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Putignano, 5 aprile 2018

IL RICICLO DELLA PLASTICA

Dr. Donato FERRIgià Dirigente di Ricerca CREA-SCA

Bari

LA STORIA DELLA PLASTICA

Sin dall’antichità l’uomo ha utilizzato dei veri e

propri “polimeri naturali”, come l’ambra, il

guscio di tartaruga o il corno.

Nel 1862, si isola e si brevetta un primo tipo

di celluloide, utilizzato per la produzione di

manici e scatole, ma anche di manufatti

flessibili come i polsini e i colletti delle

camicie.

Poiché la celluloide (nitrato di cellulosa ) era

molto infiammabile, fu sviluppato l’acetato di

cellulosa, che era sufficientemente ignifugo

per rinforzare e impermeabilizzare le ali e la

fusoliera dei primi aeroplani o per produrre le

pellicole cinematografiche.

I PRIMI ANNI DEL '900

Nel 1907 si ottiene per condensazione

tra fenolo e formaldeide la prima resina

termoindurente di origine sintetica, che

sarà brevettata nel 1910 con il nome dei

Bakelite

Nel 1912 si scopre il processo per la

produzione del polivinilcloruro (PVC), che

avrà grandissimi sviluppi industriali solo

molti anni dopo.

Un anno dopo, nel 1913, è la volta del

primo materiale flessibile, trasparente ed

impermeabile che trova subito

applicazione nel campo dell’imballaggio:

il Cellophane, un materiale a base

cellulosica prodotto in fogli sottilissimi.

GLI ANNI '20, '30 E '40

Nel 1935 viene sintetizzato il nylon

(poliammide), una materiale che troverà

numerose applicazioni, grazie alle sue

caratteristiche che lo rendono

assolutamente funzionale all’industria

tessile: dalle calze da donna ai

paracadute.

Nel 1941 si brevetta il polietilene

tereftalato (PET). Il suo ingresso nel

mondo dell’imballaggio alimentare

risale al 1973, quando si brevettò la

bottiglia in PET: leggera, resistente agli

urti e trasparente (standard per il

confezionamento delle acque minerali e

delle bibite).

IL SECONDO DOPO GUERRA

Gli anni ’50 vedono la scoperta delle

resine melammina-formaldeide (la

“Fòrmica”), che permettono di produrre

laminati per l’arredamento e di stampare

stoviglie a basso prezzo.

Quegli stessi anni sono però soprattutto

segnati dall’irresistibile ascesa del

Polietilene, che trova pieno successo

solo due decenni dopo la sua invenzione,

sfruttando il suo più elevato punto di

fusione per permettere applicazioni sino

ad allora impensabili, e dalla scoperta di

Giulio Natta nel 1954 del Polipropilene ,

che sarà prodotto industrialmente dal

1957 col marchio “Moplen”.

LA PLASTICA OGGI :

I “TECNOPOLIMERI” (hanno

caratteristiche di resistenza sia

termica che meccanica da renderli

spesso superiori ai metalli speciali o

alla ceramica).

Polimetilpentene (o TPX): articoli per i

laboratori clinici, resistenti alla

sterilizzazione e con una perfetta

trasparenza.

Poliimmidi: resine che non si

alterano anche a T =300°C.

Vengono utilizzate nell’industria

automobilistica per componenti del

motore o per i forni a microonde.

Resine acetaliche, polisolfoni, il

polifenilene solfuro e policarbonato usato

per produrre i caschi spaziali degli

astronauti, le lenti a contatto, gli scudi

antiproiettile.

I DIVERSI TIPI DI PLASTICA

La plastica è una realtà plurale (“materie

plastiche”), costituita da una grande

varietà di polimeri.

Attualmente si contano 48 diverse

tipologie con proprie caratteristiche,

proprietà e campi di applicazione.

