لا تُعدّ رياضة البولينج نشاطاً ترفيهياً شائعاً فحسب، بل تُعدّ أيضاً صناعةً مهمة، حيث يمارسها أكثر من 90 مليون شخص حول العالم. تُشكّل كرة البولينغ جوهر هذه اللعبة، وهي أداةٌ تطوّر تصميمها وتركيب موادها بشكل كبير منذ تأسيسها في القرن التاسع عشر. واليوم، تُصنع معظم كرات البولينغ الحديثة باستخدام مواد بلاستيكية صلبة مثل البوليستر (بولي إيثيلين تيريفثالات)، واليوريثان، والراتنج التفاعلي، والتي تُشكّل تحديات بيئية نظراً لطبيعتها غير القابلة لإعادة التدوير. يستكشف هذا المقال تاريخ مواد كرات البولينغ وتطورها، ويبحث في صعود البلاستيك القابل لإعادة التدوير، ويقترح بديلاً قابلاً لإعادة التدوير لأغطية كرات البولينغ التقليدية، بما في ذلك تركيبه الكيميائي، وجدواه الصناعية، وإمكانياته التسويقية.

كرات البولينغ

1. لمحة تاريخية عن البولينغ وكرة البولينغ.

تعود أصول البولينغ إلى مصر القديمة، حيث عُثر على أدلة أثرية على لعبة كرة ودبابيس بدائية تعود إلى حوالي عام 3200 قبل الميلاد. إلا أن البولينغ الحديث بدأ يتشكل في أوروبا والولايات المتحدة في القرن التاسع عشر. ووُضعت أول قواعد موحدة عام 1895 مع تأسيس المؤتمر الأمريكي للبولينغ.

لعبة البولينغ

في البداية، كانت كرات البولينغ تُصنع من خشب الليجنوم فيتاي (lignum vitae)، وهو خشب كثيف، حتى أوائل القرن العشرين. وفي عام 1905، طُرحت أول كرات مطاطية، مثل كرة "إيفرترو Evertrue "، إيذاناً ببداية استخدام المواد الاصطناعية. بحلول ستينيات القرن الماضي، حل البوليستر (نوع من البلاستيك) محل المطاط، مما أدى إلى كرات بولينغ أكثر متانة وقابلية للتخصيص. ظهرت كرات اليوريثان والراتنج التفاعلي في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، مما أتاح قدرة أكبر على رمي الكرات والتحكم به بشكلٍ أفضل.

2. تطور المواد في تصنيع كرات البولينغ.

كرات البولينغ

كان الأداء والمتانة وتفضيلات اللاعبين دافعاً لتطور مواد كرات البولينغ. تشمل المواد الرئيسية ما يلي:

• الخشب (قبل القرن العشرين): مصنوع من خشب الليجنوم فيتي؛ متين ولكنه محدود الأداء.

• المطاط (من القرن العشرين إلى الستينيات): أكثر ثباتاً وامتصاصاً للصدمات.

• البوليستر (من الستينيات إلى الثمانينيات): خفيف الوزن، متين، ومستخدم على نطاق واسع.

• اليوريثان (من الثمانينيات إلى التسعينيات): سطح احتكاك أعلى لزيادة قوة رمي الكرات.

• الراتنج التفاعلي (من التسعينيات إلى الوقت الحاضر): امتصاص معزز للزيت وحركة زاوية. الجانب السلبي للمواد الحديثة هو عدم قابليتها لإعادة التدوير، مما يؤدي إلى هدر بيئي. يُقدّر أنه يتم التخلص من 2,5 مليون كرة بولينغ سنوياً في الولايات المتحدة وحدها.

3. ظهور البلاستيك القابل لإعادة التدوير وتطوره.

نشأ البلاستيك القابل لإعادة التدوير في منتصف القرن العشرين مع ظهور البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. ومع تزايد الوعي البيئي في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، تكثفت الجهود لتحسين أنظمة إعادة التدوير وتصميم المواد.

لعبة البولينغ

تشمل المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير الرئيسية ما يلي:

• بولي إيثيلين تيريفثالات (PET): يُستخدم في الزجاجات والحاويات.

• بولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE): متين وقابل لإعادة التدوير على نطاق واسع.

• بولي بروبيلين (PP): مقاوم للحرارة وقابل لإعادة التدوير.

