التغليف له تاريخ طويل متشابك مع الحضارة الإنسانية، وقد ظهر مفهومه عندما استخدم البشر الأوائل الأدوات لأول مرة. من المحتمل أن يكون أحد الأمثلة المبكرة على 'التغليف' هو استخدام الأوراق لتغليف الطعام. في العصر الحديث، يشير التغليف عادةً إلى شيء يحيط بالمنتجات ويحميها للتوزيع والتخزين والنقل والبيع والاستخدام وإعادة الاستخدام. وتتمثل وظيفتها الأساسية في حماية المنتجات بشكل آمن، ولكن مع تفاقم التدهور البيئي بسبب تزايد نفايات التغليف، هناك طلب متزايد على تصميم العبوات وتصنيعها واستهلاكها وإعادة تدويرها بشكل أكثر استدامة.
في مواجهة الحاجة الملحة لنظام بيئي أكثر صحة ومستدام، تم اقتراح مفهوم الاقتصاد الدائري (CE) من قبل صناع السياسات في الاتحاد الأوروبي والصين لمواجهة التحديات العالمية من خلال إغلاق حلقة دورة حياة المنتج. يتطلب الانتقال إلى التعليم المستمر تحولًا جذريًا عن النموذج الاقتصادي الخطي؛ مبدأها الأساسي هو حلقات الموارد المغلقة حيث يتم استخدام المواد وإعادة استخدامها وإعادة تدويرها، مما يخلق قيمة عبر دورات حياة متعددة. يتم تحويل البضائع في نهاية فترة خدمتها إلى موارد للآخرين، مما يقلل من النفايات من خلال نظام الحلقة المغلقة هذا.
يتطلب تطوير CE جهودًا تعاونية من قطاعات متنوعة: الموردين والمصنعين والقائمين بإعادة التدوير والموزعين وتجار التجزئة والمستهلكين ومقدمي خدمات جمع النفايات. تعد صناعة التعبئة والتغليف قطاعًا اقتصاديًا بالغ الأهمية وسريع النمو - حيث يمثل حجم مبيعاتها في أوروبا الغربية حوالي 2٪ من الناتج المحلي الإجمالي، مع كون صناعة المواد الغذائية هي المستخدم الأول (ما يقرب من 60٪ من إجمالي الإنتاج). تتغلغل التعبئة والتغليف في الحياة اليومية، ولكن الجانب السلبي لها هو المشكلات البيئية الهائلة الناجمة عن نماذج 'التصنيع والنقل والاستهلاك والتخلص' الخطية التقليدية. تهيمن المواد البلاستيكية على مواد التعبئة والتغليف: لقد ارتفع الاستهلاك العالمي للتغليف البلاستيكي منذ خمسينيات القرن العشرين، وهو ما يمثل 40.5% من إجمالي المواد البلاستيكية المنتجة (أكبر قطاع مستهلك للبلاستيك في الاتحاد الأوروبي). ومع ذلك، تظل معدلات إعادة التدوير منخفضة - 34.6% في الاتحاد الأوروبي، مع أكثر من 23% في مدافن النفايات؛ بل إن معدلات التلوث في الصين والولايات المتحدة أقل (25% و9% على التوالي)، الأمر الذي يؤدي إلى تلوث شديد.
يشمل التغليف العديد من أصحاب المصلحة: منتجي المواد الخام، والمصممين، والمصنعين، والناقلين، والموزعين، والمستهلكين، والسلطات. يعد تصميم التغليف رابطًا حاسمًا في سلسلة القيمة، لأنه يحدد المواد وعمليات التصنيع وخيارات نهاية العمر الافتراضي - وكلها مهمة لنموذج الحلقة المغلقة الخاص بشركة CE. ومع ذلك، فإن مراجعات الأدبيات الموجودة نادراً ما تتناول بشكل منهجي تصميم التغليف الذي يركز على CE؛ يركز معظمها على سلوك المستهلك، أو إدارة النفايات البلاستيكية، أو تقنيات إعادة التدوير، مع إهمال مرحلة التصميم. ومن الجدير بالذكر أن التصميم يؤثر على حوالي 80% من التأثيرات البيئية للتغليف. في حين أن بعض الدراسات تتناول تطوير التغليف الصناعي وأدوات التصميم الأساسية، إلا أن عملية التصميم التفصيلية والاعتبارات لا تزال غير مستكشفة. لا توجد مراجعة مسبقة تدرس على وجه التحديد تصميم التغليف لـ CE من منظور يتمحور حول التصميم.
وبالتالي، تركز هذه الدراسة على تصميم التغليف المتعلق بـ CE، وإجراء مراجعة حديثة للأدبيات. يتم تجميع النتائج في إطار تصميم التعبئة والتغليف الدائري، مع تحديد العوامل والاعتبارات الرئيسية لعملية التصميم. تم تنظيم الورقة على النحو التالي: يقدم القسم 1 خلفيات CE والتعبئة والتغليف؛ يلقي القسم 2 نظرة عامة على لوائح/سياسات تصميم التغليف ذات الصلة بـ CE على مختلف المستويات الحكومية؛ القسم 3 تفاصيل منهجية مراجعة الأدبيات. يعرض القسم 4 مراجعات منهجية للمنشورات الأكاديمية حول تصميم العبوات التي تركز على CE؛ ويناقش القسم 5 النتائج واتجاهات البحث المستقبلية.
يقدم هذا القسم نظرة عامة على اللوائح والسياسات التي أدخلتها الحكومات على مستويات مختلفة لمعالجة تحديات نفايات التعبئة والتغليف وتحقيق الاقتصاد الدائري.
ولمواجهة التحديات الملحة المتعلقة بحماية البيئة، أصدر الاتحاد الأوروبي العديد من اللوائح والسياسات. يحدد تشريع النفايات في الاتحاد الأوروبي أهداف وأحكام إعادة تدوير النفايات: كما هو مفصل في التوجيه الإطاري للنفايات 2018/851، يجب أن تصل معدلات إعادة استخدام النفايات البلدية وإعادة تدويرها إلى 55% بحلول عام 2025، و60% بحلول عام 2030، و65% بحلول عام 2035. وبما أن نفايات التعبئة والتغليف تشكل حصة كبيرة من النفايات المنزلية، فإن تحقيق هذه الأهداف يتطلب تصميم التعبئة والتغليف لإعادة الاستخدام المتعدد وتعزيز إمكانية إعادة التدوير.
من بين أنواع النفايات مثل الورق والزجاج، تم تسليط الضوء بشكل خاص على نفايات التغليف البلاستيكية في التوجيه 2018/852، الذي يحدد أهدافًا صارمة لإعادة التدوير على أساس الوزن: يجب إعادة تدوير ما لا يقل عن 65٪ من جميع نفايات التغليف بحلول عام 2025، وترتفع إلى 70٪ بحلول عام 2030. وتماشيًا مع سياسة وتشريعات الاتحاد الأوروبي بشأن النفايات، تم إطلاق أول استراتيجية أوروبية للبلاستيك في الاقتصاد الدائري، بهدف تحسين تصميم المنتجات البلاستيكية، وتعزيز معدلات إعادة تدوير النفايات البلاستيكية، وتعزيز جودة النفايات. البلاستيك المعاد تدويره.
