Μεγάλο μειονέκτημα των σύνθετων προϊόντων ξύλου είναι οι κίνδυνοι για την υγεία, που προέρχονται από τις συγκολλητικές προσμίξεις που περιέχουν. Συντίθενται όλα, από ξυλοτεμάχια διαφόρων μεγεθών, μεγάλων διαστάσεων στο επικολλητό ξύλο, μέχρι ελάχιστων, μορφής πριονιδιού ή σκόνης, στο MDF, που συγκολλούνται μεταξύ τους. Οι κόλλες που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι ισχυρές, γιατί καθορίζουν τις μηχανικές αντοχές και πολλές από τις χρηστικές ιδιότητες των τελικών προϊόντων.
Κόλλες
Οι κόλλες που χρησιμοποιούνται είναι ισχυρές συνθετικές ρητίνες, πολυμερή φαινόλης, ουρίας, φορμαλδεΰδης, μελαμίνης και ισοκυανικών ενώσεων:
- Ρητίνες ουρίας – φορμαλδεΰδης (UF). Χρησιμοποιούνται περισσότερο από όλες τις άλλες ρητίνες εξαιτίας του χαμηλού τους κόστους και της ταχείας σκλήρυνσης. Εκπέμπουν με την πρόοδο της σκλήρυνσης τους φορμαλδεΰδη.
- Ρητίνες φαινόλης – φορμαλδεΰδης (PF). Είναι ανθεκτικότερες, σε σύγκριση με τις (UF), όμως σκληρύνονται αργά, έχουν υψηλότερο κόστος και γιαυτό αποφεύγονται από τους παραγωγούς. Είναι ανθεκτικές στο νερό και σε διόγκωση εξαιτίας υγρασίας. Η ποσότητα ρητίνης, που απαιτείται για τη συγκόλληση των τεμαχίων ξύλου με (PF) είναι σημαντικά μικρότερη από ότι στη συγκόλληση με (UF) και έτσι τα προϊόντα απορροφούν και εκπέμπουν λιγότερη φορμαλδεΰδη. Η φαινόλη είναι εξαιρετικά τοξικό παράγωγο του βενζόλιου (περισσότερα).
- Ρητίνες μελαμίνης – ουρίας – φορμαλδεΰδης (MUF). Χρησιμοποιούνται σε προϊόντα που απαιτείται να είναι ανθεκτικά σε διόγκωση, όπως τα κόντρα πλακάζ θαλάσσης. Εκπέμπουν φορμαλδεΰδη.
- Πολυμερή ισοκυανικών ενώσεων (PMDI). Χρησιμοποιούνται για προϊόντα ξύλου υψηλών απαιτήσεων αντοχής σε υγρασία και στο νερό. Είναι ακριβά, δεν εκπέμπουν φορμαλδεΰδη, όμως κατά την καύση τους παράγεται υδροκυάνιο, όπως στα προϊόντα πολυουρεθάνης.
- Ρητίνες πολυουρίας. Η πολυουρία δεν έχει σχέση με τη φυσική ουρία. Είναι πολυμερές προσθήκης ισοκυανικών ενώσεων και αμινών (πολυουρεθάνες) με μοριακή δομή όμοια με αυτή της ουρίας. Θεωρείται ακίνδυνη, επειδή αντιδρά δύσκολα με άλλες χημικές ενώσεις, τα ισοκυανιούχα συστατικά της είναι ισχυρά δεσμευμένα στο πολυμερές, δε διαλύεται σε οξέα και βάσεις και δεν εκπέμπει φορμαλδεΰδη. Κατά την καύση της όμως παράγεται υδροκυάνιο.
Φορμαλδεΰδη
Όλες οι ρητίνες που περιέχουν φορμαλδεΰδη την απελευθερώνουν στον αέρα. Η φορμαλδεΰδη είναι άχρωμο και άοσμο αέριο, επικίνδυνο για τον άνθρωπο. Σε μεγάλες ποσότητες μπορεί να γίνει θανατηφόρο. Σε μικρές ποσότητες προσβάλει το ΚΝΣ (Κεντρικό Νευρικό Σύστημα), με συμπτώματα που ξεκινούν από πονοκεφάλους, ιλίγγους, κνησμό στα μάτια και κλιμακώνονται.
