Biopoliestere PLA: L'Innovazione Sostenibile che Rivoluziona il Settore degli ImballaggiUn nuovo biopoliestere flessibile e biodegradabile apre la strada a un futuro più verdedi Marco ArezioNel panorama odierno della sostenibilità e dell'economia circolare, un materiale emerge come protagonista per le sue proprietà ecologiche e le potenzialità di mercato: il biopoliestere PLA (acido polilattico). Prodotto a partire da risorse rinnovabili, il PLA offre un'alternativa sostenibile ai polimeri tradizionali, aprendo nuovi orizzonti grazie alle sue caratteristiche di biodegradabilità e riciclabilità con un consumo energetico ridotto. Il Contributo del Fraunhofer Institute Uno dei principali innovatori nel campo del biopoliestere PLA è il Fraunhofer Institute di Potsdam, che ha sviluppato una versione avanzata di questo materiale, ottenendo un polimero più flessibile, biodegradabile e di origine biologica. Questo progresso non è solo teorico ma ha ricevuto riconoscimenti a livello internazionale, dimostrando il valore delle ricerche condotte. La Sfida della Flessibilità Il PLA classico, pur vantando un elevato potenziale di mercato, presenta alcune limitazioni. La sua elevata rigidità lo rende ideale per imballaggi rigidi, come bicchieri usa e getta, ma inadatto per imballaggi flessibili, che costituiscono una parte significativa dei rifiuti plastici. Per superare questa limitazione, il Fraunhofer Institute ha esplorato l'uso dei polieteri, polimeri contenenti gruppi etere che possono essere incorporati nella catena polimerica del PLA per migliorare la flessibilità del materiale. Polieteri: Una Soluzione Innovativa I polieteri, atossici e disponibili in commercio, possono essere prodotti da materie prime di origine biologica. Tradizionalmente, questi plastificanti venivano aggiunti al PLA come additivi, ma la loro migrazione nel tempo rendeva il materiale nuovamente rigido. Per risolvere questo problema, i ricercatori del Fraunhofer Institute hanno ancorato i polieteri direttamente alla catena polimerica del PLA tramite legami covalenti. Questa tecnica innovativa ha portato alla sintesi di copolimeri a blocchi, in cui i segmenti di polietere si connettono alle estremità della catena di PLA. Un Nuovo PLA Flessibile e Biodegradabile Il risultato di questa ricerca è un nuovo tipo di PLA che mantiene la flessibilità nel lungo termine senza il rischio di migrazione dei plastificanti. Questo biopoliestere è almeno per l'80% di origine biologica, con la possibilità di arrivare al 100% attraverso ulteriori sviluppi. Inoltre, la sua produzione può avvenire in modo economico e con processi chimici accessibili anche a imprese di medie dimensioni, democratizzando così la produzione di PLA che fino ad ora era dominata da grandi impianti. Implicazioni Commerciali e Ambientali Il nuovo PLA sviluppato dal Fraunhofer Institute non solo offre un'alternativa più sostenibile ai polimeri tradizionali, ma rappresenta anche un significativo passo avanti per l'economia circolare. Il processo di riciclo chimico di questo materiale richiede un apporto energetico inferiore rispetto a quello necessario per polimeri come l'LDPE (polietilene a bassa densità), riducendo ulteriormente l'impatto ambientale. Conclusioni Il biopoliestere PLA sviluppato dal Fraunhofer Institute rappresenta un esempio concreto di come la ricerca e l'innovazione possono guidare la transizione verso un'economia più sostenibile. Con le sue caratteristiche di biodegradabilità, riciclabilità e origine biologica, questo materiale ha il potenziale per rivoluzionare il settore degli imballaggi e oltre. La possibilità di una produzione economica e scalabile apre nuove opportunità commerciali, rendendo il PLA una scelta sempre più attraente per aziende e consumatori attenti all'ambiente.© Riproduzione Vietata
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La Gomma da Masticare Compie 150 anni: Dai Maya a Greta ThunbergGomma da masticare: Un prodotto storico, nato vegetale e diventato un mix di chimica poco amico dell’ambientedi Marco ArezioLe prime tracce storiche della gomma da masticare risalgono ai Maya, che erano abituati a masticare delle palline di gomma dette Chicle, tratte da una pianta chiamata Manilkara Chicle. Successivamente si sono trovate altre tracce, in epoca più recente, attribuite al generale e presidente del Messico, Antonio Lopez de Santa Maria, chiamato il Napoleone dell’West, ( Xalapa, 21 febbraio 1794 – Città del Messico, 21 giugno 1876) militare e politico di lungo corso, al quale verrebbe attribuita l’invenzione della gomma da masticare moderna. Ma se parliamo di dati certi, circa l’origine del prodotto, dobbiamo allora far riferimento al brevetto depositato da William Semple il 28 Dicembre del 1869 negli Stai Uniti. Una ricetta messa in commercio due anni più tardi che non entusiasmò troppo i clienti in quanto, le palline, erano insapori e molli. Ma sulla scorta di questi insuccessi, Semple modificò più volte la ricetta, inserendo aromi e lavorando sulla consistenza della gomma, riuscendo a far crescere l’interesse per il prodotto verso la fine del decennio del secolo. Nel corso del XX secolo l’industria cambiò radicalmente la ricetta, utilizzando non più una gomma naturale ma una sintetica, il Poliisobutilene, relegando la lavorazione del Chicle ad una nicchia di mercato. Successivamente si era lavorato sulle proprietà elastiche del prodotto inserendo additivi, raggiungendo così la voluta viscosità attraverso l’aggiunta di una gomma di Xanthano. In Europa la conoscenza di questo articolo rimase sconosciuto fino all’avvento della seconda guerra mondiale quando i soldati americani, di stanza nel vecchio continente, lo fecero conoscere alla popolazione. Infatti lo stato maggiore dell’esercito aveva inserito nella cosiddetta “Razione K”, un mix di alimenti che ogni soldato aveva con sé sul campo di battaglia, la gomma da masticare per svariate ragioni. Si riteneva che masticare la gomma, additivata anche di caffeina, aiutasse i soldati a sopportare meglio le tensioni dei combattimenti, inoltre favoriva la pulizia del cavo orale in quelle situazioni in cui i soldati non potevano lavarsi i denti. Ma come viene prodotta, oggi, la gomma da masticare? L’impasto che compone la gomma da masticare contiene il Poliisobutilene, come composto base, poi lo zucchero gli additivi e gli aromi. Il Poliisobutilene o PIB, è una gomma sintetica, ricavato dalla polimerizzazione dell’Isobutilene e una piccola parte (2%) di Isoprene, prodotto dalla Basf per usi alimentari. Il Poliisobutilene, è un polimero vinilico e, dal punto di vista strutturale, assomiglia al comune Polipropilene Homopolimero e al Polietilene, fatta eccezione per il fatto che ogni altro atomo di carbonio è sostituito con due gruppi metilici. Possiede due caratteristiche importanti che sono l’elevata impermeabilità e un’eccellente flessibilità. Come viene impiegata la gomma da masticare? L’uso più comune si può dire sia stato, per moltissimi anni, paragonabile a quello delle caramelle, godendo durante la masticazione della gomma degli aromi che erano all’interno del prodotto. Ma nel corso degli anni, la gomma da masticare ha avuto anche un uso medico e farmaceutico. Infatti esistono sul mercato numerosi farmaci, sotto questa forma, che curano la nausea, le cefalee, la dipendenza da fumo, alcune malattie del cavo orale e sotto forma di integratori alimentari dalle tipologie più disparate. Ma la gomma da masticare si è rilevata un pessimo amico per l’ambiente, in quanto impiega almeno 5 anni per decomporsi, si appiccica alle superfici sulle quali viene posta, specialmente i marciapiedi nelle città. La pulizia delle superfici pedonabili sulle quali si è attaccata comporta l’uso di sostanze chimiche, adatte ad interrompere la solidarizzazione tra gomma e superficie di camminamento, l’acqua con getto ad alto potenziale e, dove questi sistemi non ottengono i risultati sperati, si deve fresare la superficie per togliere le macchie nere composte dalle gomme.Categoria: notizie - tecnica - storia - gommaVedi maggiori informazioni sul rapporto tra alimenti e la chimica
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Calcestruzzi Cellulari con Aggregati Riciclati dai Rifiuti: C’è un Futuro?Calcestruzzi Cellulari con Aggregati Riciclati dai Rifiuti: C’è un Futuro?di Marco ArezioAnche il mondo dell’edilizia deve affrontare un percorso di sostenibilità che è sempre più importante per l’ambiente e per l’uomo.I calcestruzzi sono elementi costruttivi che comportano un consumo importante di risorse naturali, in particolare gli aggregati che li compongono, essendo estratti e messi a disposizione del settore delle costruzioni. Come succede sempre più spesso nell’ambito stradale e dell’isolamento acustico, dove si impiegano, per esempio, polverini di guaine bituminose riciclate e macinati degli pneumatici riciclati, anche nell’ambito del calcestruzzo la domanda del mercato per un prodotto più sostenibile è ormai crescente. Le ricette che compongono un calcestruzzo tradizionale vedono l’impiego di aggregati naturali, con granulomentrie differenti, una quota di cemento, acqua e additivi quando necessario. Nell’ambito di un approccio ecosostenibile al prodotto, si sono eseguite diverse sperimentazioni e tests di laboratorio che hanno puntato alla sostituzione integrale dell’aggregato naturale con aggregati costituiti da rifiuti selezionati, industriali e da post consumo. Nella famiglia dei rifiuti presi in considerazione in questi tests possiamo annoverare le ceneri volanti, che sono dei rifiuti prodotti durante l’incenerimento dei rifiuti solidi urbani, la loppa d’altoforno macinata, che è anche lei un sottoprodotto delle operazioni di incenerimento e un prodotto plastico da post consumo, la polvere di PET, proveniente dal riciclo delle bottiglie dell’acqua e delle bibite. Metodologie di prova Con questi tre elementi, si sono costituiti differenti impasti cementizi volti ad ottenere calcestruzzi alleggeriti, creando una serie di campionature da laboratorio con lo scopo di testare la resistenza a compressione e la conducibilità termica di elementi composti, sia con aggregati naturali alleggeriti sia con varie tipologie di aggregati provenienti dai rifiuti. Lo studio è stato promosso con l’intenzione di dare una storia analitica ai calcestruzzi riciclati alleggeriti che possano essere impiegati, per esempio, nella costruzione di blocchi di cemento alleggerito per la realizzazione di pareti non strutturali. Si sono quindi create una serie di miscele differenti con la corrispondente quantità di campioni, che sono stati testati a compressione ed è stata calcolata la conducibilità termica degli stessi. Lo scopo era quello di mettere a confronto, una tradizionale miscela di calcestruzzo con aggregati naturali leggeri, con le miscele di calcestruzzo fatte con gli inerti riciclati dai rifiuti. Risultati delle prove I risultati hanno evidenziato una riduzione media della resistenza a compressione dei campioni composti con gli aggregati da rifiuto, senza il PET, del 13,7 %, rispetto ai campioni realizzati con gli inerti naturali, mentre le miscele che contenevano la polvere di PET hanno avuto performances di resistenza ulteriormente più basse del 10%. Si è però notato che l’aggiunta di polvere di PET ha influito positivamente sulla conducibilità termica, rispetto ai campioni composti al 100% con aggregati dai rifiuti, ma inferiore di circa il 22% rispetto ad un calcestruzzo realizzato con inerti naturali alleggeriti. Conclusioni Per quanto il calcestruzzo alleggerito riciclato abbia inferiori prestazioni meccaniche e termiche rispetto a quello prodotto con elementi naturali, la necessità di limitare l’uso delle risorse naturali e quella di ridurre i rifiuti non riciclabili che vanno in discarica, potrebbe portare ad una nuova consapevolezza nell’ambito della progettazione edilizia e della produzione. Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - calcestruzzi cellulari - edilizia
