Fenomén (architektury z) PET láhví

Řecké slovo fainomenon původně označovalo přelud, ačkoliv slovník cizích slov nám dnes řekne, že fenomén je jev, který se nám ukazuje — bez ohledu na to, zda je skutečný či zdánlivý. Pokud jde o PET láhve, mnozí by si raději mysleli, že jde o přelud, když je vidí válet se všude možně. Výskyt a množství PET láhví je skutečně fenomenální! Jev, kdy z posbíraných láhví vzniká architektura, je potom skoro nadobyčejný, hyperfenomenální, neboť jen málo věcí je méně vhodných ke stavbě domu než kulatá kluzká lahev. A přece se takové domy objevují všude na světě bez ohledu na podnebí, nadmořskou výšku, klima či kulturu.

Z jednoho fenoménu se rodí další. Co mu dalo vzniknout? Jak je možné, že se bleskově rozšířil po celé planetě? A jak se k němu má člověk postavit, nechce-li jen nezúčastněně přihlížet a cítit se provinile pokaždé, když si nějakou tu lahev koupí?

Susanne Heisse, Bottle Schools, Guatemala

Krátká historie plastu

Podstatnou část této fenomenality nese PET materiál sám v sobě, proto zde nastíníme stručnou historii vývoje plastů, mezi nimiž se PET objevil. Polyethylentereftalát, neboť tak se PET jmenuje celým jménem, je sloučenina kyseliny tereftalové a ethylenglykolu. Obě tyto látky se vyrábějí pomocí procesů, na jejichž začátku stojí ropa či zemní plyn. Takže průhledná a čistá PET lahev, ze které pijeme průhlednou a čistou vodu, není původně vlastně nic jiného než hnědá a mazlavá ropa. Mně, architektce, to připadá jako zázrak, ale pro chemiky je taková přeměna vlastností látek asi zcela přirozená věc. Nakonec i žvýkací guma je vyrobena z ropy. 

Polyethylentereftalát byl objeven či vynalezen v roce 1975, kdy už plasty měly za sebou několik desetiletí rozvoje. Slovo „plastic“ česky nesprávně, ale běžně umělá hmota, poprvé použil belgicko-americký vynálezce Leo Baekeland v roce 1907. Po něm byla také nazvána první celosyntetická hmota: bakelit.

V roce 1928 byl bakelit následován celofánem, který představila firma DuPont. Namísto vynálezce zde už máme velkou nadnárodní společnost a tedy velké peníze. V roce 1930 si americká společnost Goodrich dala patentovat polyvinylchlorid — PVC, náhrada pryže. Téhož roku uvedla německá firma I. G. Farben společně s Dow Chemical Industry na trh nový, velmi zajímavý materiál: polystyren.

Jen o několik málo let později se objevuje průhledné plexisklo (neboli polymethylmethakrylát, německý původní název Plexiglas), na nějž získal patent chemik Otto Röhm. Žil v USA a byl spolumajitelem firmy Rohm and Haas, která plexisklo vyráběla hlavně pro letecký průmysl. V roce 1935 chemici společnosti DuPont vyrobili první umělohmotné vlákno — nylon.

Za druhé světové války se zrychlil vývoj umělých hmot hlavně v USA, všechny uvedené formy plastu našly vojenská využití (střelné zbraně, interiéry bojových strojů aj.). Spolu s tím ovšem pronikly ve velikém měřítku do domácností. V roce 1957 byl postaven celoplastový dům v kalifornském Disneylandu, tzv. Monsanto House of the Future. Podílela se na něm společnost Monsanto a architekti z MIT. Pravděpodobně se tento systém stavění neujal, protože v domě vstávaly lidem vlasy na hlavě. (Nicméně francouzská síť motelů Formule 1 princip litých plastových koupelen používá.)

Abychom nic neopomněli, musíme uvést materiály, které bylo možné odlévat a které daleko předcházely výše zmíněným hmotám. V roce 1856 Alexander Parkes jako první ručně odlil hmotu, která byla vyrobena z přírodní celulózy a nazval ji Parkesine. Po dalších úpravách a petentových sporech vešel následovník této látky ve všeobecnou známost jako celuloid.

