Le nuove tecnologie di riciclaggio attualmente in fase di sperimentazione potrebbero consentire la plastica come imballaggi per alimenti monouso, parti di automobili rinforzate con fibre e schiuma di materassi, polimeri che spesso finiscono in discarica o vengono inceneriti, per avere più di una seconda vita:possono tornare come nuovi.

I rifiuti di plastica sono un problema ambientale in crescita. Ogni anno in Europa vengono prodotte circa 60 milioni di tonnellate di plastica, mentre solo il 30% viene riciclato. Di tutti i rifiuti di plastica mai generati, Il 79% è finito in discarica o come rifiuto nell'ambiente naturale.

Ma mentre l'Europa passa a un'economia più circolare in cui i materiali vengono riutilizzati alla fine della loro vita anziché gettati via, i miglioramenti nel riciclaggio della plastica giocheranno un ruolo importante.

Le recenti misure messe in atto dalla Commissione Europea dovrebbero aiutare a rendere la plastica più sostenibile. Una strategia per le materie plastiche adottata nel 2018 mira ad affrontare il problema trasformando il modo in cui vengono progettati i prodotti in plastica, usato e riciclato. Un obiettivo chiave è riciclare il 55% degli imballaggi in plastica entro il 2030. Gli imballaggi hanno un'elevata impronta ambientale:circa il 40% della plastica prodotta viene utilizzata per gli imballaggi, che in genere viene scartato dopo l'uso.

Gli imballaggi sono spesso costituiti da diversi tipi di plastica, il che rende difficile il riciclaggio. Alimenti freschi come carne e formaggio, Per esempio, è spesso protetto da molti strati come coperchi, pellicole e vassoi che non sono realizzati con lo stesso tipo di plastica. Plastiche diverse devono essere separate prima della lavorazione poiché non si fondono bene durante il riciclaggio convenzionale. Ma farlo può richiedere molto tempo e denaro. Ciò significa che questi articoli spesso non vengono riciclati o possono essere considerati impossibili da riciclare.

"Normalmente, sono messe in discarica o, nel migliore dei casi, incenerito con recupero energetico, " ha detto la dottoressa Elodie Bugnicourt, leader dell'unità di innovazione presso IRIS Technology Solutions, una società di ingegneria a Barcellona, Spagna.

I compositi rinforzati con fibre spesso affrontano un destino simile. Questi materiali a base plastica, rinforzato con fibre di vetro o di carbonio, sono utilizzati in varie parti di automobili interne ed esterne, dai paraurti ai pannelli delle portiere rivestiti in tessuto. Poiché i diversi materiali sono difficili da separare, sono tipicamente inceneriti alla fine della loro vita.

Seconda vita

Le nuove tecnologie di riciclaggio potrebbero aiutare, anche se. Nell'ambito di un progetto denominato MultiCycle, La dott.ssa Bugnicourt e i suoi partner di progetto mirano a potenziare un processo brevettato chiamato CreaSolv sviluppato dal Fraunhofer Institute di Monaco di Baviera, La Germania che può dare una seconda vita agli imballaggi multistrato e ai compositi rinforzati con fibre.

Utilizzando una formula a base di solvente, diversi tipi di plastica e fibre vengono estratti e separati sciogliendoli in una soluzione. Quindi i polimeri, lunghe catene di molecole che compongono una plastica, vengono recuperati dalla soluzione in forma solida e rimodellati in palline di plastica. Le fibre recuperate possono anche essere riutilizzate.

Finora, il processo mostra vantaggi promettenti rispetto ai metodi esistenti. Con il riciclaggio meccanico convenzionale, la plastica in genere si degrada durante la lavorazione, quindi ha un uso limitato. E sebbene il riciclaggio chimico, una tecnologia emergente che trasforma la plastica in piccole molecole, o monomeri, può creare plastica di alta qualità, può essere ad alta intensità energetica. Con CreaSolv, la plastica riciclata è di alta qualità e il processo è più efficiente. "Recuperiamo un polimero invece di un monomero, il che è un vantaggio perché non abbiamo bisogno di utilizzare energia per polimerizzare nuovamente il materiale, " disse il dottor Bugnicourt.

Finora, il team ha condotto prove su piccola scala con imballaggi multistrato e compositi per testare il processo. Allo stesso tempo, stanno progettando un impianto pilota su larga scala in Baviera, dove le prove dovrebbero iniziare a luglio. La sfida principale sarà quella di trattare i rifiuti costituiti da complesse miscele di plastica su larga scala, dice il dottor Bugnicourt.

