Al ritmo di produzione attuale, la generazione di materie plastiche prevista per il 2030 supererà i 600 milioni di tonnellate. Se si considera il fatto che oggi, anno 2020, la stima è di 500 milioni di tonnellate e che nel 1980 era poco meno di 100 milioni, ci si rende immediatamente conto di come sia necessario e urgente porre in atto tecniche e modelli di business volti a ritarare la linea di tendenza della crescita su traiettorie meno vertiginose.
D’ altra parte il riciclo della plastica sembra essere in ritardo rispetto al riciclo di altri comuni materiali come la carta e il vetro. Ancora una grossa fetta di rifiuti plastici finisce in discarica, tuttavia modelli predittivi confortanti auspicano un impiego sempre più vasto di moderne tecnologie, e prevedono per il 2030 una percentuale equivalente tra materie plastiche riciclate e rifiuti in discarica.
Ma quali sono le tecnologie, tra quelle emergenti e quelle già consolidate e più promettenti, sviluppate per il riciclaggio di polimeri, e quali gli attori maggiormente coinvolti nelle novità di processi per la gestione dei rifiuti di plastica? L’analisi è estremamente interessante dato che si prevede che il totale dei ricavi globali dal riciclaggio di nuovi polimeri grazie a queste nuove tecnologie sia di 162 miliardi di dollari entro il 2030.
A questo punto è necessario distinguere prima di tutto quali sono le tipologie di riciclo e come vengono definiti i relativi processi. Distinguiamo:
– riciclo primario: trattamento meccanico di rifiuti polimerici che crea prodotti con proprietà equivalenti ai prodotti originali;
– riciclo secondario: trattamento meccanico di rifiuti polimerici che crea prodotti con proprietà inferiori ai prodotti originali;
– riciclo terziario: processi in grado di recuperare costituenti chimici dai rifiuti polimerici;
– riciclo quaternario: generazione di energia dai rifiuti.
Il riciclo primario è ad appannaggio di un ristretto gruppo di materie plastiche e impone delle condizioni restrittive, pensiamo ad esempio al riciclo del PET dalle bottiglie di plastica: il limite è imposto ad esempio dalla trasparenza e dal contatto alimentare, tant’è che si possono ricavare nuove fibre di PET ma lo stesso prodotto, cioè la bottiglia per uso alimentare, è di difficile realizzazione.
Il riciclo secondario inevitabilmente pone la questione del cosiddetto “downcycling”, per cui ad ogni ciclo di processo si ottiene un prodotto con caratteristiche e performance inferiori, non sempre accettabili e comunque sia, al termine dei cicli sarà inevitabile gettare il rifiuto in discarica.
Proprio i limiti sopra riportati stanno indirizzando fortemente l’interesse verso le nuove frontiere dei ricicli del terzo e quarto tipo.
Nello specifico stiamo parlando dei processi di: gasificazione, pirolisi e depolimerizzazione. Il primo fornisce come outputs syngas e calore, il secondo al syngas e calore aggiunge idrocarburi liquidi. (Con syngas si intende una miscela di gas di sintesi come monossido di carbonio e idrogeno, mentre con gas si intende anidride carbonica e vapor acqueo)
Il processo di pirolisi utilizza come materia di partenza le materie plastiche, che vengono pulite, asciugate e quindi fuse. L’impasto fuso viene introdotto in fornace e attraverso la camera di pirolisi sono così separati i gas che al loro volta vengono poi scomposti attraverso un condensatore e colonna di distillazione in modo tale da ottenere gli idrocarburi: kerosene, diesel, gasolio. Questi ultimi possono quindi essere impiegati come carburanti o a loro volta come materia prima per nuovi processi di polimerizzazione utili a produrre nuove plastiche.
Le temperature di processo sono più alte con la gasificazione rispetto a quelle con la pirolisi: 800/1200 °C contro 350/600 °C.
Gli studi dimostrano che l’impatto ambientale, misurato in termini di kg equivalenti di CO2 per tonnellata di rifiuto plastico riciclato, sono nettamente a favore della pirolisi rispetto agli altri processi, con valori addirittura negativi sul diagramma.
Esiste un ulteriore processo verso il quale gli studiosi e le aziende chimiche, quali Carbios, Garbo, Gr3en, Ioniqa e Loop, stanno dirigendo la massima attenzione e che rappresenta una avanguardia del futuro: il riciclo chimico, intendendo con questo termine il recupero del monomero dal polimero attraverso “depolimerizzazione”. Un esempio riguardante il PET, è dato dai processi di glicolisi e idrolisi, grazie ai quali dal polimero si ricavano i monomeri BHET, PTA, MEG.
In ultima analisi, è doveroso sottolineare il fatto che i prezzi del petrolio influenzano il riciclaggio della plastica, con un peso differente a seconda del tipo di polimero e anche del tipo di processo.
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