Η ανησυχία για την επικινδυνότητα της φορμαλδεΰδης οδήγησε σταδιακά σε έρευνες και στο χαρακτηρισμό της. Η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (EPA, US Environmental Protection Agency) τη χαρακτήρισε το 1987, ως «πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο». Η Διεθνής Υπηρεσία για την Έρευνα του Καρκίνου (ΙΑRC, IARC – INTERNATIONAL AGENCY FOR RESEARCH ON CANCER) τη χαρακτήρισε, το 1995, επίσης ως «πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο». Την ανακατέταξε το 2004, μετά από περισσότερες έρευνες, σε «γνωστό καρκινογόνο για τον άνθρωπο», που συνδέεται με καρκίνο της ρινικής κοιλότητας, του φάρυγγα και πιθανόν με λευχαιμία (περισσότερα).
Ο βαθμός της βλάβης που μπορούν να προκαλέσουν οι εκπομπές φορμαλδεΰδης συνδέεται άμεσα με το βαθμό συγκέντρωσής τους σε εσωτερικούς χώρους. Βασικές δυσκολίες για τον καθορισμό των ορίων επικινδυνότητας είναι:
- Τα επιτρεπόμενα όρια ορίζονται για χώρους εργασίας, δηλαδή για έκθεση οκτάωρη ανά ημέρα και πενθήμερη ανά βδομάδα. Δεν ορίζονται όρια για χώρους κατοικίας, όπου η έκθεση είναι διαρκής, μόνιμη και αφορά άμεσα και τα παιδιά, δηλαδή μικρούς ευαίσθητους οργανισμούς.
- Δεν είναι εύκολο να διαπιστωθεί, ποιές είναι συνήθως οι συγκεντρώσεις φορμαλδεΰδης σε χώρους κατοικίας, σε σχολεία και σε γραφεία, όπου μεγάλο μέρος του εξοπλισμού είναι κατασκευασμένο από σύνθετα προϊόντα ξύλου. Είναι δυνατό μόνο με παρακολούθηση, συστηματικές μετρήσεις και έρευνα.
- Είναι δύσκολο να διαπιστωθεί, ποιά είναι η συνέργεια των εκπομπών φορμαλδεΰδης με άλλες πτητικές τοξικές ενώσεις που υπάρχουν στον αέρα των εσωτερικών χώρων και σε ποιο βαθμό η σύνθεσή τους επιβάλει ενδεχομένως πολύ χαμηλότερα επιτρεπόμενα όρια για την κάθε μία από αυτές. Είναι εφικτό μόνο με συστηματικές μετρήσεις και ανάλογη έρευνα.
Οι ίδιες δυσχέρειες στον καθορισμό ελάχιστων επιτρεπόμενων ορίων ισχύουν και για όλα τα άλλα υλικά που παράγουν τοξικές εκπομπές, ακόμη και εάν οι συγκεντρώσεις του καθενός από αυτά θεωρούνται γενικά μικρές ή ασήμαντες.
Η σχετική έρευνα αναστέλλεται όχι απλά επειδή απαιτεί σημαντικά κονδύλια και επένδυση ερευνητικού δυναμικού, αλλά και γιατί συγκρούεται με αντίθετα συμφέροντα της χημικής βιομηχανίας και της βιομηχανίας του ξύλου. Δεν είναι άλλωστε τυχαίο, ότι η διαφήμιση των περισσότερων προϊόντων προβάλει τα χρηστικά τους χαρίσματα, ενώ αποκρύπτει συστηματικά τα υλικά που περιέχουν, τη χημική τους σύσταση και τις επιπτώσεις τους στην υγεία.
Η επίσημη αναγνώριση της επικινδυνότητας της φορμαλδεΰδης ανάγκασε τη βιομηχανία παραγωγής σύνθετων προϊόντων ξύλου, να αναζητήσει λύσεις για την άμβλυνση ή την άρση του προβλήματος. Ορισμένες από αυτές τις προσπάθειες είναι:
- Μείωση της ποσότητας ρητίνης στα σύνθετα προϊόντα ξύλου ή μείωση του ποσοστού φορμαλδεΰδης στις ρητίνες.
