Bu yazıda malzeme mühendislerini yakından ilgilendiren bir konuyu ele alacağız. Aslında malzeme mühendisliğinin yetersizliği ya da ilgisizliği nedeniyle ortaya çıkan bir probleme değineceğiz de diyebiliriz. Her ne kadar konu bir atık probleminin çözümüyle ilgili olsa da, uzun vadede kalıcı çözüm ancak malzeme mühendisliğindeki gelişmelerle mümkün olabilecek. Malzeme mühendislerini ilgilendiren kısma geçmeden önce, ilk olarak tarihin en büyük temizliği nasıl gerçekleşiyor, ona bakalım.

Büyük Pasifik çöp alanının akıl almaz büyüklüğü

Okyanus akıntıları çöpleri 5 lokasyonda biriktiriyor. (Kaynak: theoceancleanup.com)

Okyanuslar sadece deniz canlılarına değil, artık maalesef çöplere de ev sahipliği yapıyor: Okyanuslardaki döngü alanları içinde oluşan çöp alanlarında biriken atık miktarı, ilk duyduğunuzda inanmakta zorlanacağınız seviyelere ulaşmış durumda. Özellikle Hawaii ve Kaliforniya arasında bulunan Büyük Pasifik çöp alanı, tüm bu birikintiler içinde en yüksek miktarda atık barındıran alan konumuna geldi (yandaki resimde 1 numaralı alan).

Mikroplastikler, 5 mm’den küçük parçacıklar olarak tanımlanıyor.

1970’li yıllardan bu yana bilim insanlarının radarında olan bu alan içinde tam olarak ne kadar çöp biriktiğini söylemek pek kolay değil: Çünkü bu alanda biriken plastik atık, kendi orijinal formunu muhafaza ederek değil, parçalanmış halde ve minik parçacıklar halinde, mikroplastik yapısında bulunuyor. O nedenle yukarıdan, örneğin uçakla baktığınız zaman, bu alanı çıplak gözle tespit edebilmeniz mümkün olmuyor. Bu parçacıkların miktarı alanın merkezinden uçlara doğru azalarak düştüğü için, sınırın tam olarak nerede bittiğini söylemek de zor. Ancak son yapılan değerlendirmeler sonucunda, bu girdapta biriken çöp miktarının 80.000 tonu bulduğu, yaklaşık 1,8 trilyon parçacık içerdiği ve yüzey alanının da 1,6 milyon km2 düzeyine ulaşmış olduğu tahmin ediliyor – ilk duyduğunuzda inanmakta zorlanacağınızı söylemiştim. Merkeze yakın konumlarda 1 km2 alan içinde 100 kg atık bulunurken, sınıra yaklaştıkça bu miktar 10 kg seviyelerine düşüyor.

Bu kadar atık nasıl temizlenir?

Tabii ki teker teker toplayarak: 2013 yılında 18 yaşındaki Hollandalı bir genç, Boyan Slat tarafından kâr amacı gütmeyen bir organizasyon yapısında hayata geçirilen The Ocean Cleanup projesi, her ne kadar ilk başta bir hayal gibi görünüyor olsa da, ilk somut adımlarını atmaya başladı.

Sistemin oldukça basit bir çalışma prensibi var: 600 metre uzunluğunda, su üzerinde yüzen kalın bir halat düşünün. Bu yüzen kısmın altında 3 metre derinliğe inen bir de etek kısmı bulunuyor. Bu kadar basit. Yüzen kısım sistemin su üzerinde kalmasını ve plastik parçacıkların su üzerinden akıntıyla kaçmasını engelliyor. Alttaki etek kısmı ise su altındaki parçacıkları tutuyor.

Ocean Cleanup sistemi (Kaynak: theoceancleanup.com)

Bu sistemi hareket ettiren her hangi bir gemi ya da motor yok: Sistem su üzerinde dalgaların hareketi ile ilerliyor. Suyun üzerindeki hareket hızı, suyun altındaki atık parçacıkların hareket hızından daha yüksek olduğu için, dalgaların hareketiyle ilerleyen sistem su altındaki atık partikülleri toplayarak ilerleyebiliyor. Sistemin topladığı atıklar belli aralıklarla bir gemi yardımıyla toplanıp okyanustan uzaklaştırılıyor. Çok basit bir düşünce, ama bir o kadar etkili bir çözüm.

Tam anlamıyla fonksiyonel olabilmesi için bir filo olarak faaliyete geçecek olan bu projenin ilk adımında şimdilik tek bir sistem çalıştırılıyor. Büyük Pasifik çöp alanındaki atık miktarını 5 yıl içinde yarıya indirmesi beklenen bu projenin ilk adımında faaliyete geçen bu tek sistemin, senede 50 ton atık temizleyecek kapasitede olduğu belirtiliyor.

Konunun malzeme bilimi açısından önemi

Aslında oldukça açık: Atık problemin kalıcı çözümü için atıkları temizleyecek sistemler tasarlamak yerine, bu atıkların hiç oluşmamasını sağlamamız gerekiyor. Ancak bugün geldiğimiz noktada geriye dönük böyle bir tasarımın yapılabilmesi elbette mümkün değil. Yıllar içinde üretilen atığı bu tür çözümlerle toplamak zorundayız. Ama bugünden itibaren üretmeye devam ettiğimiz atıkla nasıl başa çıkacağız diye baktığımız zaman, toplamaya odaklanmak yerine, bu atığın hiç oluşmamasını sağlamak daha mantıklı bir yaklaşım.

Bunu sağlayabilmenin yolu büyük ölçüde malzeme biliminden geçiyor. Çünkü ideal olarak al-kullan-at şeklinde tarif edebileceğimiz doğrusal ekonomi yerine, atıkların tekrar kullanıma girebildiği bir döngüsel ekonomi yaklaşımına geçebilmemiz için, malzemelerin ve kullandığımız ürünlerin bu şekilde çalışabilecek yapıda tasarlanmış ve üretilmiş olmaları gerekiyor. Bahsettiğim bu yaklaşımı klasik geri dönüşüm süreçleri şeklinde algılamayın: Sadece enerjinin değil, üretilen tüm bileşenlerin %100 yenilenebilir olduğu bir döngüsel ekonomi anlayışına uygun sistemler tasarlayabilmek için, malzeme bilimcilerin bu konuya eğilmeleri ve bu düşünce içinde çalışabilecek malzemeleri ve üretim süreçlerini tasarlamaları gerekiyor.

Döngüsel ekonomi yazı serisi başlıyor

İlerleyen günlerde Mühendishane’de döngüsel ekonomi üzerine bir yazı serisine başlayacağım. Okumakta olduğunuz bu yazıyı, aslında bu serinin ilk adımı olarak da değerlendirebilirsiniz. Türkiye’nin gündemine henüz pek girmeyen bu konunun, ilerleyen yıllarda oldukça sık önümüze geldiğine ve bazı açılardan dayatmalar şeklinde kendini gösterdiğine tanıklık edeceğimize inanıyorum. O nedenle önümüzdeki günlerde yayımlanacak bu yazıları özellikle genç malzeme mühendislerine öneriyorum.

Tekrar konumuza dönecek olursak, The Ocean Cleanup projesi hakkında ayrıntılı bilgi için theoceancleanup.com adresini ziyaret edebilir, ya da sosyal medya hesaplarından projenin güncel durumunu takip edebilirsiniz.

Yazar hakkında

Arda Çetin

Mühendishane içeriği Arda Çetin tarafından hazılanıyor. Ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.