COSA SIGNIFICA «TERMOPLASTICA»

I polimeri termoplastici sono polimeri formati da catene lineari e non ramificate; è sufficiente quindi aumentare la temperatura per portarli ad uno stato viscoso. COSA SONO I CODICI DI RICICLO

I codici di riciclo sono dei codici internazionali istituiti per riconoscere in modo chiaro ed immediato il tipo di materiale del quale è costituito l'oggetto riciclabile. Sono importanti perché per alcuni polimeri plastici i processi di recupero e di trasformazione risultano difficoltosi e costosi ed occorre distinguerli.

I POLIMERI DEGLI IMBALLAGGI

Sono molti i polimeri diffusi nel mondo

dell’imballaggio. Per l’individuazione del

materiale ai fini del riciclo si utilizzano

codifiche da 1 a 6 (stabilite come standard

internazionale SPI – Society of Plastic

Industry). Il codice 7 è riferito

genericamente a tutti gli altri tipi di

plastiche.

POLIETILENE TEREFTALATO (PETE O PET - COD. RICICLO: 1)

Il polietilene tereftalato o polietilentereftalato fa parte della famiglia dei

poliesteri. E’ una resina termoplastica e per le sue caratteristiche di

trasparenza, resistenza e barriera ai gas, è particolarmente adatta alla

produzione di bottiglie per bevande gasate e vaschette.

POLIETILENE AD ALTA DENSITÀ

(HDPE - COD. RICICLO: 2)

Il polietilene (PE) è il più semplice

tra i polimeri sintetici ed è la più

comune fra le materie plastiche.

Si tratta di una resina

termoplastica, ottenuta dalla

polimerizzazione dell’etilene. Si

distingue in polietilene ad alta

densità (HDPE) e a bassa densità. Il

polietilene ad alta densità è

particolarmente adatto alla

produzione di barattoli e contenitori

rigidi (le applicazioni più comuni

sono: flaconi per il contenimento di

detersivi o alimenti; giocattoli; tappi

in plastica; tubi per il trasporto di

acqua e gas naturale).

CLORURO DI POLIVINILE (PVC - COD. RICICLO: 3)

Il cloruro di polivinile (o polivinilcloruro) è il polimero ottenuto dalla polimerizzazione del cloruro di vinile ed è una termoplastica. Le applicazioni più rilevanti sono: tubi per edilizia (ad esempio grondaie e tubi per acqua potabile); serramenti; pavimenti vinilici; pellicola rigida e plastificata per imballi; dischi fonografici.

POLIETILENE A BASSA DENSITÀ (LDPE - COD. RICICLO:4)

Il polietilene a bassa densità (anch’esso una termoplastica) appartiene alla famiglia dei polietileni, cioè dei polimeri ricavati dalla polimerizzazione dell’etilene, e si distingue perché le catene di polimeri presentano ramificazioni, che lo rendono un materiale più leggero, duttile e flessibile. Trova applicazione soprattutto nella produzione di manufatti flessibili come film e pellicole (da cui derivano anche sacchetti e buste), utilizzati sia per l’imballaggio che in agricoltura.

POLIPROPILENE (PP - COD. RICICLO: 5)

Il polipropilene è una materia termoplastica che ha

trovato le sue più vaste applicazioni per la

costruzione di oggetti di uso comune, a cominciare

dagli articoli casalinghi e dai giocattoli, ma anche

molti imballaggi sia rigidi (barattoli, flaconi) che

flessibili (film per imballaggio automatico).

POLISTIRENE O POLISTIROLO (PS - COD. RICICLO: 6)

Il polistirene, o polistirolo, è il polimero (termoplastico) dello

stirene. Il polistirolo espanso (EPS) si ottiene immergendo il

granulo di polistirolo in acqua e aggiungendo pentano. Col

polistirene viene realizzato un gran numero di manufatti

(stoviglie monouso, imballaggi, manufatti alleggerenti,

isolanti, fonoassorbenti per l’edilizia).

ALTRE PLASTICHE (COD. RICICLO: 7)

Rientrano in questa categoria tutti gli altri

polimeri, per i quali non è stato previsto

un codice specifico, o le loro combinazioni

(ad esempio una vaschetta costituita da

uno strato esterno di PET ed uno interno

di LDPE ).