- Προσπάθεια μείωσης των επιφανειών εκπομπής φορμαλδεΰδης στα σύνθετα προϊόντα ξύλου, με απόφραξη των πόρων τους με κεριά, βαφές και επικαλυπτικές επενδύσεις των πλάγιων επιφανειών τους. Είναι λύση εξαιρετικά αμφισβητήσιμης αποτελεσματικότητας.
- Αντικατάσταση των ρητινών φορμαλδεΰδης από ρητίνες πολυουρεθανικών συστημάτων, που στηρίζονται σε ισοκυανικές ενώσεις.
Ισοκυανικές ενώσεις
Οι οργανικές ισοκυανικές ενώσεις (ισοκυανιούχα) χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά για την παραγωγή καρβαμιδικών φυτοφαρμάκων και μιας μεγάλης ποικιλίας πολυμερών υλικών, από την οποία τα πιο γνωστά είναι οι πολυουρεθάνες
Καρβαμιδικά φυτοφάρμακα Τα καρβαμιδικά φυτοφάρμακα (π.χ. το Carbaryl, γνωστό ως Sevin) έχουν το πλεονέκτημα της ταχείας διάσπασης στο νερό, φωτοαποσύνθεσης και βιοαποδόμηση στο χώμα, είναι όμως τοξικά για τον άνθρωπο και για τις μέλισσες και ορισμένα είναι πιθανόν καρκινογόνα. Παρασκευάζονται κυρίως με βάση το ισοκυανικό μεθύλιο (MIC), άχρωμο πτητικό υγρό, δυσάρεστης πνιγηρής οσμής, δακρυγόνο, εξαιρετικά τοξικό για τον άνθρωπο.
Το 1948 διέρρευσαν στην πόλη Bhopal, στην Κεντρική Ινδία, δεκάδες τόνοι (MIC), από δεξαμενή του εργοστασίου φυτοφαρμάκων της Union Carbide Corporation (UCC). Το ίδιο βράδυ πέθαναν 3.800 άτομα (κατά άλλους 8.000). Εκτέθηκαν 500.000 άτομα, από τα οποία πέθαναν πρόωρα τα επόμενα χρόνια 15 – 20.000. Τουλάχιστον 120.000, από όσους επέζησαν, ζουν σήμερα με μόνιμες βλάβες και δεν είναι γνωστές οι γενετικές επιπτώσεις. Το «ατύχημα» του Bhopal είναι η μεγαλύτερη βιομηχανική χημική καταστροφή στην ιστορία.
Πολυουρεθάνες Οι πολυουρεθάνες παράγονται από το συμπολυμερισμό διισοκυανικών ή πολυισοκυανικών ενώσεων με πολυσθενείς αλκοόλες. Το φάσμα των πολυμερών τους είναι εξαιρετικά εκτεταμένο και περίπλοκο. Εντάσσεται στον τομέα της ονομαζόμενης «χημείας πολυουρεθάνης».
Τα προϊόντα πολυουρεθάνης έχουν μορφή:
- Υγρών συστημάτων, σκληρυνόμενων με υγρασία (πολυμερή ενός συστατικού, όπως επιστρώσεις, καλυπτικές βαφές, λάκες, βερνίκια και πολυμερή πολυουρίας
- Συστημάτων 2 συστατικών (συγκόλλησης, επικάλυψης κ.ά.)
- Υλικών υψηλής σκληρότητας
- Διαλυμάτων
- Υλικών εμποτισμού
- Στερεών υλών, όπως κοκκώδη υλικά (TPUs) ή σκόνες, που τήκονται ή διαλύονται.
Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αφρωδών υλικών (θερμομονώσεις, υλικά συναρμολόγησης), ελαστομερών (θερμοπλαστικά συνθετικά), υλικών επικάλυψης (λάκες, βερνίκια), συγκολλητικών υλικών κ.ά..