Boom plastických hmot pro druhé světové válce vedl mimo jiné k obavám z toxicity těchto materiálů a s přibývajícím množstvím výrobků a ubývajícím množstvím surovin se rozvinula debata o jejich recyklovatelnosti. 

Hug It Forward, Bootle Schools, Filipíny

Polyethylentereftalát vynalezli v roce 1941 britští chemici John Whinfield a James Dickson. Panentován byl pod názvem Mylar, vyskytuje se také pod obchodními značkami Dacron a Terylene — ve všech těchto případech jde o umělá vlákna ze skupiny polyesterů. Láhev na limonádu z PET materiálu si dal patentovat roku 1973 Nathaniel Wyeth, inženýr ve společnosti DuPont.

V roce 1977 už produkce PET láhví odsunula na vedlejší kolej láhve skleněné. O tři roky později, v roce 1980, byl vynalezen polypropylen , z něj se pak vyráběly například vaničky na máslo nebo brčka. Dnes se na výrobu dobré poloviny umělohmotných láhví používá i “high density polyethylene” (HDPE), průsvitný mrazuodolný materiál, který je stabilní vůči kyselinám i zásadám. HDPE však neodolá syntetickým rozpouštědlům a vysokým teplotám. PET nicméně zůstává na vrcholu žebříčku nápojových obalů.. 

Kontroverzní téma

Vsadím se, že PET lahev má každý doma. Nejspíš ale hned dodáte, že vodu v PET láhvi nekupujete, proč taky, vždyť z kohoutku teče dobrá. Rozvine se debata o závadnosti tohoto artiklu pro naše životní prostředí, zmíní se ekonomicko-ekologická zátěž a nakonec se vytáhnou trpící zvířata, ryby, ptáci…

K této polemice mám hned několik kontroverzních příspěvků. Je pravda, že výrobci PET láhví na začátku své existence zpravidla rozjeli kampaň za škodlivost vody z kohoutku a za unikátní vlastnosti právě té jejich vody, což mělo za následek masivní skupování balených vod — až do okamžiku, kdy se voda z kohoutku prokázala jako nezávadná, ba dokonce výborná. Excelentních vlastností dosahuje, když se nechá na stole odstát, aby  z ní vyprchal chlor, jinak nezbytný proti šíření a množení bakterií ve vodojemech.

Jsou zde ovšem výjimky. I v Česku existují oblasti, kde pitná voda obsahuje fosforečnany, dusičnany, anebo dokonce kovy jako železo, mangan nebo kobalt. Existují také dočasná omezení v přísunu pitné vody z důvodu rekonstrukce potrubí, nehody, povětrnosti a jiných vlivů. Dále jsou tu místa, která fungují jen sezónně (chatky, zahrádky, kiosky) a kam se přivedení vodovodu nevyplatí. A jsou tady dlouhé cesty autem, kde se lahev vody hodí. V láhvích necháváme odstát vodu na zalévání květin, nedivte se, ani těm chlor v kohoutkové vodě nedělá dobře. Takže PET ano i ne.

Aurora Robson: The Great Indoors

Výzkumy vhodnosti uchovávání pitné vody v PET láhvích  prokázaly, že situace není jednoznačná. Láhve s vodou se doporučuje uchovávat v temnu a chladu, a to nanejvýš po dobu uvedenou na obalu. I voda má své datum spotřeby! Při výrobě láhve z kyseliny tereftalové a ethylenglykolu se používají katalyzátory, nikoliv však bisfenoly, jak se můžeme dočíst na českém internetu. (Bisfenol-A je surovinou pro výrobu polykarbonátů, tedy běžných plastických hmot, ve škodlivé monomerní formě by se v nich neměl vyskytovat, je-li dodržen správný výrobní postup a bezpečnostní testy. To je však jiný příběh, který s PET nesouvisí.)