لتحقيق الأهداف طويلة المدى الموضحة في تشريعات الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالنفايات، اقترحت 'خطة عمل الاقتصاد الدائري الجديدة من أجل أوروبا أكثر نظافة وأكثر تنافسية' خطة عمل. أحد العناصر الأساسية لهذه الخطة هو تصميم وإنتاج منتجات مستدامة مع تغيير أنماط الاستهلاك. وتركز الخطة على عدة قطاعات، حيث تم تحديد قطاعات التعبئة والتغليف والمواد البلاستيكية باعتبارها ذات إمكانات دائرية عالية. وبالتالي، يلعب مصممو التغليف دورًا محوريًا في تطوير الاقتصاد الدائري - من خلال إنشاء عبوات مستدامة، يمكنهم التأثير على سلوك المستهلك وتقليل النفايات في كل من مرحلتي تصنيع المنتج واستهلاكه.
المستوى الوطني
للاستجابة لتوجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن نفايات التغليف والتعبئة رقم 2018/852 وتشريعات النفايات في الاتحاد الأوروبي، قامت العديد من الحكومات الوطنية بصياغة سياسات مقابلة. على سبيل المثال، أصدرت حكومة المملكة المتحدة بيان سياسة حزمة الاقتصاد الدائري (CEP)، الذي يحدد ثلاثة متطلبات أساسية للتغليف:
(ط) يجب تصميم العبوة وتصنيعها وتسويقها لتمكين إعادة الاستخدام أو الاسترداد؛
(2) يجب التقليل من محتوى المواد الخطرة أو الضارة الموجودة في العبوة؛
(3) يجب أن يقتصر وزن وحجم العبوة على الحد الأدنى الضروري مع ضمان المستويات المطلوبة من النظافة والسلامة وقبول المستهلك.
بالإضافة إلى ذلك، سنت فرنسا قانونا جديدا في عام 2020 يستهدف تقليل استهلاك البلاستيك، وتعزيز إعادة الاستخدام وإعادة التدوير، وتوسيع مسؤولية المنتج، وتوفير معلومات المستهلك الإلزامية لتسهيل فرز العبوات. وأعلنت السويد أيضًا عن استراتيجية وطنية للاقتصاد الدائري، مع تصميم المنتجات المستدامة والتغليف المرتبط بها، إلى جانب الاستخدام المستدام للمواد، والتي تم تحديدها كاثنين من مجالات التركيز الرئيسية الأربعة. للحصول على تفاصيل حول السياسات والاستراتيجيات في البلدان الأخرى، تتم إحالة القراء إلى الأدبيات ذات الصلة.
المستوى الإقليمي
بالتوافق مع سياسات وتشريعات الاقتصاد الدائري الوطنية، أصدرت السلطات المحلية استراتيجيات وخرائط طريق إقليمية للاقتصاد الدائري مصممة خصيصًا لتناسب سياقاتها الاقتصادية المحلية. ولا تتشكل هذه الخطط الإقليمية وفقاً للاعتبارات البيئية فحسب، بل أيضاً وفقاً لمصالح القطاعات الرئيسية في المنطقة.
يلخص الكتاب الأبيض 'حكومات المدن ودورها في تمكين التحول إلى الاقتصاد الدائري' خرائط طريق التعليم المستمر على مستوى البلديات، والتي يتبنى العديد منها نهجًا خاصًا بقطاعات محددة. على سبيل المثال، تعطي خطة الاقتصاد الدائري في روتردام الأولوية لقطاع المواد الحيوية باعتباره محور تركيز أساسي. تقترح خارطة طريق CE لمدينة أخرى تدابير لخفض استخدام أكياس التغليف البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد - وهو أمر بالغ الأهمية لأن السياحة المحلية، وهي محرك اقتصادي رئيسي، تولد أيضًا نفايات تعبئة كبيرة تستخدم مرة واحدة. تهدف باريس إلى تركيب نوافير صالحة للشرب لتقليل استهلاك المياه المعبأة والنفايات البلاستيكية المرتبطة بها.
تحث استراتيجية الاقتصاد الدائري في غلاسكو المصممين على اختيار مواد صديقة للبيئة، والقضاء على النفايات من خلال التصميم، والالتزام بمبادئ التصميم للتفكيك والقدرة على التكيف. لقد طورت المدن في جميع أنحاء العالم، مثل [تم حذف الأمثلة]، استراتيجيات مماثلة؛ توفر المستندات التقنية ذات الصلة لمحات عامة تفصيلية عن مبادرات التعميم البلدي العالمية.
عبر استراتيجيات CE التي تقودها الحكومة المحلية، يظهر تركيز ثابت: لتحقيق التدوير، يجب على المصممين والمنتجين تحمل مسؤولية أكبر عن نفايات ما بعد الاستخدام من منتجاتهم - وهي المسؤولية التي لا يتحملونها حاليًا بشكل كامل.
طُرق
لتحديد الدراسات الأكاديمية التي تركز على تصميم التعبئة والتغليف ضمن سياق الاقتصاد الدائري، تم إجراء مراجعة منهجية للأدبيات، بالاعتماد على المنهجية المقترحة. اتبعت المراجعة ثلاث خطوات أساسية: التخطيط والتنفيذ وإعداد التقارير.
في مرحلة التخطيط، تم تحديد الكلمات الرئيسية للبحث إلى جانب بروتوكول المراجعة التفصيلية. تضمنت خطوة التنفيذ البحث عن الأدبيات عبر العديد من قواعد البيانات الأكاديمية ذات السمعة الطيبة - بما في ذلك ISI Web of Science، وScopus، وGoogle Scholar، وEi Compendex - يليها فحص أولي وتحليل متعمق للمصادر ذات الصلة. وأخيراً، تم تجميع نتائج المراجعة وتوثيقها في مرحلة إعداد التقارير.
وتماشيًا مع المنهجية المعتمدة، تم اختيار كلمات رئيسية ومصطلحات بحث محددة (مذكورة أدناه). ولضمان إجراء مراجعة شاملة، تم استخدام مجموعات من هذه الكلمات الرئيسية في عمليات بحث متعددة في قواعد البيانات لتحديد الدراسات ذات الصلة بتصميم التغليف الموجه نحو الاقتصاد الدائري. تم إجراء البحث حصريًا من خلال قواعد البيانات الأكاديمية المذكورة أعلاه لتنظيم الأدبيات المناسبة للبحث.
النتائج والمناقشات
يركز هذا القسم على مراجعة أحدث الأبحاث حول تصميم العبوات في سياق الاقتصاد الدائري. يمكن العثور على نتائج مراجعة الأدبيات هذه في اختيار المواد، ومرحلة تصميم المفهوم، ومرحلة تطوير التصميم، والأدوات والمؤشرات للتحقق من التصميم. وأجريت مناقشة متعمقة حول النتائج وتم تحديد فرص البحث المستقبلية.
