科学者たちは、より安く、より持続可能な住宅を建設するために、これまで誰もが想像もしなかったような資源を駆使している。それは、赤ちゃん用の使用済み紙おむつだ。
世界中で年間約200億枚の使用済み紙おむつが埋立地へと運ばれている。廃棄後、水や土壌に有害な化学物質を放出し、分解に何世紀もかかることもある。しかし、日本の北九州市立大学の研究者は、使用済み紙おむつが持続可能な新しい用途を持つ可能性があると述べている。この新しい研究は、学術誌『Scientific Reports』に掲載された。
砂は世界で最も使用されている建築材料だ。砂はありふれており、無尽蔵にあるように思うかもしれないが、実は、この重要な資源は過剰採掘によって不足しつつある。現在、世界中の科学者たちが、一般的な建築材料に代わる、新たな持続可能な代替品について研究している。世界的な人口増加、天然資源の枯渇、手頃な価格の住宅を求める人々の増加に伴い、これは急務となっている。
研究チームは、使用済みの紙おむつを細断・洗浄しても、家を支えるための強度が保たれることを突き止めた。そして最終的に、この革新的なソリューションは、包括的なリサイクルプログラムがない低・中所得国において、ゴミの山の軽減に繋がる可能性を秘めている。
コンクリートで紙おむつをリサイクルする研究が行われたのは、今回が初めてではない。2017年のことだが、Indian Journal of Science and Technologyは、オムツに含まれる、濡れると「ゲル状になる」高吸水性ポリマーを利用し、コンクリートの粘性を改善したマレーシアの研究からの好結果を報告している。今回の北九州市立大学の研究では、建物の耐力構造用など、コンクリートの品質を向上させるために必要なおむつの割合を算出した。
北九州市立大学のSiswanti Zuraida博士らによるチームは、紙おむつを洗浄、乾燥、破砕し、コンクリートやモルタルの標準的な材料である砂、セメント、砂利、水と混ぜ合わせ、コンクリートとモルタルのサンプルを作成した。さらに、オーガニック素材が衛生的なリスクをもたらさないよう、工業用洗浄剤によく使われる化学物質を混ぜて処理した。
これらのサンプルは、その後28日間養生された。紙おむつ廃棄物の割合を変えた6つのサンプルについて、どれくらいの圧力までなら壊れないかを測定した。そして、インドネシアの建築基準に適合した間取り36平方メートルの住宅を建設するために必要な、さまざまな建材の中で紙おむつに置き換えることができる砂の最大割合を算出した。
その結果、387平方メートルの住宅に使われるコンクリートやモルタルの建材に使われる砂の最大8パーセントを、紙おむつが代替できることが判明した。つまり、1軒あたり約1.7立方メートルの使用済み紙おむつを取り入れることができるのだ。
とはいえ、今後、エンジニアがオムツでマンションを作るようになるには、まだまだ課題が山積している。例えば、紙おむつ廃棄物の大規模な回収、消毒、破砕のプロセスを開発する必要がある。また、世界中の都市では、この風変わりな資材を受け入れるために、建築規制を調整する必要があるだろう。
しかし、この研究は、見過ごされがちなゴミの一種が、特に発展途上国にとっては建築の宝になる可能性があることを示唆している。
論文
参考文献
- Nature Asia: Engineering: The house that diapers built
- Le Monde: Used diapers can be turned into reinforced concrete
研究の要旨
建築資材は、インドネシアにおける低価格住宅の需要と供給に対応するために不可欠な要素の一つである。近年、特に非分解性の廃棄物については、廃棄物リサイクルの方が生態系に優しいため、多くの研究者が建築材料としてのリサイクルの開発に多くの時間と労力を費やしている。本稿では、インドネシアの建築基準に基づき、紙おむつ廃棄物を建物の構造・建築部材の複合材料としてリサイクルすることに焦点を当てます。実験結果の実施に関する幅広い視点を提供することに加え、設計シナリオは、間取り面積36m2の低コストの住宅の建設で構成されています。実験の結果、紙おむつ廃棄物を建築物の複合材料として使用する場合、構造部材に最大10％、非構造・建築部材に最大40％の利用が可能であることが判明しました。また、プロトタイプの住宅では、36m2の住宅面積に対して1.73m3の紙おむつ廃棄物を削減・利用できることが明らかになった。
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