Come vengono selezionati gli imballaggi in plastica per il riciclaggio

Le materie plastiche dominano oggi il mercato degli imballaggi e hanno ampiamente sostituito gli altri materiali di imballaggio tradizionali. Nella produzione vengono utilizzate diverse materie plastiche, a seconda dell'applicazione a cui è destinato il rispettivo imballaggio.

Ciò solleva il problema di come i diversi tipi possano essere separati e selezionati l'uno dall'altro nel modo più rapido, economico e accurato possibile prima del riciclaggio, poiché attualmente non è possibile realizzare una perfetta pre-separazione da parte del consumatore. L'articolo seguente descrive le varie plastiche, i processi di riciclo e i metodi di selezione.

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Quali sono le materie plastiche per gli imballaggi?

Il consumo di plastica in Europa per varie applicazioni ammonta a circa 57 milioni di tonnellate all'anno nel 2021, di cui 15 milioni in Germania.

Il materiale viene utilizzato per imballaggi a breve durata, ad esempio per gli alimenti, ma anche per prodotti a lunga durata per l'industria automobilistica, l'edilizia, i prodotti per la casa e gli elettrodomestici. I tipi più comuni sono i polimeri, in particolare:

• Polipropilene (PP)
• Polietilene (PE); principalmente come PE-LD (LD = Low Density) e PE-HD (High Density).
• Polietilene tereftalato (PET)
• Polistirolo (PS)
• Cloruro di polivinile (PVC)
• Poliuretano (PUR).

Che ruolo ha il riciclo nella plastica?

Come la carta straccia, gli elettrodomestici o i rifiuti edili, il riciclaggio della plastica è una questione centrale nella vita quotidiana e allo stesso tempo un problema globale. Con una produzione annua mondiale di 391 milioni di tonnellate, è facile immaginare quanti rifiuti vengano generati.

Poiché la maggior parte delle materie plastiche non è biodegradabile e ha un tempo di decadimento compreso tra 20 e 1.000 anni, diventa subito chiaro quanto sia importante il riciclaggio di questo materiale.

I rifiuti di plastica non sono solo un problema ambientale impegnativo, ad esempio se si considera l'inquinamento degli oceani e dei mari con particelle di plastica.

Gli enormi volumi di produzione consumano quantità altrettanto enormi di risorse naturali che presto non saranno più disponibili senza un riciclaggio efficiente.

Inoltre, molti gas tossici vengono rilasciati quando i rifiuti di plastica finiscono semplicemente in un inceneritore.

I principali vantaggi del riciclo della plastica sono quindi:

• Il consumo di risorse di petrolio greggio e gas naturale è ridotto.
• La plastica non finisce in natura o negli oceani, o almeno in quantità ridotte.
• Il riciclaggio invece dell'incenerimento riduce le emissioni di gas serra.
• I prodotti e gli imballaggi realizzati con plastica riciclata hanno le stesse qualità del materiale vergine.

Tecniche di riciclaggio della plastica

Lo standard tecnico tedesco consente di selezionare i rifiuti plastici in impianti ultramoderni. I diversi tipi di plastica, come PE, PET, PS, ecc. vengono separati per tipo e poi pressati in grandi balle prima di essere consegnati alle aziende produttrici.

A causa dell'ampia gamma di tipi di plastica, l'industria del riciclaggio utilizza quattro metodi diversi:

• riciclaggio meccanico
• riciclaggio termico
• riciclo chimico
• riciclo biologico

Dei poco più di sei milioni di tonnellate di rifiuti plastici riciclati nel 2019, il 46,6% (2,93 milioni di tonnellate) è stato riciclato per ottenere materiali e materie prime. Il 52,8% (3,31 milioni di tonnellate) è stato destinato al recupero termico e incenerito per generare elettricità e calore. Il restante 0,6%, pari a 40.000 tonnellate, è finito in discarica.

Riciclaggio meccanico

Il riciclaggio meccanico o meccanico trasforma i rifiuti di plastica nei cosiddetti materiali secondari. A tal fine, la plastica viene prima sminuzzata, poi lavata e asciugata. Le piccole parti vengono fuse in un estrusore e poi trasformate in granulato di dimensioni uniformi.

Le strutture chimiche rimangono intatte. La plastica riciclata meccanicamente viene utilizzata per realizzare nuovi prodotti come imballaggi, componenti per veicoli ed elettrodomestici o persino mobili.

Riciclaggio termico

L'idea di base del riciclaggio termico consiste nello sfruttare il potenziale termico di diverse plastiche incenerendole. Durante l'incenerimento, non importa se i rifiuti non sono differenziati per tipo o se sono contaminati.

L'energia prodotta viene poi utilizzata per generare elettricità, vapore o teleriscaldamento. In questo modo è possibile risparmiare alcune quantità di combustibili primari come petrolio, gas e carbone.

Riciclaggio chimico

Il riciclaggio chimico entra spesso in gioco quando i rifiuti plastici non possono essere riciclati in modo adeguato agli standard richiesti utilizzando processi meccanici per motivi ambientali o economici.

Gli elementi costitutivi originali, come polimeri, monomeri e atomi, vengono scomposti in modo da modificare la struttura chimica dei rifiuti. I blocchi di costruzione possono quindi essere utilizzati per produrre nuove plastiche, ma anche combustibili e prodotti chimici. Uno svantaggio di questo metodo è che richiede molta energia.

Sono disponibili quattro processi per il riciclaggio chimico dei rifiuti di plastica:

• Solvolisi (reazione con solventi)
• Depolimerizzazione (termica)
• Pirolisi (decomposizione degli idrocarburi)
• Gassificazione.