Differenti composti di plastica

presentano diverse possibilità di

riciclo.

Bottiglie di acqua e di bibite leggere, contenitori di insalata, di condimenti e di burro di arachide

Bottiglie di latte, banchi freezer, vasche da immersione,buste da shopping, contenitori di gelati, bottiglie di succhi di frutta, bottiglie di shampoo e detergenti.

Contenitori per cosmetici, involucri commerciali.

Bottiglie morbide, involucri, sacchetti di plastica.

Dischi per microonde, tubi per gelati, sacchetti per patatine, vaschette,.

Custodie per CD, tazze per erogatori idrici, posate di plastica, imitazioni di «cristalleria», custodie video.

Tazze per bevande calde in polistirolo espanso, custodie di plastica per hamburger, vassoi per carne, imballaggi di protezione per oggetti fragili.

Bottiglie per acqua fredda, films flessibili, imballaggi multimateriali.

La plastica non inquina e non rilascia sostanze nocive, ma

quando è abbandonata

nell'ambiente è decisamente devastante.

Giocattoli, secchielli, ciabatte, canotti,

palloni, occhiali, biro, pennarelli, borracce, attrezzi vari, quando

sono rotti o non servono più, vanno conferiti nel rifiuto

indifferenziato.

Informarsi sulle modalità della raccolta differenziata; non in

tutti i Comuni funziona allo stesso modo. Non

esitare a chiedere informazioni

all'albergatore, al gestore del camping o

dello stabilimento balneare, al padrone di casa o direttamente al

Comune. Un piccolo gesto può fare la

differenza.

Inserire il servizio di raccolta differenziata nei criteri di scelta quando

si decide dove passare le vacanze. Amministratori

locali e operatori turistici saranno così più

attenti e il guadagno sarà di tutti.

LA SECONDA VITA DEI RIFIUTI (RICICLAGGIO):

COSA DIVENTANO

VALORE ECONOMICO DELLA

RD

Legno : 8 €/ton

Plastica : 140 €/ton

Vetro : 18 €/ton

Carta : 22 €/ton

La Coca Cola ha introdotto nel

mondo la prima bottiglia fatta

con materiale riciclato nel

1991.

La Coca Cola si sta dedicando

ad aumentare le quantità

riciclabili per gli imballaggi

delle bibite; attualmente si

intendono recuperare il 50%

degli imballaggi prodotti nel

2015.

I materiali sono riutilizzati in

molti modi:

- costruzione di nuove lattine

e bottiglie;

- creazione di una serie di

divertenti e funzionali oggetti

La T-shirt è fatta con una miscela di 50% di cotone e il 50% di bottiglie di bibita riciclate.

La borsa pubblicizza i diamanti con una apertura fatta da 200 linguette di alluminio e con gioielli prodotti da bottiglie di vetro.

Le “111 sedie blu marino” sono fatte da almeno 111 bottiglie di PET riciclate e si stima che più di 3 mln di bottiglie di plastica saranno riciclate ogni anno per la produzione di sedie.

Una bottiglia di plastica può diventare

una seconda bottiglia.

La bottiglia viene macinata in piccoli

fiocchi, lavata, sciolta in granuli più

piccoli di un pisello, e poi risagomata in

una bottiglia.

Alcune aziende utilizzano selezionatori

ottici per miscelare 1.000 pezzi di

diversi fiocchi colorati da tutti i tipi di

bottiglie riciclate per ottenere il giusto

colore per una nuova bottiglia.

In questo modo si risparmia sulle

quantità di colore necessarie per

differenziare le bottiglie.

Un tappeto potrebbe essere stato una volta

una bottiglia di plastica.

Anche il materiale di rivestimento può

essere prodotto da un sacchetto di

plastica.

Un altro esempio potrebbero essere i tubi di

drenaggio di un cantiere ottenuti da

contenitori di detersivi.