Jako katalyzátor se ve velmi nízkých koncentracích používá často oxid antimonitý, ale i soli titanu, germania, hořčíku, manganu, zinku nebo kobaltu. Zbytky těchto sloučenin skutečně zůstávají vázány v řetězcích polyethylentereftalátu, ale v tak malém množství, že je zanedbatelné. Zbytky antimonu mohou za některých podmínek (vystavení delšímu působení vysoké teploty) způsobit nasládlou chuť vody, ale v žádném případě nejsou zdraví nebezpečné. Každý si to může vyzkoušet, kdy např. nechá zapomenutou PETku v autě celé léto. Pokud se teplota v autě vyšplhá za horkého dne přes 65° C a trvá po více dní, koncentrace antimonu v PET láhvi se může dostat až k rozpoznatelné dávce. [1]

V PET láhvích můžeme ale koupit i jinou tekutinu než vodu. Minerálku, limonádu, pivo! Sbíráním láhví se zabýváme již více než dva roky a podíl láhví na čistou, nesycenou vodu je mezi nimi např. v pražském studentském prostředí menší než 30 %. 

Ekologie PETu

Dalším tématem k diskusi je ekonomická stránka výroby PET láhve a její dopady na životní prostředí. Studie, se kterými jsem se seznámila [2], tvrdí, že se ekologie výroby a života PET láhví výrazně zlepšila. Při současném trendu snížení spotřeby materiálu na lahev (za posledních 10 let klesla váha jedné láhve z 50 na 28 gramů) a zvýšení obsahu recyklátu v láhvi je PET lahev „zelenější“ než lahev skleněná. Jednu ze zásluh na tom mají designéři a nové CAD/CAM technologie, s nimiž pracují. Mohou navrhnout takovou konstrukci láhve, která i při ztenčení stěny zachová požadované konstrukční vlastnosti.  

Pokud srovnáme celoživotní náklady na výrobu obalu stejného množství tekutiny ve skleněné, aluminiové a polyethylentereftalové nádobě pomocí přepočtu na emise CO2, je PET lahev nejšetrnějším materiálem. Tato studie [3] navíc zanedbává transportní náklady artiklu od výrobce k uživateli. Při stejném objemu je skleněná láhev přibližně 10x těžší.

Kolektiv vědců  (Hájek a kol.) z Akademie věd ČR publikoval v roce 2013 patent na recyklaci PET láhví pomocí mikrovln. [4] Nejenže tu odpadá třídění a čištění posbíraného materiálu, extrakce ethylenglykolu a kyseliny tereftalové navíc probíhá za poměrně nízkých teplot (mezi 230 a 330° C), které se například s tavením skla (přes 1000° C) nedají srovnávat. Celý rozklad polyethylentereftalátu probíhá při atmosférickém tlaku za působení silných kyselin (např. kyselina dusičná) a z jedné PET láhve se získá cca 90 % její hmotnosti zpět. Zbytek jsou nečistoty, barviva a katalyzátory reakce. Objevu českých vědců předcházely pokusy s mikrovlnnou recyklací v Číně a Iránu, které však nedokázaly obhájit recyklaci metodou bottle-to-bottle tak energeticky efektivně jako český objev. Touto metodou lze navíc PET získat ze sekundárních materiálů jako jsou textilie, koberce, zkrátka vše, co PET obsahuje. Nyní je technologie již prodána a nejmenovaná společnost staví v Polsku továrnu na zpracování 10 000 tun recyklátu ročně. Zásluhy vědců v ekologii PET láhve jsou tedy také významné.

Takže PET láhve jsou nejekologičtější obaly na tekutiny. Jenže… je jich moc.

Recyklát je všude

Jako u jiných problematik, které navenek vypadají jednoznačně, je po hlubším průzkumu postoj k PET láhvím třeba brát polyvalentně. Platí zásada: nejlepší odpad je ten, který vůbec nevzniká. A to platí i u PET láhví. Pokud člověk způsobí vznik odpadní PET láhve je potřeba se k tomuto odpadu zachovat bez výjimky odpovědně. PET lahev je odpad prvotřídní kategorie, ať už jde do recyklačního procesu nebo do spalovny.

Salzig Design, Rotterdam: Temple of Trash

Recyklovat ji umíme několika možnými způsoby a její výhřevnost je podobná jako u černého uhlí. Jako sekundární materiál lze PET využít i jinak. Metodou zvlákňování vznikají z recyklátu polyesterová vlákna, z nichž se vyrábí nejen pověstné fleecové bundy ale i koberce, náplně do pohovek, spacáků a bund a jiné textilie. Z PETu můžeme vyrobit i speciální odlitky, dokonce i palubní desku u auta, která se barví na černo, neboť recyklát k tomuto účelu použitý je barevně nevytříděný. Z PETu, který je ve své přirozené podobě čirý a průsvitný, se vyrábějí desky různého druhu. Například ve Zlíně vyrábějí v továrně podložky pod židle pro všechny prodejny IKEA na světě. Ve Smržovce zase velkoformátové tabule. Tyto firmy však nepracují s recyklátem jako takovým, recyklují pouze svůj vlastní neznečištěný odpad. Z čistého recyklátu koneckonců lze vyrobit i nové PET láhve, což lépe umožňuje právě nový český vynález. Dříve to bylo možné rovněž, jen ne tak snadno a ekonomicky udržitelně.

