Nuovo studio sul riciclo chimico delle plastiche

Uno studio sul riciclo chimico delle plastiche, a cui hanno partecipato alcuni ricercatori del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, è stato recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista “Progress in Energy and Combustion Science”.

Attualmente, nell’Unione Europea, il 30% dei rifiuti plastici intercettati dai sistemi di raccolta viene riciclato con processi di tipo meccanico.

Varie problematiche quali il degrado delle proprietà dei polimeri riciclati, i costi del processo di separazione dei diversi polimeri contenuti nel rifiuto solido plastico e l’impossibilità di riciclare per via meccanica il grande quantitativo di materiali multistrato, limitano fortemente la potenzialità e l’efficacia di tali processi nel far fronte alle problematiche di inquinamento di mari, suolo e aria. Una complicazione ulteriore deriva dalla variabilità, geografica e stagionale, della quantità e della qualità dei rifiuti, oltre all’eterogeneità del ciclo di vita di diversi materiali.

In questo contesto, il 40% dei rifiuti viene convertito in energia mediante termovalorizzazione e il restante 30% è smaltito in discarica, con i relativi rischi di inquinamento del suolo e dei mari. Senza considerare i rifiuti non intercettati dalla raccolta che, purtroppo, finiscono direttamente e in maniera incontrollata nel suolo e nel mare.    

A questo livello interviene il riciclo chimico, mediante processi di pirolisi, ossia decomposizione di materiali per mezzo di calore, e gassificazione: processi più maturi da un punto di vista tecnologico, flessibili e indipendenti dalla materia prima, ed economicamente vantaggiosi, sia nei costi di investimento, sia perché il prodotto finale è costituito da idrocarburi. Portato all’estremo, si potrebbe pensare di pirolizzare il polietilene, per farne etilene, da cui rifare polietilene. In ottica circolare dunque, dal petrolio si possono ottenere plastiche, utilizzarle, riciclarle e rifare ulteriori prodotti analoghi a quelli ottenibili dalla fonte fossile primaria con cui la plastica originale è stata prodotta, con enormi vantaggi dal punto di vista della riduzione delle emissioni di gas serra.

Concettualmente è molto semplice: fornire energia per convertire i polimeri in prodotti idrocarburici di varia natura. Ma dal punto di vista chimico-fisico fondamentale, pirolisi e gassificazione sono estremamente difficili da studiare e comprendere a fondo, poiché fenomeni puramente chimici sono saldamente accoppiati a fenomeni di trasporto di massa e calore. Da questa interazione dipende la progettazione di reattori chimici adeguati al processamento di grosse quantità di rifiuti.

Il livello di conoscenza attuale in merito a tali fenomeni a livello molecolare limita il salto dei processi di riciclo chimico dalla scala di laboratorio al livello industriale. Lo studio cerca di colmare queste lacune raccogliendo, reinterpretando e razionalizzando la letteratura allo stato dell’arte, analizzando e proponendo orientamenti e sfide future.