يتم التخلص من العديد من الأجهزة التي يمكن ارتداؤها اليوم، بما في ذلك الأجهزة الطبية القيمة، بعد الاستخدامتقنية برانسون الجديدة لإزالة اللحاميوفر طريقة لإعادة تدوير وإعادة استخدام المكونات القيمة.
مع نمو سكان العالم وتقدمهم في السن، يتزايد أيضًا الطلب على مجموعة واسعة من الأجهزة الطبية، بدءًا من أجهزة مراقبة اللياقة البدنية والحالة الصحية القابلة للارتداء إلى الأجهزة خفيفة الوزن وسهلة الاستخدام للعلاج وتوصيل الأدوية. وتشمل الأجهزة القابلة للارتداء الساعات الذكية وأجهزة تتبع اللياقة البدنية، وأجهزة مراقبة ضغط الدم القابلة للارتداء، ومقاييس التأكسج النبضية، والاستخدام المتزايد لأجهزة استشعار الكشف البيولوجي والفيروسي. هناك أيضًا منتجات اختبار وعلاج، بما في ذلك أجهزة اختبار نسبة الجلوكوز في الدم وأجهزة مراقبة الجلوكوز المستمرة التي يمكن ارتداؤها، وأقلام الإيبينفرين والأنسولين، وأجهزة ضخ الأنسولين القابلة للزرع.
كما أن الاستخدام الهائل للرعاية الصحية والأجهزة الطبية يجلب معه أيضًا تيارًا ضخمًا من النفايات، مما يخلق تحديات مكلفة للتخلص منها بالنسبة للمصنعين ومقدمي خدمات الرعاية الصحية والمستهلكين. يتم تشغيل العديد من هذه الأجهزة وتحتوي على مكونات قيمة يمكن إعادة تدويرها وإعادة استخدامها، مثل البطاريات والدوائر المتخصصة والمنطقية والمعادن الثمينة والمواد البلاستيكية. ولسوء الحظ، لا يتم استرداد سوى القليل جدًا من هذه المعدات أو إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها اليوم.
الشكل 1: يتم حاليًا استخدام معدات اللحام بالليزر Branson 3G من Emerson كجزء من عملية "إزالة لحام" اللحامات البلاستيكية في الأجهزة الطبية، مما يتيح إعادة تدوير وإعادة معالجة المكونات عالية القيمة وتقليل نفايات الأجهزة الطبية.
من الواضح أن أي طريقة لإعادة التدوير مغلقة تعمل على إعادة تدوير المكونات والمواد القيمة وإعادة استخدامها يمكن أن تولد عوائد كبيرة لمصنعي الأجهزة. ونتيجة لذلك، كان هناك اهتمام كبير بالأجهزة الطبية المصممة للاستخدام في الاقتصاد الدائري.
تتكون الأجهزة الطبية "الذكية" النموذجية من مجموعة من المكونات، بما في ذلك مصادر الطاقة والإلكترونيات وشاشات العرض وأجهزة الاستشعار، معبأة في حاوية بلاستيكية مدمجة أو يمكن ارتداؤها أو محمولة. تشمل الأمثلة ساعات اليد أو أجهزة المراقبة التي يتم ارتداؤها على اليد، أو أجهزة المراقبة المحمولة، أو أجهزة الاستشعار المعلقة، أو أجهزة قياس التأكسج التي يتم تثبيتها على شكل مشبك الإصبع، أو أصفاد ضغط الدم المزودة بوحدات تضخم/عرض مدمجة. تعد تقنيات اللحام بالموجات فوق الصوتية والليزر ضرورية لحماية مكونات الجهاز الحساسة حيث يمكنها ربط المواد البلاستيكية المتينة اقتصاديًا ودائمًا.
ومع ذلك، فإن اللحام "الدائم" يمكن أن يكون سيفًا ذا حدين. إذا فشلت إحدى المعدات في اختبار الأداء أثناء التصنيع، فلا يمكن إزالة اللحام الدائم (الموجات فوق الصوتية، الليزر، إلخ) إلا عن طريق التفكيك المدمر. ونتيجة لذلك، يصعب على الشركات المصنعة تحليل الأعطال واستعادة المكونات الداخلية القيمة لاستخدامها لاحقًا. لذلك، من الناحية العملية، تصبح المعدات الفاشلة وجميع المكونات القيمة بمثابة خردة عملية، مما يمثل خسارة للشركة المصنعة.
