Vetroresina: storia, produzione, impiego e riciclo. Il difficile cammino verso un’economia circolare del prodotto

di Marco Arezio

La vetroresina è sicuramente un prodotto che ha avuto un successo molto importante dato dalla flessibilità d’impiego, dalla relativa facilità di produzione e dalle caratteristiche tecniche dei manufatti prodotti che potevano sostituire o migliorare le prestazioni di altri materiali fino ad allora utilizzati.

La vetroresina nasce negli anni 20, periodo in cui si stavano studiando materiali che avessero delle caratteristiche prestazionali simili a quelle dei metalli da costruzione (edilizia, aeronautica, navale) ma che si potesse aggiungere un vantaggio in termini di risparmio di peso.

Nel corso degli anni 40 si era optato per il rinforzo del poliestere utilizzando la fibra di amianto, un materiale plastico composito con cui si costruivano, per esempio, i serbatoi supplementari per gli aerei.

Durante gli anni 50 dello scorso secolo, l’incremento della produzione di fibra di vetro, ha portato ad una progressiva sostituzione della fibra di amianto, creando prodotti tecnicamente più avanzati ed ampliando il campo di applicazione.

MA COS’E’ LA VETRORESINA?

E’ una plastica composta rinforzata con vetro, detta anche VTR o GRP, utilizzando tessuti o feltri con fibre orientate casualmente e successivamente impregnate con resine termoindurenti, generalmente liquide, composte da poliestere o vinilestere o epossidiche, che induriscono e collegano le fibre stesse attraverso l’azione di catalizzatori ed acceleranti.

Le principali caratteristiche dei prodotti realizzati in vetroresina sono:

– Leggerezza

– Elevate caratteristiche meccaniche

– Durabilità

– Resistenza alla corrosione

– Resistenza agli agenti atmosferici

– Ottimo isolamento elettrico

– Comportamento al fuoco gestibile con specifici additivi

– Buon isolamento termico

– Scarsa manutenzione

COME VENGONO PRODOTTI I MANUFATTI IN VETRORESINA?

Premettendo che la vetroresina non è un composto plastico tradizionale che ha bisogno di calore e di una forza meccanica importante (estrusione, iniezione, soffiaggio) per realizzare i prodotti, ma si basa sul lavoro che svolge la resina polimerizzata che viene a contatto con le fibre di vetro.

I processi principali di produzione sono i seguenti:

“Hand Lay-Up” consiste nella spalmatura a pennello o rullo di resine, correttamente additivate con catalizzatori e acceleranti, che ne determinano la polimerizzazione anche a temperatura ambiente, su tessuti di vetro. La solidificazione delle resine permette l’inglobamento delle fibre di vetro presenti nello stampo creando l’articolo in vertroresina.

“Filamnet Winding” consiste nell’applicare, su un cilindro rotante, normalmente metallico, un filo impregnato con resina catalizzata. Avvolgendo in continuo questo filo sullo stampo, che verrà poi sfilato una volta che la resina sarà indurita, si possono creare tubi o serbatoi cilindrici.

“Resin Transfer Moulding” consiste nello spargere a secco, su un lato di uno stampo, una quantità stabilita di fibre di vetro, successivamente si richiude lo stampo con la sua copia e si inietta, a bassa pressione, la resina all’interno. Con questo sistema è possibile eseguire il procedimento di iniezione all’interno dello stampo anche sottovuoto.

“Pultrusion” consiste in una produzione simile alla classica estrusione delle materie plastiche, adatta ai materiali compositi per la realizzazione di particolari profili.

A QUALI SETTORI SONO DESTINATI E QUALI MANUFATTI IN VETRORESINA SI POSSONO REALIZZARE?

