Polimeri sintetici di uso comune: Riutilizzo e riciclo Tullia Aquila

Presentazione sul tema: "Polimeri sintetici di uso comune: Riutilizzo e riciclo Tullia Aquila"— Transcript della presentazione:

1 Polimeri sintetici di uso comune: Riutilizzo e riciclo Tullia Aquila
ITI Basilio Focaccia Piano Offerta Formativa a.s. 2011/2012 Dai Polimeri Sintetici alle Plastiche Biodegradabili

2 Plastiche sintetiche Sono polimeri artificiali prodotti dall’industria a partire dal petrolio. Sono sostanze che hanno la proprietà di ammorbidirsi con il calore in modo da potersi adattare ad uno stampo nel quale, indurendosi, assumono la forma definitiva degli oggetti. Sono materiali molto utilizzati perché tutti resistenti, leggeri, lavabili, economici e facilmente riproducibili in serie e soprattutto, funzionali alla conservazione dei cibi. Oggi si producono 700 tipi di plastica.

3 Prof. Vincenzo De Felice

4 Materie plastiche di origine fossile più diffuse e loro impieghi
Tipo Usi principali PE (polietilene) sacchetti, cassette, nastri adesivi, bottiglie, sacchi per la spazzatura, tubi, giocattoli PP (polipropilene) oggetti per l'arredamento, contenitori per alimenti, flaconi per detersivi e prodotti per l'igiene personale, moquettes, mobili da giardino PVC (cloruro di polivinile) vaschette per le uova, tubazioni e pellicole isolanti, carte di credito PET (polietilentereftalato) bottiglie di bibite e di acqua minerale, fibre sintetiche PS (polistirene) vaschette per alimenti, posate, piatti, tappi Codici identificativi di riciclaggio

5 Produzione e consumo di materie plastiche in Europa

6 La plastica nella composizione dei Rifiuti Solidi Urbani
Secondo il CONAI (COnsorzio NAzionale Imballaggi) gli imballaggi costituiscono il 35% del peso e il 50% del volume rispetto al totale dei rifiuti che finiscono nelle discariche.

7 Impieghi delle materie plastiche

8 LE FUNZIONI DELL’IMBALLAGGIO
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 1.. imballaggi Gli imballaggi LE FUNZIONI DELL’IMBALLAGGIO Quando si acquista un prodotto, di solito si acquista anche un imballaggio…. …che facilita il trasporto, la conservazione e la protezione della merce, l’uso e le prestazioni del prodotto....nonché l’informazione e la comunicazione. Dott. Eugenio Bora – CONAI

9 Imballaggi in Europa (EU 15) stime 2004
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 1.. imballaggi Imballaggi immessi al consumo: 68 milioni di tn % tn/abitante Austria 1,8 140 Belgio 2,5 145 Danimarca 1,4 159 Francia 18,6 200 Germania 23,4 178 Italia 17,4 Olanda 4,8 192 Regno Unito 15,2 155 Spagna 11,1 162 Svezia 2,2 110 Altri 1,6 - Tot 100 Dott. Eugenio Bora – CONAI

10 Gli imballaggi in Italia
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 1.. imballaggi Gli imballaggi in Italia L’industria dell’imballaggio in ITALIA 2006 Fatturato Mln € Struttura produttiva Aziende, nr Addetti, nr (stime) Acciaio (6% fusti) 1.085 Alluminio 1.810 Carta e cartone 6.495 Legno 1.650 Plastica* 9.682 Vetro 1.010 Rigidi accoppiati (all-car-pla) 365 Flessibili da converter (all-car-pla) 1.530 Altro 40 TOTALE 23.644 Quantità kt Produzione Export Import Utilizzo Settori di impiego Food % Bevande % Non food % *Esclusi sacchi RSU Fonte CONAI-Istituto Italiano Imballaggi Dott. Eugenio Bora – CONAI