Συγκολλητικά ισοκυανικών ενώσεων Τα βασικά διισοκυανικά δομικά στοιχεία των ισοκυανιούχων συγκολλητικών είναι:
- Διισοκυανικό διφαινυλµεθάνιο (MDI) (περισσότερα
- Διισοκυανική ισοφορόνη (IPDI) (περισσότερα
- Διισοκυανικό τολουένιο (TDI) (περισσότερα
- Διισοκυανικό εξαμεθυλένιο (HMDI) (περισσότερα
Επικινδυνότητα Τα ισοκυανιούχα συγκολλητικά υλικά καθώς και οι κόλλες πολυουρεθάνης και της πολυουρίας χρησιμοποιούνται όλο και πιο συχνά στη βιομηχανία του ξύλου, για να αντικαταστήσουν τις κόλλες φορμαλδεΰδης. Προβάλλονται ως συγκολλητικά φιλικότερα προς τον άνθρωπο και το περιβάλλον.
Οι οργανικές ισοκυανικές ενώσεις, είναι εξαιρετικά δραστικές. Το μεγαλύτερο μέρος των μορίων τους δεσμεύεται, όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση του πολυμερισμού, στα μακρομόρια του πολυμερούς. Έτσι πολλά από τα συγκολλητικά υλικά τους, όπως και πολλά υλικά πολυουρεθάνης και πολυουρίας θεωρούνται χημικά αδρανή.
Όταν παραμένει όμως, ένα ποσοστό αδέσμευτων μορίων ισοκυανικών μονομερών, αυτά μπορούν να διαφύγουν στον αέρα. Η διαφυγή τους διευκολύνεται από την αύξηση θερμοκρασίας και υγρασίας (όχι πάντως σε θερμοκρασίες δωματίου).
Τα αδέσμευτα ισοκυανικά μονομερή, ιδιαίτερα τα (MDI) και (TDI), είναι εξαιρετικά ερεθιστικές ουσίες, οξείας τοξικότητας. Προσβάλουν τις μεμβράνες των κυττάρων. Προκαλούν βλάβες των βλεννογόνων της μύτης, των οφθαλμών, του γαστρεντερικού, καθώς και του αναπνευστικού συστήματος και είναι ύποπτες πρόκλησης καρκίνου. Ορισμένες, όπως η (IPDI) και το (TDI), μπορεί να γίνουν, κατά την εισπνοή τους, ακόμη και θανατηφόρες.
Η επικινδυνότητα των ισοκυανιούχων συγκολλητικών (όπως και άλλων προϊόντων) είναι δεδομένη:
- Κατά τη διαδικασία παραγωγής τους, ιδιαίτερα για τους εργαζόμενους σε αυτόν τον τομέα, που έρχονται σε επαφή με τα μονομερή τους, παρόλα τα σχετικά ισχύοντα μέτρα και περιορισμούς προστασίας.
- Στις περιπτώσεις βιομηχανικών ατυχημάτων, που ενώ θεωρούνται σπάνια, η εμπειρία δείχνει ότι εμφανίζονται πολύ συχνά, ως συστατικό της σύγχρονης καθημερινότητας.
- Στις περιπτώσεις πυρκαγιάς. Οι πολυουρεθάνες αναφλέγονται όταν εκτεθούν σε φλόγα. Πολλά ισοκυανιούχα μονομερή είναι εξαιρετικά εύφλεκτα. Κατά την καύση τους, καθώς και κατά την καύση όλων των ισοκυανιούχων συγκολλητικών και άλλων ειδών, παράγεται μονοξείδιο του άνθρακα, ίχνη οξειδίων του αζώτου και υδροκυάνιο.
- Για το περιβάλλον. Ορισμένα ισοκυανιούχα μονομερή [(IPDI), (TDI)] βλάπτουν τους υδρόβιους οργανισμούς, με μακροχρόνιες δυσμενείς συνέπειες.
Η επικινδυνότητα της χρήσης τους εξαρτάται από την ποσότητα και τα χαρακτηριστικά των μονομερών που διαφεύγουν από το κάθε υλικό. Το επιχείρημα, που υποστηρίζει τη χρήση τους είναι ότι η ποσότητα αυτή είναι ελάχιστη και ότι μπορεί να θεωρηθεί ακίνδυνη εάν συγκριθεί με τις βλάβες που προκαλεί η φορμαλδεΰδη ή η σκόνη επεξεργασίας προϊόντων ξύλου. Τεκμηρίωση όμως για τις ποσότητες των εκπομπών και για τις επιπτώσεις τους δεν υπάρχει.