اختيار المواد
مبادئ اختيار المواد
يقع اختيار المواد في قلب مفهوم الاقتصاد الدائري (CE). لقد تم التأكيد مرارا وتكرارا على أهمية اعتماد مواد صديقة للبيئة في الأدبيات الأكاديمية، واستراتيجيات الحكومة الوطنية، والخطاب العام على حد سواء. يمكن تصنيع مواد التعبئة والتغليف من مواد مختلفة - الورق والزجاج والمعادن والبلاستيك وغيرها - مع جذب المواد البلاستيكية اهتمامًا خاصًا: تشكل نفايات التغليف البلاستيكية الحصة الأكبر من نفايات التغليف على مستوى العالم، مما يشكل تهديدًا خطيرًا للأنظمة البيئية للأرض.
وسط التغييرات التشريعية الكبرى في الاتحاد الأوروبي، يجب الآن إدارة مواد البوليمر المستخدمة في التعبئة والتغليف بشكل صحيح طوال دورة حياة المنتج بأكملها. هناك أولويتان حاسمتان لتحقيق أهداف الاتحاد الأوروبي وهما: الحد من توليد نفايات التعبئة والتغليف وتعزيز إمكانية إعادة تدوير مواد التعبئة والتغليف لاستعادة المواد. يمكن تحقيق الحد من النفايات عن طريق تقليل استخدام المواد من خلال التصميم المدروس (المفصل في الأقسام اللاحقة حول التصميم المفاهيمي، وتطوير التصميم، وإعادة استخدام التعبئة والتغليف) واعتماد مواد قابلة للتحلل بيولوجيًا تتجنب دفن النفايات أو حرقها. وفي الوقت نفسه، يمكن تحقيق إعادة تدوير المواد باستخدام المواد المعاد تدويرها أو تلك التي تحتوي على نسبة عالية من المحتوى المعاد تدويره؛ عندما تكون إعادة التدوير غير ممكنة، فإن استعادة الطاقة (تحويل النفايات إلى طاقة) تكون بمثابة بديل قابل للتطبيق. تشمل الأمثلة العملية التغليف الأخضر لشركة Dell - حيث تستخدم أدراجها أكثر من 93% من المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير من حيث الوزن، بما في ذلك 25% من المواد البلاستيكية المرتبطة بالمحيطات والبولي إيثيلين عالي الكثافة المعاد تدويره (HDPE) من الزجاجات وحاويات المواد الغذائية - واستراتيجية Adidas-Parley's AIR، حيث تشتمل أحذية الجري المصنوعة من إسفنج البحر على ألياف البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) من الزجاجات البلاستيكية والنايلون من الشباك الخيشومية المهملة.
بالإضافة إلى مبادئ اختيار المواد الخاصة بـ CE، تظل معايير تصميم التغليف التقليدية قابلة للتطبيق:
(ط) تعزيز وظائف المواد لحماية جودة المنتج؛
(2) خفض التكاليف؛
(3) استخدام مواد نظيفة وآمنة وغير خطرة على البشر والنظم البيئية.
توضح الأقسام الفرعية التالية الاعتبارات الرئيسية لاختيار المواد في تصميم التغليف الدائري.
خصائص مواد التعبئة والتغليف المعاد استخدامها والمعاد تدويرها
المواد والخواص الميكانيكية للمواد المعاد استخدامها والمعاد تدويرها
تعتمد جدوى إغلاق حلقات المواد بشكل كبير على خصائص المواد المعاد استخدامها وإعادة تدويرها - على وجه التحديد، ما إذا كان من الممكن استرداد هذه المواد (أو المكونات والمنتجات المصنوعة منها) وإعادة معالجتها وإعادة توزيعها لإعادة الاستخدام أو إعادة التدوير بشكل فعال، بالنظر إلى خصائصها وخصائصها ووظائفها المتبقية.
وقد حث العلماء المصممين والمهندسين على فهم الخصائص المادية والميكانيكية للمواد البلاستيكية المستخدمة في التعبئة والتغليف، حيث يمكن أن تتحلل تدريجياً بعد استخدامات متعددة أو دورات إعادة المعالجة. تشير الأبحاث إلى أن المواد البلاستيكية عادة ما تتدهور إلى درجة عدم قابليتها للاستخدام بعد سبع عمليات إعادة تدوير. على سبيل المثال، وجدت الدراسات أن معامل المرونة للبولي بروبيلين (PP) يقلل من مرحلة ما بعد إعادة المعالجة، مما يجعل المادة أقل مرونة وأكثر هشاشة؛ يؤثر الغسيل المتكرر أيضًا سلبًا على جودة تغليف PP. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي معالجة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) المعاد تدويره إلى زيادة لزوجة الذوبان، مما يقلل من قابلية تدفق المواد أثناء عملية النفخ ويؤدي إلى منتجات نهائية دون المستوى. في المقابل، يحتفظ البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بخصائص ميكانيكية دون تغيير تقريبًا عبر دورات إعادة المعالجة المتعددة، مما يجعله متفوقًا على PP وPET في هذا الصدد. استكشفت أبحاث أخرى نسبة مزيج PET البكر إلى المعاد تدويره، ووجدت أن الخليط 70/30 يُظهر خصائص ريولوجية وميكانيكية وحرارية مناسبة أثناء البثق. أشارت الدراسات التي تحلل قابلية المعالجة والأداء الميكانيكي لعينات PET والبولي إيثيلين (PE) والPP المعاد معالجتها إلى أن نفايات PET - حتى مع عدم التجانس العالي - مناسبة تمامًا لإعادة تدوير الحلقة المغلقة ويمكن إعادة تدويرها عدة مرات، في حين أن نفايات PP (سواء كانت مختلطة أو من نوع واحد) ليست كذلك، وذلك بسبب التدهور الكبير أثناء إعادة التدوير. قامت المزيد من الأبحاث بتقييم تأثير محتوى كحول فينيل الإيثيلين (EVOH) في عبوات المواد الغذائية المعاد تدويرها متعددة الطبقات HDPE (على سبيل المثال، زجاجات الزبادي الصالحة للشرب للاستهلاك خارج المنزل). كما هو مذكور في العمل السابق، يتم خلط المواد البلاستيكية المرتبطة بالمحيطات وغيرها من البولي إيثيلين عالي الكثافة المعاد تدويره بنسبة 1: 3 في بعض تطبيقات التعبئة والتغليف، مما يضمن عدم تعرض التركيب الكيميائي وجودة المنتج النهائي للخطر بشكل كبير بسبب الشوائب الموجودة في البلاستيك المعاد تدويره. عند اختيار المواد لتصميم العبوات الدائرية، يجب على المصممين أيضًا مراعاة عمليات إعادة التدوير اللاحقة: على سبيل المثال، تستهلك إعادة تدوير مادة PET المزيد من الطاقة بسبب مقاومتها لدرجات الحرارة العالية وخمولها النسبي. حددت دراسة حول التأثيرات الاقتصادية والبيئية لمختلف البوليمرات PP وPE وبولي فينيل كلوريد (PVC) وحمض البولي لاكتيك (PLA) كخيارات مفضلة، حيث أن إنتاجها يقلل من استنفاد الأحفوريات وإعادة تدويرها تتطلب طاقة أقل. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع البولي أوليفينات بمعدل امتصاص أعلى للملوثات من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات، مما يستلزم التنظيف المكثف أثناء إعادة التدوير وزيادة التكاليف المرتبطة بها. للحصول على رؤى تفصيلية حول تقنيات إعادة التدوير وإدارة النفايات البلاستيكية، تتم إحالة القراء إلى الأدبيات المذكورة.
