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2021-02-27 14:26

Ripartire dal Polimero. Si Può

ECONOMIA CIRCOLARE

di: 
Cosimo Bruni*

L’autore fa una rassegna degli approcci al riciclo delle plastiche in un quadro industriale, al fine di valutare i possibili percorsi del “riciclo chimico” delle plastiche provenienti dalle raccolte differenziate.

È sempre più importante rafforzare la consapevolezza dei cittadini sulle varie plastiche e le loro proprietà, compresi i percorsi per il loro riciclo. Nel rafforzamento della consapevolezza rientra sia la familiarità con la struttura territoriale di raccolta e selezione, sia la informazione sulla destinazione dei materiali plastici raccolti e le diverse possibilità di trasformazione industriale in nuovi materiali adatti per specifici usi finali.

Le necessità di fare ricorso al riciclo di materiali plastici è fortemente sentita, a livello sociale, nei paesi nei quali la destinazione in discarica sia stata interdetta dalle direttive ambientali e dove la destinazione in processi di combustione con recupero di energia sia resa difficile o impraticabile per scelte politiche.

Ma i processi di riciclo dei materiali plastici finalizzati a dare una nuovo ciclo di vita al materiale stesso sono stati finora gestiti tramite consorzi  obbligatori nazionali interessati prevalentemente alle gestioni della raccolta, spingendosi in certi casi fino alla valorizzazione dei materiali stessi in forma di granulo come “plastica seconda vita” o da  imprese private che hanno individuato dei margini di operatività per materiali specifici (come ad es. il PET delle bottiglie per le acque minerali).

La questione di mettere a disposizione del mercato dei “riciclati plastici”, con l’impegno di importanti soggetti industriali e con uno standard di qualità assicurato, è una problematica tutta ancora da sviluppare. In questa direzione si stanno misurando diversi tentativi a livello europeo e tra questi si iscrivono quelli relativi alla “depolimerizzazione” del materiale plastico con la finalità di renderlo disponibile per i processi di polimerizzazione nei quali far convergere una quota parte di “feedstock” proveniente da riciclo insieme al “feedstock” tradizionale da fonte fossile.

 

Depolimerizzazione di poliolefine post-consumo dalla raccolta differenziata

La “depolimerizzazione” di poliolefine (polietilene e polipropilene) ovvero delle plastiche che costituiscono buona parte del mix risultante dalla raccolta differenziata una volta che siano state separati i flaconi e le bottiglie, tutt’oggi ha ancora necessità di mettere a punto dei passaggi tecnologici per arrivare ad un riciclo a livello molecolare.

C’è la necessità, per esempio, di mettere a punto dei catalizzatori per operare una scomposizione a caldo delle catene polimeriche, mentre in un ulteriore processo a valle si ha la necessità di rendere compatibili i vari pezzetti di catene polimeriche tra di loro in modo da ottenere, con uno standard di qualità, un nuovo materiale polimerico (conversione di plastica in plastica). 

Questo percorso è complesso ma sembra essere obbligatorio riferirsi ad esso se pensiamo a modelli evolutivi di aziende che operano nel campo della raccolta e selezione dei rifiuti di plastica o che operano tradizionalmente nel campo dei polimeri vergini ma hanno interesse a operare nel campo dei rifiuti di plastica, modelli connessi ad un processo finale destinato alla re-immissione sul mercato di materiali plastici qualificati.

Di seguito alcuni esempi di sperimentazione in corso.

 

Il progetto Hoop di Versalis

Da La Repubblica del 14 ottobre 2020, “Ferrari, Versalis: vi spiego la chimica al servizio della sostenibilità" di Giacomo Talignani: “ Il progetto Hoop di Versalis è concepito per trasformare i rifiuti in plastica mista, non riciclabili meccanicamente, in materia prima per produrre nuovi polimeri vergini, a seguito di un accordo con SRS (Servizi di Ricerche e Sviluppo società italiana di ingegneria), che dispone di tecnologia proprietaria di pirolisi in grado di rompere le catene polimeriche in piccoli segmenti senza provocare una combustione.  Il primo impianto di riciclo chimico, con capacità di 6.000 tonnellate annue, sarà realizzato a Mantova”.


Tecnologia di riciclo MoReTec

Comunicazione sul sito Lyondell Basell ,  8 settembre 2020: “Lyondell Basell è proprietaria della tecnologia d'avanguardia di riciclo MoReTec il cui obiettivo è quello di riportare i rifiuti di plastica post-consumo alla loro forma molecolare, mediante un processo di pirolisi veloce condotto all’interno di un reattore appositamente disegnato. L’impianto pilota si trova a Ferrara”.

 

ALIPLAST/ NextChem

Posted by Brian Taylor, International Recycling News Plastics, il 4 novembre 2020: “Il Gruppo HERA e la controllata ALIPLAST hanno sottoscritto un accordo strategico con NextChem (MAIRE Tecnimont Group) per una partnership intesa a cogliere opportunità di operare nel campo del riciclo e del compounding delle plastiche rigide, come polipropilene (PP), polietilene alta densità (HDPE) e ABS, operazioni generalmente poco facilmente realizzabili mediante riciclo meccanico”. 

 

Depolimerizzazione di materiali a base poliestere

Ci sono poi altri campi, non completamente collegati con quelli in cui operano le aziende di raccolta e selezione dei rifiuti di plastica, nei quali comunque si presenta la sfida sul riciclo finalizzato a favorire la “circolarità” del materiale plastico, anche semplicemente post-industriale (ad esempio, gli scarti dell’industria tessile o gli sfridi di termoformatura del packaging per alimenti).