11 Impatto ambientale del rilascio di materie plastiche sintetiche
Le plastiche sintetiche giunte a fine vita permangono nell’ambiente per centinaia di anni mentre si foto- degradano, ovvero si riducono in tanti piccoli pezzi, che contaminano il suolo e le acque sotterranee fino ad arrivare al mare, e che entrano nella catena alimentare. Si stima che i sacchetti di plastica provochino l’uccisione di circa animali marini all’anno (uccelli, tartarughe, balene, delfini ...). Great Pacific Garbage Patch

12 Trash Vortex: le 5 isole di rifiuti negli Oceani

13 Impatto ambientale del conferimento di materie plastiche sintetiche in discarica
Le sostanze tossiche che le materie plastiche possono rilasciare durante il loro smaltimento in discarica (es. bisfenolo A, ftalati, ritardanti di fiamma (polibromodifenileteri) o pigmenti) possono inquinare il terreno e le falde acquifere, specialmente se le discariche non sono a norma.

14 Impatto ambientale dell’ incenerimento di materie plastiche sintetiche
La combustione delle materie plastiche nei termovalorizzatori è prevista nelle direttive UE solo quando non è praticabile il riutilizzo o il riciclo. Ma spesso tale via entra in competizione con il recupero di materia. Gli impianti più recenti ottengono dalla combustione un minimo di energia elettrica e calore (rendimenti energetici (η) ≤ 0.25 per CdR), ma hanno il problema della gestione delle emissioni tossico-nocive (polveri sottili e diossine). .

15 Gestione sostenibile dei rifiuti (di imballaggio)
Gestione sostenibile dei rifiuti (di imballaggio). Le “R” che precedono il recupero energetico Riduzione…. della quantità e della nocività per l'ambiente dei materiali costituenti gli imballaggi: dalla fase del processo di produzione, a quella della commercializzazione, della distribuzione, dell'utilizzazione e della gestione post-consumo. Riutilizzo … qualsiasi operazione di riempimento o reimpiego di un imballaggio già utilizzato, per un uso identico a quello per il quale è stato concepito. Strategia UE delle 4 “R” Riciclo (riciclaggio)…. l'insieme di strategie volte a recuperare materiali dai rifiuti per riutilizzarli per la loro funzione originaria o per altri fini.

16 Campagne di sensibilizzazione
Settimana Nazionale “Porta la Sporta” dal 14 al 22 aprile 2012 CAMBIARE GLI STILI DI VITA ITALIA NOSTRA CON L’ASSOCIAZIONE DEI COMUNI VIRTUOSI

17 Esempi di riduzione di imballaggi plastici
Diffusione di imballaggi per alimenti riutilizzabili e impilabili in plastica e metallo, con riduzione del consumo di imballaggi a perdere. Sostituzione di vassoi per frutta e verdura in polistirolo con vaschette in polipropilene, più facilmente riciclabile. Sostituzione dei sacchetti della spesa in plastica. Promozione della vendita dei prodotti sfusi.

18 Dossier Prevenzione: esempi
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 2.. CONAI: gestione Dossier Prevenzione: esempi La tanica pesa circa il 30% in meno rispetto al tipo di tanica usato in precedenza, ed è prodotta in parte con materiale riciclato. È monomateriale in tutte le sue componenti (tanica, tappo ed etichetta), facilitando così la raccolta differenziata e il riciclaggio. FACILITAZIONE DELLE ATTIVITÀ DI RICICLO RISPARMIO DI MATERIA PRIMA Dott. Eugenio Bora – CONAI

19 Tecnologia "Eco-repair"
Tecnologia brevettata da un'azienda di Pescara, nata nel 2008, denominata C.R.M.P (Centro Riparazione Materie Plastiche), che permette la saldatura a caldo della plastica. Tale brevetto consente la prevenzione della produzione di quei rifiuti plastici che prima rimanevano inutilizzati ed abbandonati causa rottura. Attualmente la tecnologia di saldatura è applicata per la riparazione di: cassette, contenitori per l’agricoltura, cassonetti per i rifiuti RSU (di qualsiasi dimensione e tipologia), contenitori per l'industria, contenitori in genere, cisterne, serbatoi, vasche, comunque qualsiasi oggetto realizzato in PE (polietilene) e PP (polipropilene). .