PET, který je vyroben originálně z ropy, se může pomocí vynálezu japonského vědce Akinori Ito přeměnit zpět na směs kapalných uhlovodíků nebo odebrat v mezistupni jako technický olej. Tento vynález je také ovšem dosud prakticky nepoužitelný pro svou ekonomickou nevýhodnost. PET materiál nás obklopuje v blízkém i širokém životním prostoru a lahev je jen jednou z jeho nejviditelnějších podob.

Zavaleni PETkami

PET lahev je nejviditelnější mimo jiné také proto, že jich je hodně. Kolik jich denně vzniká? V ČR? V Evropě? Na světě? Byli jsme se podívat ve výrobní hale nejmenované společnosti. (Láhve vyrábějí jak specializované obalové firmy, tak firmy produkující obsah: pivo, minerálku, limonády.) Chtěli jsme pozorovat výrobu. Pouhým okem to ale nebylo možné, neboť linka osazená 16 formami produkovala 24 000 láhví za hodinu a ty z ní doslova prýštily. V Čechách statistiky uvádějí produkci asi tři miliony PET láhví denně. A celosvětově? Spojené státy produkují 1500 láhví za sekundu, což teprve Čína?

S láhvemi umíme zacházet, umíme je recyklovat i spalovat, ale to všechno nestačí, protože jich naše civilizace denně vyprodukuje opravdu mnoho. Je třeba spolupracovat — jak, pokud jde o chování jedince, tak zapojením všech možných oborů lidské činnosti do výzkumu a procesu zpětného odběru a zpracování. Proto vzniká tolik ekologických sdružení, aktivit, iniciativ. Ty si kladou za cíl výchovu ke společenské odpovědnosti směrem k zacházení s odpady od raného věku.

PETky v architektuře

A teď už se konečně dostaneme k tomu druhému fenoménu. Jedním z oborů, ze kterého konkrétně chceme ze svého místa přispět, je architektura, stavitelství. V roce 2009 jsme založili na FA ČVUT Experimentální atelier, který se — inspirován Michaelem Reynoldsem — začal profilovat jako atelier architektury z odpadu. Po dalším roce se z odpadu obecně stala hlavním tématem PET lahev, jakožto symbol nejnezničitelnějšího a nejrozšířenějšího odpadu, který se běžně v architektuře nezpracovává. Taková byla naše domněnka, s níž jsme naivně s představou průkopníků vedli své studenty k projektům s nádechem podpory společenské uvědomělosti. Minulý rok jsme začali pátrat po již realizovaných příkladech, které bychom studentům ukázali jako inspiraci. Internet na nás vychrlil mnoho větších či menších příkladů architektury z PET láhví. Nemám na mysli příklady lidové tvořivosti, jako jsou skleníky a větrníky proti krtkům, nýbrž opravdovou architekturu: tvarově rozmanité stavby s intelektuálním přesahem.

Práce v Experimentálním ateliéru FA ČVUT 

Z příspěvků jsme sestavili malou knihu, kde jsme ukázali, že PET láhve se mohou využít i v takových oborech jako je architektura nebo design, a našli jsme nemálo příkladů od hravých výtvarných projektů až po nádrže na pitnou vodu, které mohou zachraňovat lidské životy. Našli jsme drahé interiérové návrhy dělících zdí a realizace náročných pavilonů z PET láhví stejně jako objekty vyrobené téměř zadarmo. Je zajímavé, že je toto téma vyhledáváno nejen studenty a učiteli, začínajícími designéry, ale také renomovanými architekty.

