Mittausvirheet voivat maksaa miljoonia – kiertotalous haastaa metrologian keinot

Blogit
Martti Heinonen
Decorative image

Kiertotalouden kehittäminen on välttämätöntä luonnonvarojen riittävyyden ja ilmastonmuutoksen hillitsemisen kannalta. Kiertotalouteen siirtyminen vaatii kuitenkin uuden omaksumista niin yrityksiltä kuin kuluttajiltakin. Samalla myös kierrätyksen mahdollistavilta mittausteknologioilta vaaditaan entistä enemmän. Materiaalien tehokas kierto ja uusiokäyttö edellyttävät nimittäin yhä tarkempaa ja tehokkaampaa mittauksiin perustuvaa materiaalien tunnistamista, lajittelua sekä laadunvarmennusta.

Tällä hetkellä käytettävissä olevat mittausteknologiat ja kaupalliset mittalaitteet kattavat vasta pienen osan kiertotalouden tarvitsemista menetelmistä. Monelta osin laadunvarmennuksen edellyttämiä kalibrointimenetelmiä ei ole tai ne ovat liian aikaa ja resursseja vieviä. Myös tasapuolisen ja turvallisen toiminnan edellyttämä standardointi ja lainsäädäntö ovat vasta kehittymässä.

Mittaaminen takaa turvallisuuden

Veden ja ruokapakkausten kierrätyksessä huomio kiinnittyy erityisesti terveytemme kannalta merkittäviin kemiallisten jäämien määrityksiin ja mikrobiologisiin mittauksiin. Näissä mittaamisen tarkkuudella ja luotettavuudella on maailmanlaajuisia kansanterveydellisiä vaikutuksia. Yksistään Itämeren alueella arvioidaan lääkejäämiä päätyvän vuosittain vesistöihin 1800 tonnia kunnalliseen jäteveden käsittelyn kautta. Toisaalta mitattavat ainemäärät ovat gramman miljardisosien luokkaa litrassa vettä.

Kun halutaan vähentää kaatopaikoille, polttoon ja pelkkään maantäyttöön päätyvien rakennusmateriaalien määrää, pitää mittauksilla voida tehokkaasti tunnistaa materiaaleja ja määrittää niiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Mittaustulosten perusteella otetaan uusiokäyttöön soveltuvat materiaalit talteen ja luokitellaan jatkojalostusta varten. Terveydelle vaaralliset materiaalit kuten asbesti pitää myös pystyä tunnistamaan ja poistamaan materiaalivirrasta.  

Kierrätysmateriaalien käyttöä rajoitetaan lakisääteisesti, esimerkiksi ruokapakkausten ja rakennusmateriaalien turvallisuuden varmistamiseksi. Tulevaisuudessa rajoitusten odotetaan muuttuvan, kun käytössä on entistä kehittyneempien mittausteknologioiden ja niihin liittyvien laadunvarmennuksen mahdollistamaa mittausdataa.

Taloudellinen merkitys miljarditasolla

Kansanterveyden lisäksi mittausten luotettavuus korostuu esimerkiksi metalli- ja elektroniikkaromun kierrätyksessä, kun kohteena on harvinainen ja myyntiarvoltaan kallis aine kuten platina tai terveydelle haitallinen aine kuten kadmium. Globaalien tavoitteiden saavuttamiseksi kierrätykseen liittyvän toiminnan volyymi tulee kasvaa valtavasti, mikä merkitsee, että suhteellisesti pienet virheet mittauksissa tuottavat erittäin suuria rahallisia vaikutuksia kaupankäynnissä.

Mittakaavasta antaa jonkinlaista käsitystä se, että vuoden 2018 kierrätyskuparin maailmanmarkkinan arvioitiin olevan lähes 800 miljoonaa tonnia; nykyisellä kierrätyskuparin hinnalla 0.01 %:n mittausvirhe merkitsisi noin 400 miljoonaa euroa.

Jäljitettävyydellä riskit hallintaan

Tehokkaassa kiertotaloudessa materiaalit kiertävät mahdollisimman pitkään ja useita kertoja: tämä lisää tuotteiden laadullisia riskejä, koska materiaalien määrien ja ominaisuuksien mittauksissa on aina epävarmuutta, jotka voivat kierrossa kertautua hallitsemattomalla tavalla. Riskien hallinnan kannalta on erittäin tärkeää, että materiaaleihin liittyvä mittaus- ja alkuperätieto sekä mittausepävarmuustieto kiertävät materiaalien mukana.

Järjestelmän toimivuus edellyttää kahdenlaista jäljitettävyyttä: materiaalien jäljitettävyys mahdollistaa materiaalivirtojen paremman optimoinnin ja siten uusia liiketoimintamalleja. Toisaalta mittaustulosten metrologinen jäljitettävyys kansainvälisesti hyväksyttyihin mittanormaaleihin mahdollistaa luotettavan ja läpinäkyvän laadunhallinnan. Uskottava laadunvarmennus varmistaa sen, että voimme turvallisesti toteuttaa kierrätystä ja kansainvälinen kaupankäynti on sujuvaa.

Uusia mittausratkaisuja

Kiertotalous tarvitsee uusia mittausteknologioita erilaisten kemiallisten yhdisteiden määrittämiseen kiinteistä materiaaleista ja nesteistä, materiaalien fysikaalisten ominaisuuksien mittaamiseen sekä mikrobiologisiin mittauksiin. Liiketoiminnan kannalta on tärkeää, että mittaukset ovat jatkuvatoimisia ja niiden laadunvarmennus automatisoitu. Tätä varten tarvitaan uusia kalibrointimenetelmiä.

Monet suomalaiset mittausalan yritykset ovat tarttuneet kiertotalouden tarjoamaan haasteeseen ja tunnistaneet sen laajan liiketoimintamahdollisuuden. VTT edistää näitä tavoitteita kehittämällä uusia mittaus- ja kalibrointiteknologioita yhteistyössä yritysten kanssa. VTT:n osana toimivan kansallinen metrologiainstituutti VTT MIKES on osa maailmanlaajuista verkostoa, jonka toiminta mahdollistaa mittaustulosten metrologisen jäljitettävyyden ja hyväksyttävyyden kaikkialla maailmassa.

 

Jaa