20 Riutilizzo dei contenitori in plastica Detersivi “alla spina”
Non richiedono per il confezionamento l'utilizzo di flaconi, scatole, pallet per il trasporto, film plastico estensibile, ma solo un tank per il trasporto di svariati litri di prodotto ed il flacone del consumatore. Entrambi i contenitori vengono riutilizzati, generando così rifiuti zero o quasi (i tank correttamente gestiti possono venire riutilizzati anche per 2-3 anni). Vantaggi dei detersivi alla spina Costano meno dei detersivi in flacone, a parità di qualità. Generano meno rifiuti perché non sono imbottigliati, poi inscatolati, poi incellophanati. Diminuiscono il traffico e l'inquinamento atmosferico, oltre che la produzione di gas serra, perché vengono trasportati in tank, senza interstizi tra un flacone e l'altro, ottimizzando così lo spazio ed il numero di camion necessari al trasporto. Queste iniziative passano per la grande distribuzione. Fonte:

21 Riutilizzo dei contenitori in plastica Il ritorno del “vuoto a rendere”
La pratica del vuoto a rendere per le bottiglie in PET ne consente fino a 20 riutilizzi, ma per essere economicamente vantaggiosa, richiede standard adeguati di pulizia dei vuoti. Usano il sistema del vuoto a rendere la Norvegia, la Germania, l’Olanda, la Danimarca, la Svezia, la Finlandia, il Belgio, la Croazia e l’Inghilterra (extra Europa gli Usa, il Canada e l’Australia). Super Store Conad Pingue L’Aquila

22 Vantaggi del “vuoto a rendere”
Con i vuoti a rendere si risparmia il 95% di energia per la produzione di nuove bottiglie Il riciclaggio di bottiglie di plastica riduce l’uso di petrolio. 1 kg di plastica fa risparmiare 2 kg di petrolio I vuoti a rendere mantengono bassi i prezzi delle bevande, perché l’elevato ritorno di contenitori è ricompensato da meno tasse ambientali

23 Esempi di riutilizzo ..... “originali”
Recycled Island Spiral Island (Messico) Eco Tech Honduras Junk Raft Hawaii Luci d’Artista a Salerno 2011

24 Il riciclo delle materie plastiche sintetiche da imballaggio
Oggi il riciclo è il sistema di smaltimento più vantaggioso sia dal punto di vista ambientale che da quello economico, rispetto al conferimento in discarica o all’incenerimento, per molti tipi di plastica, quelli che possono essere facilmente riciclati. I diversi materiali vanno gestiti separatamente e quindi vengono trasferiti ad impianti che permettono di separare automaticamente le varie tipologie di plastiche in tempi rapidi.

25 Per riciclare i rifiuti bisogna differenziarli
Differenziazione a monte Differenziazione a valle Raccolta differenziata Trattamento Meccanico Biologico in impianti con recupero di materia

26 Vantaggi della raccolta differenziata
Riduzione dell’impatto ambientale dei successivi processi di trattamento e smaltimento Valorizzazione delle componenti merceologiche Facilitazione del recupero di materiali e di energia Promozione di comportamenti più corretti da parte dei cittadini

27 Raccolta Differenziata
percentuali di Raccolta Differenziata per regione produzione pro-capite costante al Nord anno 2005 La Raccolta Differenziata “promuove significativi cambiamenti dei consumi, a beneficio di prevenzione e riduzione della produzione dei Rifiuti” Prof. Vincenzo Venditto Università di Salerno

28 Il sistema CONAI e Consorzi dei Materiali: normativa e struttura
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 2.. CONAI: normativa e struttura Il D.lgs 152/06, che recepisce la Direttiva Europea 94/62/CE sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggi, definisce per gli imballaggi Obiettivi di riciclo e recupero Obblighi per le imprese (e la Pubblica Amministrazione) l’istituzione di CONAI e dei Consorzi dei Materiali Dott. Eugenio Bora – CONAI