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Resistenza al Fuoco nelle Strutture in Legno Riciclato: Soluzioni Tecniche e Lezioni dalla StoriaDalle catastrofi del passato alle tecnologie moderne: come il legno riciclato può diventare un materiale sicuro e sostenibile per le costruzioni futuredi Marco ArezioL'uso del legno riciclato nelle costruzioni sta guadagnando sempre più popolarità, spinto dall'interesse crescente per la sostenibilità e l'economia circolare. Tuttavia, una delle sfide più significative associate all'utilizzo del legno, in particolare del legno riciclato, è la resistenza al fuoco. Questo articolo esplorerà le tecniche storiche e moderne per migliorare la resistenza al fuoco nelle strutture in legno, con un focus specifico sul legno riciclato. Storia dell'Utilizzo del Legno nelle Costruzioni e della Resistenza al Fuoco Il legno è uno dei materiali da costruzione più antichi, utilizzato in tutto il mondo per migliaia di anni. Tuttavia, la sua vulnerabilità al fuoco ha sempre rappresentato una preoccupazione. Nelle epoche passate, le città costruite prevalentemente in legno erano soggette a devastanti incendi. Uno degli esempi più noti è il Grande Incendio di Londra del 1666, che distrusse gran parte della città, evidenziando la necessità di materiali da costruzione più resistenti al fuoco. Nel corso dei secoli, sono state sviluppate varie tecniche per migliorare la resistenza al fuoco del legno. Tra le prime soluzioni si annoverano l'uso di rivestimenti di argilla o intonaco e, successivamente, l'impregnazione del legno con sali minerali come il cloruro di ammonio o il borace. Tuttavia, queste tecniche non sempre erano efficaci o pratiche su larga scala. Con l'industrializzazione e l'introduzione di nuovi materiali da costruzione, il legno ha perso terreno rispetto al cemento e all'acciaio, considerati più sicuri in caso di incendio. Tuttavia, con l'odierno ritorno all'uso del legno, favorito dalle sue proprietà ecologiche, è diventato cruciale sviluppare tecniche moderne per aumentare la sua resistenza al fuoco. Caratteristiche del Legno Riciclato Il legno riciclato proviene da fonti diverse, come vecchi edifici, pallet o mobili dismessi. Questo tipo di legno può presentare una variabilità significativa in termini di qualità, densità e contenuto di umidità, fattori che influenzano la sua reazione al fuoco. Inoltre, il legno riciclato potrebbe contenere residui di vernici, colle o altri trattamenti precedenti, che possono alterare la sua infiammabilità. La variabilità del legno riciclato rappresenta una sfida per gli ingegneri e i progettisti, che devono garantire che il materiale mantenga adeguati standard di sicurezza. Di conseguenza, diventa essenziale adottare tecniche specifiche per aumentare la resistenza al fuoco di questo materiale. Tecniche Moderne per Aumentare la Resistenza al Fuoco Esistono diverse tecniche moderne per migliorare la resistenza al fuoco delle strutture in legno riciclato. Queste tecniche possono essere suddivise in trattamenti superficiali, trattamenti in profondità e soluzioni ingegneristiche. Trattamenti Superficiali I trattamenti superficiali sono una delle tecniche più comuni per migliorare la resistenza al fuoco del legno. Questi includono l'applicazione di vernici ignifughe, che formano una barriera protettiva quando esposte al calore. Queste vernici sono progettate per espandersi sotto l'effetto del calore, creando uno strato isolante che protegge il legno sottostante. Un altro approccio è l'uso di rivestimenti in gesso o cemento, che possono essere applicati direttamente sulla superficie del legno. Questi materiali sono noti per le loro proprietà ignifughe e possono aumentare significativamente la resistenza al fuoco delle strutture in legno riciclato. Trattamenti in Profondità Oltre ai trattamenti superficiali, esistono metodi per impregnare il legno riciclato con sostanze ignifughe. Questo processo può essere realizzato attraverso l'immersione del legno in soluzioni chimiche o mediante l'iniezione di queste sostanze sotto pressione. Gli agenti ignifughi comunemente utilizzati includono sali di fosfato, borati e cloruri, che reagiscono chimicamente con i componenti del legno per ridurre la sua infiammabilità. Questi trattamenti sono particolarmente efficaci per legno riciclato che presenta elevate porosità o densità irregolari, migliorando così la sua resistenza al fuoco in modo più omogeneo. Soluzioni Ingegneristiche Le soluzioni ingegneristiche comprendono la progettazione di strutture che integrano materiali ignifughi o che limitano la propagazione del fuoco. Un esempio è l'uso di pannelli multistrato, dove strati di legno sono alternati a strati di materiali ignifughi, come il gesso o il cemento. Inoltre, la progettazione può includere barriere antincendio interne, compartimentazioni e l'uso di strutture portanti in acciaio o cemento, che offrono un'ulteriore protezione in caso di incendio. Queste soluzioni sono particolarmente utili in edifici che utilizzano grandi quantità di legno riciclato, dove la sicurezza antincendio è una priorità. Normative e Standard di Sicurezza In molti paesi, l'uso del legno nelle costruzioni è regolamentato da normative specifiche, che stabiliscono i requisiti minimi di resistenza al fuoco. Queste normative includono test standardizzati per valutare le prestazioni del legno in caso di incendio, come la prova di combustibilità, la resistenza al fuoco e il rilascio di fumi. Per il legno riciclato, queste normative possono essere più stringenti a causa delle variabilità del materiale. È fondamentale che i produttori e i costruttori seguano rigorosamente queste linee guida per garantire che il legno riciclato utilizzato nelle costruzioni soddisfi tutti i requisiti di sicurezza. Negli ultimi anni, sono stati sviluppati nuovi standard e certificazioni per il legno riciclato, che tengono conto delle sue specificità e delle tecniche di trattamento ignifugo. Queste certificazioni forniscono un ulteriore livello di sicurezza per gli architetti e gli ingegneri che desiderano utilizzare legno riciclato nei loro progetti.I grandi Incendi nella Storia Il Grande Incendio di Londra (1666) Uno degli eventi più catastrofici che segnò la storia delle costruzioni in legno fu il Grande Incendio di Londra nel 1666. Iniziato in una panetteria, l'incendio si propagò rapidamente a causa delle strutture in legno e delle strette strade della città. In soli quattro giorni, l'incendio distrusse oltre 13.000 edifici, tra cui la Cattedrale di St. Paul. Questo disastro evidenziò la necessità di materiali più resistenti al fuoco e portò a regolamenti edilizi più severi. Se fossero state disponibili tecniche moderne, come trattamenti ignifughi o soluzioni ingegneristiche per compartimentare le strutture, è probabile che l'incendio avrebbe potuto essere contenuto con maggior successo, limitando i danni. L'incendio della Grenfell Tower (2017) Sebbene l'incendio della Grenfell Tower a Londra non coinvolse direttamente il legno, il disastro dimostrò l'importanza critica dei rivestimenti superficiali. Il rivestimento infiammabile dell'edificio contribuì alla rapida propagazione delle fiamme, causando la morte di 72 persone. Se il rivestimento fosse stato ignifugo, come quelli utilizzabili per il legno, l'incendio avrebbe avuto un impatto molto meno devastante. L'incendio della Cattedrale di Notre-Dame (2019)L'incendio della Cattedrale di Notre-Dame a Parigi nel 2019 distrusse gran parte della struttura in legno del tetto, risalente al XII secolo. La mancanza di trattamenti ignifughi moderni per il legno antico contribuì alla rapida diffusione delle fiamme. Se il legno fosse stato trattato con metodi di impregnazione in profondità, è possibile che il danno sarebbe stato meno esteso. L'incendio della Città di Chicago (1871) L'incendio della città di Chicago nel 1871 è un altro esempio di disastro dovuto a strutture in legno non protette. L'incendio, alimentato dalle costruzioni in legno della città, distrusse un'area vasta e causò enormi perdite. Le moderne soluzioni ingegneristiche, come compartimentazioni e barriere antincendio, avrebbero potuto ridurre significativamente la propagazione del fuoco.Conclusione L'uso del legno riciclato nelle costruzioni rappresenta una scelta sostenibile e in linea con i principi dell'economia circolare. Tuttavia, per garantire la sicurezza delle strutture in legno riciclato, è essenziale adottare tecniche efficaci per migliorare la resistenza al fuoco. Le soluzioni moderne, che vanno dai trattamenti superficiali e in profondità alle innovazioni ingegneristiche, offrono una vasta gamma di opzioni per proteggere il legno e garantire la sicurezza degli edifici. Con l'avanzamento delle tecnologie e delle normative, il legno riciclato può diventare un materiale da costruzione sicuro e resiliente, contribuendo a un futuro più sostenibile senza compromettere la sicurezza. Il continuo sviluppo di tecniche e la ricerca in questo campo saranno fondamentali per superare le sfide attuali e sfruttare appieno il potenziale del legno riciclato nelle costruzioni moderne.© Riproduzione Vietata
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Nikola Tesla: Genio ribelle tra invenzioni straordinarie e rifiuti clamorosiLa storia di Nikola Tesla, un visionario dalle scoperte rivoluzionarie, tra successi, difficoltà e il suo controverso rifiuto del Premio Nobeldi Marco ArezioLa figura di Nikola Tesla è una delle più affascinanti e controverse della storia della scienza. Nato nel 1856 in un piccolo villaggio serbo dell’Impero Austriaco, Tesla fu un innovatore visionario, il cui genio avrebbe potuto cambiare radicalmente il mondo. I suoi studi sull’elettricità e il magnetismo posero le basi per la società moderna, ma il suo percorso fu costellato di incomprensioni, rivalità e difficoltà economiche. Per Tesla, il progresso scientifico non doveva essere un mezzo di arricchimento personale, ma un servizio gratuito a beneficio dell’intera umanità. La sua vita, sospesa tra invenzioni rivoluzionarie e rifiuti clamorosi – come quello della candidatura al Premio Nobel – ci offre una lezione di integrità, coraggio e visione oltre il proprio tempo. Le Scoperte di Nikola Tesla: Oltre i Limiti della Tecnologia Le invenzioni di Tesla toccano quasi ogni aspetto del mondo moderno, dall’elettricità alle comunicazioni. Egli non si limitò a risolvere problemi pratici, ma immaginò un futuro in cui l’energia sarebbe stata accessibile a tutti, senza limiti né barriere. Questo approccio idealista lo rese un outsider rispetto agli industriali del tempo, ma lo consacrò come uno dei più grandi geni dell’umanità. La Corrente Alternata: la Rivoluzione Energetica Nel XIX secolo, la corrente continua (DC), sostenuta da Thomas Edison, dominava il panorama energetico. Tuttavia, questo sistema presentava limiti significativi: la corrente continua non poteva essere trasportata su lunghe distanze senza enormi perdite di energia. Tesla, al contrario, sviluppò la tecnologia della corrente alternata (AC), un sistema in cui l’energia poteva essere trasmessa in modo efficiente su distanze molto più ampie. Il suo lavoro lo portò a collaborare con George Westinghouse, che ne riconobbe il potenziale e lo sostenne nella celebre “Guerra delle Correnti” contro Edison. La battaglia non fu solo scientifica, ma anche economica e mediatica: Edison tentò di screditare la corrente alternata presentandola come pericolosa e inefficiente, arrivando persino a dimostrazioni pubbliche cruente. Ma Tesla e Westinghouse ebbero la meglio, e il mondo intero adottò il sistema AC, ancora oggi alla base della nostra rete elettrica. Uno dei trionfi simbolici della corrente alternata fu la costruzione della centrale idroelettrica delle cascate del Niagara nel 1895, una delle prime al mondo a utilizzare questo sistema. Tesla, con le sue intuizioni, riuscì a trasformare l’energia naturale in elettricità per milioni di persone, un risultato straordinario per l’epoca. La Bobina di Tesla e l’Elettricità senza Fili La bobina di Tesla rappresenta una delle invenzioni più iconiche dello scienziato. Questo dispositivo, capace di generare alte tensioni e campi elettromagnetici, consentiva la trasmissione senza fili di elettricità su brevi distanze. Tesla immaginò un mondo in cui l’energia avrebbe potuto essere trasmessa liberamente, senza cavi o limiti fisici, a chiunque ne avesse bisogno. Il suo progetto più ambizioso fu la costruzione della Torre Wardenclyffe, una struttura progettata per trasmettere energia elettrica e informazioni in tutto il mondo. Finanziata inizialmente da J.P. Morgan, la torre fu abbandonata quando i finanziatori si resero conto che l’energia