والجدير بالذكر أنه عند اختيار المواد المحتملة، يجب أن يكون تطبيق المنتج هو الاعتبار الأساسي، لأنه يحد إلى حد كبير من توافر المواد. على سبيل المثال، تتطلب عبوات جل غسل اليدين القابلة لإعادة التعبئة مواد صلبة ومتينة - ومن الأفضل أن تكون شفافة في مناطق محددة - بينما تتطلب زجاجات المشروبات القابلة للإرجاع مواد مرنة وخفيفة الوزن (لتقليل تكاليف النقل) مع إمكانية إعادة معالجة ممتازة لدورات إعادة التدوير المتعددة.
مخاطر المواد المعاد تدويرها
في حين أن خطة عمل الاقتصاد الدائري للاتحاد الأوروبي تشجع استخدام المواد المعاد تدويرها باعتبارها 'قاعدة ذهبية' أساسية، فمن الأهمية بمكان أن نلاحظ أن بعض المواد المعاد تدويرها تحمل مخاطر كامنة. يجب أن يكون المصممون على دراية تامة بهذه المخاطر المحتملة عند استخدام مثل هذه المواد في تطبيقات محددة، وخاصة تغليف المواد الغذائية وتغليف ألعاب الأطفال.
تشكل البوليمرات المعاد تدويرها مخاطر في المقام الأول بسبب الفثالات، وهي فئة من المواد الكيميائية الضارة بصحة الإنسان والتي يتم إضافتها عادة كمواد ملدنة أثناء تصنيع البلاستيك. ومع ذلك، فإن التخلص التام من الفثالات ليس ممكنًا دائمًا، لأنها مواد مضافة مهمة لتشكيل المنتجات في الأشكال المرغوبة. يمكن إدخال فثالات إضافية أثناء إعادة معالجة المواد البلاستيكية المعاد تدويرها أو مراحل الإنتاج اللاحقة (على سبيل المثال، وضع العلامات واللصق)، ولا تتم إزالة هذه المواد بشكل عام أثناء إعادة تدوير النفايات البلاستيكية المنزلية.
قام الباحثون بتطوير قاعدة بيانات لتوثيق المواد الكيميائية المستخدمة في التغليف البلاستيكي، بما في ذلك المواد الخطرة على صحة الإنسان والبيئة. كشفت الدراسات التي تقيس محتوى الفثالات في المواد البلاستيكية الخام والمعاد تدويرها والنفايات أن البلاستيك المعاد تدويره يتراكم المزيد من الفثالات أثناء عملية إعادة التدوير. وربطت أبحاث أخرى زيادة استخدام زجاجات PET المعاد تدويرها في تغليف المواد الغذائية وارتفاع التعرض للفثالات في مرحلة الطفولة. وبعيدًا عن الفثالات، تم اكتشاف مواد مضافة أخرى - مثل مثبطات اللهب - في لعب الأطفال، مع وجود أدلة تشير إلى أن هذه المواد تدخل دورات حياة المنتج الجديد عبر المواد المعاد تدويرها. كما تم العثور على مثبطات اللهب المبرومة ثنائي الفينيل (BDE) المحظورة بتركيزات عالية في مختلف المنتجات الاستهلاكية الجديدة والقابلة لإعادة الاستخدام والتعبئة (بما في ذلك لعب الأطفال ومكونات السيارات). ولا يمكن فصل مركبات الإثيرات ثنائية الفينيل المبرومة المتراكمة بيولوجياً وغيرها من المواد الثابتة بشكل فعال عن تيارات النفايات البلاستيكية، لذا ينبغي فرض قيود أكثر صرامة على استخدام المواد البلاستيكية المعاد تدويرها في منتجات وتطبيقات محددة.
مرحلة التصميم المفاهيمي
عند اختيار المواد المناسبة، تتمثل المرحلة التالية في إنشاء مفاهيم تصميم عبوات متعددة. يجب التأكيد على أن هذه عملية متكررة بدءًا من اختيار المواد وحتى التصميم المفاهيمي نظرًا لطبيعتها المترابطة. يراجع هذا القسم الفرعي ويلخص العوامل التي يجب على المصممين مراعاتها خلال مرحلة توليد المفهوم.
عبوة قابلة لإعادة الاستخدام
تتوافق العبوات القابلة لإعادة الاستخدام تمامًا مع مفهوم الاقتصاد الدائري ويجب أن تكون الهدف الأساسي للمصممين حيثما أمكن ذلك - حيث يؤدي استخدامها إلى تجنب التكاليف الإضافية المرتبطة بمعالجة العبوات المعاد تدويرها وإعادة التصنيع اللاحقة. بشكل عام، يمكن تصنيف العبوات القابلة لإعادة الاستخدام إلى أربعة أنواع: عبوات سائبة قابلة لإعادة التعبئة (قابلة لإعادة الاستخدام)، عبوات أصلية قابلة لإعادة التعبئة (الزجاجات والحاويات)، عبوات قابلة للإرجاع (حاويات، زجاجات، أكواب، وألواح)، عبوات عبور (صناديق وعبوات ناعمة).
قام الباحثون بتحليل العوامل المؤثرة على التأثيرات الاقتصادية والبيئية للتغليف القابل لإعادة الاستخدام. لقد وجد أن معدلات الإرجاع، ومسافات النقل، وصعوبة وتكلفة الفرز والتنظيف والصيانة لها آثار سلبية على فوائد التغليف القابل لإعادة الاستخدام - مع أي زيادة في هذه العوامل مما يؤدي إلى تقويض قيمته. يجب تحقيق توازن دقيق بين التغليف القابل لإعادة الاستخدام والتعبئة ذات الاستخدام الواحد، مع الأخذ في الاعتبار إنتاج المواد، والتخلص من المواد ذات الاستخدام الواحد، وزيادة متطلبات النقل للتغليف القابل لإعادة الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، عند تصميم عبوات قابلة لإعادة الاستخدام للأسواق التي تعتمد تقليديًا على خيارات الاستخدام الفردي، يحتاج المصممون إلى فهم العوائق التي تحول دون اعتمادها. تشير الأبحاث إلى أن إدخال التغليف القابل لإعادة الاستخدام يتطلب تغييرات نظامية ليس فقط للمنتجين وتجار التجزئة ولكن أيضًا للمستهلكين، وهو أمر لا يمكن تحقيقه إلا من خلال إعادة تنظيم سلسلة التوريد والاستثمارات الجديدة في خطوط الإنتاج. وفيما يلي ملخص للعوائق الرئيسية لكل صاحب مصلحة:
المنتجون: زيادة التعقيد اللوجستي؛ إعادة تنظيم سلسلة التوريد للتكيف مع سيناريوهات التعبئة والتغليف والمخزون الجديدة؛ ارتفاع التكاليف والتأخير في التعامل مع العبوات المعادة القابلة لإعادة التعبئة (مثل الحاويات)، وخاصة في سلاسل التوريد العالمية؛ استثمارات كبيرة لإنشاء أنظمة تصنيع للتغليف القابل لإعادة الاستخدام.