29 CONAI- COnsorzio NAzionale Imballaggi Contributo ambientale
Il Contributo Ambientale, stabilito per ciascuna tipologia di materiale di imballaggio, rappresenta la forma di finanziamento per ripartire tra produttori e utilizzatori i costi della raccolta differenziata, del recupero e del riciclo degli imballaggi primari, secondari e terziari. L’ente preposto alla gestione degli imballaggi è il CONAI, un consorzio privato a cui tutte le aziende della filiera degli imballaggi, dai produttori delle materie prime agli utilizzatori degli imballaggi devono aderire per legge. Il ritiro, il riciclo ed il recupero dei rifiuti di imballaggio è assicurato a livello nazionale da sei consorzi obbligatori, uno per ciascun materiale di imballaggio. Tra questi il COREPLA (COnsorzio REcupero PLAstica) è quello che si occupa del recupero delle materie plastiche.

30 D.Lgs 152/06 (Titolo II, Gestione degli Imballaggi, art 217-226)
“Imballaggi e Ambiente” Gestione imballaggi 2.. CONAI: normativa e struttura D.Lgs 152/ (Titolo II, Gestione degli Imballaggi, art ) Il decreto stabilisce: PRINCIPI GENERALI : CHI INQUINA PAGA RESPONSABILITA’ CONDIVISA I produttori e gli utilizzatori sono responsabili della corretta gestione ambientale degli imballaggi, La Pubblica Amministrazione deve organizzare sistemi adeguati di raccolta differenziata in modo efficiente ed economico a copertura omogenea del territorio Il cittadino deve effettuare la raccolta differenziata come indicato dalla Pubblica Amministrazione Dott. Eugenio Bora – CONAI

31 Tipi di riciclo della plastica
Il riciclaggio meccanico prevede la trasformazione da materia a materia (materia prima-seconda): la plastica non più utilizzata diventa il punto di partenza per nuovi prodotti. Questa tecnica consiste essenzialmente nella rilavorazione termica o meccanica dei rifiuti plastici. Il riciclaggio chimico prevede il ritorno alla materia prima di base attraverso la trasformazione delle plastiche usate in monomeri di pari qualità di quelli vergini, da utilizzare nuovamente nella produzione.

32 Riciclo meccanico Implica minimi requisiti di lavorabilità del materiale. Consente di ottenere: dai polimeri termoplastici macinati, granuli o scaglie da utilizzare nella produzione di nuovi manufatti; dai polimeri termoindurenti macinati, delle frazioni di materiale utilizzabili come cariche inerti nella lavorazione di polimeri termoindurenti/termoplastici vergini, o riempitivi per altri prodotti poiché non possono essere rilavorati essendo infusibili. La qualità dei prodotti ottenuti è fortemente dipendente dalla qualità della selezione operata sul prodotto di riciclo.

33 Riciclo meccanico eterogeneo
Viene effettuato attraverso la lavorazione di un materiale misto contenente PE, PP, PS, PVC. Il riciclo procede secondo tre fasi: - triturazione, frantumazione grossolana del materiale - densificazione - estrusione Le difficoltà presenti nel riciclo eterogeneo sono legate alle differenti temperature di lavorazione dei polimeri miscelati. Questo problema esclude la possibilità d'impiego di plastiche eterogenee per la realizzazione di prodotti di forma complessa o con spessori minimi.

34 Premiato il riciclo italiano
EurocomItalia si è aggiudicata il primo premio al concorso "Best Recycled Product" (2011) organizzato da EPRO, federazione europea delle associazioni del riciclo di materie plastiche. La società di Sezze Stazione (LT) ha ottenuto il prestigioso riconoscimento grazie a un'installazione per campi gioco a forma di treno, composta da due carrozze ed una motrice realizzati in plastica eterogenea riciclata (battezzata dall'azienda Strongplast).