Anche le traversine ferroviarie possono

essere fatte di plastica riciclata.

I mercati che riciclano tappi e coperchi sono in

crescita.

I tappi sono fatti di polipropilene e questo

materiale può essere utilizzato per realizzare

qualsiasi cosa: dalle lattine di plastica, alle parti

di automobili, alle nuove bottiglie.

La nuova tecnologia consente il completo riciclo

di questo materiale molto prezioso.

I tappi e i coperchi sono davvero riciclabili?

STADI DELLA TRASFORMAZIONE

1) Raccolta

2) Conservazione

3) Rettifica (Il materiale passa attraverso una

smerigliatrice che riduce la plastica in

granuli)

4) Decontaminazione (rimozione del materiale

ferroso)

5) Selezione ottica (Le materie plastiche

vengono ordinate per tipo e colore)

6) Purificazione dei granuli(ottenuti nello stadio

3)

7) Estrusione (compressione del materiale allo

stato pastoso attraverso una sagoma)

8) Micronizzazione (trasformazione in polvere

sottile)

9) Prodotti finali (pellet, granuli estrusi e polvere

micronizzata)

Come avviene la trasformazione industriale della plastica riciclata ?

La raccolta

- raccolta differenziata per tipologia di

prodotto;

- raccolta multimateriale per due o più

tipologie di prodotto;

- raccolta indifferenziata di tutte le

frazioni di rifiuti.

Dal tipo di raccolta dipende la buona

qualità del prodotto recuperato da

avviare al riciclo.


Rettifica

L’operazione della triturazione (rettifica) produce

la frantumazione grossolana del materiale, che

assume una pezzatura omogenea.

Questo si traduce in una più facile lavorabilità nelle

macchine che stanno a valle dell’impianto.

Come avviene la

trasformazione industriale

della plastica riciclata ?

Bottiglie in PET triturate e trasformate in fibra di poliestere per produrre tessuti e altri articoli.

Decontaminazione (lavaggio)

Il materiale proveniente dalla precedente fase di triturazione viene convogliato nella vasca di lavaggio e viene trascinato dalla corrente d’acqua verso l’uscita della vasca.

Sul fondo vengono raccolti i materiali che hanno una densità maggiore dell’acqua quali ad esempio terra, parti metalliche o altri polimeri.

Come avviene la



Estrusione

È questa la parte più importante dell’impianto.

Il materiale viene immesso in un estrusore munito di una piastra forata con fori del diametro finale di 2-4 mm.

Come avviene la



Costituito essenzialmente da un cilindro riscaldato all'interno del quale ruota una vite senza fine; in corrispondenza dell'alimentazione al cilindro è predisposta una tramoggia di carico mentre in corrispondenza dell'uscita del cilindro il prodotto estruso viene inviato in stampi

chiusi o in altri sistemi

Estrusione

Il polimero fuso che viene estruso ha la forma di ”spaghetti” (fili estrusi) che subiscono o un «taglio a freddo» o a «caldo».

Come avviene la



Micronizzazione

La micronizzazione della plastica consiste nel polverizzare le scaglie che residuano fino ad ottenere una polvere estremamente fine.

Si tratta di materiale molto apprezzato perché spesso impiegato per la produzione di prodotti multistrato.

Come avviene la



Il riciclo chimico

Il riciclo chimico è rappresentato da una serie di processi chimici che decompongono il polimero nei monomeri d'origine.

Il PET polietilentereftalato, le poliammidi PA, comunemente identificate con il termine nylon, ed i poliuretani PUR possono essere efficacemente depolimerizzati (cracking).


TRATTAMENTI CHIMICI DI RICICLO DELLA PLASTICA

1. Pirolisi: riscaldamento sotto vuoto che produce una miscela di idrocarburi liquidi e gassosi simili al petrolio

2. Idrogenazione: degradazione a base di idrogeno e calore; i polimeri si trasformano in idrocarburi liquidi.

3. Gassificazione: procedimento ad alta temperatura (800-1600°C) in cui si produce una miscela di idrogeno e ossido di carbonio.

