Quali differenze esistono tra il processo di riciclo chimico e quello con l’acqua supercritica

di Marco Arezio

L’affermazione ormai abbastanza consolidata che il solo riciclo meccanico sia diventato insufficiente e non completamente efficiente nella gestione dei rifiuti plastici, è una tesi sufficientemente realistica.

Al netto di interventi a monte della filiera, che suggeriscono la riduzione dei consumi, il riuso, la riparazione e il miglioramento della vita utile degli oggetti, la questione della gestione dei rifiuti plastici che si producono ogni anno nel mondo, necessiterebbe di nuove tecnologie, nuove lungimiranze politiche ed imprenditorial, per sviluppare, combinate con il riciclo meccanico, altre forme di riciclo come quello chimico e quello con l’acqua supercritica.

Cosa è l'acqua supercritica

L'acqua supercritica è uno stato della materia in cui la pressione e la temperatura sono così elevate che le distinzioni tra liquido e gas diventano indistinte. In questo stato, l'acqua mostra proprietà uniche e viene utilizzata in vari settori, come l'estrazione di sostanze chimiche e la pulizia di materiali.

Come si produce l'acqua supercritica

Per produrre acqua supercritica, è necessario raggiungere una temperatura superiore a 374 gradi e una pressione di almeno 22,1 MPa, che corrisponde a circa 218 atmosfere. Queste condizioni estreme possono essere ottenute utilizzando apposite attrezzature chiamate reattori ad alta pressione.

In genere, il processo coinvolge il riscaldamento dell'acqua a una temperatura superiore al suo punto critico e l'applicazione di una pressione sufficientemente elevata.

Come si utilizza l'acqua supercritica nel riciclo dei rifiuti plastici

L'acqua supercritica è utilizzata nel riciclo dei rifiuti plastici attraverso un processo noto come idrotrattamento supercritico. Con questo metodo, l'acqua supercritica viene impiegata per degradare e rimuovere contaminanti dai rifiuti plastici.

Il processo coinvolge diverse fasi:

Pre-trattamento

I rifiuti plastici vengono preparati, rimuovendo eventuali contaminanti grossolani e separando i materiali plastici in base alla tipologia di appartenenza, ove possibile.

Esposizione all'acqua supercritica

Gli scarti preparati vengono quindi esposti all'acqua supercritica in condizioni di temperatura e pressione specifiche. In questo ambiente, l'acqua può penetrare nella struttura molecolare delle plastiche, facilitando la rimozione di contaminanti.

Depolimerizzazione

L'acqua supercritica può contribuire alla depolimerizzazione delle plastiche, rompendo le lunghe catene polimeriche in componenti più semplici o monomeri.

Recupero dei prodotti

I prodotti ottenuti dalla depolimerizzazione, come monomeri o oli, possono essere recuperati per essere riutilizzati nella produzione di nuovi materiali.

Quali sono i prodotti finali realizzati dopo il processo di riciclo con l'acqua supercritica

Il processo di riciclo dei rifiuti plastici con l'acqua supercritica può generare diversi prodotti finali, a seconda della composizione dei rifiuti trattati e delle condizioni specifiche del processo. Vediamo alcuni dei prodotti finali:

Monomeri

Le lunghe catene polimeriche delle plastiche possono essere frammentate durante il processo, producendo monomeri. Questi possono essere utilizzati per sintetizzare nuovi polimeri e materiali plastici.

Oli

La depolimerizzazione può anche generare oli o idrocarburi leggeri, che possono essere impiegati come materie prime in diversi settori industriali.

Gas

Il processo può liberare gas, come anidride carbonica, a seconda delle condizioni di trattamento. Il recupero e l'utilizzo di questi gas possono contribuire alla sostenibilità del processo.

Materiali solidi riciclati

Dopo il trattamento, è possibile ottenere materiali solidi riciclati che possono essere utilizzati in varie applicazioni. Questi materiali possono essere incorporati in processi di produzione per creare nuovi prodotti.

L'obiettivo principale del riciclo con l'acqua supercritica è ridurre al minimo gli sprechi di plastica, recuperare risorse utili e diminuire l'impatto ambientale associato ai rifiuti plastici. La versatilità del processo consente di adattarsi a diverse tipologie di plastica, contribuendo così a una gestione più sostenibile dei rifiuti.

Che differenza di processo esiste nel riciclo dei rifiuti plastici tra il riciclo chimico e quello con l'acqua supercritica

Il riciclo chimico e quello con l'acqua supercritica sono due approcci distinti al trattamento dei rifiuti plastici, con differenze significative nei processi. Vediamone alcuni:

Riciclo chimico

Questo sistema di riciclo coinvolge processi chimici per rompere le catene polimeriche delle plastiche, trasformandole in monomeri o oli, spesso richiedendo l'uso di sostanze chimiche aggressive ed elevate temperature o pressioni.

Riciclo con l'acqua supercritica

Questo sistema utilizza l’acqua allo stato supercritico per trattare i rifiuti plastici, penetrando nella loro struttura e facilitando la depolimerizzazione.

Per fare ciò è necessario raggiungere temperature e pressioni elevate, ma senza l'uso di sostanze chimiche aggressive come negli approcci tradizionali. Il processo può generare monomeri, oli e altri materiali utili, riducendo al minimo i residui tossici.

Differenze chiave tra il processo chimico e quello con l’acqua supercritica

Il riciclo chimico impiega reagenti chimici aggressivi, mentre l'acqua supercritica utilizza le proprietà uniche dell'acqua in uno stato supercritico per degradare le plastiche.

Infatti, l'acqua supercritica può essere più ecocompatibile dal punto di vista chimico, poiché riduce la dipendenza da sostanze tossiche o pericolose.

Entrambi i processi mirano a recuperare monomeri od oli per la produzione di nuovi materiali, ma i dettagli esatti del processo e i prodotti ottenuti possono variare.

Entrambi gli approcci contribuiscono agli sforzi di gestione sostenibile dei rifiuti plastici, ma la scelta tra i due dipende dalle specifiche esigenze, tipologie di plastica e obiettivi ambientali di un dato processo di riciclo.

Quali vantaggi economici esistono tra il riciclo chimico e quello con l'acqua supercritica

I vantaggi economici tra il riciclo chimico e quello con l'acqua supercritica possono variare in base a diversi fattori, tra cui le condizioni di mercato, le materie prime coinvolte e la scala di produzione. Tuttavia, esistono alcune considerazioni generali:

Costi di gestione delle sostanze chimiche

Il riciclo chimico potrebbe richiedere l'uso di sostanze chimiche costose o particolarmente reattive, aumentando i costi di gestione e sicurezza.

Consumo energetico

Nel riciclo chimico i processi possono richiedere notevoli quantità di energia, influenzando i costi operativi complessivi.

Mentre nel riciclo con l’acqua supercritica, anche se il processo richiede temperature e pressioni elevate, il riciclo può essere più efficiente dal punto di vista energetico in confronto a processi chimici tradizionali.

Residui e gestione ambientale

Nel riciclo chimico si possono utilizzare alcuni processi chimici che possono generare sottoprodotti indesiderati o residui tossici, aumentando i costi di gestione ambientale.

Con l’utilizzo dell’acqua supercritica, il processo risulta più pulito e meno tossico, riducendo i costi associati alla gestione ambientale e alla conformità normativa.

Adattabilità ai tipi di plastica

Con il riciclo chimico si riscontra una maggiore adattabilità di processo ad una gamma più ampia di tipologie di plastica, mentre l’utilizzo dell’acqua supercritica potrebbe essere più selettivo o efficace per determinate tipologie di plastica.