Ogni anno, in Europa, vengono generate quasi 26 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica, ma meno del 30% viene correttamente riciclato: il restante 70% viene inviato a recupero energetico o portato in discarica. I dati contenuti nella Strategia europea per le plastiche evidenziano quanto il modello europeo di consumo della plastica sia ancora sostanzialmente lineare e ben lontano dai target di circolarità fissati dalla Commissione Europea nel 2018 per mezzo dei quali si punta a creare, tra l’altro, “un’industria della plastica intelligente, innovativa e sostenibile, in cui la progettazione e la produzione rispettino pienamente le esigenze di riutilizzo, riparazione e riciclo”.
Il progetto NONTOX
Questo il quadro in cui si è mosso il progetto NONTOX, finanziato da Horizon2020, con l’obiettivo di incrementare i tassi di riciclo dei rifiuti di plastica contenenti sostanze pericolose, quali ritardanti di fiamma e specifici additivi, grazie all’ottimizzazione e a un uso integrato dei processi di trattamento necessari a produrre materie plastiche secondarie sicure e di alta qualità. NONTOX si è concentrato sulle componenti in plastica dei Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE), dei veicoli a fine vita (ELV) e dei rifiuti da costruzione e demolizione (RCD), impiegando un mix di tecnologie che puntasse a migliorare le varie fasi del processo di riciclo: dalle tecniche di selezione e pretrattamento dei rifiuti a quelle di post-trattamento, fino alla valorizzazione dei sottoprodotti e delle sostanze rimosse.
Oltre tre anni di ricerca
Lanciato nel 2019, NONTOX ha impegnato per tre anni e sei mesi il team Strategic Development & Innovation (SDI) insieme ad altri 11 partner internazionali: istituti di ricerca, impianti di trattamento rifiuti, riciclatori e università (in Spagna, Italia, Finlandia, Paesi Bassi, Germania e Norvegia). A loro sono stati affidati otto pacchetti di lavoro ognuno dei quali incentrato su passaggi dedicati della catena del valore: dalla raccolta dei dati sui rifiuti raccolti alla messa a punto di nuove fasi di pretrattamento dei rifiuti, fino alla definizione di nuovi processi di valorizzazione delle plastiche, di valutazioni ambientali e tecnico-economiche nonché di piani di disseminazione dei risultati raggiunti.
Classificazione e pretrattamento dei rifiuti
Risultati che, secondo quanto evidenziato dai ricercatori, possono considerarsi positivi in tutte le fasi di NONTOX a partire da quella della classificazione, effettuata con un sensore AHS per la rilevazione ottica e la cernita dei rifiuti in plastica contenenti ritardanti di fiamma bromurati (BFR), che ha dimostrato una precisione superiore all’86%. Per la successiva fase di pretrattamento è stato sviluppato un nuovo ed efficiente processo di estrusione denominato MODIX che ha permesso la compattazione, l’omogeneizzazione e la dealogenazione dei rifiuti di plastica, destinati a pirolisi. Per il pretrattamento i ricercatori hanno inoltre sperimentato un metodo di dealogenazione meccanochimica grazie al quale è stato possibile raggiungere fino al 50% di debromurazione per rifiuti di plastica ABS, PP e PE.
Il trattamento con CreaSolv® e Extruclean
Risultati più che convincenti sono arrivati anche nelle sperimentazioni del processo di riciclo principale dei rifiuti basato sullo sviluppo delle tecnologie CreaSolv® ed Extruclean impiegate rispettivamente per la rimozione di sostanze pericolose come i ritardanti di fiamma bromurati e alogeni, e per quella dei composti organici volatili (COV). I test di CreaSolv®, effettuati su scala di laboratorio, hanno dimostrato la possibilità di rimuovere i composti tossici/alogenati dai rifiuti con un’efficacia superiore al 98% e una produzione di polimeri riciclati conformi alle direttive RoHs e POP. Le prove effettuate in un impianto pilota con Extruclean, un processo che sfrutta l’uso della CO2 supercritica e di due estrusori per la purificazione del materiale, hanno attestato una notevole riduzione, in alcuni casi fino al 95%, del contenuto totale di COV dalla plastica riciclata. Il materiale riciclato è stato poi impiegato per la produzione di otto oggetti dimostrativi grazie ai quali è stato possibile provare che i composti, ad alto e a basso contenuto di materiale riciclato, possono funzionare in applicazioni sfidanti che si ottengono sia con processi di stampaggio a iniezione convenzionale, rotostampaggio, termoformatura, sia con processi non convenzionali come la schiumatura.
Il processo di conversione termochimica
Uno dei punti di forza del progetto NONTOX è stata l’introduzione della conversione termochimica, e quindi della valorizzazione, dei residui della lavorazione di CreaSolv® ed Extruclean, nonché dei polimeri non target ma presenti nei flussi di rifiuti oggetto della ricerca. È stato infatti dimostrato che, se sottoposti a una combinazione di pirolisi catalitica e idrodealogenazione, questi possono essere convertiti in oli pregiati e dealogenati che possono essere commercializzati come molecole piattaforma e combustibili, e in altri prodotti chimici finali di pregio con gradi di dealogenazione superiori al 99,8%.
I benefici ambientali sociali ed economici di NONTOX
Dagli studi effettuati nel corso del progetto sono stati calcolati i possibili aumenti delle quantità di rifiuti plastici che possono essere potenzialmente inviati al processo di riciclo NONTOX, con stime di 1 milione di tonnellate all’anno per quelli provenienti da veicoli a fine vita e grandi elettrodomestici; di circa 0,85 Mt/a per quelli associati ai rifiuti da costruzione e demolizione e di 0,5 Mt/a per la plastica di altri tipi di RAEE. L’analisi LCA del processo NONTOX ha permesso di valutare, inoltre, le prestazioni ambientali del processo di riciclo delle plastiche, mostrando miglioramenti in termini di riduzione di impatti per quanto riguarda effetti cancerogeni (fino a – 1392%), non cancerogeni (fino al – 222%), sul riscaldamento globale (fino a – 580%) e di impiego di energie non rinnovabile (fino a – 114%). “Vantaggi che scompaiono – aggiungono i ricercatori – se si considera il terribile impatto dell’esportazione di rifiuti di plastica al di fuori dell’Europa”. Un’analisi S-LCA (social LCA) ha infine indicato come l’applicazione dello schema NONTOX porti vantaggi per la salute dei lavoratori e favorisca la creazione di nuovi posti di lavoro.
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