4. Chemiolisi: Trasforma gli omopolimeri, cioè materiali composti da un solo tipo di monomero e li trasforma nelle materie prime di origine.

5. Glicolisi (o Alcolisi), Metanolisi, Ammonolisi: processi di depolimerizzazione tramite l'utilizzo rispettivamente di glicol tereftalico, di metanolo e di ammoniaca come reagenti che innescano la decomposizione dei polimeri di policondensazione (PET, PA, PUR), ma fino a stadi intermedi.


UNA TRASFORMAZIONE PULITA

Il processo non comporta alcuna sostanza chimica dannosa e non crea prodotti di scarto e consiste nella fusione della vecchia plastica in combustibili liquidi e cere.

Ha luogo una reazione chimica che consente di rompere le molecole della plastica fino ai loro componenti originali -idrogeno e carbonio - per riorganizzarli in una forma utilizzabile.

In sostanza, il processo trasforma i sottoprodotti della plastica e della raffineria di petrolio (alcani a catena corta) in preziosi combustibili e cere.

La plastica riciclata può essere trasformata in energia ?

Uno studio recente ha confermato che il

riciclaggio di materie plastiche, in

particolare PET e HDPE (i materiali di

imballaggio più comuni di cucina, bagno e

lavanderia), si traduce in un notevole

risparmio di emissioni di gas serra ed

energia

La trasformazione «casalinga» (artigianale)

della plastica riciclata

Custodie con cerniere

Il recupero «fai-da-te»

della plastica riciclata in elementi artistici e funzionali

Alimentatori per uccelli

Mosaici con tappi dei

flaconiIl recupero «fai-da-te»


Giardino pensile verticale



Espositore e decorazioni per feste



Bilanci ambientali ed economici del riciclo della

plastica

Bilanci ambientali ed economici del riciclo della

plastica

La lavorazione dei rifiuti finalizzata a generare nuovi materiali di tipo secondario ha una resa, calcolabile come rapporto tra la quantità in output e quella in input.

Il rendimento più alto sfiora il 90% e riguarda la carta.

Per vetro, plastica e legno la resa media si aggira tra il 75% e l’80%.

Il valore minimo si registra per l’organico (ca. 27%).

Punti chiave della strategia

- Rendere il riciclaggio redditizio per le

imprese;

- Ridurre i rifiuti di plastica, in particolare

quello di sacchetti di plastica monouso;

- Limitare lúso delle microplastiche nei

prodotti;

- Fermare la dispersione di rifiuti in mare;

- Orientare gli investimenti e línnovazione

tecnologica;

Stimolare il cambiamento in tutto il mondo,

proponendo soluzioni globali e sviluppando

standard internazionali.

I nuovi obiettivi UE anti-inquinamento prevedono che, entro

il 2030, tutti gli imballaggi di plastica dovranno poter

essere riciclati o riutilizzati, lúso dei sacchetti di plastica

monouso sarà ridotto e l’impiego di microplastiche sarà

limitato.

«Se non modifichiamo il modo in cui produciamo e utilizziamo le materie plastiche, nel 2050 nei nostri oceani ci sarà più plastica che pesci. Dobbiamo impedire che la plastica continui a raggiungere le nostre acque, il nostro cibo e anche il nostro organismo. L´unica soluzione a lungo termine è ridurre i rifiuti di plastica riciclando e riutilizzando di più. Si tratta di una sfida che i cittadini, le imprese e le amministrazioni pubbliche devono affrontare insieme. Con la strategia dell´UE sulla plastica stiamo inoltre propugnando un nuovo modello di economia più circolare. Occorre investire in nuove tecnologie innovative che proteggano i nostri cittadini e mantengano il nostro ambiente sicuro, senza farci rinunciare alla competitività della nostra industria.»

(Frans Timmermans, primo vicepresidente UE

responsabile per lo sviluppo sostenibile)

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