На все случаи жизни
Инновационные решения повторного использования отходов упаковки в гуманитарных миссиях
Innovative solutions for reusing packaging waste materials in humanitarian logistics
Влияние отходов упаковки на окружающую среду порой становится неконтролируемым, что, в свою очередь, приводит к необходимости пересмотра способов повторного использования и переработки этих материалов. Такая концепция очень важна в гуманитарной цепочке поставок в связи с огромной массой упаковки, в которой грузы доставляются в страны, пострадавшие от стихийных бедствий. А плохие условия делают практически невозможным рациональное управление потоками отходов. Цель этого исследования – предложить подход и возможные решения для снижения вредного воздействия на окружающую среду отходов упаковки и в то же время помочь людям, пострадавшим от стихийных бедствий. Исходя из анализа имеющихся материалов, было разработано несколько решений по повторному использованию и рециркуляции упаковки, а также совместно с Лабораторией Склада гуманитарной помощи Организации Объединенных Наций (СГПООН – UNHRD-Lab) было создано и протестировано несколько прототипов. В основе этих решений лежит использование упаковочных материалов, в том числе картона, поддонов, дерева и пластика, для оказания первой помощи людям. В этом документе рассматриваются вышеупомянутые идеи и представлены процесс проектирования, результаты и некоторые качественные тесты. Результаты экспериментов позволяют с оптимизмом смотреть на будущую имплементацию этих решений на местах в лагерях людей, пострадавших от стихийных бедствий.
1. Вступление
Упаковка является неотъемлемой и значительной частью материалов, с которыми человек сталкивается каждый день. Ее функции, аспект и роль меняются благодаря инновациям упаковываемых продуктов и разнообразных процессов. Упаковочные материалы, ко всему, проходят цепочку поставок в качестве самостоятельной продукции. Более того, они отвечают требованиям логистики, маркетинга и безопасности в процессе упаковки, хранения, перемещения и транспортировки товаров. В литературе классифицируются следующие функции упаковки:
- защита качества и свойств товара во время транспортировки;
- защита окружающей среды от возможных загрязнений, вызванных товаром;
- передача информации и бренд-коммуникации, подталкивающей клиентов к выбору конкретного продукта;
- сокращение уровня порчи продукции.
Среди слабых сторон, связанных с массовым использованием упаковочных материалов, можно выделить их воздействие на окружающую среду, а также количество выбросов CO2 и прочих загрязняющих окружающую среду веществ, получаемых в результате их сжигания и захоронения. Соответственно, рынку было предложено смягчить эти экологические проблемы, разработав упаковку с использованием устойчивых материалов и экспериментируя с новыми моделями и методами упаковки. Также важно изучить новые стратегии и подходы к оптимизации обработки отходов упаковки для повышения глобальной устойчивости.
Устойчивость в обращении с отходами упаковки должна соответствовать наиболее часто используемому определению устойчивого развития, которое было впервые предложено «Комиссией Брундтланд»1 в 1987 году и звучит как «развитие, которое отвечает потребностям настоящего, не ставящее под угрозу возможность удовлетворения своих потребностей будущими поколениями». Это определение включает рассмотрение трех принципов устойчивости, а именно экономических, социальных и экологических. Это связано с «моделью трех P» 2: люди (из развивающихся стран), планета (экосистема) и процветание (равный рост). С этой точки зрения отходы упаковки должны считаться не мусором, а материалом с потенциалом, который нужно повторно использовать или перерабатывать при вторичном жизненном цикле.
Перечисленные экологические проблемы, связанные с упаковочными материалами, более очевидны в определенных цепочках поставок, таких как военные, миссии по исследованию космоса и цепи поставок, связанные с гуманитарной сферой.
Эта работа посвящена обращению с отходами упаковки в гуманитарных миссиях. Когда происходит стихийное бедствие, в районы бедствия поступает большое количество гуманитарной помощи, которая должна удовлетворить основные потребности населения. После того как продукты будут распакованы и извлечены, упаковка становится отходами, которые накапливаются в окрестностях, и/или упаковку просто разрывают на мелкие части. В результате создается мусор, отнюдь не способствующий созданию условий для устойчивого развития. Наличие альтернатив для решения этой проблемы является обязательным. У этого исследование есть две цели: (1) найти легкие и немедленно применяемые способы минимизации воздействия на окружающую среду большого количества отходов упаковки, образующихся во время чрезвычайных ситуаций, и (2) помогать людям, пострадавшим от стихийных бедствий, создавать полезные инструменты для повседневной жизни при помощи повторного использования отходов упаковки.
2. Метод и материалы
В этом разделе представлена принятая методология и исходные материалы для решения двойной проблемы переработки отходов упаковки в гуманитарных лагерях и районах чрезвычайных ситуаций, а также предоставления помощи людям, живущим в условиях крайней нищеты, которые не имеют возможности удовлетворения основных потребностей.
2.1 Метод
На рис. 1 показана методология, принятая в настоящем документе. Появляются два направления исследования. С одной стороны, это анализ существующего стандарта гуманитарной помощи, которая состоит из тонн товаров, отправляемых в районы стихийных бедствий, и которая является причиной возникновения большей части отходов упаковки. С другой стороны, это расследование и определение приоритетности основных потребностей людей, проживающих в таких районах.