تجار التجزئة: استثمارات إضافية في المستودعات لتخزين العبوات المعادة القابلة لإعادة الاستخدام (مثل الحاويات)؛ تكاليف إضافية لتلبية متطلبات النظافة للتغليف المرتجع؛ النفقات الجارية لتنظيف وصيانة المعدات (على سبيل المثال، موزعات فرز وتخزين الحاويات المعادة).
المستهلكون: تركز الاهتمامات الأساسية على الإزعاج، بما في ذلك:
(1) تحديات قابلية الاستخدام عبر الفئات العمرية (على سبيل المثال، بعض العبوات القابلة لإعادة التعبئة صعبة على كبار السن)؛
(2) الحاجة إلى إعادة العبوات الفارغة إلى تجار التجزئة أو المحطات المخصصة لإعادة تعبئتها؛
(3) احتمال عدم توفر عبوات أو بدائل، و (4) ارتفاع تكاليف التعبئة والتغليف.
حدد الباحثون وقاموا بتقييم 14 عامل نجاح للتغليف البلاستيكي القابل لإعادة الاستخدام، من بينها تقليل نفايات التعبئة والتغليف، وانخفاض نفقات النقل/التعبئة/إدارة النفايات، والاستخدام الفعال لمساحة المستودعات التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتصميم التغليف الفعال. ومع ذلك، تسلط دراسات أخرى الضوء على أن التزام الإدارة العليا، والإدارة الأمثل للمخزون، والدعم الهزيل هي العوامل الثلاثة الأكثر أهمية لجدوى نماذج أعمال التغليف البلاستيكية القابلة لإعادة الاستخدام. كما تم تحديد السمات الرئيسية للتغليف الفعال القابل لإعادة التعبئة: الجودة والقيمة الجيدة، وسهولة الاستخدام، وانخفاض كبير في حجم مواد التعبئة والتغليف المنتجة والموزعة.
استخدام مواد متعددة
يتمثل المبدأ التوجيهي الأساسي لتصميم العبوات الدائرية في تقليل عدد المواد المستخدمة - وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للتغليف البلاستيكي المنزلي. عادة ما تكون النفايات البلاستيكية المنزلية غير متجانسة وقد تحتوي على ملوثات، مما يؤدي إلى إنتاج مواد بلاستيكية معاد تدويرها ذات جودة أقل مما يعيق إعادة تدوير الحلقة المغلقة. وجدت دراسة فحصت نفايات تعبئة زجاجات حليب الأطفال ذات الاستخدام الواحد في مستشفيات الولادة الأيرلندية أن هذه الزجاجات غالبًا ما تكون مصممة بتنوع كبير في المواد (مثل الزجاجات والحلمات والتغليف الخارجي)، مما يخلق تحديات في تحديد الطرق المناسبة لمعالجة النفايات. وأوصى البحث بتقليل تنوع المواد لتسهيل عمليات إعادة التدوير.
بالإضافة إلى ذلك، ينبغي تجنب استخدام المواد متعددة البوليمر حيثما كان ذلك ممكنا. غالبًا ما تحتوي البوليمرات المتعددة على شوائب تؤثر على إمكانية إعادة تدوير المواد وتلوث النفايات البلاستيكية المستردة الأخرى. وعادةً ما يتم رفض هذه المواد أثناء إعادة المعالجة وتحويلها إلى الحرق، مما يسبب تلوثًا بيئيًا إضافيًا. إذا كان استخدام البوليمرات المتعددة أمرًا لا مفر منه، يقترح العلماء تصميم مكونات فردية قابلة للفصل (على سبيل المثال، عبر التصميم المعياري) لتمكين فصل وفرز الأجزاء متعددة البوليمرات أثناء إعادة التدوير.
خيارات نهاية الحياة
درس الباحثون الآثار البيئية لإعادة استخدام العبوات وإعادة تدويرها، مع التركيز على أنه يجب على المصممين مراعاة وتحديد خيارات نهاية العمر الافتراضي للمنتج أثناء مرحلة التصميم. يتطلب التأثير البيئي، والتشريعات ذات الصلة، وجودة التغليف، والتكاليف (على سبيل المثال، نفقات التصنيع وإعادة التصنيع) وزنًا دقيقًا، حيث تؤثر هذه العوامل بشكل مباشر على صياغة سياسات الإرجاع.
واقترح باحثون آخرون أن على المصممين إعادة التفكير في طبيعة التغليف، بحيث لا يقتصر وضعها على مجرد ملحق وقائي، بل كمنتج يشتريه المستهلكون ويمتلكونه ويتخلصون منه في النهاية. وبدلاً من نماذج الملكية التقليدية، ينبغي للمستهلكين أن يتعاملوا مع التغليف كخدمة: فبعد الاستخدام، يعيدون التغليف إلى تجار التجزئة (وفي النهاية إلى المنتجين) في مقابل الائتمانات التي يمكن تطبيقها لشراء عبوات جديدة.
تصميم للخدمات اللوجستية
وقد أثبت الباحثون التعقيد اللوجستي المتزايد وما يرتبط به من زيادات في التكاليف، كما هو موضح في الدراسات السابقة. بالنسبة للمؤسسات التجارية، يعد تحقيق التوازن بين التكلفة والتأثير البيئي أمرًا ضروريًا. علاوة على ذلك، فإن تقييم الأثر البيئي متعدد الأوجه - على سبيل المثال، تقلل العبوات القابلة لإعادة الاستخدام من النفايات ولكنها قد تزيد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بسبب النقل المتكرر. قارنت دراسة بين نظامين للتعبئة والتوزيع للفواكه والخضروات الإيطالية في جميع أنحاء أوروبا: حاويات مموجة أحادية الاتجاه وحاويات بلاستيكية قابلة لإعادة الاستخدام. وحددت مسافة النقل وحجم التعبئة والتغليف باعتبارهما العاملين الأكثر أهمية في التأثير.