Od experimentálních pokusů se dostáváme k časem prověřeným stavbám a stavebním principům. Stojí za povšimnutí, že realizace staveb z PET láhví, které jsme našli, jsou rovnoměrně rozmístěny po celém světě: v Severní i Jižní Americe, v Asii, Evropě i Africe. Dokonce ani nehraje roli podnebí, i když PET stavby k bydlení se většinou nacházejí v oblastech tropických nebo subtropických.

Vnímáme tuto dobu jako začátek éry PET cihly, neboť architekti si začínají PET láhve všímat a vnímat ji jako potenciální zdroj stavebního materiálu a inovace v designu. Existuje řada důvodů, proč se PET lahev stává fenoménem i v oborech, s nimiž na první pohled nesouvisí. Je zde environmentální tlak na všechny obory lidské činnosti, v některých oblastech světa je nedostatek stavebního materiálu. Je zde také zvědavost a v neposlední řadě touha po penězích, reklama...

Po seznámení s programy organizací a hnutí jako je Pura Vida nebo Hug It Forward je nám jasné, že architektura (z PET láhví) je tu jen viditelným kouskem obrovského rance sociálních problémů. Jen kouskem ledovce v moři chudoby a strádání. Pro lidi žijící ve Střední Americe je odpad jedinečným zdrojem stavebního materiálu a PET láhve jsou jedním z nejcennějších artiklů, který v těchto oblastech umožňuje zvýšení životní úrovně. Z lidí žijících na skládce se stávají stavitelé! Místo odhazování odpadu se jej učí využívat ve svůj prospěch. Tato aktivita, kterou podporují zmíněné i jiné organizace, spojuje čištění životního prostředí s budováním sociálních zařízení a staveb, ale hlavně s vytvářením vztahů a systému ekologického vzdělávání v komunitách jinak deptaných chudobou.

Studio KCA, New York: Head in the Clouds

V zemích které netrpí chudobou, vyrůstají pavilony a domy z PET láhví jako symbol občanského postoje k otázce produkce plastového odpadu. Tyto pavilony se snaží ukázat množství vyhozených plastů a apelovat na lidské chování v tomto ohledu. Designéři ovšem nalezli při vytváření hromad odpadu i skrytou krásu. Pavilony vytvořené z PET láhví většinou září do noci barevnými světly, vrhají blyštivé odlesky, lze z nich vytvářet podivuhodné stavby.

Jiná strategie ve využívání PET láhví v architektuře je jejich pravá recyklace a transformace ve speciální stavební jednotku, která může, ale již nemusí plnit funkci láhve. Architekti na Tchaj-wanu a ve Švýcarsku vymysleli nový typ láhve, která může díky svým zámečkům sloužit i jako cihla. Tyto láhve lze naplnit pitnou vodou, hlínou nebo také obyčejným vzduchem. Poté, co splní svou primární funkci, mohou sloužit v oblastech postižených nesnázemi i jako obyčejné cihly. Anebo do nich může být zavedena LEDková žárovka a stanou se z nich prvky osvětlení.

Budeme rádi, pokud jsme ve čtenáři zasadili semínko zvědavosti a naděje — a pokud tu další (od)hozenou rukavičku v podobě PET láhve třeba zvedne.

::


[1] Antimony leaching from polyethylene terephthalate (PET) plastic used for bottled drinking water., Westerhoff P., Prapaipong P, Shock E, Hillaireau A., via PubMed 

[2] Např. studie ústavu pro energetický a environmentální výzkum — Institut für Energieund Umweltforschung (IFEU) — v Heidelbergu, zadaná sdružením výrobců plastových obalů Industrievereinigung Kunststoffverpackungen (IK), ve srovnání se studií asociace producentů vod Genossenschaft Deutscher Brunnen z roku 2008. 

a dále: Case Study: CSD Beverage Package Performance in Europe. Quantifying Environmental Impacts of Carbonated Soft Drink (CSD) Packaging, Comparing the Total Environmental Impact of CSD Packaging in Europe 

[3] Recycling versus incineration: an energy conservation analysis, Jeffrey Morris, Journal of Hazardous Materials 

[4] Hájek M., Sobek J., Brustman J., Veselý V., Drahoš J.: Způsob chemické depolymerace odpadního polyethylentereftalátu

 
 
© 067, s.r.o.
Děkujeme všem platícím čtenářům! Umožňují nám a našim autorům vytvářet 067 tak, jak dovedeme nejlépe.