Ankara Döngüsellik Merkezi

United Circles’ın Türkiye uygulaması, inşaat ve yıkıntı atıklarının yeniden yapı malzemelerine dönüştürüldüğü Ankara Döngüsellik Merkezi etrafında şekillenmektedir. Bu uygulamanın temel hedefi, yıkılan bir yapıdan çıkan farklı malzemelerin mümkün olan en yüksek oranda geri kazanılması ve aynı değer zinciri içerisinde yeni bir yapının üretiminde kullanılmasıdır.

İnşaat ve yıkıntı atıkları oldukça heterojen bir yapıya sahiptir. Beton, çimento pastası, doğal taş, tuğla, seramik, ahşap, metal, plastik ve yalıtım malzemeleri çoğu zaman birbirine karışmış halde bulunmaktadır. Bu malzemelerin yalnızca kaba mekanik yöntemlerle ayrılması, sonraki üretim süreçlerinin talep ettiği saflık ve kalite seviyesine ulaşmak için yeterli olmayabilir.

Bu nedenle Ankara’daki değer zincirinin başarısı; atığın doğru şekilde hazırlanmasına, içerisindeki malzemelerin güvenilir biçimde tanımlanmasına ve her fraksiyonun uygun üretim sürecine yönlendirilmesine bağlıdır. Minomad’ın proje kapsamındaki temel görevi, bu kritik ayrıştırma altyapısını geliştirmektir.

Minomad’ın Akıllı Ayrıştırma Çözümü

Minomad’ın geliştirdiği çözüm, mekanik malzeme hazırlama, serbestleştirme, yüzey temizleme, sensörlerle malzeme tanımlama, otomatik sınıflandırma ve ayrıştırma aşamalarını bir araya getiren entegre bir proses yaklaşımına dayanmaktadır.

İnşaat ve yıkıntı atıkları öncelikle kontrollü mekanik işlemlerden geçirilerek sensörlü ayrıştırmaya uygun boyut ve yüzey özelliklerine getirilecektir. Döner kırıcı ve atrisyon temelli hazırlama aşamaları, birbirine bağlı malzemelerin serbestleşmesine, beton yüzeylerindeki çimento pastasının ayrılmasına ve sensörlerin daha kararlı bir besleme üzerinde çalışmasına yardımcı olacaktır.

Hazırlanan malzeme daha sonra X-Işını Geçirgenliği (XRT) tabanlı çok sensörlü ayrıştırma sistemine beslenecektir. XRT teknolojisi, malzemeleri X-ışını soğurma ve yoğunluk farklılıklarına göre tanımlayarak dışarıdan birbirine benzeyen fakat iç yapıları farklı olan parçaların ayrılmasını sağlar. Böylece beton, doğal taş, tuğla, seramik, ahşap ve metal gibi farklı malzemeler yalnızca renk veya yüzey görünümüne bağlı kalmadan sınıflandırılabilir.

Geliştirilmesi hedeflenen sistem mimarisinde XRT teknolojisinin yanı sıra tamamlayıcı sensörlerden de yararlanılacaktır. X-Işını Floresans (XRF) teknolojisi malzemelerin elementel bileşiminin belirlenmesini desteklerken, Yakın Kızılötesi (NIR) ve hiperspektral görüntüleme teknolojileri polimer, ahşap ve diğer organik bileşenlerin spektral özelliklerine göre tanımlanmasına katkı sağlayacaktır.

Farklı sensörlerden elde edilen verilerin birlikte değerlendirilmesi, malzemelerin daha hassas şekilde sınıflandırılmasını ve değişken atık bileşimlerine göre ayırma parametrelerinin optimize edilmesini mümkün kılacaktır. Minomad’ın entegre sistem çözümüyle ayrıştırma performansının yüzde 90’ın üzerine taşınması ve sonraki üretim aşamaları için daha temiz, kararlı ve izlenebilir ikincil hammaddeler elde edilmesi hedeflenmektedir.