وهذا يؤكد أنه يجب على المصممين دمج الاعتبارات
المتعلقة باللوجستيات عند تطوير عبوات قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة للإرجاع. في حين أن مسافات النقل تكون ثابتة في كثير من الأحيان، يجب أن تكون التعبئة والتغليف قابلة لإعادة التشكيل لزيادة سعة الحمولة واستيعاب المزيد من العناصر لكل شحنة. وثقت دراسة حالة إعادة تصميم
صناديق الشحن بحيث تكون قابلة لإعادة التشكيل، مما يمكنها من حمل لوحات LCD بأحجام مختلفة وتقليل الحاجة إلى حاويات إضافية لنقل العناصر المرتجعة. طورت دراسة أخرى نموذج تغليف مفاهيمي يدمج التصميم الفني والعوامل البيئية وأنظمة سلسلة التوريد، والذي يمكنه تحسين تصميم الحاويات المموجة لتقليل التأثيرات البيئية في جميع أنحاء سلسلة التوريد. وأشار الباحثون كذلك إلى أنه يمكن تحقيق خفض تكاليف النقل من خلال نمطية التعبئة والتغليف والممارسات الموحدة.
أثار الباحثون أيضًا مخاوف بشأن زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن عمليات النقل المتعددة للعبوات القابلة لإعادة الاستخدام. ومن الأمثلة البارزة على ذلك دراسة تقارن التأثيرات البيئية لاثنين من مواد تعبئة المانجو في البرازيل: الورق المقوى المركب القابل لإعادة الاستخدام والورق المقوى التقليدي الذي يستخدم مرة واحدة. وشملت المخاوف الرئيسية ارتفاع استهلاك الكهرباء لإنتاج التغليف المركب وزيادة استخدام الوقود لنقل الحاويات المركبة الأثقل. وجدت الدراسة أنه بعد أكثر من أربعة استخدامات، أصبحت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن نقل العبوات المركبة أقل ملاءمة للبيئة مقارنة بالصناديق الكرتونية ذات الاستخدام الواحد - ويعزى ذلك إلى الحجم الجغرافي الكبير للبرازيل الذي يتطلب النقل لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يتم حرق الورق المقوى ذو الاستخدام الواحد في البرازيل لاستعادة الطاقة. وهكذا، أثبت الورق المقوى ذو الاستخدام الواحد أنه خيار أفضل بعد أربع عمليات إعادة استخدام للعبوات المركبة. في المقابل، أظهرت النتائج أن نقطة التعادل (حيث يصبح التغليف المركب أكثر صداقة للبيئة) لم يتم الوصول إليها إلا بعد 35 عملية إعادة استخدام في السياق الأوروبي. يشير هذا إلى أنه على الرغم من تشجيع المصممين بشكل عام على زيادة دورات إعادة استخدام التغليف إلى الحد الأقصى، إلا أنه لا يمكن التغاضي عن مسافات النقل وانبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة.
علاوة على ذلك، إذا كانت المنتجات وتغليفها تستهدف الأسواق المحلية أو الإقليمية، فيجب دمج معدلات العائد المحلية في عملية التصميم. قامت إحدى الدراسات بتقييم نظام جمع نفايات التغليف المنزلي في سلوفاكيا، ووجدت أن معدل إعادة تدوير بعض المواد (مثل تعبئة المشروبات من مادة PET) كان أقل بكثير من أهداف الاتحاد الأوروبي، مع ملاحظة وجود اختلافات بين مدينتين. وأضاف الباحثون أن معدلات إعادة التدوير هي عامل حاسم يؤثر على إجمالي التكاليف اللوجستية، حيث ترتبط معدلات إعادة التدوير المرتفعة عادةً بانخفاض التكاليف المرتبطة بها. لذلك، عند اختيار المواد، يجب على المصممين أن يكونوا على دراية بمعدلات العودة المحلية أو إعادة التدوير لتلك المواد. تعد اختيارات المواد المستنيرة ضرورية لتسهيل إعادة تدوير النفايات المحلية وبالتالي تقليل التكاليف الإجمالية.
مرحلة تطوير التصميم
وظيفة العبوة
في حين أن الوظيفة الأساسية للتغليف هي حماية المنتج المغلق، فإن العوامل الأخرى التي تؤثر على جودة التغليف وتجربة المستخدم ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بتوليد النفايات. وقد أشار الباحثون إلى أن الأبحاث الحالية تركز بشكل كبير على إطالة عمر المنتج أو استخدام النفايات كمواد أولية، ولكنها لا تولي اهتمامًا كافيًا لمعالجة الأسباب الجذرية للنفايات. حددت دراسة بحثت في هدر الطعام المرتبط بتصميم التغليف غير المناسب ثلاثة دوافع رئيسية للنفايات غير الضرورية: 'صعوبة تفريغ العبوة بالكامل'، و'التغليف التالف'، و'الطعام يفسد بسرعة في عبوات قابلة لإعادة الإغلاق أو مفتوحة'. ويشير هذا إلى أن عبوات المواد الغذائية يجب أن تكون مصممة بحيث يسهل تفريغها وإعادة إغلاقها، مع توفير الحماية الفيزيائية والكيميائية الكافية للمحتويات.
ينصح الباحثون المصممين بالنظر إلى منظور مزدوج في تصميم عبوات المواد الغذائية: على الرغم من أن التغليف - وخاصة التغليف القائم على البلاستيك - يزيد من حجم النفايات الإجمالي، إلا أنه يقلل في الوقت نفسه من هدر الطعام عن طريق حماية المنتجات وإطالة العمر الافتراضي. تشمل المؤشرات الرئيسية لتصميم عبوات المواد الغذائية تمديد مدة الصلاحية، وتقليل تلف الأغذية، وتقليل التغليف الثانوي. وقد أشارت دراسات أخرى إلى أن التأثير البيئي لتغليف المواد الغذائية ضئيل نسبيًا مقارنة بالأطعمة التي تحتوي عليها.
وفي دراسة منفصلة، أعاد الباحثون تصميم العبوة القابلة لإعادة التعبئة لمنتج غسول الجسم، ووجدوا أن عامل النجاح الحاسم هو ضمان قدرة المستهلكين على فهم كيفية إعادة ملء الحاوية الأساسية واستخدام المنتج بسهولة. بالإضافة إلى المتانة المتوقعة للعبوات القابلة لإعادة التعبئة، فإن الوظيفة لها نفس القدر من الأهمية ولا ينبغي المساس بها.
الحجم والشكل واللون
ومن منظور إعادة التدوير، فإن أفضل الممارسات العامة هي تجنب استخدام المواد البلاستيكية ذات اللون الأسود أو الداكن للتغليف. السبب الرئيسي هو أن معظم مرافق الفرز تستخدم الماسحات الضوئية الطيفية للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، والتي تواجه تحديات تقنية في اكتشاف المواد البلاستيكية السوداء أو الداكنة. ومع ذلك، فإن 10-11% من المواد البلاستيكية المستخدمة حاليًا في التعبئة والتغليف هي سوداء اللون.
