22 luglio 2014 07:33

Nella conferenza che ha portato a Roma rappresentanti di aziende, istituzioni ed associazioni internazionali, si è discusso di temi legati allo sviluppo sostenibile dell’industria del PVC (uso sostenibile delle sostanze, dell'energia e delle risorse, sviluppo di schemi di raccolta e riciclo dei prodotti a fine vita, transizione verso una “circular economy”, certificazione dei prodotti) ed è stato presentato ufficialmente il Progress Report 2014, rapporto che riassume i progressi e i risultati di VinylPlus nel 2013 in ciascuna delle cinque sfide per lo sviluppo sostenibile individuate nell’Impegno Volontario dell'industria europea del PVC. Per maggiori informazioni sul programma VinylPlus e sui risultati raggiunti si rimanda Progress Report 2014 consultabile sul sito www.pvcforum.it e sul sito www.vinylplus.eu.

SI RICICLA PIÙ PVC

Una delle sfide più difficili che l’industria europea del PVC ha deciso di intraprendere già all’inizio degli anni 2000 è quella di ridurre l’uso di materie prime non rinnovabili attraverso un sempre maggior uso di PVC riciclato proveniente da scarti industriali o dal recupero o riutilizzo di articoli a fine vita.

Un primo importante successo era stato già raggiunto dal primo Impegno Volontario di filiera, Vinyl 2010, che aveva consentito al termine del programma decennale di superare l’obiettivo di riciclare 250.000 tonnellate/anno di PVC post consumo, grazie alla definizione e implementazione di schemi di raccolta e riciclo innovativi.
Il nuovo Impegno Volontario di filiera VinylPlus, siglato nel 2011, prevede ora l’obiettivo di riciclare 800.000 tonnellate/anno di PVC entro il 2020, di cui 100.000 attraverso tecnologie innovative in grado di riciclare i rifiuti in PVC difficili da trattare. Già nell’anno 2013 sono stati riciclati circa 450.000 tonnellate di sottoprodotti e rifiuti in PVC.

Tra le sfide più impegnative che VinylPlus ha affrontato all’interno dell’Impegno Volontario VinylPlus, e che dovrà continuare ad affrontare, c’è sicuramente la necessità di sensibilizzare ulteriormente la filiera e di stimolare lo sviluppo di processi innovativi per riciclare stream particolarmente difficili. Il tutto in linea con le priorità stabilite dalla UE nella gestione dei rifiuti che nell’ordine sono: riciclo e riuso, termovalorizzazione e, in assenza di soluzioni alternative, discarica.

PVC E TECNOLOGIE DI RICICLO

Il PVC è ampiamente utilizzato per una vasta gamma di applicazioni, nelle costruzioni (per i 2/3 del totale), ma anche per imballaggio, dispositivi medicali, film e calandrati e automotive.  

È stato stimato che il PVC è pari a circa lo 0,4% dei rifiuti provenienti dalle attività di costruzione e demolizione, mentre il PVC presente nei rifiuti solidi urbani è inferiore all’1% del totale.

Questa varietà di applicazioni ha reso e rende più complesso il riciclo e comporta la necessità di trovare soluzioni di riciclo differenti non solo a seconda del tipo di applicazione che si vuole riciclare ma anche a seconda del tipo di applicazione in cui si vuole riciclare. Per questo sono state già messe a punto tecnologie innovative che potessero dare risposte positive alle necessità di chi ricicla e del prodotto che viene riciclato, e altre tecnologie innovative sono allo studio per ulteriormente migliorare qualità e quantità del riciclato.

Fortunatamente il PVC ha una posizione di vantaggio rispetto ad altri materiali; è infatti un materiale non solo meccanicamente riciclabile ma, anzi, può essere ripetutamente riciclato. Test di laboratorio hanno confermato che il PVC può essere riciclato anche più di 8 volte, poiché nel processo di riciclo la molecola polimerica del PVC sostanzialmente non riduce  la lunghezza della sua catena e, quindi, non perde significativamente le sue caratteristiche prestazionali.

Tra le principali opzioni per il trattamento del PVC a fine vita vi sono:

Termovalorizzazione: il PVC ha un potere calorico di circa 19 MJ/kg, simile alla lignite e più alto di quello dei rifiuti solidi urbani (11 MJ/kg). Poiché le ultime tecnologie hanno fatto sì che la termovalorizzazione del PVC non fosse più un problema per l’ambiente e la salute, oggi si può dire che l’invio del PVC a fine vita a termovalorizzazione darebbe un contributo positivo alla riduzione dell’uso di risorse non rinnovabili per la generazione di energia.

Riciclo: la sempre maggior pressione sul riutilizzo dei materiali post-industriali e post-consumo ha comportato per il PVC di diversificare le soluzioni possibili per il riciclo;  

• Riciclo Meccanico: soluzione tecnologica usata da decenni, in particolare per i flussi post-industriali riutilizzati di nuovo nelle produzioni di articoli in PVC in sostituzione di materiale vergine.
• Riciclo come Feedstock: soluzione adatta per il riciclo di PVC ed in generale plastiche miste o contenenti materiali compositi.

