I progressi scientifici possono rendere più facile riciclare le materie plastiche

Le tecnologie emergenti potrebbero ridurre notevolmente i rifiuti di plastica

[20 novembre 2017]

La maggior parte dei 150 milioni di tonnellate di plastica prodotte ogni anno nel mondo finiscono nelle discariche, negli oceani e altrove, negli Usa viene riciclato meno del 9% delle materie plastiche, mentre nell’Unione europea si arriva a circa il 30%. Nello studio “The future of plastics re cycling”, pubblicato su Science, Janette Garcia dell’IBM Almaden research center, chemistry and materials e Megan Robertson, del Department of chemical and biomolecular engineering dell’università di Houston dicono che si tratta di un problema che vale 176 miliardi di  dollari di «potenziale risparmio energetico che gli scienziati sostengono potrebbe essere ottenuto riciclando tutti i rifiuti solidi plastici globali. Ma dei nuovi approcci possono aumentare la quantità di rifiuti di plastica che possono essere riciclati con successo. Questo significa sviluppare nuove materie plastiche che possono essere riciclate più facilmente e trovare modi per riciclare in modo più efficiente le materie plastiche esistenti. Questi approcci possono spaziare dai metodi per riciclare diversi tipi di plastica insieme in un unico flusso di rifiuti, evitando un processo di smistamento costoso e dispendioso in termini di tempo, nonché metodi per abbattere le materie plastiche in un modo più efficiente dal punto di vista energetico».

Le due ricercatrici statunitensi spiegano che «Ricerche recenti indicano la via verso metodi di riciclaggio chimici con requisiti energetici più bassi, la compatibilizzazione di rifiuti plastici misti per evitare la necessità di smistamento e l’espansione delle tecnologie di riciclaggio per i polimeri non riciclabili».

La principalòew priorità è quella di migliorare i metodi per riciclare i materiali plastici esistenti. La  Robertson sottolinea che «I nuovi materiali entrano nel mercato lentamente  e quindi l’impatto maggiore è nello sviluppo di metodi più efficienti per riciclare le materie plastiche prodotte oggi in grandi quantità. D’altra parte, i progressi della ricerca possono aprire la strada a materiali più facilmente riciclabili  in  futuro».

Lo studio fa l’esempio dei polimeri termoindurenti, che non possono essere fusi per la riconversione, evitando il loro riciclaggio con metodi tradizionali. Il laboratorio della Robertson sviluppa  componenti bio-rinnovabili  per i termoindurenti, sostituendo i polimeri a base di idrocarburi con quelli ottenuti da oli vegetali o altri materiali a base vegetale. Ciò potrebbe portare a nuove opzioni per il  fine vita per questi materiali, come il compostaggio o il riciclaggio delle loro sostanze chimiche, il che sarebbe  un enorme balzo in avanti.

Una prospettiva fa parte di una serie pubblicata da Science per esplorare le questioni relative all’impatto ambientale dei polimeri, comprese le loro fonti (petrolio o bo-fonti) e i progressi fatti nel campo del  riciclaggio e dei polimeri biodegradabili .

Robertson e Garcia fanno notare tre problemi principali:

Per poterle riciclare le  materie plastiche devono essere selezionate, il che aumenta il lavoro e  le spese. Le materie plastiche, o polimeri, sono composti da grandi molecole, quindi la maggior parte non si mescolano quando vengono riscaldate, in modo simile all’interazione tra olio e acqua. Lo studio si concentra sulla ricerca di sostanze in grado di facilitare la miscelazione di diversi tipi di plastica, note come compatibilizzanti, che consentono di riciclarli insieme. La Robertson ha detto che «Trovare un compatibilizzzante che funzioni per tutti i polimeri sarebbe l’ideale, ma la tecnologia attuale richiede un approccio su misura per ogni miscela di plastica».

Il riciclaggio chimico comporta l’uso di un catalizzatore per abbattere le materie plastiche per produrre prodotti a peso molecolare più basso, un processo che i ricercatori sostengono sia  stato ostacolato dagli alti costi energetici, ma spiegano che «E’  in corso il lavoro per sviluppare catalizzatori più efficienti».

La maggior parte delle materie plastiche attualmente riciclate sono composte da polietilene tereftalato (PET), che è il componente utilizzato per produrre la maggior parte delle bottiglie di acqua in plastica, e il polietilene, la plastica più prodotta. Le due ricercatrici spiegano ancora che «L’espansione delle tecnologie di riciclaggio ad altre materie plastiche oltre al PET e al polietilene è un’area di ricerca in corso. Ancora più impegnativo è lo sviluppo di metodi per il riciclaggio di polimeri che non possono essere processati attraverso la fusione a temperature elevate, come i termoindurenti e gli elastomeri (materiali in gomma)».

Le due ricercatrici statunitensi sottolineano che «Con qualsiasi potenziale soluzione, è fondamentale che le prestazioni di un materiale non siano influenzate al fine di renderlo più facile da riciclare. Sottoporre la plastica a molti cicli di utilizzo e riciclaggio senza perdita di prestazioni è una sfida aperta. Il miglioramento del riciclaggio delle materie plastiche oltre il livello attuale ha molti potenziali vantaggi sociali, come la riduzione delle emissioni di gas serra, l’eliminazione dei rifiuti  nell’ambiente, la riduzione della dipendenza dalle risorse petrolifere finite per la sua produzione e il recupero del valore economico dei rifiuti solidi plastici».

Ma si tratta di una rivoluzione ormai iniziata e crescono le start-up che puntano a realizzare «metodi di riciclaggio chimico per i rifiuti di polistirene o hanno sviluppato processi di smistamento per separare i materiali in materie prime pure – concludono Garcia e Robertson –  Queste e altre ricerche, fanno sperare che presto i tassi di riciclaggio della plastica saranno molto più alti di oggi».