• حمض البولي لاكتيك (PLA): قابل للتحلل الحيوي ولكنه يتطلب التسميد الصناعي.

4. معايير إعادة تدوير البلاستيك ومتطلباته.

لكي يكون البلاستيك قابلاً لإعادة التدوير، يجب أن يستوفي معايير معينة:

• الاستقرار الكيميائي: يجب أن يتحمل التسخين والصب المتكررين.

• النقاوة وقابلية الفصل: يجب أن يكون قابلاً للفصل عن المواد الأخرى.

• توافق البنية المجهرية: يجب أن يتوافق مع أنظمة إعادة التدوير الحالية.

• الجدوى الاقتصادية: يجب أن يكون الناتج المعاد تدويره فعالاً من حيث التكلفة.

غالباً ما يتم تحديد البلاستيك القابل لإعادة التدوير من خلال رمز تعريف الراتنج (Resin Identification class RIC)، حيث تُعد الرموز 1 (PET)، و2(HDPE)، 5 (PP) الأكثر قبولاً في مسارات إعادة التدوير عالمياً.

5. الإنتاج والتوزيع العالمي للبلاستيك القابل لإعادة التدوير.

اعتباراً من عام 2023، بلغ الإنتاج العالمي للبلاستيك 400 مليون طن متري سنوياً، منها حوالي 9% فقط يُعاد تدويرها. تُشكل المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير، وخاصةً البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، حوالي 15% من إجمالي الإنتاج.

الإنتاج العالمي للبلاستيك وتدويره ونفاياته.

أهم المنتجين:

• الصين: 30% من الإنتاج العالمي،

• أوروبا: 17%،

• أمريكا الشمالية: 18%.

تُوزع المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير بشكل كبير من خلال مواد التغليف الاستهلاكية، والسلع الصناعية، وبعض تطبيقات السيارات.

6. القيمة السوقية والاقتصادية للمواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير.

قُدّرت قيمة السوق العالمية للمواد البلاستيكية المعاد تدويرها بـ 45,5 مليار دولار أمريكي في عام 2023، ومن المتوقع أن تصل إلى 65,7 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. ويُعزى الطلب إلى الأنظمة واللوائح البيئية، ووعي المستهلك، وأهداف الشركات للاستدامة.

القطاعات الرئيسية:

• التعبئة والتغليف: 45%،

• البناء: 15%،

• السيارات: 10%،

• السلع الاستهلاكية: 12%.

7. نسبة البلاستيك القابل لإعادة التدوير مقارنةً بإجمالي إنتاج البلاستيك.

من بين 400 مليون طن متري من البلاستيك المُنتج سنوياً، يُعاد تدوير حوالي:

• إعادة تدوير: 9%،

• يحرق: 12%،

• ينتهي المطاف بـ 79% في مكبات النفايات أو البيئة الطبيعية.

لا يشتمل سوى جزء صغير (أقل من 15%) من إنتاج البلاستيك على مواد مُصمّمة لإعادة التدوير، مما يُبرز الحاجة إلى ابتكارات في مجال إعادة التدوير.

8. بديل قابل لإعادة التدوير لبلاستيك كرات البولينج الحالي.

يُعد البولي يوريثان الحراري (TPU) أحد البدائل الواعدة القابلة لإعادة التدوير، حيث يجمع بين المرونة العالية والمقاومة الميكانيكية وإمكانية إعادة التدوير. بخلاف البلاستيك المتصلب بالحرارة (المستخدم في كرات البولينج الحالية)، يمكن إعادة صهر ومعالجة مواد TPU.

من الخيارات الأخرى:

• مركبات PET المُعاد تدويرها: تُمزج مع الألياف لزيادة المتانة.

بعد أن كانت قوارير ماء

• PP (البولي بروبيلين المُقوى): يُوفر توازناً بين المتانة وقابلية إعادة التدوير.

هناك مواد بلاستيكية أخرى يجري تطويرها كي تكون قابلة لإعادة التدوير. وقد استخدم فريق جامعي مركباً يُسمى ثنائي هيدروفوران كوحدة بنيوية. ويتألف ثنائي هيدروفوران من الكربون والأكسجين والهيدروجين، ويمكن تصنيعه من مستخلصات الكتلة الحيوية. استُخدم ثنائي هيدروفوران لبناء جزيئات بوليمر طويلة ومتصالبة، أي أن السلاسل الطويلة من الجزيئات كانت مترابطة ببعضها البعض، مما جعل المادة متينة جداً. ولكن على عكس البوليمرات المُتصلّبة حرارياً التجارية المتصالبة، يمكن تفكيك هذا البوليمر مرة أخرى بالتسخين، وتحلّله بشكل طبيعي في البيئة.