I membri del team hanno anche sviluppato un sistema per monitorare la composizione dei rifiuti di plastica. Vogliono essere in grado di identificare automaticamente i tipi di plastica e fibra in un prodotto in modo che il processo possa essere ottimizzato in base ai lotti di materiali da riciclare.

Il Dr. Bugnicourt pensa che il sistema potrebbe essere installato negli impianti di riciclaggio esistenti per espandere i tipi di plastica riciclata. Potrebbero inoltre essere istituiti impianti specializzati per il trattamento dei rifiuti industriali. "Alcuni produttori di imballaggi che hanno molti rifiuti post-industriali di un determinato tipo potrebbero investire nell'avere i propri impianti di riciclaggio, " lei disse.

Specializzato

Il miglioramento dei processi di riciclaggio esistenti potrebbe anche ridurre l'impatto ambientale dei tipi di rifiuti di plastica che sono più difficili da riutilizzare. Sebbene alcune plastiche di uso comune siano ampiamente riciclate, come il PET che viene utilizzato per realizzare bottiglie per bevande, le plastiche con usi più specializzati spesso non lo sono. Le barriere tecnologiche sono spesso responsabili.

"Le tecnologie potrebbero non essere mature o avere il problema di non essere efficienti in termini di costi a causa della mancanza di sviluppo, " ha detto la dottoressa Tatiana Garcia Armingol, direttore del gruppo energia e ambiente presso il centro di ricerca energetica CIRCE di Saragozza, Spagna.

La dott.ssa Garcia Armingol e i suoi colleghi stanno dimostrando modi per aumentare il tasso di recupero di alcune plastiche difficili da riciclare come parte del progetto POLYNSPIRE. Si stanno concentrando sulle poliammidi, plastiche utilizzate nelle parti di automobili come ingranaggi e airbag, e sui poliuretani, schiume flessibili utilizzate in prodotti come materassi e tappeti.

Il team pensa che il riciclaggio convenzionale possa essere migliorato per aumentare la qualità della plastica riciclata. Per fare questo, stanno studiando due tecnologie:l'aggiunta di vetrimeri, un tipo di plastica relativamente nuovo, resistente e malleabile, nonché l'incorporazione di radiazioni ad alta energia. "Entrambe le tecnologie hanno l'obiettivo principale di aumentare la resistenza dei materiali riciclati e migliorare le loro proprietà in modo che possano essere utilizzate in applicazioni con requisiti elevati, " ha detto il dottor Garcia Armingol.

Altre innovazioni che stanno esplorando potrebbero migliorare il riciclaggio dei prodotti chimici. La tecnologia ha un enorme potenziale per raggiungere un'economia circolare poiché consente di riciclare continuamente la plastica mantenendone la qualità. Tuttavia, la sua impronta ambientale potrebbe essere ridotta. L'uso di microonde o materiali magnetici intelligenti, Per esempio, potrebbe ridurre la quantità di energia necessaria per generare calore per la polimerizzazione, dove i monomeri prodotti dal processo di riciclo si uniscono per formare le lunghe catene di molecole che compongono la plastica.

"Il riciclaggio chimico (convenzionale) può avere un elevato impatto ambientale, " ha detto il dottor Garcia Armingol. "Uno dei nostri obiettivi principali è dimostrare che può essere conveniente ed ecologico".

Semi-industriale

Finora, il team ha testato le tecnologie proposte in laboratorio. Ora si stanno preparando per la fase di ingegnerizzazione del progetto in cui dimostreranno che sono fattibili su scala semi-industriale. Attualmente stanno lavorando alle fasi di pretrattamento e purificazione del riciclaggio.

Il prossimo passo del progetto sarà dimostrare che la plastica prodotta con queste tecnologie è di qualità sufficientemente buona da sostituire il materiale vergine. La dott.ssa Garcia Armingol e i suoi colleghi si concentreranno su alcune applicazioni come parti automobilistiche, dove ci sono severi requisiti di qualità, e materassi.

Anche lavorare a stretto contatto con partner industriali del settore automobilistico e aziende chimiche e di gestione dei rifiuti sarà fondamentale per l'adozione delle loro tecnologie. "È molto importante per noi avere un feedback dal settore industriale sulle loro esigenze e aspettative, " ha affermato il dottor Garcia Armingol. "Vogliamo dimostrare che è possibile avere un'economia circolare nel settore della plastica".