35 Riciclo meccanico omogeneo Metodologie di separazione
Per il riciclaggio omogeneo di polimeri termoplastici nel polimero da trattare non devono essere presenti altri polimeri, materiali inerti, cariche o additivi in quantità tale da pregiudicarne la processabilità. Le possibili metodologie di separazione dei polimeri sono: - Separazione magnetica - Separazione per flottazione - Separazione per densità - Separazione per proprietà aerodinamiche - Setaccio tramite soffio d’aria - Separazione elettrostatica - Detettori ottici e infrarossi

36 La selezione della plastica
Prima fase: eliminazione dal materiale plastico degli oggetti non pertinenti come oggetti grossi, non in plastica e non in plastica riciclabile. Seconda fase: eliminazione delle parti più piccole e leggere e dei film. Terza fase: separazione del PET dai metalli e dalle altre bottiglie. Un primo detettore ottico separa bottiglie e flaconi in PET dagli altri contenitori. Vengono recuperati i metalli ( ferro ed alluminio) e HDPE e LDPE. Quarta fase: separazione del PET per colore tramite un detettore ottico. Vengono recuperati PET colorato, PET azzurrato e PET trasparente

37 Il riciclo omogeneo. Fasi di lavorazione
Triturazione Lavaggio Macinazione Essiccamento Granulazione (il materiale viene alimentato in un estrusore munito di una piastra forata con fori del diametro finale di 2-4 mm)

38 Diffusione e vantaggi del PET (bottiglia)
8 bevande su 10 vengono vendute in bottiglie di plastica. Il PET è inoltre diventato familiare per diversi altri prodotti come l'olio o l'aceto, cosmetici e detergenti. I vantaggi di questo tipo di plastica: è molto più leggero del vetro è più ecologico del PVC presenta un’alta stabilità chimica è più pratico delle lattine di metallo la produzione di articoli in PET riciclato (R-PET) da bottiglie post-consumo richiede il 60% di energia in meno rispetto all'impiego di PET vergine. .

39 Il riciclo del PET in Italia
Freudenberg Politex è una multinazionale con sede e direzione centrale a Novedrate (CO), dove opera in due stabilimenti. Il terzo stabilimento italiano è a Pisticci (MT). Il core business del Gruppo è la produzione di nontessuti in poliestere, realizzati con tecnologia sia da fiocco che da filo continuo. Il mercato principale del Gruppo è il settore delle costruzioni, dove i nontessuti della divisione “Roofing” sono venduti come armature per guaine bituminose destinate all’impermeabilizzazione dei tetti.

40 Riciclo meccanico di PET da bottiglie
Prof. Gaetano Guerra Università di Salerno

41 Produzione di scaglie di PET da bottiglie
Prof. Gaetano Guerra Università di Salerno

42 Estrusione di Fibre Preparazione di FIBRE, FIOCCO, Tessuto-non-tessuto
Prof. Gaetano Guerra Università di Salerno

43 Uno degli utilizzi più rilevanti del PET di riciclo da bottiglie
Guaine per Impermeabilizzazione Costituite da Tessuto non-tessuto di PET + bitume Prof. Gaetano Guerra Università di Salerno

44 Impieghi dei polimeri riciclati
Codice Riciclo Nome del Polimero Abbreviazione Usi 1 Polietilene tereftalato o arnite PETE o PET Riciclato per la produzione di fibre poliestere, fogli termoformati, cinghie, bottiglie per bevande. 2 Polietilene ad alta densità HDPE Riciclato per la produzione di contenitori per liquidi, sacchetti, imballaggi, tubazioni agricole, basamenti a tazza, paracarri, elementi per campi sportivi e finto legno. 3 Cloruro di polivinile PVC o V Riciclato per tubazioni, recinzioni, e contenitori non alimentari. 4 Polietilene a bassa densità LDPE Riciclato per sacchetti, contenitori vari, dispensatori, bottiglie di lavaggio, tubi e materiale plastico di laboratorio. 5 Polipropilene o Moplen PP Riciclato per parti nell'industria automobilistica e per la produzione di fibre. 6 Polistirene o Polistirolo PS Riciclato per molti usi, accessori da ufficio, vassoi per cucina, giocattoli, videocassette e relativi contenitori, pannelli isolanti in polistirolo espanso (es. Styrofoam). 7 Altre plastiche, tra le quali Polimetilmetacrilato, Policarbonato, Acido polilattico, Nylon e Fibra di vetro ALTRI Ing. Di Bella Francesco

45 Riciclo PET “bottle-to-bottle”
Il decreto ministeriale 18 Maggio 2010 n.113 consente anche in Italia l'impiego di PET riciclato nel confezionamento di acque minerali. I tappi sono on PE. La PepsiCo Beverages Canada ha presentato il 13 Luglio 2011 la prima bottiglia interamente realizzata al 100% in plastica PET riciclata. 