2.2 Входные материалы
Согласно первому направлению исследования, мы оценили количество грузов, которые обычно отправляются гуманитарными организациями в районы проведения работ и районы, близкие к местам катастроф. В этих областях товары и оборудование хранятся, сортируются и распространяются среди людей.
В сотрудничестве с UNHRD-Lab мы провели предыдущее исследование, в котором были рассмотрены поставки в течение 2012 года, для определения набора типичных гуманитарных вспомогательных средств, а также проанализировали более 100 упаковочных листов, которые, по сути, являются списком упаковочных материалов, содержащих продукты, инструменты и прочие товары. В таблице 1 представлен результат анализа, который классифицирует упаковочные материалы в соответствии с их характером для каждого списка и процент массы упаковочного материала (PM) в общей массе брутто (GM) в последней колонке.
В целом, доля упаковки относительно общего веса перевозимых товаров составляет 10,81%, что релевантно затратам при транспортировке и позволяет выбрасывать упаковку сразу после распаковки доставляемых товаров. Тем не менее, повторное использование и переработка таких упаковочных материалов на местах представляет большой интерес как с точки зрения экономики, так и с точки зрения защиты окружающей среды. Некоторые материалы, такие как паллеты, не требуют никакой обработки и переработки для повторного использования. В свою очередь пластик и гофрокартон непригодны к повторному использованию в таком виде, в каком они оказываются после распаковки, но их можно легко переделать для создания разных предметов.
Это исследование фокусируется на гофрокартоне из картонных коробок в качестве материала для повторного использования.
2.3 Потребности беженцев
Потребности людей в гуманитарных лагерях и районах чрезвычайных ситуаций являются базовыми, поскольку они требуют только того, что важно для их выживания и повседневной жизни. В прошлых исследованиях представлены классификации потребностей, начиная от маломасштабных потребностей одного человека, переходя к среднемасштабным потребностям малых групп людей, таких как семья, и заканчивая крупномасштабными потребностями больших групп, таких как сообщества, проживающие в одной области. На всех этих уровнях решения имеют большое значение для обеспечения приемлемых условий жизни, предотвращения рисков для здоровья, сохранения жилых помещений и создания основы для возобновления нормальных условий жизни.
Это исследование нацелено на мало- и среднемасштабные уровни. Здесь представлены и проверены основные прототипы, которые полезны для таких действий в повседневной жизни отдельных людей и семьи, как перемещение предметов, сон, сидение, прогулка и т. д. Раздел 3 подробно описывает эти решения, которые мы задумали и в сотрудничестве с UNHRD-Lab.
3. Создание прототипов из отходов упаковки
Картон является одним из наиболее распространенных материалов в упаковке гуманитарных товаров (см. табл. 1).
5-слойный гофрокартон – это прочный легковесный материал, который легко резать и обрабатывать. Таким образом, его можно использовать для получения различных типов изделий даже при помощи самых простых инструментов и без специальных навыков. Все эти факторы сделали гофрокартон идеальным объектом для исследования.
3.1 Картонный рюкзак
Люди, живущие в лагерях для пострадавших от стихийных бедствий, часто сталкиваются с необходимостью преодолевать значительные расстояния для пополнения запасов еды или других продуктов повседневного применения. Как правило, у них нет необходимого транспорта для транспортировки пищевых продуктов и других предметов. Поэтому мы начали с создания прочного рюкзака из использованных картонных коробок.
Рис. 2 демонстрирует возможный дизайн подобного рюкзака. Используя предлагаемый дизайн и поддерживая те же соотношения размеров, можно создать рюкзак с соответствующей емкостью и полезной нагрузкой. Сделать этот рюкзак довольно просто, ко всему, он разработан с учетом воспроизводимости. Его конструкция не требует сложных инструментов, так как для создания рюкзака нужны лишь ножницы, обычный нож и небольшая клейкая лента. Чтобы помочь людям, которые живут в лагерях гуманитарных беженцев, можно добавить клейкую ленту в наборы пересылаемой им помощи, чтобы они могли изготовить рюкзак, как представлено выше. На рис. 3 показан картонный рюкзак, который был сделан из повторно использованной упаковки от кухонного гарнитура. Такая упаковка обычно отправляется в районы чрезвычайных ситуаций.
Пробные образцы картонных рюкзаков были протестированы в отношении грузоподъемности, ударов и повреждений как в Лаборатории промышленной инженерии Университета Болоньи, так и в UNHRD-Lab. Результаты тестов – позитивные. Рюкзак имеет хорошую емкость и отличную полезную нагрузку. Например, рюкзак на рисунке 3 может хранить 12 литров и выдерживать до 20 кг полезной нагрузки в течение длительного времени в динамической среде. Испытания на разрывную прочность показывают, что картонный рюкзак выходит из строя при средней загрузке 32,4 кг. Это неожиданно высокий результат из-за того, что материал рюкзака является повторно используемым.