Le ottime doti tecniche ed estetiche dei prodotti in vetroresina permettono di impiegarli in moltissimi campi con applicazioni molto ampie:

• Settore ferroviario
• Produzione energia
• Edilizia
• Fai da te
• Settore Nautico
• Settore delle opere sportive
• Mercato elettrotecnico

I prodotti realizzati con la vetroresina sono veramente tanti e non è possibile citarli tutti, ma indicheremo i prodotti che, sul mercato, realizzano i volumi maggiori:

• Scafi e articoli per il settore nautico.
• Profili industriali e civili
• Serramenti e persiane
• Lucernari
• Lastre di copertura
• Pareti
• Rivestimenti per il settore della refrigerazione
• Scale e camminamenti
• Rivestimenti per il settore ferroviario
• Rivestimenti per il trasporto civile
• Impianti eolici

IL RICICLO DELLE VETRORESINA

La vetroresina, essendo un materiale composto, come abbiamo visto, sfugge dalle logiche del riciclo classico dei materiali plastici creando, quindi, varie e complesse problematiche per il suo riciclo.

La prima problematica che possiamo ricordare è la presenza delle resine termoindurenti di cui è composto il manufatto, infatti, come sappiamo, la reazione di polimerizzazione è sempre irreversibile, questo significa che se trattassimo i prodotti macinati in vetroresina con il calore, come si fa in genere con altre materie plastiche, non saremmo in grado di riportare a forma liquida le resine impiegate.

Il secondo problema riguarda le fibre in vetro che si utilizzano per armare la ricetta. Secondo studi epidemiologici condotti su animali in laboratorio, l’inalazione prolungata alla polvere proveniente da queste fibre, farebbe insorgere carcinomi e mesoteliomi.

Nonostante non risultino riscontri sull’uomo dei tests fatti sugli animali, la Comunità Europea ha emesso una direttiva specifica, inserendo le fibre di vetro tra le sostanze pericolose soggette all’obbligo di etichettatura.

Infatti le fibre di vetro utilizzate per la realizzazione di manufatti, sono considerate cancerogene di categoria 3 e devono riportare l’etichetta R40 che identifica la possibilità di effetti irreversibili sulla salute.

Quindi, nell’ambito dei sistemi di riciclo dei manufatti a fine vita, possiamo riportare le principali destinazioni di smaltimento:

• Discarica
• Macinazione dei manufatti in polveri di varie dimensioni e il loro riutilizzo in settori come quello edile.
• Riciclo tramite pirolisi con la separazione tra fibre e resine
• Riciclo mediante digestione acida

Tra i sistemi di smaltimento oggi impiegati, in termini di volumi, sicuramente la messa in discarica è ancora la più utilizzata, con tutti gli effetti negativi del caso.

Per quanto riguarda la macinazione dei manufatti in polveri, risulta sicuramente la via più semplice, da punto di vista pratico, ma lascia aperti tutti i dubbi dal punto di vista sanitario che abbiamo sopra riportato.

Mentre per quanto riguarda il riciclo tramite pirolisi o digestione acida non risulta, oggi, economicamente conveniente.

E’ evidente che la strada per smaltire gli scarti dei prodotti in vetroresina, a fine vita potrebbe, essere quella del riutilizzo delle polveri macinate in miscele adatte alla produzione di prodotti finiti, ma l’operazione di riduzione volumetrica dei manufatti in vetroresina deve essere realizzata utilizzando attrezzature idonee, in camere isolate, quindi non semplici mulini di macinazione, che salvaguardino la salute dei lavoratori.

Esiste inoltre sul mercato un metodo di riciclo degli scarti di vetroresina prodotti con resine ortoftaltica, isoftaltica o vinilestere definito come “recupero con trattamento termico-chimico”.

Attraverso questo processo si arriverebbe a recuperare circa l’85% della resina madre, sotto forma di liquido e circa il 99% delle fibre che compongono l’armatura.

Tests fatti dal produttore dimostrerebbero che la resina recuperata, che risulta carica di iodio, potrebbe essere rimessa in miscela, con la resina vergine, per la realizzazione di nuovi manufatti senza che vi siano decadimenti prestazionali.

Per quanto riguarda le fibre recuperate con questo sistema, viene consigliato un trattamento di calcinazione su di esse, per eliminare i residui carboniosi presenti prima di essere riutilizzate.

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