Il riciclaggio delle sostanze chimiche chiude il cerchio dei rifiuti di schiuma rigida
La schiuma poliuretanica (PU) rigida è indispensabile per le industrie moderne: leggera e resistente, nonché dotata di una bassa conduttività termica, è ideale per applicazioni come l’isolamento di frigoriferi e abitazioni. Tuttavia, quando la schiuma PU raggiunge la fine del suo ciclo di vita, non esistono opzioni valide per il suo riciclaggio, per cui la maggior parte di essa finisce in discarica o nell’inceneritore. «Ogni anno, un milione di tonnellate di rifiuti di PU non riciclati in Europa genera significative emissioni di CO2, nonché la perdita di opportunità economiche. Questa soluzione rappresenta un’innovativa gestione della catena del valore circolare», afferma Dorota Pawlucka, la coordinatrice del progetto CIRCULAR FOAM(si apre in una nuova finestra). In collaborazione con 26 partner di nove diversi paesi, CIRCULAR FOAM ha combinato innovazioni in materia di raccolta, selezione e riciclaggio, integrate da una progettazione ottimizzata dei materiali, al fine di sviluppare un sistema olistico di riciclaggio del PU destinato ai frigoriferi e agli isolanti per l’edilizia.
Trasformare i rifiuti in materie prime
Il PU è un polimero formato dalla reazione chimica di due principali componenti chimici, gli isocianati e i polioli. «Le proprietà uniche del poliuretano si basano sulla sua composizione complessa e sulla struttura reticolata di cui è dotato: di conseguenza, non è fusibile, il che ne preclude quasi completamente il riciclaggio meccanico convenzionale», spiega Stefanie Eiden, responsabile tecnica del progetto presso il produttore tedesco di polimeri Covestro(si apre in una nuova finestra), l’azienda che ha ospitato il progetto. CIRCULAR FOAM ha sviluppato e dimostrato due tecnologie complementari di riciclaggio chimico per convertire i rifiuti di schiuma PU rigida da frigorifero in materie prime riciclate di alta qualità. I polimeri sono stati scomposti chimicamente per recuperare i componenti di poliolo e isocianato, come dimostrato su scala di laboratorio presso il RWTH Aachen University Catalytic Center(si apre in una nuova finestra), nonché presso Covestro. Presso l’impianto di Fraunhofer UMSICHT(si apre in una nuova finestra), società partner del progetto, la pirolisi intelligente è stata adattata al trattamento delle schiume rigide per recuperare i componenti isocianati. Alla fine del progetto, oltre 400 kg di schiuma PU giunta alla fine del ciclo di vita sono stati convertiti, principalmente in 300 litri di olio di pirolisi contenente anilina, il precursore dell’isocianato; quindi, presso l’impresa svizzera Sulzer ChemTech(si apre in una nuova finestra) questo prodotto riciclato è stato trasformato in nuove schiume PU. «I nostri risultati dimostrano che è possibile ottenere una riduzione delle emissioni di CO₂ fino all’80% rispetto alla produzione di anilina a base di combustibili fossili, dando origine a una svolta in termini di sostenibilità per la schiuma rigida», osserva Eiden.
Un’innovazione lungo il ciclo di vita
CIRCULAR FOAM ha inoltre valutato la catena del valore dei prodotti in schiuma PU rigida per identificare i potenziali obiettivi degli interventi volti a promuovere l’economia circolare. «Grazie alle normative, la raccolta dei frigoriferi è già ben avviata, anche se con schiuma a fine vita di scarsa qualità; al tempo stesso, l’industria delle costruzioni e delle demolizioni non dispone di un sistema di raccolta equivalente», afferma Elisangela Gomes Almeida, responsabile di progetto presso la società di gestione dei rifiuti Interzero(si apre in una nuova finestra). Per risolvere questo problema, il progetto ha sviluppato un modello di riciclaggio per i pannelli sandwich (schiuma PU incollata a lastre metalliche) e i pannelli isolanti, dimostrando un preciso meccanismo di selezione che identifica schiume di diversa composizione e recupera contaminanti come i ritardanti di fiamma. Un prototipo di pannello sandwich è stato testato congiuntamente agli operatori del settore edile in cinque paesi europei, secondo una progettazione che incorpora innovazioni chiave come i profili appiattiti per facilitare il trasporto. Quando le parti interessate hanno inoltre espresso interesse per i passaporti digitali dei prodotti(si apre in una nuova finestra) al fine di migliorare la gestione del ciclo di vita, la start-up olandese Circularise(si apre in una nuova finestra) ha integrato i codici QR per la tracciabilità e la certificazione nei pannelli.
Vantaggi per i cittadini, l’ambiente e l’economia
Contribuendo a scindere la crescita economica e l’innovazione dall’estrazione delle risorse, i risultati ricavati da CIRCULAR FOAM potrebbero aiutare l’UE a diventare il primo continente neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050. «Oltre a elettrodomestici più sostenibili e a edifici efficienti dal punto di vista energetico, il nostro lavoro contribuisce in ultima analisi a garantire un ambiente più pulito e più sano, offrendo al contempo opportunità per lo sviluppo di nuove imprese», aggiunge Pawlucka. Il team sta ora estendendo le proprie tecnologie di riciclo chimico e le capacità di selezione ad altre composizioni di flussi di rifiuti a base di PU, ad esempio attraverso il progetto di follow-up United Circles(si apre in una nuova finestra).