι βασικές βιολογικές διεργασίες (ADME), σε αντιπαραβολή με τις ο-δούς έκθεσης στα χημικά των πολυμερικών υλικών. Με τον όρο ADME περιλαμβά-νονται έννοιες όπως η απορρόφηση, η κατανομή στους ιστούς, οι μεταβολικές διαδι-κασίες καθώς και η απόρριψη των παραγώγων του μεταβολισμού. Σε επόμενο στάδιο δίνεται βαρύτητα στην παράθεση του νομικού πλαισίου και των κανονιστικών ρυθμί-σεων σε Ευρωπαϊκό αλλά και σε παγκόσμιο επίπεδο, που έχουν ως στόχο τη διεύρυν-ση της παραγωγής ασφαλών από το σχεδιασμό αγαθών (Safe and Sustainable by De-sign Products). Διακριβώνονται προτάσεις έρευνας-καινοτομίας για την περάτωση στόχων βιωσιμότητας (SDGs) στη λογική και τα προτάγματα προγραμμάτων-πλαισίων όπως το Horizon 2020, 7th EAP (Non Toxic Environment), REACH και ορ-γανισμών, OECD Forum. Παράλληλα αναλύονται τα γνωσιακά-μεθοδολογικά κενά και εμπόδια που υπάρχουν, χρήζοντας αναπλήρωση. Στο τελικό κομμάτι της εργασί-ας, έχοντας πλέον πλήρη εικόνα για τα ζητήματα ασφάλειας και βιωσιμότητας δίνεται έμφαση στην ανάλυση της οικονομικής-υλικής-ενεργειακής κυκλικότητας στη βάση της διαδικασίας ανακύκλωσης πολυμερικών-πλαστικών δομών. Η ανακύκλωση δια-κρίνεται σε μηχανική, χημική, οργανική βιοδιάσπαση και εξετάζεται η δυνατότητα αυτών των μεθόδων να παρέχουν σε συνεχείς κύκλους ανατροφοδοσίας, ασφαλή ολι-γομερή υψηλής ποιότητας μετά τον αποπολυμερισμό. Έτσι η ανακύκλωση συνεισφέ-ρει στην εξέλιξη και αναβάθμιση των διεργασιών, εκμεταλλευόμενη την αξία των α-πορριμμάτων-παραπροϊόντων μετά τη χρήση στο βέλτιστο βαθμό. Τέλος τονίζεται και η αναγκαιότητα αλλαγής του ακολουθούμενου γραμμικού μοντέλου παραγωγής-διαχείρισης υλικών προς ένα πιο κυκλικό.
description: The basic aim of that study is to make an introduction about the pioneer issue of production, safe and sustainable by design polymeric and plastic materials. Firstly there is an analysis about the process of creation safe by design products by giving the whole chain of materials’ life cycle. The steps, for achieving the goal of ‘safe products in the market’ in terms of circularity, are described clearly. Moreover tools that can contribute to the quantification of polymers’ and plastics’ life cycle pa-rameters such Gabi, SimaPro, are given and described in specific frame and envi-ronment. In a second part emphasis is given in analyzing toxicity as a factor of evolving risk and hazard that are associated with the evolution of materials’ life cy-cle. Toxicity can be divided in acute and chronic one. Also basic data of methodolo-gy, that can relate structure with activity of chemicals (QSAR), are provided. These methodological approaches are ways of predicting the extent of toxicity which inter-fere with basic functions and systems of organisms. In order to understand the level of toxicity’s predicted casualties computational routines, algorithms are used. Also there are available data bases and references in order to create all these methods of toxicity’s stimulation and prediction in molecular frame. Another important area that is described is the part of biological-biochemical interactions and routes of ex-posure in humans by evolving the processes of ADME (Absorption_ Diffusion_ Me-tabolism_ Extraction), for hazard and risk prediction under specific circumstances. Moreover it is necessary to present the current legal and standardization framework in E.U. and in global level. The basic role of this legal reality is to contribute in the evolution of polymeric-plastic materials that enhance environmental stability, pro-tect human health, preserve their quality and value in terms of circularity. Specific programs like Horizon 2020, 7th EAP (Non Toxic Environment), framework like REACH and other are evaluated. In this way research and innovation are top priority issues that can be very helpful in fulfilling sustainable development goals (SDGs). At last stage, when the subject of safety and sustainability has been completely ana-lyzed in the previews chapters, the matter of circularity is examined with scrutiny. Circularity has to do with aspects of raw material management, energy issues and financial parameters. Recycling is considered as the main procedure for achieving circularity. Polymerics’-plastics’ recycling is divided in three categories: mechani-cal, chemical and organic biodegradation. It should be understood that these tech-nologies has to be effective. This ability is measured by the extent of depolymerisa-tion process in each reusing methodology. Also it has to be clear that monomers, ol-igomers and materials that come from recycling streams should be pure, safe and compatible with the main production’s feedstock. Last but not least the creation of continual recycling cycles, that preserve the high quality of materials, is investigated in order to remain under circularity’s conditions. Proposals and innovative actions are provided in order to evolve non-linear production’s management model.