gratuita e illimitata non avrebbe generato profitti. La demolizione di Wardenclyffe segnò uno dei momenti più dolorosi nella vita di Tesla, ma il concetto di trasmissione wireless continua a influenzare la tecnologia moderna, dal Wi-Fi alla ricarica senza fili. La Radio e le Comunicazioni Mentre la storia spesso attribuisce l’invenzione della radio a Guglielmo Marconi, Tesla fu uno dei primi a sperimentare la trasmissione di segnali attraverso onde elettromagnetiche. I suoi brevetti, registrati prima di quelli di Marconi, furono essenziali per lo sviluppo della tecnologia radiofonica. Nel 1943, poco dopo la sua morte, la Corte Suprema degli Stati Uniti riconobbe ufficialmente Tesla come il vero inventore della radio. Innovazioni Futuristiche Tesla non si fermò mai alla tecnologia del suo tempo. Anticipò invenzioni che sarebbero diventate realtà decenni più tardi: Smartphone e Comunicazioni Globali: Tesla immaginò dispositivi portatili in grado di trasmettere informazioni e comunicare in tempo reale, un’idea che oggi ritroviamo nei telefoni cellulari e in internet. Energia Rinnovabile: Previde l’importanza delle energie pulite, come l’energia solare e geotermica. Macchine Automatizzate: Lavorò a esperimenti di automazione e robotica, gettando le basi per la meccatronica moderna. Un Genio Contro il Suo Tempo La grandezza di Tesla fu anche la causa della sua emarginazione. La sua mente visionaria non sempre trovò comprensione nella comunità scientifica, che spesso lo ridicolizzò o ignorò. I suoi contemporanei erano più preoccupati di monetizzare le innovazioni che di supportare un progresso libero e accessibile. Questo conflitto si manifestò chiaramente quando Tesla rifiutò il Premio Nobel, probabilmente offeso dall’ipocrisia di un sistema che non aveva riconosciuto le sue scoperte in vita. Tesla trascorse gli ultimi anni della sua vita in solitudine e povertà, dimenticato dal mondo che aveva contribuito a plasmare.L’Eredità di Nikola Tesla La storia di Nikola Tesla ci insegna che la vera innovazione nasce dal coraggio di guardare oltre l’orizzonte del presente. Tesla ci ha lasciato una lezione potente: il progresso deve essere un bene comune, non un privilegio riservato a pochi. Le sue invenzioni continuano a ispirare generazioni di scienziati e ingegneri, mentre la sua visione ci invita a ripensare il nostro rapporto con la tecnologia e con il pianeta. Tesla è il simbolo di un’umanità capace di immaginare il futuro, anche quando nessuno è pronto a crederci.© Riproduzione Vietatafoto wikimedia
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Olefine Anti-Bredt: La Scoperta che Rivoluziona la Chimica IndustrialeDalla teoria all’applicazione: come la sintesi di queste molecole uniche apre nuove opportunità per materiali avanzati, farmaci e processi sostenibilidi Marco ArezioLe olefine anti-Bredt sono composti organici caratterizzati da doppi legami situati in posizioni particolarmente instabili all'interno di strutture bicicliche. Questi doppi legami, posti in punti di alta tensione, sono stati considerati per lungo tempo impossibili da sintetizzare in maniera stabile a causa della loro propensione a rompersi o a riorganizzarsi. Materialmente, le olefine anti-Bredt non si trovano in natura ma vengono prodotte in laboratorio, principalmente per scopi di ricerca. Attualmente, queste molecole possono essere osservate solo in contesti sperimentali e non sono ancora presenti in prodotti di uso comune. Tuttavia, recenti sviluppi nella chimica hanno permesso di ottenere versioni stabili di queste molecole, aprendo nuove opportunità per la chimica industriale.Le olefine anti-Bredt, a lungo considerate un traguardo impossibile da raggiungere a causa della loro instabilità strutturale, rappresentano ora una nuova frontiera per l'innovazione nella chimica industriale. Questo articolo approfondisce le ultime scoperte nella sintesi di queste molecole, esplorando le implicazioni pratiche per la produzione di materiali, farmaci e catalizzatori, e inserendo il tutto in un contesto fruibile per chi opera in questo settore. Il problema storico delle olefine anti-BredtLe olefine anti-Bredt sono composti organici caratterizzati da doppi legami situati in posizioni estremamente tensionate, tipicamente in strutture bicicliche. Nel 1924, la regola di Bredt stabiliva che queste configurazioni non potevano esistere, a causa della tensione sterica e della distorsione angolare che ne determinavano una spiccata instabilità. In altre parole, il doppio legame inserito in una posizione così critica risultava intrinsecamente instabile e destinato a decomporsi o riorganizzarsi.Per decenni, queste molecole sono state considerate delle curiosità teoriche, poco più che un banco di prova per la nostra comprensione della chimica organica. I numerosi tentativi di sintetizzarle non hanno permesso di ottenere quantità significative o sufficientemente stabili per poter essere studiate in modo approfondito. Questo ha limitato la loro esplorazione e le possibili applicazioni pratiche, relegandole ai margini della ricerca chimica. La svolta nella sintesi delle olefine anti-BredtLa percezione di queste molecole è cambiata radicalmente grazie a un recente studio pubblicato su Science, che ha dimostrato come sia possibile stabilizzare le olefine anti-Bredt attraverso strategie sintetiche innovative. Un gruppo di ricercatori è riuscito a sintetizzarle in modo stabile, dimostrando non solo la fattibilità della loro produzione, ma anche la possibilità di manipolarle e caratterizzarle in laboratorio.Questo progresso è stato reso possibile grazie all'impiego di nuovi approcci catalitici e all'adozione di condizioni di reazione specifiche volte a minimizzare la tensione interna durante la formazione delle molecole. La chiave del successo risiede nell'ottimizzazione delle condizioni di sintesi per ridurre la tensione sterica e ottenere così una stabilità sufficiente per applicazioni pratiche, superando così i limiti imposti dalla regola di Bredt. Implicazioni per la chimica industrialeLa possibilità di sintetizzare olefine anti-Bredt apre nuovi scenari per l'intera chimica industriale. Le loro caratteristiche strutturali e la loro reattività le rendono particolarmente interessanti per diverse applicazioni:Sviluppo di nuovi materiali: Le olefine anti-Bredt, grazie alle loro peculiari proprietà chimiche, possono essere utilizzate come precursori per la produzione di polimeri avanzati. Questi materiali potrebbero mostrare una resistenza meccanica superiore o possedere migliorate proprietà elettroniche, rendendoli ideali per applicazioni ad alte prestazioni.Progettazione farmaceutica: La loro complessa architettura molecolare potrebbe essere sfruttata per creare nuovi composti bioattivi. Le olefine anti-Bredt potrebbero fornire un punto di partenza per lo sviluppo di farmaci innovativi, ampliando il ventaglio di molecole disponibili per il settore farmaceutico.Catalizzatori avanzati: Queste molecole potrebbero essere impiegate nella progettazione di catalizzatori più selettivi ed efficienti, capaci di migliorare i processi industriali su larga scala. L'efficacia di un catalizzatore è spesso legata alla sua struttura, e le olefine anti-Bredt offrono nuove possibilità per ottimizzare reazioni chiave.Chimica verde: In un contesto in cui l'industria chimica è sempre più orientata verso la sostenibilità, la stabilizzazione di queste molecole offre l'opportunità di sviluppare processi più sostenibili. Le reazioni che coinvolgono olefine anti-Bredt potrebbero essere progettate per ridurre al minimo i sottoprodotti indesiderati, contribuendo a migliorare l'efficienza e a diminuire l'impatto ambientale. Un passo avanti verso la sostenibilitàLe implicazioni della scoperta di un metodo efficace per sintetizzare le olefine anti-Bredt sono notevoli, soprattutto per quanto riguarda la sostenibilità e l'efficienza dell'industria chimica. Queste molecole non solo rappresentano una sfida intellettuale superata, ma offrono anche la possibilità di migliorare processi esistenti e di svilupparne di nuovi, più sicuri e meno dispendiosi in termini di risorse.La loro potenziale applicazione su larga scala potrebbe infatti contribuire a ridurre gli sprechi, migliorare l'efficienza dei processi produttivi e promuovere un'economia circolare più efficiente. Questo passo avanti è emblematico di come l'innovazione scientifica possa avere un impatto diretto e positivo sulla sostenibilità industriale. ConclusioneLa scoperta di un metodo per sintetizzare le olefine anti-Bredt non è solo un traguardo scientifico, ma anche una promessa per il futuro della chimica industriale. Questa innovazione ha abbattuto barriere teoriche che per decenni hanno limitato le possibilità di esplorazione in questo campo, trasformando un limite storico in una nuova opportunità.Grazie a queste nuove molecole, l'industria chimica ha ora accesso a una classe di composti con potenzialità straordinarie, contribuendo alla costruzione di una chimica più sostenibile, efficiente e all'avanguardia. Il futuro della chimica industriale appare più promettente che mai, con nuove strade da percorrere verso innovazioni che potranno rivoluzionare il modo in cui pensiamo ai materiali, ai farmaci e ai processi produttivi. © Riproduzione Vietata
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Caratteristiche, Corrosione e Riciclo degli Acciai InossidabiliGli acciai inossidabili, per quanto molto resistenti alla corrosione, possono essere attaccati in particolari condizionidi Marco ArezioIl trattamento chimico degli acciai ha permesso la formazione di un ampio spettro di caratteristiche qualitative che questi metalli esprimono nei prodotti finiti. Cosa sono gli acciai inossidabili Gli acciai inossidabili sono una famiglia di acciai legati che contengono un minimo del 10,5% di cromo. La presenza di cromo conferisce a questi acciai la loro caratteristica "inossidabilità" o resistenza alla corrosione. Ciò accade perché il cromo reagisce con l'ossigeno nell'aria per formare uno strato molto sottile e stabile di ossido di cromo. Questo strato protegge il materiale sottostante dalla corrosione. Oltre al cromo, gli acciai inossidabili possono contenere altri elementi leganti, come il nichel, il molibdeno, il titanio e il rame, che possono migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione, oltre a modificare altre proprietà dell'acciaio, come la resistenza meccanica, la resistenza al calore e la formabilità. Gli acciai inossidabili possono essere suddivisi in varie classi, tra cui: Acciai inossidabili ferritici Contengono cromo ma poco o nessun nichel. Sono magnetici e hanno una buona resistenza alla corrosione e alla formabilità, ma una resistenza meccanica inferiore rispetto ad altri acciai inossidabili. Acciai inossidabili austenitici Questi sono i più comuni acciai inossidabili e contengono alto cromo e nichel. Non sono magnetici e hanno una eccellente resistenza alla corrosione, oltre a buone proprietà meccaniche e di formabilità. Acciai inossidabili martensitici Contengono cromo e un livello moderato di carbonio. Sono magnetici e possono essere indurite mediante trattamento termico. Hanno una buona resistenza meccanica, ma una resistenza alla corrosione inferiore rispetto ai tipi ferritici e austenitici. Acciai inossidabili duplex Combinano caratteristiche sia degli acciai ferritici che degli acciai austenitici. Hanno una resistenza molto alta alla corrosione e una resistenza meccanica superiore rispetto agli acciai inossidabili austenitici. Differenza tra l'acciaio e l'acciaio inossidabile Per un neofita la differenza tra un acciaio e un acciaio inossidabile a volte potrebbe sfuggire, ma in realtà sono due prodotti essenziali, ma con caratteristiche differenti. L'acciaio e l'acciaio inossidabile sono entrambi leghe di ferro, ma differiscono per la loro composizione chimica e per le proprietà che ne derivano. L'acciaio è una lega composta principalmente da ferro e carbonio. La quantità di carbonio può variare, ma di solito si trova tra lo 0,2% e il 2,1% in peso. L'aggiunta di questo composto all'acciaio aumenta la sua durezza e resistenza, ma rende anche l'acciaio più suscettibile alla corrosione. Inoltre, altri elementi come il manganese, il silicio e il fosforo, possono essere presenti in piccole quantità. L'acciaio inossidabile, come