فيما يتعلق بحجم العبوة وشكلها، يجب على المصممين الموازنة بين حجم إعادة التعبئة والتكلفة. غالبًا ما يتم تصميم العبوات القابلة لإعادة التعبئة لتكون كبيرة لاستيعاب المزيد من المحتوى، مما يزيد من الفوائد الاقتصادية إلى أقصى حد - ولكن العبوات الأكبر حجمًا تزيد من تكلفة التغليف التي تعد بالفعل أكثر تكلفة من البدائل ذات الاستخدام الواحد. يقترح الباحثون أن تغليف المواد الغذائية يجب أن يكون متكيفًا بشكل جيد مع محتوى الطعام: فقد وجد أن استخدام عبوات ذات أبعاد مناسبة يقلل من فقد/هدر الطعام ونفايات التغليف. وأشار العلماء أيضًا إلى أن التغليف الكبير الحجم يعد مساهمًا رئيسيًا في هدر الطعام ويجب تجنبه. بالإضافة إلى ذلك، ومن أجل خفض تكاليف التعبئة والتغليف بشكل أكبر، تسلط الدراسات الضوء على الحاجة إلى تقليل تنوع أشكال وأحجام التغليف.
تصميم وحدات ووضع العلامات
التصميم المعياري هو نظرية تصميم تقسم المنتج أو النظام إلى أجزاء أصغر. يمكن تصميم هذه الأجزاء أو تعديلها أو إنتاجها أو استبدالها أو تبادلها بشكل مستقل ضمن منتج واحد أو عبر منتجات وأنظمة مختلفة. بالنسبة للتغليف الذي يتكون من مواد متنوعة أو بوليمرات متعددة، ينبغي اعتماد التصميم المعياري حيثما كان ذلك ممكنًا. وهذا يسهل فصل وفرز المواد المختلفة - وخاصة بالنسبة للبوليمرات المتعددة، والتي لا يمكن خلطها مع البوليمرات الأخرى لإعادة التدوير، حيث أن مثل هذا الخلط من شأنه أن يسبب تدهورًا كبيرًا في المواد المعاد تدويرها.
في دراسة حالة حول دورة حياة تعبئة علب المشروبات من كارلسبرغ، وجد الباحثون أن تصميم جسم العلبة وغطاءها لسهولة الفصل أدى إلى تحسين إمكانية إعادة التدوير، لا سيما في أنظمة إعادة التدوير المتعددة ذات الحلقة المغلقة. كما تم تحديد العلامات الواضحة لتركيبات المواد وإرشادات إعادة التدوير باعتبارها ضرورية لتحقيق إعادة تدوير عالية الجودة. اقترحت دراسة أخرى هيكلًا من ثلاث طبقات من البولي إيثيلين (PE) لتغليف المواد الغذائية: طبقات خارجية من البولي إيثيلين البكر (لسلامة ملامسة الأغذية) وطبقة وسطى مصنوعة من أفلام PE المرنة المعاد تدويرها. يقلل هذا التصميم من الاعتماد على المواد الخام من خلال دمج البولي إيثيلين المعاد تدويره في الطبقة غير الملامسة للأغذية، وهو مفهوم يمكن توسيعه ليشمل التغليف المعياري - حيث يتم استخدام المواد المعاد تدويرها لمكونات محددة. تولد المستشفيات كميات كبيرة من العبوات البلاستيكية ونفايات المنتجات؛ وجدت دراسة أجريت على نفايات تعبئة زجاجات حليب الأطفال ذات الاستخدام الواحد أن وضع علامات واضحة على إمكانية إعادة التدوير لكل مكون يقلل من التعقيد في عمليات إدارة النفايات وإعادة التدوير.
دمج مفهوم الاقتصاد الدائري في التصميم
لا تعتمد الفوائد البيئية للتغليف الدائري على خصائص تصميم التغليف (مثل المواد المستخدمة والمظهر المرئي) فحسب، بل تعتمد أيضًا على رغبة المستهلكين في شراء مثل هذه المنتجات. أظهرت الدراسات أن المظهر المرئي والإعلان يؤثران على تصورات المستهلكين لاستدامة التغليف. وجد الباحثون الذين يدرسون استجابات المستهلكين لتصميم التغليف - من المنظور المزدوج للمواد والرسومات - أن المستهلكين على استعداد لدفع علاوة مقابل التغليف المستدام. وكشفت دراسة أخرى عن دوافع المستهلكين لتجنب نفايات التغليف البلاستيكية عن استعدادهم لدفع المزيد مقابل مواد التعبئة والتغليف المعاد تدويرها والقابلة لإعادة التدوير، وخاصة البلاستيك. ومع ذلك، فإن مصطلح 'الاستدامة' غامض بالنسبة للمستهلكين، الذين يعتمدون غالبًا على معتقدات عامة غير دقيقة ومضللة أحيانًا للحكم على استدامة الحزمة. ينصح الباحثون بشدة بأن مفاهيم الاقتصاد الدائري - مثل التغليف القابل لإعادة التعبئة لغسول الجسم - يجب أن يتم توصيلها بوضوح إلى المستهلكين، مع تمييز واضح بين العبوات الأصلية وعبوات إعادة التعبئة.
وهذا يؤكد الحاجة الماسة لتضمين مبادئ الاقتصاد الدائري في تصميم العبوات، وتسليط الضوء على المساهمات الإيجابية للمنتج و/أو التغليف في التدوير. أشارت دراسة مراجعة أيضًا إلى أن رغبة المستهلكين في إعادة تدوير العبوات البلاستيكية مدفوعة بالمخاوف البيئية، ويمكن للرسائل المتعلقة بالبيئة أن تعزز دوافعهم لإعادة التدوير. وبالتالي، يجب على المصممين النظر في كيفية دمج هذه الرسائل ونقلها على النحو الأمثل من خلال تصميم التغليف لتعزيز مشاركة المستهلك في إعادة التدوير. ومع ذلك، حذر الباحثون من الإفراط في استخدام مفاهيم الاقتصاد الدائري: فدمج العديد من هذه المبادئ في تصميم عبوة واحد لا يزيد من رغبة المستهلكين في الشراء أو إعادة التدوير، لأنه لا يؤدي إلا إلى الحد الأدنى من الرضا الأخلاقي الإضافي من هذه الإجراءات.
مطبات التصميم
إلى جانب اعتبارات التصميم المختلفة التي تعزز التغليف الدائري، هناك مخاطر شائعة في تصميمات التغليف التقليدية يجب على المصممين تجنبها. على سبيل المثال، يتم استخدام الورنيش على نطاق واسع في صناعة تعبئة المشروبات (على سبيل المثال، علب الألومنيوم). ومع ذلك، ينصح العلماء أنه حتى الاستخدام المنخفض المستوى للورنيش والمواد الأخرى (على سبيل المثال، بتركيزات جزء في المليون) قد يؤثر سلبًا على إمكانية إعادة التدوير. يمكن أن يؤدي التركيب الكيميائي للورنيش إلى ظهور ملوثات أثناء إعادة التدوير، مما يعيق إعادة استخدام المواد. يجب تضمين مبدأ 'التصميم بدون تلوث' في تصميم العبوات لتمكين إعادة التدوير من العلبة إلى العلبة. بالإضافة إلى ذلك، كما ذكرنا سابقًا، فإن الجمع بين الاستراتيجيات البيولوجية والتقنية أو الإفراط في تطبيق مناهج تصميم الاقتصاد الدائري المتعددة لا يؤدي إلى تحسين وظائف التعبئة والتغليف بشكل كبير ولا يزيد من رغبة المستهلكين في الشراء.