9. كيمياء البلاستيك البديل القابل لإعادة التدوير.

البولي يوريثان الحراري (TPU):

• البنية: بوليمر تكتُّل ذو أجزاء صلبة ومرنة متناوبة.

• الخصائص: مقاومة ممتازة للتآكل، ومرونة، ومقاومة للصدمات.

• قابلية إعادة التدوير: يُمكن طحنه وإعادة معالجته دون فقدان كبير في خصائصه.

المادة المركبة PET/ألياف زجاجية:

• البنية: مادة رابطة بلاستيكية حرارية مُعززة بألياف زجاجية.

• الخصائص: مقاومة شد ومتانة عاليتان، مُناسب للتطبيقات المَديدة.

• قابلية إعادة التدوير: مُتوافق مع إعادة التدوير الميكانيكي.

10. الجدوى الصناعية للبلاستيك البديل القابل لإعادة التدوير.

المزايا:

• يمكن تشكيل TPU وPP المقوى باستخدام عمليات الحقن والقولبة بالضغط الحالية.

• متطلبات طاقة أقل مقارنةً بمعالجة الراتنجات المُتصلِّبة حرارياً.

• التوافق مع خطوط إعادة التدوير الآلية.

التحديات:

• يتطلب إعداد تركيبة دقيقة للمكونات.

• يجب أن يتوافق مع خصائص المتانة والاحتكاك لكرات البولينج الحالية.

• يلزم إجراء اختبارات التحقُّق الصناعي والتوحيد القياسي للمواصفات.

11. خصائص البلاستيك البديل القابل لإعادة التدوير وميزاته.

• المتانة: تُضاهي اليوريثان والراتنج التفاعلي.

• قابلية إعادة التدوير: دورات حياة متعددة.

• قابلية التخصيص: يمكن تصميم اللون، واللمسة النهائية للسطح، وتوزيع الوزن.

• التأثير البيئي: تقليل نفايات مكبات النفايات وانخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (حتى 30% أقل، وفقًا لتقديرات وكالة الطاقة الدولية، 2023).

12. توقعات السوق المستقبلية للبلاستيك البديل القابل لإعادة التدوير.

مع تزايد أهمية الاستدامة في التصنيع، من المتوقع أن يشهد سوق المعدات الرياضية الصديقة للبيئة نمواً ملحوظاً. وقد قُدّرت قيمة سوق المعدات الرياضية الصديقة للبيئة عالمياً بـ ٨,١ مليار دولار أمريكي في عام ٢٠٢٢، ومن المتوقع أن تتجاوز ١٢ مليار دولار أمريكي بحلول عام ٢٠٣٠.

يمكن لكرة البولينج القابلة لإعادة التدوير أن:

• تجذب المستهلكين والاتحادات المهتمة بالبيئة.

• تجذب حوافز أو شهادات تنظيمية (مثل LEED وEcoLabel).

• استبدال ما يصل إلى ٢٥٪ من كرات البولينج البلاستيكية الجديدة بحلول عام ٢٠٣٥ في ظل سيناريوهات متفائلة.

الخلاصة.

لقد قطعت كرة البولينج التقليدية شوطاً طويلاً من بداياتها الخشبية إلى روائعها الصناعية اليوم. ومع ذلك، فإن التكلفة البيئية للمواد البلاستيكية غير القابلة لإعادة التدوير أصبحت باهظة. تُقدّم البدائل القابلة لإعادة التدوير، مثل البولي يوريثان الحراري البلاستيكي والبولي إيثيلين تيرفثالات (PET)، حلاً مستداماً دون المساس بالأداء. مع تزايد طلب المستهلكين على المنتجات الصديقة للبيئة وتزايد الضغوط التنظيمية، تقف صناعة البولينج في مرحلة حاسمة. ومن خلال الاستثمار في المواد القابلة لإعادة التدوير، يُمكن لهذه الرياضة ضمان مستقبلٍ يتميز بالأداء العالي والمسؤولية البيئية.