Riciclaggio biologico

Il riciclaggio biologico attraverso il compostaggio dei rifiuti plastici è possibile se il prodotto iniziale è stato realizzato con materie prime rinnovabili. Tuttavia, la degradazione richiede diversi anni ed è quindi piuttosto lenta.

La quota di plastiche biobased e quindi anche biodegradabili a livello mondiale è finora infinitesimale, con una quantità di circa tre milioni di tonnellate rispetto ai 391 milioni di tonnellate di plastiche convenzionali citati.

Tecniche di selezione delle materie plastiche

La selezione dei rifiuti in plastica è un prerequisito essenziale per un processo di riciclaggio di successo. I riciclabili puliti e non mescolati ottengono i migliori risultati nelle successive fasi di riciclaggio e hanno quindi un elevato potenziale di valore aggiunto.

L'ampia produzione di plastica in Germania e le masse di rifiuti plastici richiedono impianti di selezione di alta qualità e all'avanguardia per costruire e mantenere un'infrastruttura sostenibile.

Il primo passo della differenziazione è nelle mani del consumatore. Quanto più i rifiuti di plastica sono già separati e smaltiti correttamente a livello domestico, tanto più facile sarà in seguito la separazione meccanica negli impianti di riciclaggio per ottenere materiale differenziato.

In questo caso, i cosiddetti scanner al vicino infrarosso vengono utilizzati principalmente per rilevare e distinguere tutti i materiali che vengono lavorati per l'imballaggio.

Selezione mediante spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS)

Il processo NIRS è una tecnologia spettroscopica che fornisce un metodo di misurazione rapido e facile da tracciare per rilevare tutti i materiali di imballaggio. Un sensore nel vicino infrarosso misura la luce riflessa del materiale riciclabile.

Il segnale di ritorno permette quindi di classificare chiaramente ogni singola plastica. Naturalmente, sarebbe ideale se per gli imballaggi si utilizzassero solo monomateriali, perché sono i più facili da riciclare. È qui che sono richiesti i produttori dell'industria degli imballaggi.

La spettroscopia nel vicino infrarosso è la tecnica dominante per la selezione dei rifiuti plastici nel processo di riciclaggio per una serie di motivi. Innanzitutto, è molto veloce e può fornire risultati in pochi millisecondi. Gli scanner NIR mobili impiegano un tempo leggermente superiore, da due a tre secondi.

In secondo luogo, funziona in modo non distruttivo e quindi la plastica analizzata può essere riciclata senza ulteriori problemi. In terzo luogo, aspetto molto importante, la NIRS è in grado di identificare un'ampia gamma di plastiche diverse, rendendo il riciclaggio molto più efficiente.

Nel riciclaggio dei rifiuti plastici, la spettroscopia NIR viene utilizzata principalmente in due modi. In primo luogo, aiuta a classificare i rifiuti plastici in diverse categorie, rilevando le bande di assorbimento e utilizzando le informazioni corrispondenti per la separazione.

In secondo luogo, la NIRS consente di determinare il grado di purezza della plastica. L'assorbimento della radiazione infrarossa viene misurato a diverse lunghezze d'onda e poi confrontato con un modello standard.

Quali sostanze devono essere separate l'una dall'altra?

Quando si riciclano i rifiuti di plastica, la cosa principale è separare i diversi tipi di plastica l'uno dall'altro. Tuttavia, esistono anche imballaggi e componenti che contengono altri materiali oltre alla plastica, ad esempio carta e cartone o vari metalli, eventualmente anche vetro e legno. Anche in questo caso, la separazione deve avvenire per ottenere un granulato impeccabile dopo il riciclaggio.

Le sfide della differenziazione e del riciclaggio - e come si possono superare?

La prima sfida è rappresentata dalla grande quantità di rifiuti in plastica. Per riciclarli tutti, deve essere disponibile o creata una corrispondente infrastruttura di aziende adeguate.

Inoltre, i produttori di imballaggi possono già garantire una semplificazione del processo di riciclaggio durante la progettazione e la fabbricazione dei loro prodotti, evitando di mescolare plastiche diverse o di combinarle con altri materiali.

Per lo smistamento sono necessari impianti ad alta tecnologia che, a livello globale, finora sono stati possibili solo in pochi Paesi che dispongono del know-how e dei capitali necessari per costruirli.

Conclusione

Oggi esistono tecniche di selezione e riciclaggio dei rifiuti in plastica che consentono un riciclaggio efficiente e rapido. Tuttavia, c'è ancora molto margine di miglioramento, perché finora in Germania solo il 55% circa dei rifiuti viene utilizzato per nuovi scopi. Nei Paesi meno industrializzati, la percentuale è notevolmente inferiore. Per il futuro è urgente un ripensamento da parte dei produttori, ma anche dei consumatori.

FAQ

1. Quanti rifiuti di plastica vengono prodotti ogni anno in Germania e come vengono riciclati?

   Nel 2019, nel Paese sono stati prodotti circa 6,5 milioni di tonnellate di rifiuti plastici. Di questi, il 46,6% è stato riciclato e il 52,8% riciclato termicamente. Il restante 0,6% è stato smaltito in discarica.

2. Quale processo è particolarmente adatto alla differenziazione dei rifiuti in plastica?

   La spettroscopia nel vicino infrarosso è particolarmente adatta per una selezione rapida e semplice. I sensori a infrarossi vengono utilizzati per analizzare la luce riflessa delle materie plastiche, consentendo una chiara classificazione.

 

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