abbiamo visto, è un tipo di acciaio che contiene almeno il 10,5% di cromo. Questo, reagisce con l'ossigeno dell'aria, formando un sottile strato di ossido di cromo sulla superficie del metallo. Lo scopo dello strato è proteggere l'acciaio sottostante dalla corrosione. Altri elementi, come il nichel, il molibdeno e il titanio, possono essere aggiunti per migliorare ulteriormente le proprietà dell'acciaio inossidabile. Corrosione degli acciai inossidabili La corrosione degli acciai inossidabili non è impossibile ed è importante, se li si usa, conoscere come e perché avviene questo fenomeno. Questa può avvenire in vari modi, ma in generale, questi materiali sono noti per la loro resistenza alla corrosione, grazie alla loro capacità, come abbiamo detto, di formare uno strato di ossido di cromo sulla superficie. Tuttavia, ci sono diverse situazioni in cui gli acciai inossidabili possono subire corrosione: Corrosione intergranulare Questo tipo di corrosione avviene lungo i confini del grano nel materiale e può essere causato da un trattamento termico o da saldature inappropriati. Corrosione da pitting Si può verificare quando piccole depressioni o "buchi" si formano sulla superficie dell'acciaio inossidabile. È particolarmente comune in ambienti con alta concentrazione di cloruri. Corrosione da sforzo E’ una particolare tipo di corrosione che può avvenire quando l'acciaio inossidabile è sottoposto a stress meccanico in presenza di un ambiente corrosivo. Corrosione galvanica Può avvenire quando due metalli diversi vengono messi a contatto in presenza di un elettrolita, causando il deterioramento del metallo meno nobile (in questo caso, l'acciaio inossidabile). La prevenzione della corrosione degli acciai inossidabili coinvolge una combinazione di scelte tra materiale corretto, design appropriato, buone pratiche di fabbricazione e, se necessario, l'uso di rivestimenti protettivi o trattamenti di superficie. Dove si impiegano gli acciai inossidabili Gli acciai inossidabili sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni grazie alla loro resistenza alla corrosione, resistenza meccanica, e alla possibilità di formarli in una varietà di forme. Ecco alcuni esempi di dove vengono impiegati: Cucina e utensili da cucina Posate, pentole, elettrodomestici da cucina e superfici di lavoro spesso utilizzano acciaio inossidabile a causa della sua resistenza alla corrosione, facilità di pulizia e aspetto attraente. Industria alimentare e bevande E’ usato nelle apparecchiature per la produzione alimentare e di bevande a causa della sua resistenza alla corrosione, facilità di pulizia e resistenza alla contaminazione. Industria chimica e petrolchimica Le apparecchiature e le tubazioni in queste industrie spesso utilizzano acciaio inossidabile a causa della sua resistenza alla corrosione da una vasta gamma di sostanze chimiche. Costruzione e architettura E’ utilizzato in vari elementi architettonici, inclusi rivestimenti di edifici, grondaie e balaustre. È apprezzato per la sua resistenza alla corrosione e il suo aspetto moderno. Industria medica Gli strumenti chirurgici, gli impianti ortopedici e le apparecchiature ospedaliere Come si ricicla l'acciaio inossidabile Infine, dopo aver visto le caratteristiche chimico – fisiche e l’impiego di questo prezioso elemento vediamo come si può riciclare. L'acciaio inossidabile è altamente riciclabile e il suo riciclo avviene in diversi passaggi: Raccolta Il primo passo nel riciclo dell'acciaio inossidabile è la raccolta dei materiali usati. Questi possono provenire da una varietà di fonti, inclusi elettrodomestici, automobili, costruzioni e demolizioni, e scarti industriali. Separazione Dopo la raccolta, i materiali vengono separati in base al tipo di metallo. Questo può essere fatto manualmente o utilizzando macchinari specializzati come i separatori magnetici (l'acciaio inossidabile è generalmente non magnetico o debolmente magnetico, a differenza di altri tipi di acciaio). Preparazione Una volta separato, l'acciaio inossidabile viene preparato per il riciclo. Questo può includere operazioni come la triturazione e il taglio in pezzi più piccoli, per facilitare la fusione. Fusione Viene poi fuso in un forno ad alta temperatura, durante questo processo, può essere combinato con nuovi materiali per produrre la lega desiderata. Modellazione Dopo la fusione, l'acciaio inossidabile fuso può essere colato in forme, laminato in lastre o trafilato in fili, a seconda dell'applicazione prevista. Uno dei vantaggi del riciclo dell'acciaio inossidabile è che non perde le sue proprietà fisiche o chimiche durante il processo di riciclo, il che significa che può essere riciclato all'infinito senza degradazione.
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Leo Baekeland: dalla Povertà alla Ricchezza Inventando la BacheliteLa storia della bachelite e del suo inventoredi Marco ArezioLeo Baekeland nasce in una umile famiglia in Belgio il 14 Novembre del 1863 con il padre che faceva il calzolaio.Nonostante le origini umili, Leo potette studiare e si appassionò subito alla chimica dei materiali riuscendo ad iscriversi all’università di Gand nella quale si laureerò nel 1882. Terminati gli studi si sposò e decise di trasferirsi negli Stati Uniti per inseguire il suo sogno, che era quello di lavorare nel mondo della chimica applicata ai materiali. Nel 1893 fondò la sua azienda, la Nepera Chemical Company a Yonkers, nella quale iniziò la fabbricazione del Velox, una rivoluzionaria carta fotografica che diede una svolta al mondo della fotografia. Dopo aver brevettato la sua invenzione Leo Baekeland entra in contatto con la Kodak che è interessata al suo prodotto e gli propone di rilevare il brevetto del procedimento della carta Velox. Kodak vinse le resistenze di Baekeland mettendo sul tavolo una cifra da capogiro per i valori di allora, offrendogli tre milioni di dollari Nonostante fosse diventato ricco il chimico continuò le sue ricerche e, nel tentativo di trovare un surrogato alla gommalacca, si concentrò sulle reazioni tra il fenolo e la formaldeide, ottenendo un prodotto plastico nuovo, di colore scuro che chiamò Bachelite. Il nuovo prodotto si dimostrò molto efficace nella produzione dei prodotti che l’industria americana creava per un pubblico sempre più desideroso di novità industriali da acquistare. Infatti, i vantaggi della bachelite erano dati dalla sua capacità di isolare termo-elettricamente i nuovi apparecchi elettrici che arrivarono sul mercato, come gli interruttori, le prese elettriche, ma anche i manici delle pentole, gli apparecchi radio, gli elettrodomestici e molti altri prodotti. La bachelite fu considerata per lungo tempo la prima materia plastica di larga diffusione che andò a sostituire, a livello industriale, molti altri prodotti usati nel passato di derivazione naturale. Leo Baekeland morì a Beacon il 23 Febbraio del 1944 e la rivista Time lo ha classificato fra i cento più grandi personaggi del XX secolo. Categoria: notizie - tecnica - plastica - bachelite
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LDPE Riciclato da Post Consumo: 60 Tipologie di Odori Ostacolano la VenditaLDPE Riciclato da Post Consumo: 60 Tipologie di Odori Ostacolano la Venditadi Marco ArezioLa raccolta differenziata degli imballi della plastica, specialmente per quelli in LDPE, è una conquista moderna che permette, attraverso il riciclo, il riutilizzo degli imballi esausti con il duplice vantaggio di ridurre l’impronta carbonica e il prelievo di risorse naturali dalla terra per creare nuovi prodotti. Molto si deve ancora fare però nel settore del riciclo in quanto la quota di plastica che viene raccolta e riutilizzata è ancora largamente inferiore a quella che viene prodotta ogni giorno. Questo scompenso quantitativo tra quanto si ricicla e quanto si produce di nuovo ha molte cause: • Limitata diffusione della raccolta differenziata nel mondo • Difficoltà nel riciclo di molti imballi plastici multistrato • Bassa qualità della materia prima riciclata • Mancanza di una cultura del riciclo Nei paesi dove la raccolta differenziata è avviata e funziona stabilmente, la produzione di materia prima riciclata soffre di un giudizio abbastanza negativo sulla qualità della stessa, causata da fattori che dipendono anche, ma non solo, dalla filiera del riciclo meccanico. Questa valutazione negativa incide in maniera rilevante sulle vendite della materia prima riciclata, relegando il suo uso solo ad alcuni settori di impiego, riducendone quindi i quantitativi vendibili e abbassando il prezzo medio per tonnellata, che comporta, a sua volta, un basso margine economico per le aziende che riciclano. Inoltre, meno granulo riciclato si vende, meno rifiuto plastico si può riciclare e più grande diventa il problema del suo smaltimento, rischiando di far finire in discarica la preziosa materia prima che potrebbe essere riutilizzata. Tra i problemi di cui soffre la materia prima riciclata, nonostante l’enorme sviluppo impiantistico del settore, quello dell’odore è tra i più sentiti dai clienti che potrebbero utilizzarla per produrre film, imballi rigidi, materiali per il settore edile, per l’automotive, giardinaggio, mobili e molti altri prodotti. Ad oggi la percezione dell’odore di una materia prima plastica proveniente dal post consumo è affidata, in modo del tutto empirico, ad una sensazione nasale di chi la produce e di chi la utilizza, che valutano in modo estremamente soggettivo sia la tipologia che l’intensità degli odori presenti nella plastica riciclata. Valutazione che poi si può scontrare con il cliente finale che comprerà il prodotto realizzato e darà un’ulteriore valutazione, personale, dell’odore. Il naso umano è sicuramente uno strumento eccellente ma ogni persona percepisce le sollecitazioni odorose in modo del tutto personale, ed è per questo che, in casi particolari, si assoldano gruppi di persone che insieme fanno valutazioni sugli odori da intercettare. Se prendiamo ad esempio la filiera del riciclo delle materie plastiche, partendo dalla raccolta differenziata, si è visto che i sacchi in LDPE e gli imballi flessibili che vanno al riciclo, portano con sé un numero elevatissimo di sostanze chimiche che generano odori nella filiera del riciclo. La rilevazione delle fonti degli odori non è stata studiata attraverso metodi sensoriali empirici, quindi attraverso il naso umano, ma attraverso un’indagine chimica svolta da uno strumento di laboratorio che consiste in un gascromatografo con uno spettrometro a mobilità ionica. Questo strumento ha analizzato i componenti chimici, all’interno di una larga campionatura di LDPE riciclato proveniente dalla raccolta differenziata, andando ad individuare 60 tipologie di sostanze chimiche che generano odori. La campionatura analizzata proveniva dal ciclo meccanico tradizionale di riciclo in cui il materiale viene selezionato, triturato e lavato con una permanenza in acqua di circa 15 minuti. Gli odori più comuni percepiti dal naso umano, di questa campionatura sono stati:• Muffe • Urina • Formaggio • Terra • Fecale • Sapone • Caffè • Sudato • Peperone Queste famiglie di odori percepite sono create da circa 60 composti chimici che si associano durante la fase di raccolta e lavorazione della plastica riciclata. Si sono individuati alcuni punti critici: Il sacco della raccolta differenziata che contengono gli imballi plastici domestici da selezionare in cui troviamo diverse tipologie di polimeri, possono contenere residui di sostanze come detersivi, cibo, oli, disinfettanti, prodotti chimici, creme e molti altri. Questo miscuglio di elementi chimici diversi si può legare alla superficie della plastica ma, in funzione del tempo di sodalizio, potrebbe anche penetrare al suo interno. La selezione tra le varie plastiche, attraverso macchine a lettori ottici, crea una certa percentuale di errore che si traduce nella possibilità di avere quantità di plastiche miste all’interno della frazione selezionata. La fase di lavaggio del macinato plastico ha la funzione di dividere ulteriormente, per densità, le plastiche immesse e ha lo scopo di pulirle dai residui di prodotti che gli imballi hanno contenuto o sono venuti in contatto. Ad eccezione del PET, gli altri polimeri provenienti dalla raccolta differenziata, vengono generalmente lavati in acqua fredda, processo che non incide in maniera rilevante nel processo di pulizia al fine di abbattere gli odori. La fase di estrusione del materiale lavato, per la formazione del granulo, potrebbe comportare un degradamento della materia prima in cui sono presenti frazioni di polimeri diversi da quella principale che quindi fonderanno a temperature diverse. Questo può causare la formazione di elementi chimici che daranno origine ad odori. Intervenire su queste fasi porterebbe a miglioramento significativo della qualità dei polimeri da post consumo prodotti, non solo attraverso un abbattimento delle tipologie e dell’intensità degli odori, ma ne migliorerebbe anche le performace tecniche. Il controllo analitico degli odori, attraverso strumenti che ne rilevino le genesi chimiche, può aiutare non solo in fase di certificazione del livello odoroso della materia prima finale in modo inequivocabile e non più empirico, ma darebbe un importante supporto anche in fase di creazione di ricette sulle tipologie di materia prima da usare durante le fasi di riciclo del rifiuto plastico, sull’individuazioni delle fonti migliori e sui risultati dei processi produttivi nello stabilimento (selezione, lavaggio ed estrusione). Ridurre gli odori e migliorare la qualità del granulo da post consumo porterebbe all’apertura di nuovi mercati nei quali si potrebbe impiegare la materia prima riciclata al posto di quella vergine con un vantaggio ambientale, economico e industriale.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - LDPE - post consumo - odoriVedi maggiori informazioni sul riciclo dell'LDPE