علاوة على ذلك، اقترح الباحثون اعتبارات أساسية لتصميم عبوات قابلة لإعادة التعبئة لمنتجات العناية الشخصية (مثل غسول الجسم). ظهرت فكرة مهمة: على الرغم من الجدوى الفنية لإعادة تعبئة هذه العبوات وإعادة استخدامها أكثر من 10 مرات، إلا أن المستهلكين يترددون في دفع علاوة مقابل إمكانية إعادة الاستخدام الموسعة هذه. وبدلاً من ذلك، يفضل المستهلكون الوصول إلى مجموعة واسعة من العطور، مما يجعل إعادة التعبئة المتكررة لنفس العطر أقل رغبة.
الأدوات والمؤشرات للتحقق من صحة التصميم
بعد الانتهاء من التصميم التفصيلي، تخضع العبوة المقترحة لتقييم وتحقق صارمين. يمكن لمجموعة من الأدوات - مثل أدوات تحليل دورة الحياة (LCA) - أن تسهل هذه العملية، ومن الجدير بالذكر أن هذه الأدوات قابلة للتطبيق في جميع مراحل التصميم. يوضح هذا القسم الفرعي الأدوات والمؤشرات المحددة في الأدبيات التي توضح إمكانية دعم تصميم التغليف الدائري.
قام الباحثون بتطوير أداة تعتمد على LCA لتقييم التأثيرات البيئية وتوليد النفايات واستهلاك الموارد. أنشأت دراسة أخرى مجموعة من المؤشرات لتقييم التأثيرات البيئية لتصميم التغليف، بما في ذلك سمية المواد، وتأثير التنوع البيولوجي، واستخدام الطاقة، وقدمت جدول 'المؤشر البيئي' لتقييم مفاهيم التعبئة والتغليف عبر ثلاثة أبعاد: الإنتاج والنقل ومدافن النفايات وإعادة التدوير. تم أيضًا اقتراح نموذج لاستخراج البيانات، مما يقلل من تنوع حجم العبوة من خلال تجميع الأشكال والأحجام المتشابهة، واستبدالها بنموذج حزمة واحد مناسب عالميًا. وضع العلماء خمسة معايير لتقييم تصميم التغليف الدائري:
(ط) تقليل (تقليل التغليف)؛
(2) إعادة الاستخدام؛
(3) الاستخلاص (استعادة الطاقة من حرق نفايات التعبئة والتغليف دون تلوث ثانوي)؛
(رابعا) إعادة التدوير؛
(ت) التحلل.
كما تم اقتراح التدابير المقابلة لتصميم التغليف الدائري، وحث المصممين على تعزيز الوعي بالاقتصاد الدائري للمستهلك والاستخدام الرشيد لموارد التعبئة والتغليف اللوجستية. بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير أداة LCA لمساعدة المصممين في تقييم التأثيرات البيئية عبر إنتاج المواد، وتنظيف العبوات المرتجعة، والنقل، وعمليات إدارة النفايات، في حين تم إنشاء أداة LCA متكاملة أخرى لتحليل المفاضلات بين وظائف التعبئة والتغليف والأداء البيئي.
اقترح باحثون آخرون إطارًا يجمع بين LCA وبرنامج شهادة Cradle-to-Cradle (C2C). لقد فحصت الدراسات بروتوكول تصميم C2C، وإطار تقييم استدامة دورة الحياة، ومؤشر دائرية المواد (MCI). يرتكز بروتوكول تصميم C2C على ثلاثة مبادئ أساسية: 'النفايات تساوي الغذاء' 'استخدام دخل الطاقة الشمسية الحالي' و 'الاحتفال بالتنوع' مع معايير الاعتماد الرئيسية المتعلقة بالتعبئة والتغليف بما في ذلك صحة المواد وقابلية إعادة الاستخدام، وإدارة الكربون، واستخدام الطاقة المتجددة. يقوم MCI بتقييم إمكانية استعادة المواد من إنتاج المنتج إلى إعادة التدوير، مع العوامل المرتبطة بتصميم التغليف الأساسي بما في ذلك محتوى المواد المعاد تدويرها، ومعدل إعادة التدوير، وكفاءة إعادة التدوير. وجدت مراجعة لثلاثة أنواع من نماذج وأدوات تطوير التغليف - البروتوكولات والرسوم البيانية والتقييمات - أن نماذج التقييم (على سبيل المثال، LCA) تكون مفيدة للغاية في مراحل التطوير اللاحقة. في المقابل، اعتبرت النماذج من نوع البروتوكول تفتقر إلى الأوصاف الملموسة، مما يحد من فعاليتها في دعم تصميم التغليف الدائري.
الاستنتاجات
النموذج التقليدي لإنتاج واستهلاك العبوات خطي: يتم تصميم العبوات وتصنيعها واستهلاكها والتخلص منها وفي النهاية حرقها أو دفنها. في المقابل، يهدف الاقتصاد الدائري إلى تحقيق صفر نفايات من خلال الاحتفاظ بالموارد في حلقات مغلقة لأطول فترة ممكنة، بدلاً من السماح لها بالتحول إلى نفايات تضر النظم البيئية للأرض. يتطلب تكامل مبادئ الاقتصاد الدائري ابتكارات في تصميم العبوات - حيث يتم تحديد ما يقرب من 80% من التأثيرات البيئية خلال هذه المرحلة، والتي تحدد إلى حد كبير مواد التعبئة والتغليف، وعمليات الإنتاج، وأنماط الاستهلاك، وإمكانات إعادة الاستخدام، وقابلية إعادة التدوير. وهذا يجعل التصميم أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الاقتصاد الدائري. على حد علمنا، هذه الدراسة هي أول مراجعة أكاديمية لاستكشاف الأبحاث الحالية حول تصميم التعبئة والتغليف والاقتصاد الدائري من منظور يتمحور حول التصميم.
في حين أن مراجعة الأدبيات هذه تركز في المقام الأول على البحث الأكاديمي، فمن الجدير بالذكر أن الصناعة تتبنى بنشاط ممارسات التعبئة والتغليف الدائرية. يجب أن تقوم الأبحاث المستقبلية بمراجعة وتجميع التطورات الصناعية في التغليف الدائري، والتي يمكن أن توفر إرشادات قابلة للتنفيذ لمجتمع أوسع من ممارسي التعبئة والتغليف. علاوة على ذلك، من المتوقع أن تفيد نتائج هذه الدراسة المصممين ومديري البحث والتطوير والمتخصصين في صناعة التعبئة والتغليف في تطوير حلول موجهة نحو الاقتصاد الدائري، مع اعتبارات التصميم المحددة بمثابة مرجع عملي. يمكن للمعلمين أيضًا الاستفادة من هذه النتائج لتدريب الجيل القادم من المواهب التي تركز على الاقتصاد الدائري.
