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Le plastiche rinforzate con fibre di vetro e di carbonio sono una classe avanzata di materiali ampiamente utilizzati in diversi settori. Forti, leggeri e resistenti alla corrosione, sono sempre più utilizzati per sostituire le parti metalliche. Si trovano in qualsiasi contesto, dalle pale delle turbine eoliche ai grattacieli, dalle ali degli aerei alle attrezzature sportive e, purtroppo, nelle discariche.
Questo perché il riciclo di questi materiali alla fine del loro ciclo di vita è un’impresa complessa. La miscela di fibre e resina è difficile da separare, per cui molti di questi prodotti finiscono in discarica o vengono riutilizzati in applicazioni di bassa qualità.
Nel progetto FiberEUse, finanziato dall’UE, un consorzio di ricercatori, istituzioni e produttori di tutta Europa ha sviluppato nuove tecniche per il riciclo dei compositi con un approccio intersettoriale.
«Forse non è possibile riutilizzare il materiale nella stessa applicazione», afferma Marcello Colledani, coordinatore del progetto FiberEUse e professore associato presso il dipartimento di Ingegneria meccanica del Politecnico di Milano. «Ma è possibile mantenere alcune delle proprietà residue del materiale.»
«Un prodotto è più significativo di tante parole», osserva Colledani, tenendo in mano un paio di sci creati dal produttore di attrezzature sportive Head, uno dei partner di FiberEUse. Si tratta dei primi sci creati con un’anima in composito di fibre di vetro riciclate.
Una serie di nuove tecniche di riciclo
Fin dall’inizio, FiberEUse ha proposto un nuovo modo di approcciare l’industria del riciclo, sfruttando una concezione innovativa orientata sulla domanda.
Attualmente, i prodotti a fine vita vengono riciclati e successivamente altri attori cercano di capire cosa fare dei materiali ottenuti, una metodologia intrinsecamente «push», ovvero indipendente dalla domanda, spiega Colledani. Il progetto FiberEUse propone un approccio «pull», ossia in funzione della richiesta effettiva.
«Quello che stiamo cercando di fare è invertire questo processo», aggiunge, «in modo tale che le specifiche e i requisiti del riciclo derivino dallo scenario in cui il prodotto sarà riutilizzato. Questo è ciò che abbiamo cercato di formalizzare e dimostrare in FiberEUse.»
Il team di FiberEUse ha sviluppato e sperimentato tre nuovi percorsi, basati su tre approcci diversi, per il trattamento dei compositi in fibra di vetro e carbonio a fine vita.
Il primo era un nuovo metodo per frantumare meccanicamente i materiali. Questo processo crea granuli che possono essere miscelati con resina e fibre vergini per creare nuovi prodotti. Il team ha prodotto tre casi dimostrativi con questa tecnica: gli sci di Head, i piatti doccia di Novellini e un’ampia gamma di prodotti di design, in collaborazione con designaustria. Il team di FiberEUse ha anche fondato una nuova start-up basata su questa innovazione, chiamata FiberEUse Tech.
La seconda soluzione si basa sul riciclo termochimico, in cui i prodotti a fine vita vengono trattati a temperature comprese tra 400 e 600 °C in un’atmosfera controllata. Questa tecnologia innovativa è in grado di liberare le fibre senza danneggiare la resina, il che significa che entrambe possono essere recuperate, compensando l’elevato impatto ambientale e i costi finanziari di questo tipo di trattamento.
La terza soluzione sfrutta il concetto di rigenerazione, facilitando lo smontaggio, l’ispezione, la riparazione e il riutilizzo di parti e componenti. Due aziende automobilistiche tedesche, EDAG e Invent, hanno sviluppato nuovi componenti modulari per automobili. Nel corso del progetto FiberEUse, hanno concepito una piattaforma innovativa per autoveicoli, nuovi sedili e un nuovo adesivo reversibile brevettato, che consente di riparare e sostituire facilmente alcune parti dell’automobile.
Sfruttare l’eredità digitale
Una delle sfide del progetto è stata quella di aprire il mercato a nuovi prodotti compositi riciclati. Holonix, uno dei partner di FiberEUse, ha creato una piattaforma online per mettere in contatto i fornitori di rifiuti compositi con gli utenti finali di materiali riciclati e uno strumento digitale per progettare sulla base di questi materiali.
«Si trattava di un’iniziativa rivolta all’industria del design, ma anche ai normali cittadini», spiega Colledani. «In questo modo inventori e persone creative potrebbero essere più attratti dalle proprietà di questi materiali.»
Questi strumenti online open-source, insieme ad altri servizi digitali, sono attualmente in fase di ulteriore sviluppo nell’ambito di DigiPrime, un nuovo progetto finanziato dall’UE.