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PPS Riciclato: Proprietà Tecniche, Filiera del Riciclo e Prestazioni Applicative del Solfuro di PolifenileneAnalisi del comportamento chimico-meccanico del PPS riciclato, processi di rigenerazione industriale, limiti funzionali e prospettive di utilizzo in applicazioni ad alte prestazionidi Marco ArezioIl Solfuro di Polifenilene, più noto come PPS, è uno di quei materiali plastici che si colloca nel segmento alto della scala prestazionale dei polimeri. È spesso definito un “polimero d’élite” per via delle sue proprietà termiche, chimiche e meccaniche, che lo rendono adatto a impieghi gravosi: motori automobilistici, valvole per fluidi corrosivi, dispositivi elettronici esposti a calore e agenti aggressivi. La sua struttura chimica, costituita da unità aromatiche legate da atomi di zolfo, lo rende straordinariamente resistente alla degradazione, un vantaggio per l’utilizzo tecnico, ma una sfida quando si parla di sostenibilità. Eppure, negli ultimi anni, proprio il riciclo del PPS è diventato uno dei fronti più interessanti nella ricerca e nello sviluppo industriale. L’obiettivo non è solo quello di ridurre i costi di approvvigionamento, ma di rientrare nei parametri imposti da una normativa sempre più stringente in tema di contenuto riciclato e carbon footprint. Riuscire a ottenere un PPS rigenerato che mantenga una parte significativa delle sue proprietà originarie rappresenta oggi un traguardo strategico per molti comparti produttivi. La natura complessa del PPS: vantaggi tecnici, limiti ambientali Il PPS è un polimero semicristallino con un punto di fusione elevato, un’eccezionale resistenza agli agenti chimici, un comportamento dimensionale stabile anche sotto carico termico, e una naturale autoestinguenza. Proprio queste sue doti hanno fatto sì che venisse adottato in settori dove altri materiali cedono: guarnizioni, supporti di circuiti stampati, scocche per sensori elettronici, pompe per fluidi acidi. Ma ciò che ne fa un materiale nobile, ne ha anche rallentato l’ingresso nella logica della circular economy. Uno dei principali ostacoli risiede nella reticolazione. Quando il PPS è termoindurente, ossia reticolato durante il processo di lavorazione, perde la capacità di rifondersi e dunque non è più termoplastico. Questo tipo di materiale, per ora, resta escluso dai processi di recupero meccanico. Tuttavia, gran parte del PPS in uso industriale oggi è di tipo termoplastico lineare, e rappresenta il vero candidato al riciclo. Dove nasce il PPS riciclato: fonti e qualità del recupero Le principali fonti del PPS riciclato non sono i prodotti di largo consumo, bensì gli scarti industriali tecnici, ossia residui di lavorazione da stampaggio, rifili di estrusione, componenti non conformi alle specifiche. Questi rifiuti di produzione hanno il vantaggio di essere relativamente omogenei, ben identificabili e spesso già suddivisi per tipo di carica o grado tecnico. È da qui che parte il percorso del PPS rigenerato. La selezione dei lotti è fondamentale. Un PPS caricato con il 40% di fibra di vetro, ad esempio, non può essere miscelato con una versione contenente PTFE o con cariche minerali. Ogni formula ha un comportamento reologico e termomeccanico distinto, e il mantenimento delle proprietà passa per una filiera di selezione e trattamento estremamente rigorosa. Il materiale raccolto viene quindi macinato, filtrato, essiccato in modo accurato (il PPS è poco igroscopico ma comunque sensibile all’umidità ad alte temperature), e infine estruso nuovamente. A questo punto si può procedere alla produzione di compound dedicati, dove spesso si combina PPS riciclato con una percentuale di vergine, allo scopo di recuperare stabilità dimensionale e caratteristiche meccaniche. Proprietà funzionali del PPS riciclato: cosa si perde e cosa si mantiene Dal punto di vista tecnico, il PPS rigenerato mostra un comportamento sorprendentemente solido, a patto che provenga da una fonte pulita e omogenea. Le sue proprietà possono subire un decadimento limitato, in particolare nella resistenza a trazione e nella temperatura di deflessione sotto carico. Tuttavia, in molte applicazioni non strutturali o dove la sicurezza meccanica non è primaria, queste variazioni sono perfettamente tollerabili. I dati indicano che un PPS GF40 rigenerato mantiene oltre il 90% del modulo elastico e tra l’80 e il 95% della resistenza a trazione, con una buona tenuta chimica residua. Il comportamento termico, inteso come temperatura massima di utilizzo in continuo, rimane superiore ai 240 °C nella maggior parte dei casi, rendendolo idoneo per impieghi interni nei motori, in ambienti caldi o in contatto con oli tecnici. Un ruolo chiave è svolto dagli additivi compatibilizzanti, che migliorano l’adesione tra fase polimerica e cariche, e da agenti antiossidanti e stabilizzanti che contrastano i fenomeni di degradazione termica cumulata nei polimeri recuperati. Applicazioni industriali: quando il PPS rigenerato è la scelta più efficiente Nel mondo della plastica tecnica, spesso si fa fatica ad accettare il compromesso del riciclato. Ma nel caso del PPS, dove il prezzo del materiale vergine può superare i 10 €/kg, la disponibilità di una materia prima seconda ben caratterizzata può rappresentare un vantaggio economico importante. Il PPS riciclato trova oggi impiego in: - Automotive, per staffaggi, alloggiamenti, supporti interni, guide e distanziali non visibili; - Elettrotecnica, in involucri, interruttori, canaline di derivazione termoresistenti; - Elettrodomestici professionali, dove le parti interne richiedono resistenza al vapore e agli agenti chimici; - Strumentazione industriale, per parti tecniche secondarie in ambienti acidi o alcalini. In tutti questi ambiti, il rapporto tra prestazione richiesta e qualità disponibile del PPS rigenerato è favorevole, soprattutto quando il materiale è ben gestito in filiera, testato e certificato secondo gli standard applicativi. Un futuro circolare per i polimeri ingegneristici Guardando avanti, il potenziale del PPS riciclato si giocherà su due piani: da un lato la raffinatezza tecnica dei processi di selezione e compounding, e dall’altro la scalabilità di nuove tecnologie di recupero, come il riciclo chimico. Quest’ultimo, ancora in fase di sperimentazione, mira alla depolimerizzazione selettiva del PPS, per restituire precursori aromatici riutilizzabili nella sintesi ex novo. Un processo complesso e costoso, ma promettente per trattare materiali reticolati o contaminati, oggi fuori portata del riciclo meccanico. Nel frattempo, la domanda cresce, e con essa la necessità di standard qualitativi condivisi, database di tracciabilità per i compound, e logiche di progettazione dei componenti che tengano conto — sin dalla fase di design — della futura rigenerabilità. Il PPS riciclato, in questo contesto, non è solo un materiale: è un indicatore dell’evoluzione industriale verso una manifattura tecnica più sostenibile, dove la performance non è in antitesi con la responsabilità ambientale.© Riproduzione Vietata
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Le Strutture Metal-Organiche: le Prigioni Molecolari che Cambieranno l’Industria del FuturoDalle “microprigioni” per atomi ai nuovi materiali per l’ambiente, l’energia e la medicinadi Marco ArezioLe strutture metal-organiche, note in ambito scientifico come MOF (Metal-Organic Frameworks), rappresentano una delle scoperte più affascinanti della chimica dei materiali degli ultimi trent’anni. Si tratta di reti cristalline tridimensionali costituite da ioni metallici o cluster di metalli uniti tra loro da leganti organici, in genere molecole contenenti ossigeno, azoto o zolfo. Questa combinazione genera strutture ordinate e porose, simili a una spugna molecolare o ad una prigione capace di trattenere atomi e molecole. Il punto di forza dei MOF è la loro architettura interna, che può essere progettata con precisione quasi atomica. Ogni “cella” della struttura possiede cavità di dimensioni controllate, tali da ospitare gas, ioni o altre molecole, con un’efficienza senza paragoni rispetto ad altri materiali porosi come il carbone attivo o la zeolite. Come si formano le gabbie molecolari dei MOF La formazione dei MOF avviene attraverso processi di autoassemblaggio chimico. In laboratorio, si combinano ioni metallici (come zinco, rame, ferro o zirconio) con molecole organiche in soluzione. Le forze di coordinazione tra i metalli e i leganti portano spontaneamente alla costruzione di una rete regolare e geometrica, la cui forma finale dipende dal tipo di metallo e dal legante utilizzato. Il risultato è un materiale cristallino formato da miliardi di minuscole celle tridimensionali. Ogni cella, pur essendo “microbica come un atomo”, può intrappolare gas o molecole più grandi. È per questo che si parla di prigioni molecolari: spazi minuscoli che riescono a contenere quantità enormi di sostanze rispetto al loro peso. Alcuni MOF raggiungono superfici specifiche di oltre 7000 m² per grammo: ciò significa che un solo grammo di materiale possiede una superficie interna paragonabile a quella di un campo da calcio. Le straordinarie capacità di assorbimento dei MOF L’enorme superficie interna rende i MOF materiali eccezionali per l’assorbimento e l’immagazzinamento di sostanze gassose o liquide. I loro pori agiscono come trappole selettive, capaci di distinguere tra molecole simili per dimensioni o polarità. Ciò li rende ideali per filtrare, catturare o separare gas, ma anche per rilasciare gradualmente composti immagazzinati al loro interno. Tra gli impieghi più noti rientrano: - la cattura dell’anidride carbonica (CO₂) dai fumi industriali - l’immagazzinamento di idrogeno o metano per applicazioni energetiche - la purificazione dell’aria o dell’acqua da composti tossici o metalli pesanti In ciascun caso, la struttura dei MOF può essere modificata chimicamente per adattarsi allo scopo: cambiare un legante o un metallo significa modificare le dimensioni dei pori e la loro affinità per determinate molecole. MOF e ambiente: cattura della CO₂ e depurazione dell’aria Uno dei campi più promettenti di applicazione è la lotta al cambiamento climatico. I MOF sono in grado di catturare la CO₂ con un’efficienza superiore a quella dei materiali tradizionali. Alcuni studi hanno dimostrato che una piccola quantità di MOF può assorbire fino a 180 volte il proprio volume in CO₂, trattenendola in modo reversibile. Questo apre la strada a sistemi di filtrazione industriale in grado di ridurre le emissioni dei combustibili fossili e a dispositivi di riciclo della CO₂, dove il gas serra viene trasformato in materia prima per nuovi processi chimici. Altri MOF sono stati progettati per adsorbire composti organici