Cilj je programa koji se provodi pod okriljem DARPA-e razvoj tehnologije koja će vratiti kemijske agense u njihovo sigurno, prirodno stanje u okolišu, bez stvaranja opasnog otpada tijekom procesa

Uništavanje golemih zaliha kemijskih ratnih agensa i danas je velik izazov za vojnu i međunarodnu zajednicu. Trenutačne metode uništavanja, kao spaljivanje ili hidroliza, stvaraju toksični otpad koji zahtijeva daljnju obradu. Spomenute metode zahtijevaju i prijevoz agensa od mjesta odlaganja do mjesta neutralizacije, a potom prijevoz toksičnog otpada koji nastaje nakon neutralizacije do sigurnog mjesta za odlaganje, što je vrlo rizično i skupo. Različiti tipovi agensa zahtijevaju različite metode obrade koja će ih učiniti netoksičnim i sigurnim za okoliš. Svaki agens zahtijeva, dakle, specifičan postupak neutralizacije – jedan tip neutralizacije nije prikladan za sve agense.

Kako bi odgovorila tim izazovima, agencija Ministarstva obrane SAD-a koja razvija nove tehnologije za američku vojsku (Defense Advanced Research Projects Agency – DARPA), najavila je program kompaktne neovisne demilitarizacije kemijskih agensa (Agnostic Compact Demilitarization of Chemical Agents) tzv. ACDC. Cilj programa je razvoj tehnologije za prototip prijenosnog sustava koji bi bilo koji kemijski ratni agens pretvorio u siguran organski spoj, kao što su neopasne krutine, uz uporabu minimalnih količina goriva u procesu i stvaranje neopasnog otpada. Sustav bi omogućio sigurno uništavanje zaliha kemijskih ratnih agensa bez potrebe za transportom.
Kemijski ratni agensi sastoje se od smrtonosne kombinacije spojeva koji su u svojem originalnom, osnovnom stanju, jednom bili neopasan dio okoliša. Cilj je ACDC programa razvoj tehnologije koja će preokrenuti proces i vratiti kemijske agense u njihovo sigurno, prirodno stanje u okolišu, bez stvaranja opasnog otpada tijekom procesa.

Tri glavne mane
Promatrajući današnje metode za obradu kemijskih ratnih agensa i njihovih prekursora, kao što su hidroliza, spaljivanje i superkritična vodena oksidacija (SCWO), možemo reći da imaju brojne nedostatke. Kao prvo, nisu potpuno neovisne o kemijskom odnosno konstrukcijskom materijalu. Drugo, zahtijevaju prijevoz agensa od mjesta skladištenja do mjesta neutralizacije. Treće, hidroliza i superkritična vodena oksidacija zahtijevaju velike količine vode koje moraju biti osigurane na mjestu neutralizacije te stvaraju velike količine opasnog otpada koji zahtijeva daljnju obradu i koji može kao nusproizvod izazvati kiselu kišu. ACDC program nastoji razviti nove metode koje će autohtone domaće tvari blizu mjesta skladištenja kemijskog oružja bilo gdje u svijetu koristiti kao materijal za neutralizaciju agensa. Jednostavnije rečeno, DARPA želi novi proces koji će na mjestu skladištenja uzeti prašinu, biljke ili bilo što dostupno te ih pomiješati s bilo kojim kemijskim agensom. Rezultat bi bila neopasna prašina ili biljna tvar koja se na tom mjestu može vratiti u okoliš što bi znatno smanjilo troškove sadašnjih metoda.

Prijenosni sustav
DARPA-in program ACDC istražuje nove tehnologije neutralizacije golemih zaliha kemijskih ratnih agensa i organskih prekursora na mjestu skladištenja ili blizu njega. ACDC razvija prototip prijenosnog sustava koji će pretvoriti organske spojeve u osnovne ugljikove / dušikove / fosforne / sumporne okside i stabilne alkalijske ili alkalne metalne soli odnosno neki drugi neopasan kemijski spoj. Takav će sustav morati posjedovati robusni, multivarijantni analitički instrument za praćenje i validaciju sustava u stvarnom vremenu te praćenje procesa za potpunu automatizaciju sustava i preradu nespecifičnih produkata. Cilj ACDC programa je razvoj tehnologije koja će raditi sa svim kemikalijama, bez potrebe za vodom ili stvaranja velike količine otpada koji zahtijeva naknadnu obradu.Izazovi povezani s današnjim metodama uništavanja kemijskog oružja nisu predmet interesa u svakodnevnom životu. Međutim, zainteresirali su neposredne sudionike međunarodnih napora vezanih uz uništavanje sirijskog kemijskog oružja tijekom 2014. godine.