الشكل 2: قام خبراء Emerson بتطوير منصة عمل متنقلة لإزالة اللحام تستخدم ماكينة لحام ليزر Branson 3G وتقنية STTIr للتشغيل اليدوي أو الآلي بالكامل.
ومن أجل تصميم أجهزة طبية تخدم الاقتصاد الدائري وتقلل من تدفقات النفايات، يركز مصنعو الأجهزة بشكل متزايد على تصميم المنتجات وتقنيات التجميع التي تدعم بشكل أفضل إعادة تدوير الحلقة المغلقة. الخطوة الأولى والأكثر أهمية في هذه العملية هي إعادة استخدام المكونات الموجودة بشكل فعال لتقليل النفايات في عملية التصنيع والقضاء عليها.
ردًا على استفسارات الشركات المصنعة للأجهزة، قام خبراء إيمرسون بتطوير عملية لحام بلاستيك برانسون يمكنها "إزالة لحام" المواد البلاستيكية المستخدمة بشكل آمن وغير مدمر والتي يشيع استخدامها في الأجهزة الطبية والأجهزة القابلة للارتداء. وتستخدم هذه العملية، التي تخضع حاليًا للتجارب التجارية، تقنية اللحام بالليزر STTIr الحاصلة على براءة اختراع والتي طورتها شركة Emerson وتتضمن أدوات تفكيك خاصة بالمنتج.
باستخدام تقنية "إزالة اللحام" هذه، نجح مصنعو الأجهزة في فتح أغلفة الأجهزة البلاستيكية، وتمكين تحليل الفشل غير المدمر، واستعادة المكونات الوظيفية القيمة مثل مجموعات جهاز الإرسال/الاستقبال اللاسلكي،لوحات الدوائر المطبوعة(PCBs)، والتجمعات الإلكترونية، وشاشات العرض، والبطاريات لاستخدامها في تجميع الأجهزة الجديدة. وحتى المواد البلاستيكية التي يتم إزالتها من الأجهزة المهملة يمكن استخدامها لإعادة المعالجة أو إعادة التدوير.
الشكل 3: يتم التخلص من العديد من الأجهزة القابلة للارتداء اليوم، بما في ذلك الأجهزة الطبية القيمة، بعد الاستخدام. توفر تقنية إزالة اللحام الجديدة من برانسون طريقة لإعادة تدوير المكونات القيمة وإعادة استخدامها.
تعد عملية إزالة اللحام الجديدة هذه خطوة أولى مهمة للمصنعين الذين يسعون إلى إعادة معالجة أو إعادة تدوير الأجهزة الطبية ذات الحلقة المغلقة. فهو يزيد الإنتاجية إلى الحد الأقصى، فضلاً عن زيادة استخدام الأجزاء والمواد القابلة للاستخدام، ويقلل من تكاليف النفايات والتخلص المرتبطة بعملية التصنيع، ويساعد الشركات المصنعة على تلبية معيار UL 2799A، وهو برنامج التحقق من المطالبات البيئية (ECVP) لتصنيف النفايات الخالية من النفايات.
في حين أن فوائد الإنتاج المباشر لتقنية إزالة اللحام هذه قد تكون كبيرة، إلا أن إمكاناتها الأكبر قد تظهر في المستقبل القريب في الاقتصاد الدائري. ماذا لو تمكنت الشركات المصنعة من تفكيك كميات كبيرة من المعدات الطبية بعد الاستهلاك لاستعادة المكونات عالية القيمة وإعادة استخدامها؟
بالنسبة للخردة الحيوية مثل معدات العناية بغسيل الكلى، ماذا لو كانت هناك طريقة مثالية لتفكيك المكونات الحيوية الخطرة وإزالتها وعزلها، ثم إعادة معالجة وإعادة تدوير المكونات المتبقية، والتي تشكل عادةً 90٪ أو أكثر من حجم المعدات؟
يوضح كلا السيناريوهين الإمكانات غير المحدودة لعملية إزالة اللحام، مما يفتح الباب أمام إعادة التدوير وإعادة المعالجة على نطاق واسع لملايين المكونات والأجهزة. نظرًا لأن تكلفة التخلص من النفايات الطبية الخاضعة للرقابة أعلى 50-100 مرة من تكلفة التخلص من المنتجات العامة، فإن عملية إزالة اللحام لديها إمكانات كبيرة لتقليل تكلفة التخلص من النفايات وحدها.