volatili (COV) o neutralizzare sostanze tossiche nell’aria, fungendo da filtro intelligente in ambienti chiusi, veicoli o persino maschere protettive. Dalle energie pulite alla catalisi chimica: i nuovi impieghi industriali Le proprietà dei MOF non si limitano alla capacità di assorbimento. Molti ricercatori hanno scoperto che le gabbie metal-organiche possono agire da catalizzatori chimici, accelerando reazioni fondamentali nella produzione di combustibili, fertilizzanti o farmaci. I metalli presenti nelle loro strutture funzionano come centri attivi, mentre i leganti organici creano ambienti controllati che facilitano l’ingresso e la trasformazione delle molecole reagenti. Ciò rende i MOF strumenti ideali per la chimica verde, perché permettono di ridurre l’uso di solventi e temperature elevate, aumentando la resa e diminuendo gli sprechi energetici. Nei sistemi energetici, i MOF stanno trovando impiego anche come materiali per batterie e supercondensatori, grazie alla loro conducibilità ionica e alla possibilità di integrare metalli diversi in una singola matrice porosa. Le applicazioni biomediche delle prigioni molecolari Nel campo della biomedicina, i MOF rappresentano una nuova frontiera per la somministrazione controllata dei farmaci. Le loro cavità possono essere caricate con principi attivi, che vengono poi rilasciati in modo graduale e mirato all’interno dell’organismo. Alcuni tipi di MOF sono biodegradabili e non tossici, il che li rende adatti per applicazioni terapeutiche o diagnostiche, come nel rilascio di anticancro o nel trasporto di enzimi sensibili. Inoltre, grazie alla loro struttura ordinata e modulabile, i MOF possono essere utilizzati per imaging molecolare, biosensori e sistemi di detezione selettiva di biomarcatori. Limiti attuali e sfide per la stabilità dei MOF Nonostante le enormi potenzialità, i MOF devono affrontare alcune sfide tecniche. Il principale problema riguarda la stabilità in presenza di umidità o solventi, che può compromettere la struttura cristallina. Alcuni MOF si degradano facilmente quando esposti all’acqua o a variazioni di temperatura. Per superare questo limite, i ricercatori stanno sviluppando nuove generazioni di MOF idrotermicamente stabili, con leganti più robusti o metalli resistenti all’ossidazione. Un’altra sfida riguarda la produzione su larga scala, ancora costosa e complessa, che richiede il miglioramento dei processi di sintesi e riciclo dei materiali. Il futuro della scienza dei materiali: verso reti molecolari intelligenti I MOF rappresentano oggi uno dei campi più dinamici della scienza dei materiali. Le loro potenzialità abbracciano discipline diverse — dalla chimica alla fisica, dalla biologia all’ingegneria — e aprono prospettive rivoluzionarie per un’economia più sostenibile e intelligente. Immaginare materiali capaci di trattenere gas nocivi, generare energia pulita o curare malattie significa riscrivere i confini tra scienza e tecnologia. Le strutture metal-organiche sono la prova che, anche nel mondo invisibile degli atomi, la materia può essere organizzata in architetture razionali, leggere, flessibili e intelligenti: vere e proprie microprigioni di innovazione, dove la scienza sta imparando a custodire il futuro.© Riproduzione Vietata
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Pellicole in PVC per Alimenti: Quali Contaminazioni Possibili?Da molti anni gli alimenti possono essere porzionati attraverso un imballo costituito da una pellicola in PVCdi Marco ArezioE’ ormai nostra abitudine acquistare porzioni di cibo che il negoziante o la grande distribuzione confeziona attraverso una pellicola in PVC. Anche nelle nostre case, lotti parziali di cibo, vengono comunemente avvolti in queste pellicole per aumentare la durata della conservazione e salvaguardarne la qualità.Sebbene oggi esistano anche diverse pellicole per alimenti in PE, il mercato del PVC è ancora quello più importante per via di numerosi fattori tecno-economici. L’uso del polimero di PVC permette di realizzare una pellicola molto resistente, con una bassa permeabilità all’acqua e all’ossigeno, con una buona resistenza agli acidi e agli alcali diluiti. Inoltre, per un fatto del tutto pratico, le pellicole alimentari in PVC hanno una ottima capacità di confezionamento, saldandosi facilmente ad un piatto o ad una ciotola o su se stesso. Dal punto di vista economico, la presenza del cloro nel composto in PVC, fondamentale per la sua struttura chimica, riduce in modo sensibile il costo del prodotto finito, questo perché si configura un risparmio di etilene pari a circa il 50% rispetto all’uso del PE a parità di prodotto. Utilizzando il PVC è possibile inserire una serie di additivi che ne possono modificare le caratteristiche prestazionali, avendo la possibilità di creare, con un unico polimero, prodotti differenti. Vediamo gli additivi principali che vengono usati nell’industria del packaging: • Agenti anti blocking: riducono la tendenza all’adesività • Agenti anti appannamento: promuovono la formazione di un velo di liquido omogeneo e continuo • Antimicrobici: prevengono la crescita di microrganismi • Antiossidanti: Prevengono la degradazione del film dovuta all’atmosfera • Antistatici: Riducono l’accumulo di cariche elettriche che attraggono la polvere • Agenti rigonfianti: vengono impiegati per produrre schiume da materie plastiche • Catalizzatori: fanno iniziare la polimerizzazione nella produzione di resine plastiche • Coloranti: permettono la colorazione delle pellicole • Agenti accoppianti: favoriscono l’accoppiamento tra i pigmenti e i polimeri • Ritardanti di fiamma: riducono l’infiammabilità dei materiali che sono combustibili • Stabilizzatori di calore: riducono la degradazione del PVC in acido cloridrico • Lubrificanti: Riducono adesività tra il PVC e le parti metalliche • Plastificanti: migliorano la flessibilità, la lavorabilità e la dilatabilità Tutti questi additivi, ma specialmente i plastificanti, sono soggetti ad una strettissima normativa per permetterne l’uso in ambito alimentare. C’è da considerare che in commercio esistono circa 300 tipologie di plastificanti e quelli approvati per l’uso alimentare, sono soggetti alla normativa di disciplina igienica degli imballaggi, recipienti, utensili destinati a venire in contatto con le sostanze alimentari o con sostanze d’uso personale. Le sostanze che potrebbero trasferirsi dall’imballo all’alimento possiamo dividerle in tre categorie: • Sostanze aggiunte: sono principalmente rappresentate dagli additivi del PVC sopra elencati • Residui: rappresentano parti di materiale polimerico con incomplete reazioni (monomeri, catalizzatori, solventi, adesivi ecc.) • Prodotti di neo formazione: sono sostanze che si originano dalla decomposizione spontanea dei materiali o durante le operazioni di trasformazione in manufatto Queste sostanze definite di neoformazione, sono molto variabili tra loro, in funzione di molti fattori chimico-fisici che si possono presentare e che possono influire sull’eventuale trasferimento di sostanze all’alimento di difficile gestione e risoluzione.Categoria: notizie - tecnica - plastica - pellicole alimenti - PVC - packaging
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Michael Faraday e il Discorso sulla Candela: Scienza, Storia e Innovazione SostenibileIl celebre discorso di Michael Faraday sulla candela, il suo impatto nella chimica e come le moderne candele ecologiche stanno rivoluzionando il settoredi Marco ArezioNel cuore della Londra vittoriana, nel dicembre del 1848, Michael Faraday si trovava davanti a una platea di giovani studenti presso la Royal Institution. Il celebre scienziato, noto per le sue scoperte nel campo dell’elettromagnetismo e della chimica, si accingeva a tenere una delle sue più straordinarie lezioni di divulgazione scientifica: "The Chemical History of a Candle". Faraday, con la sua capacità unica di rendere accessibili concetti complessi, scelse un oggetto semplice e familiare come la candela per illustrare i fondamenti della chimica e della fisica. Durante una serie di sei conferenze, dimostrò come dietro la fiamma tremolante si celassero fenomeni chimici di enorme rilevanza, dalla combustione alla formazione di anidride carbonica, dalla capillarità al ruolo dell’ossigeno nei processi energetici. Quelle lezioni, all’epoca rivoluzionarie per il loro approccio didattico, restano ancora oggi un esempio di eccellente divulgazione scientifica. Ma oltre a essere un capolavoro di comunicazione, il discorso di Faraday è anche un ponte ideale per riflettere sull’evoluzione delle candele fino ai giorni nostri, quando la sostenibilità è diventata una priorità. In un mondo sempre più attento all’impatto ambientale, le candele, da semplice fonte di luce, sono divenute un prodotto che deve confrontarsi con la necessità di ridurre le emissioni e utilizzare materiali rinnovabili. Michael Faraday: Scienziato e Pioniere della Chimica e dell'Elettricità La figura di Michael Faraday emerge con straordinaria forza nel panorama scientifico del XIX secolo. Nato nel 1791 a Newington Butts, un sobborgo di Londra, in una famiglia umile, il giovane Faraday non ebbe accesso a un’educazione formale avanzata. Tuttavia, grazie alla sua insaziabile curiosità e alla passione per la lettura, riuscì a formarsi da autodidatta mentre lavorava come apprendista rilegatore di libri. L’opportunità della sua vita arrivò quando riuscì ad assistere a una serie di conferenze tenute dal grande chimico Humphry Davy presso la Royal Institution. Affascinato dalle meraviglie della scienza, Faraday prese meticolosi appunti e inviò a Davy un resoconto dettagliato delle lezioni, guadagnandosi così un posto come suo assistente. Da quel momento, la sua carriera scientifica decollò, portandolo a una serie di scoperte che avrebbero cambiato il mondo. Faraday fu un pioniere in diversi campi: dall’induzione elettromagnetica, che pose le basi per lo sviluppo della generazione di elettricità, alla scoperta del benzene, ancora oggi fondamentale per l’industria chimica, fino agli studi sull’elettrolisi, che hanno rivoluzionato il modo in cui comprendiamo la conduzione elettrica nei liquidi. Tuttavia, oltre ai suoi contributi scientifici, ciò che lo rese unico fu la sua straordinaria capacità di divulgare il sapere, una qualità che trovò massima espressione proprio nelle sue lezioni sulla candela. La Storia Chimica della Candela: Il Discorso di Faraday Il Metodo Sperimentale Faraday aprì la sua lezione con una domanda apparentemente semplice, ma in realtà profondamente scientifica: "Cos’è una candela?". Invitando il pubblico a osservare con occhio critico, egli dimostrò che dietro la fiamma si nasconde un universo di fenomeni chimici e fisici. Il metodo sperimentale, secondo Faraday, non richiede strumenti sofisticati: anche un oggetto quotidiano può rivelare le leggi fondamentali della natura. La Composizione della Candela Una delle prime osservazioni riguardava il materiale della candela. All’epoca, le più comuni erano fatte di sego, un grasso animale, o di cera d’api. Quando la candela viene accesa, la fiamma scioglie la cera, che viene poi assorbita dallo stoppino per capillarità e trasformata in gas prima di bruciare. Faraday enfatizzò l’importanza di questo processo per comprendere il ciclo della combustione. Il Processo di Combustione La fiamma della candela, spiegò Faraday, è divisa in diverse regioni: la parte interna scura, dove la cera si vaporizza; la zona luminosa, dove le particelle di carbonio incandescenti emettono luce; e la zona esterna blu, dove avviene la combustione completa. Attraverso esperimenti semplici, egli mostrò come ogni fase del processo fosse regolata da leggi chimiche precise. Il Ruolo dell’Ossigeno Faraday dimostrò l’importanza dell’ossigeno nella combustione spegnendo una candela sotto una campana di vetro. Questo esperimento, pur semplice, era rivoluzionario per il pubblico dell’epoca, poiché aiutava a consolidare la teoria della combustione sviluppata da Lavoisier. La Produzione di Acqua e Anidride Carbonica Uno degli esperimenti più sorprendenti fu la raccolta dei prodotti della combustione: Faraday riuscì a dimostrare che dalla fiamma della candela si formavano acqua e anidride carbonica, un concetto allora poco noto, ma essenziale per la chimica moderna. Dalle Candele Tradizionali