Beton Atığından Geri Dönüştürülmüş Agrega ve Çimento Hammaddesi

Minomad’ın geliştirdiği sistemin en önemli çıktılarından biri, beton atıklarının geri dönüştürülmüş agrega ile hidrate çimento pastası bakımından zengin fraksiyonlara ayrılmasıdır.

Geri kazanılan agrega, uygun kalite kontrollerinin ardından yeniden yapı malzemesi üretiminde kullanılabilecektir. Hidrate çimento pastası bakımından zengin fraksiyon ise hızlandırılmış karbonatlaştırma prosesine yönlendirilecektir. Bu işlem sırasında CO₂, çimento pastasının mineral yapısına kimyasal olarak bağlanırken düşük karbonlu çimento üretiminde kullanılabilecek yeni bir hammadde elde edilmesi hedeflenmektedir.

Bu yaklaşım, bir taraftan atık içerisindeki mevcut çimento içeriğinin yeniden değerlendirilmesini sağlarken diğer taraftan yeni klinker ve doğal agrega ihtiyacının azaltılmasına katkıda bulunacaktır. Böylece hem yeni hammadde çıkarılmasından hem de yüksek sıcaklıkta klinker üretiminden kaynaklanan enerji tüketimi ve karbon emisyonları düşürülebilecektir.

Ayrıştırılan diğer malzemeler de kendi özelliklerine uygun ileri dönüşüm süreçlerine yönlendirilecektir. Atık ahşap, çimento esaslı yonga levha üretiminde; poliüretan esaslı yalıtım malzemeleri ise ileri geri dönüşüm teknolojileriyle yeni yalıtım ürünlerinin üretiminde değerlendirilecektir.

Elde edilen düşük karbonlu çimento, geri dönüştürülmüş levhalar ve yalıtım ürünleri, Ankara’da inşa edilecek iki katlı 3D baskılı demonstrasyon binasında bir araya getirilecektir. Böylece bir binanın yıkımından elde edilen malzemelerin başka bir binanın temel girdilerine dönüşebileceği, gerçek ölçekli bir uygulamayla gösterilecektir.

Mineral Hammadde İşleme Uzmanlığının Döngüsel Yapıya Katkısı

Minomad, United Circles kapsamında mineral işleme alanındaki malzeme karakterizasyonu, serbestleştirme, proses tasarımı ve sensörlü ayrıştırma deneyimini inşaat ve yıkıntı atıkları sektörüne taşımaktadır.

Geliştirilen sistem, atıkları yalnızca beton, ahşap, metal veya plastik gibi genel gruplara ayırmayı değil; her bir malzemeyi son kullanıcı proseslerinin kalite gereksinimlerine uygun ikincil hammaddelere dönüştürmeyi amaçlamaktadır. Bu yönüyle Minomad’nın çözümü, atık yönetimi ile çimento, agrega, ahşap ürünleri ve yalıtım malzemeleri üretimi arasında teknik bir köprü oluşturmaktadır.

Proje sonucunda geliştirilecek yaklaşımın; inşaat ve yıkıntı atıklarının düzenli depolama alanlarına gönderilmesini azaltması, mevcut atık stoklarının ve deprem molozlarının yeniden değerlendirilmesini kolaylaştırması ve doğal agrega, çimento hammaddesi ile diğer birincil kaynaklara duyulan ihtiyacı düşürmesi beklenmektedir.

Aynı zamanda sistemin belediyeler, geri dönüşüm tesisleri ve yapı malzemesi üreticileri tarafından uygulanabilecek ölçeklenebilir ve izlenebilir bir modele dönüşmesi hedeflenmektedir. Böylece Ankara’da geliştirilen teknoloji ve uygulama modeli, benzer atık yönetimi sorunlarıyla karşılaşan farklı şehirler ve sanayi bölgeleri için de örnek oluşturabilecektir.

United Circles, Avrupa Birliği Horizon Europe Programı kapsamında 101178798 numaralı Hibe Sözleşmesi ile desteklenmektedir.