46 Il riciclo chimico Rientrano nel riciclo chimico i processi termo-chimici di conversione per scarti plastici, che mirano a ottenere combustibili e chemicals o a depolimerizzare la materia plastica. Pirolisi → miscela di idrocarburi liquidi e gassosi simili al petrolio. Idrogenazione → idrocarburi liquidi Gassificazione → miscela di idrogeno e ossido di carbonio Chemiolisi: serie di processi chimici di depolimerizzazione, indicati per i soli polimeri di condensazione (PET, PA, PUR).

47 Esempi di Chemiolisi del PET
GLICOLISI ll PET viene fatto reagire (sotto pressione a 200°C) con eccesso di glicole etilenico (EG). Questo processo inverte la reazione di polimerizzazione per dare bis-β-idrossietiltereftalato (BHET) e polimeri a catena corta. METANOLISI: Transesterificazione, base catalizzata, con metanolo (sotto pressione a 200°C) → depolimerizzazione della molecola. I prodotti che si ottengono sono dimetiltereftalato (DMT) ed EG. IDROLISI Trattamento con acqua e soda caustica → acido tereftalico (TA) ed EG.

48 Cause dell’attuale scarso impiego industriale del riciclo chimico
Sostenibilità economica solo per linee di produzione superiori alle t/anno Necessità di stoccaggio costante di grandi quantità di “balle” di bottiglie Aumento progressivo del costo delle balle Elevato impatto ambientale Si stanno studiando nuovi catalizzatori che favoriscano processi di depolimerizzazione più vantaggiosi dal punto di vista economico, ma anche ambientale.

49 Riciclo energetico (ideale per polimeri di basso costo)
Petrolio (miscela di idrocarburi) CO2 + H2O + Energia Monomeri: Etilene Propilene Dieni Polimeri Polietilene Polipropilene Gomme etilene-propilene Calore di combustione dei polimeri paragonabile a quello dei monomeri idrocarburici da cui derivano Prof. Gaetano Guerra Università di Salerno

50 Riciclaggio imballaggi in plastica

51 Recupero imballaggi plastici
RECUPERO = RICICLO + RECUPERO ENERGETICO La Germania ricicla l’83,8% e la Spagna il 41,9% degli imballaggi

52 Vantaggi del riciclo (meccanico) degli imballaggi plastici
Riduzione del consumo di materie prime non rinnovabili Riduzione del consumo di acqua Riduzione della messa a discarica di materia Riduzione delle emissioni di gas a effetto serra Contenimento del conferimento indiscriminato dei rifiuti in discarica Riduzione dei consumi di energia Riduzione della produzione di ceneri da combustione Riduzione dell’emissione di composti organici Promozione dello sviluppo di attività industriali e di servizi nell’ambito della green economy Rispetto all’incenerimento

53 Critiche rivolte al riciclo (meccanico) degli imballaggi plastici
Costi di raccolta e trasporto altissimi a causa del basso peso del materiale Comporta un degrado del materiale Può essere realizzato un numero limitato di volte Richiede una selezione accurata dei materiali Comporta una scarsa quantità e una bassa qualità dei prodotti finali Se è eterogeneo produce prodotti di scarso valore non più riciclabili Ha diffuso l'idea che esso giustifica condotte consumistiche

54 La soluzione ? Promuovere politiche che vadano nella direzione indicata dalla Unione Europea nella strategia delle 4 “R”, e che rispettino sempre più scrupolosamente l’ordine di priorità. ….. E poi ci sono i biopolimeri!

55 Riflessione conclusiva
Grazie per l’attenzione