Međunarodna se zajednica složila da se zalihe kemijskog oružja prevezu iz Sirije na brod RM-a SAD-a MV “Cape Ray” (T-AKR-9679) na uništavanje. Na brodu se uspješno i sigurno moglo neutralizirati sirijsko kemijsko oružje i posao je bio gotov do kraja te godine. Logistički i drugi izazovi ostaju, međutim, veliki. U njih spada izgradnja prilagođenog velikog laboratorija u kojem se sirijsko kemijsko oružje neutraliziralo, a koji može raditi na pučini, izdržati potencijalne destabilizirajuće efekte, kao i promjene u tekućim i plinovitim fazama u masivnim spremnicima koji se koriste tijekom neutralizacije. Opasni otpad koji nastaje tijekom neutralizacije mora se prevesti u nekoliko zemalja na dodatnu obradu i konačno uništavanje. Razvoj prijenosnog sustava koji neutralizira opasne kemikalije i kemijsko oružje bez stvaranja opasnog otpada kao nusproizvoda pozitivno će utjecati na vojne i međunarodne napore vezane uz njihovo uništavanje.

Dva instituta
DARPA je u prosincu 2015. sklopila ugovor s dvama institutima, Southwest Research Instituteom (SwRI) iz Teksasa i SRI Internationalom iz Kalifornije, koji će razviti koncept sustava za konverziju toksičnih kemikalija u krutinu ili druge oblike neopasnih organskih spojeva. Razvijat će prototip prijenosnog sustava koji može pretvarati opasne kemikalije u siguran izlazni proizvod, kao što su neopasne krutine, i to uz uporabu minimalnih količina goriva. Bude li uspješan, sustav će se moći koristiti za sigurno uništavanje zaliha kemijskih ratnih agensa na jednom mjestu bez potrebe za transportom visokotoksičnih kemikalija na udaljenu lokaciju na daljnju obradu. Pristupi korišteni u takvom sustavu mogli bi na koncu naći primjenu i u različitim procesima industrijske kemijske neutralizacije kao i u procesima čišćenja.

Institut SwRI razvit će pod programom ACDC terenski, prijenosni, automatski proces za uništavanje toksičnih industrijskih spojeva. Pristup kombinira komercijalno dostupan uređaj s poboljšanom tehnologijom koja korištenjem tla iz okoliša može pretvoriti organske molekule u neopasne spojeve. Uređaj je dizajniran tako da se, kao dio procesa uništavanja, organske molekule ponašaju kao gorivo i učinkovito stvaraju povratnu energiju koja se može pretvoriti u električnu. Proces je neovisan o spojevima koji se obrađuju i ekološki je prihvatljiviji od hidrolize ili spaljivanja. Osim toga, hidroliza ili spaljivanje zahtijevaju još i sekundarnu obradu velikih količina opasnog otpada koji u tim procesima nastaje.

Ekološki siguran materijal
Institut SRI International razvija samostalan prijenosni sustav za kemijsko uništavanje koji se također oslanja na lokalno dostupne resurse. Planira usto koristiti visokoenergetsku plazma tehnologiju za spaljivanje organskih molekula s ugrađenim pročiščivaćem nusproizvoda reakcije u istom reaktoru. Pristup je fokusiran na karakterizaciju produkata reaktora u stvarnom vremenu, kao i na razvoj strategija za praćenje procesa kako bi se osiguralo da je opasni otpad potpuno prerađen, a učinkovitost konverzije veća od 99,9999 %.  Poželjan je ishod neutralizacije, i u jednom i u drugom slučaju, ekološki siguran materijal – pognojeno tlo.

Budući da je većina toksina prvotno proizvedena iz sigurnih prirodnih materijala, DARPA ih putem programa ACDC nastoji vratiti u izvorno neopasno stanje. ACDC program traži stručnost u područjima kao što je znanost o tlu, inženjerstvo okoliša, kemija (analitička, anorganska, organska, fizikalna), kemometrija, procesno inženjerstvo i kontrola sustava.
DARPA će putem ACDC programa razviti novu tehnologiju kako bi odgovorila na nedostatke dosadašnjih metoda uništavanja kemijskih ratnih agensa. Konačan je cilj ACDC programa realizirati prijenosni, neovisni prototip sustava koji pretvara 99,9999 % halogeniziranih ili nehalogeniziranih organskih spojeva u osnovne okside (primjerice SOx, POx, NOx) i stabilne alkalije ili alkalne metalne soli (odnosni drugi siguran oblik) s minimalnim količinama goriva i neopasnim otpadom kao nusproizvodom. Bude li program ACDC uspješan, mogao bi radikalno smanjiti logističke zahtjeve za uništavanje kemijskog oružja.

Jasenka Štajdohar