alle Candele Sostenibili Se nel XIX secolo la candela era un oggetto di prima necessità per l’illuminazione, oggi il suo ruolo è cambiato: da semplice fonte di luce, è diventata un elemento decorativo e aromaterapico. Tuttavia, la produzione industriale di candele non è priva di problemi ambientali. Problemi Ambientali delle Candele Tradizionali Le candele più diffuse oggi sono realizzate in paraffina, un derivato del petrolio che, durante la combustione, può rilasciare composti organici volatili (COV) potenzialmente dannosi per la qualità dell’aria. Inoltre, gli stoppini contenenti piombo e altre sostanze tossiche possono rappresentare un rischio per la salute. Alternative Ecologiche Per rispondere a queste problematiche, sono state sviluppate alternative più sostenibili: - Candele in cera di soia, una risorsa rinnovabile che garantisce una combustione più pulita. - Candele in cera d’api, biodegradabili e capaci di purificare l’aria grazie alla produzione di ioni negativi. - Candele in cera di cocco, una soluzione naturale con una combustione più lenta ed efficiente. - Stoppini ecologici, realizzati in cotone o legno, che evitano l’emissione di metalli pesanti. L’adozione di candele sostenibili si inserisce in una più ampia filosofia di economia circolare, che mira a ridurre l’impatto ambientale dei prodotti di largo consumo. Conclusioni La lezione di Faraday sulla candela non era solo una brillante dimostrazione della chimica applicata, ma anche un invito a guardare il mondo con occhi curiosi e scientifici. Ancora oggi, il suo metodo didattico rappresenta un modello per la divulgazione scientifica. Nel nostro tempo, la candela è diventata un simbolo di benessere e atmosfera, ma la sua produzione deve fare i conti con la necessità di ridurre l’impatto ambientale. Dalle fiamme illuminate da Faraday nel XIX secolo alle moderne candele ecologiche, la scienza e la sostenibilità si incontrano ancora una volta per migliorare la nostra comprensione del mondo e ridurre il nostro impatto su di esso.© Riproduzione VietataFoto Wikimedia
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Il Lavaggio dei Rifiuti Plastici da Post Consumo si Fa in TreIl Lavaggio dei Rifiuti Plastici da Post Consumo si Fa in Tredi Marco ArezioI rifiuti plastici da post consumo sono, in termini quantitativi, tra le maggiori voci che compongono il paniere degli scarti che la nostra società produce.Se fino a pochi anni fa non veniva applicato un riciclo meccanico intensivo ma si cercava di separare ed estrarre solo plastiche nobili, oggi la consapevolezza ambientale e la necessità di ridurre il conferimento di rifiuti nelle discariche, ha imposto un uso sempre più massiccio dei polimeri da post consumo riciclati per la creazione di nuovi prodotti finiti, realizzando il più possibile la circolarità della filiera. Non è stata una svolta improvvisa, c’è voluto tempo per sovvertire il preconcetto culturale che un prodotto fatto con i polimeri riciclati fosse di seconda categoria rispetto ad uno fatto con materia prima vergine. Quando l’opinione pubblica ha sdoganato l’uso delle materie prime riciclate come elemento necessario e insostituibile della nostra vita, la domanda è cresciuta in modo esponenziale. Non c’è dubbio che, dal punto di vista industriale, il trattamento dei rifiuti plastici da post consumo per la creazione di una materia prima, che assume una nuova nobiltà estetica e strutturale nei prodotti, ha bisogno, oggi, di un approccio al riciclo decisamente più professionale e qualitativo rispetto al passato. Infatti, nel ciclo di lavoro dello scarto plastico da post consumo, che contempla la raccolta, la selezione, la macinazione, la separazione, il lavaggio e la granulazione, è interessante soffermarci sulla fase del lavaggio per capire meglio alcuni aspetti. Il concetto di lavaggio deve prevedere tre passaggi fondamentali a cui non ci si può sottrarre, se si vuole realizzare una materia prima adatta ad una produzione di un buon granulo plastico. I tre passaggi dell’attività di lavaggio sono qui riassumibili:• Lavaggio degli scarti attraverso una macchina con lavaggio forzato, che permette, attraverso l’azione dell’acqua e della rotazione centrifuga del cestello di contenimento della plastica, un distaccamento di parti inquinanti, come residui organici alimentari, sabbia, terra o altro, che altrimenti non avverrebbe in una vasca tradizionale con acqua. • Utilizzo di una vasca di decantazione in cui i materiali, che sono usciti dalla fase di lavaggio forzato, fanno un percorso studiato, in termini di velocità di movimento e di lunghezza, nella quale avviene una separazione degli scarti plastici per peso specifico. Infatti, i materiali con peso specifico più leggero come l’HDPE, LDPE, il PS e il PP, che costituiscono le famiglie di maggiore presenza nei rifiuti da post consumo, rimangono a galla, mentre quelli con il peso specifico maggiore come i materiali caricati, il PVC e altri elementi affondano. • Ultimo impianto indispensabile per concludere un buon ciclo di lavaggio delle materie plastiche da post consumo è la centrifuga. Infatti una volta lavato con energia gli scarti, averli separati da plastiche con peso specifico diverso, è assolutamente necessario, prima della produzione della materia prima finale, ridurne la concentrazione dell’umidità. Attraverso il passaggio degli scarti stessi nella centrifuga è possibile abbattere percentuali di umidità elevate che causano molti problemi, quali il degrado del polimero, la creazione di difetti estetici sul prodotto finito ed una sostanziale riduzione delle prestazioni meccaniche.La fase di lavaggio, nelle attività di riciclo dei materiali da post consumo, ha visto spesso affermarsi una sbagliata teoria definibile della “sciacquatura”, dove il processo prevedeva l’immersione del macinato plastico in vasche con una bassa qualità dell’acqua, una elevata velocità di flottazione degli scarti e una lunghezza della vasca non adeguata. Tutto questo si rifletteva in un deciso risparmio economico, un aumento della produzione oraria del reparto ma con una bassa o bassissima qualità del futuro polimero. Se, a parziale difesa di questo approccio, possiamo ricordare che nel passato i polimeri che derivavano dagli scarti da post consumo erano impiegati solo per prodotti di bassa qualità, dobbiamo però ricordare che oggi, ci si aspetta una qualità più alta da questa famiglia di polimeri in quanto è aumentata la platea di utilizzo. Un basso livello qualitativo di processo in fase di lavaggio, separazione ed asciugatura, porta inevitabilmente con sé anche il problema degli odori delle plastiche da post consumo. Se abbiamo parlato in precedenza di aspetti negativi legati alla meccanica e all’estetica dei prodotti, risparmiare tempo e tecnologia nelle 3 fasi che costituiscono il lavaggio, incrementa in modo considerevole l’odore sgradevole nei prodotti finiti realizzati con polimeri che hanno subito un processo di lavaggio scadente. La presenza di odori pungenti e persistenti nei prodotti finiti, comporta non solo la riduzione delle vendite in termini quantitativi, ma porta anche al deprezzamento dell’articolo stesso, con una riduzione dei margini di contribuzione dell’azienda.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - post consumo - lavaggio
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Certificazioni sui Masselli in PVC Riciclati per PavimentazioniCertificazioni sui Masselli in PVC Riciclati per Pavimentazionidi Marco ArezioIl massello in PVC riciclato è un prodotto che sposa pienamente il concetto di economia circolare in quanto la materia prima che lo costituisce viene dal recupero delle guaine dei cavi elettrici. Questo materiale viene selezionato, macinato e avviato all’impianto di produzione dei masselli.Un elemento costruttivo dalla forma ad incastro che permette di creare pavimentazioni portanti per il traffico veicolare senza pesare sulla bilancia della sostenibilità ambientale attraverso l’uso di risorse naturali come gli inerti o i materiali estrattivi che costituiscono il cemento. Inoltre contribuisce alla riduzione dei rifiuti plastici nell’ambiente in quanto il PVC morbido recuperato viene utilizzato al 100% nel prodotto finito. Quando si parla di prodotto riciclato bisogna ricordare che oltre ad assicurare la circolarità delle materie prime di scarto, il massello autobloccante a fine vita, rimane una materia prima importante e quindi sarà nuovamente riciclato senza creare rifiuti. Inoltre le caratteristiche tecniche del prodotto realizzato sono di notevole valenza in quanto hanno delle caratteristiche costruttive estremamente importanti nell’ottica di una pavimentazione carrabile o pedonale che altri materiali tradizionali non hanno. Per le caratteristiche tecniche e i sistemi di impiego e posa vi rimando all’articolo specifico. In questa sede trattiamo le certificazioni che il prodotto ha raggiunto attraverso tests ufficiali presso il Politecnico di Torino, l’Istituto Galileo Ferraris di Torino e il Ministero dell’Interno: Resistenza all’abrasione (norma UNI 8298/9) mediante abrasimetro Taber: • Valore medio di perdita di massa 370 mg. Mola abrasiva tipo CS10 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 442 mg. Mola abrasiva tipo CS17 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 472 mg. Mola abrasiva tipo H.22 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 576 mg. Mola abrasiva tipo H.18 caricata con 10N Resistenza alla flessione (punti 3.1 e 3.2 del DM 3/6/68) • Valore medio di resistenza a flessione 2,17 N/mm2 Resistenza a compressione, rilevando il carico applicato in corrispondenza delle deformazioni verticali del 10% e del 20% dello spessore iniziale dei provini, nonché al verificarsi delle prime fessurazioni e del collasso: • Riduzione di spessore del 10% = (104,58KN -9 6,6KN – 80,10 KN) • Riduzione di spessore del 20% = (173,40 KN – 170,10 KN – 155,37 KN) • Carico di fessurazione = (236,40 KN – 228,12 KN – 228,12 KN) • Carico di Collasso = (303,54 KN – 295, 80 KN – 256,26 KN) Penetrazione dopo 1 minuto a 25 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,08 mm.Penetrazione dopo 10 minuti a 25 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,355 mm.Penetrazione dopo 30 secondi a 45 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,075 mm. Scivolosità con metodo BCRA, riferimento legge n°13 D:M: 14/6/89 n° 236 per la misurazione del coefficiente di attrito dinamico, valore prescritto > 0,4: • Elemento scivolante di cuoio asciutto: 0,585 • Elemento scivolante in gomma su pavimento bagnato: 0,78 Stabilità dimensionale UNI 5574 (variazioni dimensionali %) misurate su due direzioni ortogonali dopo 6 ore a 80 °C: • Prima direzione +0,178 / -0,666 / -0,079 • Seconda Direzione -0,477 / -1,113 / -0,154 • Prima direzione +0,596 / -1,067 / 0,436 • Seconda direzione +584 / -0,499 / -0,651 Impronta residua UNI 5574- 3.7 alla temperatura di 25 °C: • Valore medio impronta residua 0,52 mm. Conduttività termica apparente UNI 7745: • Lamda 0,141 W (mK) Resistenza elettrica – Isolamento superficiale CEI 64,4 (1973) Temperatura 21 °C e umidità 30%: • Misura 1 < 2x10 (12°) Ohm • Misura 2 > 2x10 (12°) Ohm • Misura 3 < 3x10(12°) OhmResistenza elettrica – Isolamento attraverso lo spessore del materiale CEI 64.4 (1973) Temperatura 21 °C e umidità 30%: • Misura 1 < 5x11 (11°) Ohm • Misura 2 > 3x10 (11°) Ohm • Misura 3 < 3x10 (11°) Ohm Resistenza alla bruciatura di sigaretta UNI 8298/7 con effetti indotti: • Sigaretta 1: carbonizzazione e rigonfiamento 0,30 mm. medio = Tempo T0 autospegnimento / 671 / autospegnimento • Sigaretta 2: carbonizzazione e rigonfiamento 0,35 mm. medio = Tempo T0 675 / 665 / 660 • Sigaretta 3: carbonizzazione e rigonfiamento 0,37 mm. medio = Tempo T0 690 / 748 / 705 Reazione al fuoco e omologazione per la prevenzione agli incendi rilasciata dal Ministero dell’Interno: • Metodo CSE RF 2/75/A: Categoria 1 (uno) • Metodo CSE RF 2/77: Categoria 1 (uno) Sulla base dei risultati delle prove il prodotto è assegnabile alla classe di reazione al fuoco 1 (uno) Analisi sull’Eluato Allegato 3 del D.M. 22/1/1998: • Rame Cu mg/l: media prove 0,05 • Zinco Zn mg/l: media prove 3 • Piombo Pb mg/l: media prove 50Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - PVC - masselli autobloccanti - certificazioni