Ο OSHA (Υπηρεσία για τη ρύθμιση ασφάλειας και υγείας στο χώρο εργασίας, στις ΗΠΑ) δεν καθορίζει όρια έκθεσης για τα πολυμερή, ούτε αναφέρεται στον κίνδυνο καρκινογένεσης, γιατί τα θεωρεί αδρανή.
Οι Κανονισμοί REACH (EC) No 1907/2006 και CLP (EC) No 1272/2008 δεν περιλαμβάνουν τις πολυουρεθάνες, όπως και κανένα άλλο πολυμερές.
Η Θέση του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου στις 3.9.2008 [EP-PE_TC1-COD (2007) 0121 (PAR03)]ορίζει ότι: Αν δεν επισημαίνεται ήδη στηνετικέτατης συσκευασίας,τα μείγματαπου περιέχουν ισοκυανικές ενώσεις (μονομερή, ολιγομερή, προπολυμερή κ.λπ. ως έχουν ή σε μείγμα) πρέπει να φέρουν την ακόλουθη δήλωση:EUH 204 –«Περιέχει ισοκυανικές ενώσεις. Μπορεί να προκαλέσει αλλεργική αντίδραση»
Συμπεράσματα
Οι τεχνολογίες που εφαρμόζονται σήμερα για τη συγκόλληση σύνθετων προϊόντων ξύλου είναι προβληματικές, ως προς την υγεία και το περιβάλλον, αφού όλες στηρίζονται αποκλειστικά σε υλικά φορμαλδεΰδης και ισοκυανικών ενώσεων.
Η αναγνώριση αυτού του γεγονότος και η αυξανόμενη ζήτηση καθαρών προϊόντων ξύλου οδήγησε ορισμένους παραγωγούς στην αναζήτηση άλλων, περισσότερο φιλικών τεχνολογιών. Τέτοιες προσπάθειες είναι:
- Εφαρμογή συστημάτων σύμπλεξης των ινών του ξύλου που μειώνουν την ποσότητα των συγκολλητικών υλικών.
- Παραγωγή μοριοσανίδων με συγκολλητική ύλη τσιμέντο ή μαγνησίτη.
- Χρήση συγκολλητικών συστημάτων που βασίζονται στο άμυλο.
- Αξιοποίηση της λιγνίνης του ξύλου, ως συγκολλητικής ύλης.
Η έρευνα όμως για την ανάπτυξη καθαρών, μη τοξικών, φυτικών και ορυκτών συγκολλητικών υλικών (παραπομπή) βρίσκεται σε πολύ αρχικό στάδιο και δεν επηρεάζει ακόμη σημαντικά την αγορά των σύνθετων προϊόντων ξύλου.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εφαρμογή καθαρών τεχνολογιών δόμησης είναι δυνατή σε κάθε κτηριακή κατασκευή. Προϋποθέτει τη χρήση υλικών, τα οποία: Έχουν χαμηλή Read more
ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΔΟΜΗΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα υλικά, τα προϊόντα και οι τεχνολογίες δόμησης παρουσιάζουν μια τεράστια ποικιλία, που Read more
Η δόμηση με πηλό ήταν η δεύτερη από τις τρεις φάσεις κατασκευής, από την Ανέλιξη, ενός περιπτέρου με ξύλινο φέροντα Read more
ΒΙΒΛΙΑ – ΣΥΓΡΑΜΜΑΤΑ – ΕΡΓΑΣΙΕΣ Bjiorn Berge, The Ecology of Building Material, second edition, Architectural Press,Burlington, USA, 2009 Gernot Minke, Read more
Ο όρος «πόροι» αναφέρεται στις ύλες του Πλανήτη, που χρησιμεύουν στο ανθρώπινο είδος για την επιβίωση, την αναπαραγωγή, την παραγωγή Read more
Η ενέργεια που εμπεριέχεται στα δομικά υλικά και καταναλώνεται στη διαδικασία της δόμησης, συντίθεται από ένα σύνολο διαφόρων μορφών ενέργειας, Read more