SOSTENIBILITA' NELL'AMBITO DELLE MATERIE PLASTICHE: INTRODUZIONE E CONCETTI GENERALI

Negli ultimi anni i concetti di sostenibilità e, in maniera collegata, di impatto ambientale (da ridurre) ed economia circolare (da implementare), hanno assunto un rilievo ed un’importanza sempre maggiore.
Nelle scienze ambientali ed economiche, con il termine sostenibilità si intende la condizione di uno sviluppo in grado di assicurare il soddisfacimento dei bisogni della generazione presente, senza compromettere la possibilità delle generazioni future di realizzare i propri e, per quanto chiaramente si tratti di un concetto generale, è applicabile in maniera specifica nell’ambito delle materie plastiche.
Queste infatti, derivando dal petrolio (fonte fossile non rinnovabile, per quanto solo il 4-5% del petrolio estratto sia usato per la produzione delle materie plastiche), tramite processi che vanno dall’estrazione del petrolio stesso, alla polimerizzazione, al trasporto, ecc. hanno, come tutti i prodotti in effetti, un dato impatto ambientale.
Uno dei modi più comuni con cui viene quantificato questo impatto è quello di indicare i kg di CO₂ equivalenti per kg di materiale plastico prodotto. Anidride carbonica, metano e protossido di azoto, contribuiscono (insieme ad altri gas) al cambiamento climatico ma in maniera differente: tramite opportuni fattori di caratterizzazione, che esprimono i potenziali di riscaldamento globale, si calcola il contributo dei tre gas in termini di CO₂ equivalente.
I valori delle emissioni sono per esempio calcolati secondo la norma ISO 14067:2018 per l'impronta di carbonio dei prodotti.
Da un’indagine condotta dalla PWC (PricewaterhouseCoopers) è stata valutata per esempio, nel periodo 2014-2016, una media di 6,7 kg CO₂ equivalente generata per kg di PA6 prodotta.
Per la valutazione dell’impatto ambientale si può ricorrere a quella che è definita l’analisi del ciclo di vita del prodotto (LCA, in inglese life-cycle assessment): l'analisi del ciclo di vita è un metodo strutturato e standardizzato a livello internazionale che permette di quantificare i potenziali impatti sull'ambiente e sulla salute umana associati a un bene o servizio (esempio di norme per il prodotto sono la ISO 14040 e 14044).
Evidenziati i punti del ciclo di vita di un prodotto più critici da un punto di vista della sostenibilità è possibile intervenire su questi per ridurne l’impatto ambientale.
L’obiettivo, in senso lato, è quello di ridurre infatti il consumo di materie prime non rinnovabili, di emissioni nocive per la salute umana o che possono alterare il clima (quali quelle dei così detti gas serra – GHG acronimo inglese di Greenhouse gas), di ridurre la produzione di materiali non smaltibili / riciclabili, ecc.
Uno degli aspetti più importanti della sostenibilità è quello dell’economia circolare: si passa infatti da un’economia lineare in cui a fine vita il prodotto viene smaltito senza nessun riutilizzo (né pensando a una sua riparazione, recupero o riciclo) a un’economia circolare in cui si mira a un ciclo chiuso cioè a recuperare (in vari modi) e reimmettere in circolazione (sotto varie forme) il prodotto.

Il riciclo dei rifiuti plastici è chiaramente uno dei cardini di questo ciclo (idealmente chiuso). I rifiuti (e quindi i materiali riciclati che da essi si possono ricavare) sono suddivisibili in due grandi categorie: i rifiuti di plastica post industriali (da cui i PIR, acronimo in inglese di “post industrial recyclate”) e quelli post-consumo cioè quelli relativi a prodotti in plastica (imballaggi in plastica, teli usati, infissi di finestre dismessi, elettronica usata, tubi rotti, ecc.) che vengono scartati dai consumatori finali una volta che hanno raggiunto il loro scopo (fine vita) e non è più possibile utilizzarli (da cui i PCR, acronimo in inglese di “post consumer recyclate”).

ECONOMIA LINEARE

 ECONOMIA CIRCOLARE

Va detto che quando si parla di riciclo di materiali plastici si fa riferimento sostanzialmente a polimeri termoplastici: questi vengono trasformati tramite processo fisico (riscaldamento e raffreddamento) passando dallo stato fluido a quello solido (per es. tramite processi di estrusione, stampaggio ad iniezione, ecc.) e questo permette il loro riciclo (PIR & PCR) dato che il processo termodinamico del processo di trasformazione è reversibile.
Ad oggi il riciclo di questi rifiuti è principalmente di carattere meccanico (raccolta, separazione, macinazione/lavaggio, eventuale rigranulazione) per ottenere una materia prima utilizzabile nel ciclo di produzione (trasformazione) delle materie plastiche.
Per la riduzione dell’impatto ambientale (emissioni), e per favorire un’economia di tipo circolare, si possono anche usare, per l’ottenimento di materie prime utilizzabili per la produzione di polimeri, fonti rinnovabili come le biomasse (fonti rinnovabili, naturali, e non in competizione con fonti per l’alimentazione o la catena di produzione alimentare) o rifiuti organici per l’ottenimento dei monomeri dei polimeri.
Tramite l’uso di fonti rinnovabili è per esempio possibile ridurre l’impatto ambientale della PA6 da 6,7 a 1.4 kg CO₂ equivalente (dati DSM).
L'origine sostenibile delle materie prime può essere certificata secondo vari standard internazionali (uno dei più noti è lo standard ISCC Plus cioè “International Sustainability and Carbon Certification”).
Come nota aggiungiamo che quando si parla di bioplastiche, come categoria generale, si intendono le materie plastiche (polimeri) che sono ottenute da biomasse rinnovabili o che possono biodegradarsi alla fine del loro ciclo di vita (in tempistiche ragionevoli). Alcune bioplastiche hanno entrambi gli attributi, alcune solo uno.
Ci sono infatti polimeri ottenuti da biomasse rinnovabili (per es. olio di ricino, colza, ecc.) che non sono biodegradabili e altri che, pur biodegradabili, non provengono da biomasse rinnovabili.
In maniera schematica si può considerare uno schema del tipo seguente:

Alcune delle principali strategie utilizzate per ridurre l’impatto ambientale sono per esempio:
- Uso fonti rinnovabili (bio, bio circolari)
- Uso PIR/PCR (Post Industrial Recyclate/Post Consumer Recyclate), incluso uso MP riciclate (i.e. fibre carbonio riciclate)
- Selezione di materiali durevoli (selezione materiale più idoneo per applicazione)
- Progettazione ottimale (previsione riuso / riciclo e ottimizzazione quantità materiale) (Eco-design)

Ing. Luca Ciceri- RDLAB137 srl
Ultima revisione 31/07/2023