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La Corretta Manutenzione di un Dosatore GravimetricoIl controllo e gli interventi programmati possono mantenere in efficienza il dosatore per le materie plastichedi Marco ArezioIl dosatore gravimetrico è una macchina estremamente utile nella lavorazione delle materie plastiche in quanto, in modo automatico, dosa e rilascia la quantità prestabilita di materiale all’interno degli estrusori o delle presse ad iniezione. I dosatori gravimetrici possono lavorare sia con i granuli, che con i macinati che con le polveri, permettendo un preciso comportamento all’interno del compound che si vuole preparare. Ma, essendo un impianto meccanico, è soggetto ad una normale usura e, quindi, è necessario programmare in modo preciso gli intervalli di manutenzione e controllo delle sue parti, per evitare rotture o pesature errate, che comporterebbero un dispendio economico elevato se il prodotto finale risultasse non conforme. Inoltre, un miscelatore gravimetrico mal funzionante può comportare un dispendioso uso e consumo di additivi senza ragione. In linea generale possiamo dire che gli intervalli di manutenzione dovrebbero essere scadenzati al massimo ad un anno di distanza tra loro, anche se la macchina risulta funzionante in modo corretto. Quali sono gli interventi di controllo principali? Cominciamo dalle valvole e dalle serrande di dosaggio che permettono l’erogazione dei materiali da miscelare, controllando il sincronismo corretto impostato, la corsa che non deve avere ostacoli e la velocità di movimento. È necessario inoltre controllare i binari delle serrande scorrevoli, la posizione del cilindro e la corretta chiusura delle porte. Il movimento di chiusura dovrebbe essere rapido e non deve essere sottoposto a sforzi, inoltre il limite di chiusura non deve oltrepassare il bordo più lontano per non creare la possibilità di incepparsi con il materiale. È inoltre consigliabile verificare il perno che collega il cilindro pneumatico che non sia usurato, rotto o mal funzionante. La verifica della corretta pressione dell’aria, il serraggio delle chiusure e che i tubi di alimentazioni siano integri e perfettamente funzionanti, sono tests importanti. Per quanto riguarda le celle di carico è consigliabile l’ispezione per rimuovere eventuali residui di materiali, accumulati nel tempo, attraverso l’uso dell’aria compressa. In base all'esposizione alla polvere dei materiali normalmente lavorati, la contaminazione della cella di carico può essere un problema permanente per il miscelatore, e potrebbe essere necessaria una chiusura della cella di carico più raffinata. Per quanto riguarda i contenitori del materiale da pesare, bisogna controllare il funzionamento delle valvole di scarico e degli sportelli di aperura e chiusura, avendo cura di controllare che i punti di rotazione dei meccanismi siano sempre essere liberi ed efficienti. Il meccanismo della valvola deve accogliere l'accumulo statico di pellet senza interferire con l'arresto del flusso di materiale. Esaminare inoltre attentamente tutte le parti del piatto di pesatura e la relativa staffa di supporto, per assicurarsi che nulla tocchi alcuna parte fissa del miscelatore, e che il suo peso sia completamente supportato dalle celle di carico, come previsto. Una leggera pressione sul contenitore dovrebbe mostrare un cambiamento nella lettura del peso sul display. La rimozione di quella pressione dovrebbe riportare lo schermo esattamente allo stesso numero, più o meno 1 o 1/10 grammi. Per quanto riguarda la camera di miscelazione bisogna controllare le lame metalliche che miscelano il materiale, in modo da verificare che non siano piegate od usurate a causa dell’abrasione dei prodotti utilizzati. Infatti utilizzare lavorare con le lame usurate potrebbe aumentare il rischio che queste si possano staccare danneggiando la vite.
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Tecnologie Elettrochimiche per il Riciclo dello Zinco da Rifiuti Industriali: Efficienza e SostenibilitàUn’analisi delle potenzialità e dei benefici ambientali delle tecnologie elettrochimiche nel recupero dello zinco dagli scarti industriali, con particolare attenzione a emissioni e resa del processodi Marco ArezioIl riciclo dei metalli dalle scorie industriali è una priorità per molti settori, sia per ridurre l’impatto ambientale dei rifiuti sia per recuperare risorse preziose come lo zinco. Lo zinco, utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, dai rivestimenti anticorrosivi alla produzione di batterie, è spesso presente negli scarti delle industrie metallurgiche, chimiche e dei materiali. Una delle tecnologie emergenti più promettenti per il recupero dello zinco è il riciclo elettrochimico, un metodo che sfrutta l’elettrolisi per separare e recuperare metalli puri da soluzioni e sospensioni contenenti residui metallici. Questo articolo esplorerà l’efficienza e l’efficacia delle tecnologie elettrochimiche nel recupero dello zinco, valutando anche l’impatto ambientale in termini di emissioni. Il Principio del Riciclo Elettrochimico dello ZincoIl riciclo elettrochimico dello zinco si basa su processi di ossidoriduzione, in cui il metallo presente nei rifiuti industriali viene prima disciolto in una soluzione elettrolitica e poi recuperato tramite elettrolisi. Durante il processo, un elettrodo positivo (anodo) e uno negativo (catodo) vengono immersi nella soluzione contenente zinco disciolto. Applicando una corrente elettrica, gli ioni di zinco si riducono e si depositano sul catodo, sotto forma di zinco metallico. Il processo richiede una preparazione accurata della soluzione elettrolitica e un controllo preciso dei parametri operativi, come la densità di corrente, la concentrazione di zinco e il pH della soluzione. Le variabili devono essere ottimizzate per ottenere un’efficienza massima nel recupero del metallo, minimizzando al contempo il consumo di energia e la formazione di sottoprodotti indesiderati. Efficienza del Processo di Recupero dello ZincoL'efficienza delle tecnologie elettrochimiche per il riciclo dello zinco può essere misurata in termini di resa e purezza del metallo recuperato. I parametri che influenzano maggiormente l'efficienza sono: Densità di Corrente: Una densità di corrente ottimale è cruciale per garantire un’adeguata velocità di deposizione dello zinco. Una densità troppo elevata può causare l’ossidazione e la formazione di composti indesiderati, mentre una densità troppo bassa rallenta il processo e ne riduce l'efficienza. Concentrazione di Zinco nella Soluzione: Una concentrazione adeguata di ioni di zinco è necessaria per mantenere un flusso costante di materiale verso il catodo. Livelli troppo bassi di zinco possono causare depositi irregolari e la formazione di impurità, mentre concentrazioni elevate aumentano il rischio di formazione di sottoprodotti come ossidi di zinco. pH e Composizione della Soluzione Elettrolitica: La composizione della soluzione e il pH giocano un ruolo essenziale nel controllo della stabilità degli ioni di zinco e nella prevenzione di reazioni collaterali. L'uso di additivi specifici nella soluzione elettrolitica può migliorare la qualità del deposito di zinco e aumentare l'efficienza complessiva. Temperature di Operazione: Temperature elevate possono migliorare la mobilità degli ioni e ridurre la resistenza elettrica, migliorando l'efficienza del processo. Tuttavia, un controllo rigoroso è necessario per evitare l'evaporazione o la decomposizione della soluzione. Studi recenti dimostrano che l'efficienza del recupero di zinco tramite elettrochimica può raggiungere il 90-95%, con una purezza del prodotto che supera il 98%, a patto che vengano mantenute condizioni ottimali di processo. Ciò rappresenta un risultato significativo rispetto ad altre tecniche di riciclo, come la pirometallurgia, che richiedono temperature molto più elevate e generano maggiori emissioni di gas. Impatto Ambientale e Riduzione delle Emissioni Una delle principali preoccupazioni per le tecnologie di riciclo industriale è il loro impatto ambientale, in particolare le emissioni di gas serra e altri inquinanti. Il riciclo elettrochimico dello zinco presenta diversi vantaggi in termini di sostenibilità: Basse Emissioni di CO₂: A differenza dei processi pirometallurgici, che richiedono combustibili fossili per raggiungere le alte temperature necessarie alla fusione dei metalli, il riciclo elettrochimico richiede solo energia elettrica. Se alimentato da fonti rinnovabili, questo processo può essere praticamente privo di emissioni di CO₂. Assenza di Emissioni di Ossidi di Zinco: La pirometallurgia, durante la fusione, produce ossidi di zinco che devono essere successivamente ridotti, generando ulteriori emissioni. Nel processo elettrochimico, invece, lo zinco viene recuperato direttamente dalla soluzione, riducendo la necessità di trattamenti aggiuntivi e abbattendo le emissioni inquinanti. Minimo Impatto sulle Acque: Le soluzioni elettrolitiche possono essere rigenerate e riutilizzate nel processo, riducendo l'impatto sulle risorse idriche. Inoltre, grazie a un trattamento delle acque reflue efficace, è possibile recuperare la maggior parte degli additivi utilizzati, minimizzando il rilascio di sostanze chimiche nell'ambiente. Riduzione dei Rifiuti Solidi: Gli scarti solidi prodotti dal processo elettrochimico sono ridotti rispetto a quelli generati dai metodi convenzionali. In molti casi, i residui possono essere trattati per il recupero di altri metalli presenti in tracce, aumentando l’efficienza complessiva del riciclo. Confronto con Altri Metodi di Riciclo Il riciclo elettrochimico dello zinco offre diversi vantaggi rispetto ad altri metodi di recupero: Pirometallurgia: Questo metodo richiede alte temperature e comporta elevate emissioni di CO₂ e altri inquinanti atmosferici. Sebbene la pirometallurgia sia efficace per trattare grandi quantità di materiale, risulta meno sostenibile e più costosa a lungo termine rispetto all’elettrochimica. Idrometallurgia Tradizionale: I processi idrometallurgici prevedono la dissoluzione dello zinco in soluzioni acide e la successiva precipitazione o estrazione chimica. Sebbene questo metodo sia meno inquinante rispetto alla pirometallurgia, comporta l’uso di reagenti chimici che devono essere smaltiti, e non permette di ottenere zinco puro senza ulteriori trattamenti. Recupero Meccanico: In alcuni casi, lo zinco può essere separato meccanicamente dai rifiuti, ma questa tecnica è limitata ai materiali che contengono zinco in forma libera, e non è applicabile agli scarti chimicamente complessi. Riciclo Elettrochimico: Questo metodo combina la purezza del prodotto della pirometallurgia con la sostenibilità della idrometallurgia, permettendo un recupero di zinco puro senza emissioni significative e con un basso impatto ambientale. Inoltre, l'elettrochimica consente un controllo più preciso sui parametri di processo, riducendo gli scarti e migliorando la qualità del prodotto. Conclusioni e Prospettive Future Le tecnologie elettrochimiche rappresentano una soluzione promettente per il riciclo dello zinco da rifiuti industriali, offrendo un’efficienza elevata e un impatto ambientale ridotto. Sebbene siano necessari ulteriori sviluppi per migliorare la sostenibilità economica del processo, in particolare per quanto riguarda il costo dell'energia e degli elettrodi, il riciclo elettrochimico si conferma come una delle alternative più sostenibili disponibili. Per il futuro, la ricerca dovrebbe concentrarsi sull'ottimizzazione dei materiali degli elettrodi e sulle fonti energetiche rinnovabili per alimentare il processo. Un'area di sviluppo particolarmente interessante è rappresentata dall'integrazione del riciclo elettrochimico in sistemi di economia circolare, dove il recupero dello zinco possa essere integrato con altri metalli o materiali, migliorando ulteriormente l’efficienza complessiva e riducendo al minimo l’impatto ambientale. In conclusione, il riciclo elettrochimico dello zinco non solo rappresenta un'opportunità per ridurre i rifiuti e recuperare risorse preziose, ma può anche contribuire significativamente alla sostenibilità del settore industriale, in linea con gli obiettivi di riduzione delle emissioni e di minimizzazione dell’impatto ambientale.© Riproduzione Vietata
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