3.2 Картонная кроватка
В лагере гуманитарных беженцев всегда есть множество младенцев, которым необходимы особые предметы, такие, например, как колыбель. Для этих целей была разработана конструкция прототипа картонной детской кроватки (рис. 4) с простой структурой, использующей совместный (стыковой, соединенный) каркас. Размеры колыбели могут быть изменены в зависимости от возраста и размера ребенка.
На обычной картонной коробке рисуются и вырезаются два изголовья и две другие прямоугольные стороны колыбели. После прикрепления четырех сторон кроватки вырезается другая прямоугольная коробка, которая монтируется поперечно, становясь самодельным картонным матрасом. На рис. 5 показана готовая картонная кроватка.
Тесты картонной кроватки показали, что она выдерживает нагрузку до 15 кг. Испытания на разрывную прочность показывают, что каркас картонной кроватки выдерживает нагрузки до 22,6 кг.
3.3 Картонные шлепанцы
Очень часто люди, находящиеся в лагере гуманитарных беженцев, испытывают острый недостаток в какой бы то ни было обуви. Для решения этой проблемы нами были разработаны две версии простейших шлепанцев из картонных коробок. Изначально использовался один слой картона с нарисованным на нем контуром стопы. Для создания верхнего крепления использовалась нарисованная и вырезанная заранее полоска гофрокартона. Она крепилась к основе при помощи клейкой ленты. Коричневая клейкая лента обеспечивает шлепанцам устойчивость, а также, покрывая их полностью, делает шлепанцы в определенной мере водостойкими. На рис. 6 показана эта версия.
В более поздней версии использовался двойной слой гофрокартона, что позволило достичь большей прочности. Было принято решение использовать два зеркальных отпечатка ноги на картоне. Точно так же, как и в первой версии, в качестве крепления использовалась нарисованная и вырезанная заранее полоска гофрокартона, примотанная клейкой лентой, которой впоследствии шлепанцы обматывались полностью. На рис. 7 показана эта версия.
Более того, для достижения большего комфорта к нижней части шлепанцев можно приклеивать дополнительные слои гофрокартона, используя при этом все ту же коричневую клейкую ленту. Картон отлично подходит для этих целей, так как его гофрированная структура способна адаптироваться к ноге и к поверхности земли.
3.4 Картонный стул
Еще один полезный объект из гофротары, который помогает людям в их повседневной жизни, – это небольшой стул. Во-первых, две крышки были созданы при помощи наложения друг на друга круглых картонных слоев. После этого делался цилиндр из картона такого же диаметра, что и крышки, обеспечивая высоту. Наконец, последняя картонная труба препятствовала коллапсу стула. На рис. 8 показаны эти компоненты, а именно две крышки, цилиндр и трубка вместе с собранным изделием.
Тесты показали, что человек весом 80 кг может до 500 раз безопасно садиться и сидеть на стуле.
4. Выводы и будущие исследования
В последнее время вопросы упаковки и роста ее функциональности стали еще более актуальными в свете инноваций и новых ожиданий в сфере упаковочных материалов и методов. В соответствии с концепцией многофункциональной упаковки логистика, маркетинг и устойчивость являются основными функциями, которые упаковка должна выполнять, интегрируя их. В то же время воздействие материалов упаковки и ее отходов на окружающую среду возросло из-за количества и качества таких материалов. Повторное использование и переработка упаковки в цепочке поставок являются фундаментальными, особенно в некоторых случаях, таких как гуманитарные миссии.
Представленное исследование предлагает несколько методов для оптимизации переработки упаковки, эксплуатационный цикл которой завершился после использования в зонах стихийного бедствия и после выполнения основной функции транспортировки и хранения. В сотрудничестве с Лабораторией Склада гуманитарной помощи Организации Объединенных Наций мы разработали и протестировали несколько базовых вещей для повседневной жизни, включая рюкзак, кроватку, шлепанцы и стул. Эти вещи способны помочь людям, пострадавшим от стихийных бедствий, и одновременно сократить рост количества отходов упаковки. Эффективность изделий была неоднократно протестирована по основным параметрам, и результаты тестов оказались довольно обнадеживающими.
Это исследование служит отправной точкой для будущих исследований непрерывной оптимизации подходов и методологий в сфере повторного использования упаковки в цепочках поставок гуманитарной помощи. Было бы интересно проверить разработанные объекты в лагере беженцев, чтобы понять их слабые стороны и попытаться их исправить. Поскольку экспериментальные данные обнадеживают, в ближайшем будущем некоторые из этих прототипов будут отправлены на полевое тестирование.
Альберто Регаттьери Орсид, Мауро Гамбери, Марко Бортолини Орсид и Франческо Пиана, Департамент промышленной инженерии, Университет Болоньи
1 Международная комиссия по окружающей среде и развитию
(МКОСР) – называемая в честь ее главы Гро Харлем Брундтланд, норвежского общественного и политического деятеля, премьер-министра Норвегии в трех сроках в промежутке 1981–1996 годов, министра окружающей среды Норвегии в 1974–1979 годах.
2 Triple P model: people (of the developing countries), planet (the eco-systems) and prosperity (equal growth).
Материал представлен в номере журнала за 10,2018