Qui l’opzione della “depolimerizzazione”, per il caso delle fibre tessili a base di poliestere (PET = polietilentereftalato) è forse il caso d’uso peculiare al quale sono dedicati diversi progetti di impianti pilota che riportiamo di seguito.

 

Progetto ChemPet

Da © Polimerica 18 giugno 2019: “Nell’ambito del progetto ChemPet - svolto in collaborazione con l’Università di Modena e l'Università di Bologna - la Garbo di Cerano, in provincia di Novara, ha avviato un impianto pilota per il riciclo chimico in grado di trattare diverse tipologie di scarti e rifiuti di PET, anche quelli difficili da riciclare meccanicamente come sfridi da termoformatura e vaschette multi-layer (PET/PE/EVOH/PE), film accoppiati con alluminio, bottiglie in PET opaco (contenenti filler come TiO2, CaCo3, Silice), polveri e fini di PET colorati, vassoi in colore nero, reggette in PET/PP, tessuti non tessuti e misti poliestere/cotone. Il PET presente negli scarti pre e post consumo viene fatto reagire in modo selettivo con il glicole etilenico e trasformato in un prodotto intermedio denominato BHET che una volta purificato può essere utilizzato nuovamente nella produzione di nuovo PET con parziale sostituzione di PET vergine”.

 

Progetto DEMETO (Depolimerization Microwave Technology)

Da Euronews, del 28 dicembre 2018, “Riciclo plastica: GR3N, la startup che vuole depolimerizzare il PET”:

“La azienda start-up GR3N con la sua tecnologia DEMETO, ha messo a punto un trattamento degli scraps di PET realizzato con una soluzione alcalina contente glicole etilenico in una unità di depolimerizzazione dove la sospensione è sottoposta a microonde, che costituiscono un “acceleratore di processo” e non un mezzo per fornire calore in quanto la reazione è di per sé esotermica. Un impianto dimostrativo è stato costruito a Chieti. Progettazione e costruzione sono state affidate a Maire Tecnimont”

 

Progetto di ricerca CuRe

Da © Polimerica, 5 febbraio 2019: “Il progetto CuRe è stato avviato da Cumapol, DSM-Niaga e Morssinkhof, in collaborazione con DuFor Polyester Specialties e le università NHL Stenden e Windesheim, riconvertendo a Emmen un'unità di polimerizzazione in un impianto pilota per il riciclo chimico di poliestere - con ridotti consumi energetici – proveniente da scarti e rifiuti come tappeti, tessuti e imballaggi, anche mischiati tra loro. Il processo è in grado di rimuovere pigmenti e contaminanti dal materiale da rigenerare.

 

Qualche commento

Una premessa: per il PET delle bottiglie per acqua minerale e bevande in genere, come pure per i vassoietti monomateriale per le confezioni alimentari, si stanno affermando processi di riciclo del tipo “bottle-to-bottle” classificabili come riciclo meccanico. Ovvero, per questi casi, non si pensa di ricorrere ad un riciclo chimico quanto piuttosto ad un riciclo che, facendo ricorso a una lavorazione allo stato fuso, in estrusore, del materiale poliestere, riesce ad ottenere nuovamente del granulo di poliestere da destinare alla produzione di nuovi laminati per vassoietti per confezioni alimentari o anche per nuove bottiglie.

Come si è accennato sopra, quello delle fibre tessili in poliestere (ma vale anche per i vassoietti multimateriale) è, invece, un caso nel quale sono stati proposti nel tempo diversi sistemi di riciclo chimico, fino ad ottenere dei monomeri in grado di essere utilizzati come feedstock sostitutivo di poliestere vergine. 

Ma questo approccio alla circolarità per l’industria tessile, fondato sulla depolimerizzazione del poliestere, non è considerato per il momento una soluzione definitiva. In principio, da più parti, si pensa ad un approccio al riciclo di materiali dall’industria tessile senza l’intervento di solventi.

Non deve infatti essere sottovalutata l’esigenza di tener conto delle operazioni di purificazione del materiale intermedio ottenuto con il riciclo chimico, necessarie per la presenza di diversi contaminanti.

Se è vero che un processo di riciclo chimico, in teoria, regge livelli di contaminazione superiori a quelli di un riciclo meccanico, le impurezze abbassano le rese ed aumentano i costi.

Al fine di tracciare un percorso alternativo è dirimente la fattibilità di una operazione preliminare come lo spezzettamento meccanico dei tessuti in forma di coriandolo, rendendo il materiale così frammentato adatto ad essere alimentato su un estrusore bivite che riesca a ottenere il passaggio allo stato fuso di tali frammenti e lavorare il materiale fuso (anche con opportuni agenti compatibilizzanti) ottenendo granuli di qualità “filabile”. Questa operazione preliminare e la macchina per la sua realizzazione è stata presentata recentemente a cura di un centro di ricerca dell’industria tessile (Centrocot SpA - Ricerca e Innovazione Multisettoriale: webinar “L’economia circolare nel settore tessile: buone pratiche nazionali ed internazionali”, 25 novembre 2020, organizzato da Camera Commercio e Industria di Prato e da Fondazione ISI, CCIA-Pisa).

 

*Cosimo Bruni è ingegnere chimico, cotitolare di SPIN-PET srl, Università di Pisa