Tuttavia non tutto il PVC post consumo può essere riciclabile. Come per tutti i materiali, infatti, occorre parlare di quantità:

• Totale: il PVC rifiuto o sottoprodotto generato da tutti i settori applicativi;
• Disponibile: il PVC rifiuto o sottoprodotto che è teoricamente disponibile (per esempio i tubi fuori servizio lasciati sottoterra sono nel totale ma non sono disponibili);
• Collettabile: il PVC rifiuto o sottoprodotto che può essere purificato, reso disponibile e trasportato per il riciclo, a condizioni economicamente accettabili e tecnicamente fattibili.

È proprio il “collettabile” il riferimento quali quantitativo sulla base del quale costruire per la filiera e le singole aziende un programma di riciclo e per la Pubblica Amministrazione i criteri Ecolabel e GPP.   

Per PVC riciclato, così come definito da VinylPlus, si intende pertanto “un prodotto di scarto o un semilavorato in PVC che viene utilizzato in un nuovo prodotto anziché essere destinato a rifiuto. Sono inclusi gli scarti di lavorazione, purché non vengano riutilizzati nello stesso processo produttivo che li ha generati”.

RICICLO COME RISULTATO DEI PROGRAMMI VOLONTARI DELLA FILIERA DEL PVC

Come supporto VinylPlus per lo sviluppo di sistemi di riciclo a “loop chiuso”, attraverso il coinvolgimento di un sempre maggior numero di aziende trasformatrici e il consolidamento di waste stream, è stato creato Recovinyl.

A Recovinyl (www.recovinyl.com) è stato dato inizialmente l’obiettivo di facilitare la costruzione di sistemi di collettamento e riciclo, mentre ora ha il compito di consolidare e rendere disponibili una sempre maggiore quantità di PVC da riciclare, per soddisfare quella domanda di PVC riciclato che essa stessa ha contribuito a creare. Compito di Recovinyl è anche quello di certificare le tonnellate riciclate e quasi il 98% delle quantità riciclate nel 2013 sono state certificate proprio da Recovinyl.

Seguendo le indicazioni prima del programma Vinyl 2010 ed oggi dal programma VinylPlus, la filiera europea del PVC ha raggiunto  risultanti importanti di riciclo negli ultimi 10 anni in molti dei settori applicativi in cui viene utilizzato, così come riportato dal grafico di figura seguente.

Figura 1: ripartizione per applicazione del PVC riciclato nel periodo di attuazione del Programma Vinyl 2010 e dei primi 3 anni del programma VinylPlus  

Le quantità totali riciclate nel 2013 sono state di 444.468 tonnellate.

Serramenti/profili finestra e cavi sono le due applicazioni che hanno dato il maggior contributo al raggiungimento di questo importante risultato. Inoltre è evidente anche l’incremento nel riciclo di alcune applicazioni flessibili ad indicare la continua evoluzione delle tecnologie di riciclo promossa dalla filiera del PVC all’interno del programma VinylPlus.  

La ripartizione delle 444.468 tonnellate di riciclato in Europa è mostrato nel diagramma a destra (Figura 2: ripartizione percentuali per paese europeo delle quantità di PVC riciclato nel 2013).

Come si vede, l’Italia, pur essendo il secondo paese di trasformazione del PVC e pur essendo il paese dove esiste il più innovativo impianto di produzione di riciclati in PVC (VinyLoop a Ferrara), è tra le nazioni in cui il PVC viene meno riciclato. Questo è dovuto  probabilmente alle difficoltà economiche e logistiche nella gestione dei rifiuti, ma anche, e forse principalmente, alla non disponibilità di alcune tra le principali filiere applicative che alimentano il riciclo.

Infatti come si vede dal precedente diagramma a barre che ha illustrato le quantità e la ripartizione delle applicazioni riciclate da VinylPlus, il settore serramenti (windows profiles and related products) è quello che ha maggiormente contribuito all’ottimo risultato sul riciclo ottenuto. Ma in Italia solo negli ultimi anni i serramenti in PVC hanno avuto un significativo sviluppo, molto in ritardo rispetto alle altre nazioni europee (specialmente in Germania, Austria e UK) e quindi, vista la loro elevata durabilità, i serramenti in PVC sono ancora nella fase di utilizzo e si può ipotizzare che solo nei prossimi 10-15 anni la loro sostituzione incrementerà significativamente le quantità messe a disposizione dei riciclatori.

TECNOLOGIE E INNOVAZIONE NEL RICICLO
Come precedentemente detto, ci sono due opzioni per il riciclo: il riciclo meccanico e il riciclo a feedstock.  
Molte e differenti tecniche di riciclo sono attualmente disponibili e molte altre stanno per essere sviluppate.

Tra le tecnologie esistenti, è il riciclo meccanico quello più utilizzato e prevalentemente concentrato su singoli stream di riciclato più semplici da trattare e riutilizzare.
Ma anche il riciclo meccanico è sottoposto a continui miglioramenti sia per ottenere materie prime più pure in PVC che nuovi prodotti/utilizzi.
Sono infatti state messe a punto nuove e diverse tecniche capaci di:

• Separare il PVC da sistemi compositi alluminio/PVC e fibre/PVC
• Sviluppare nuove applicazioni per il PVC riciclato utilizzato in blending con altre plastiche, legno o cemento per nuove applicazioni.

Prendiamo ora in considerazione quelle nuove tecnologie focalizzate sulla capacità di riciclare in modo economicamente sostenibile frazioni di post consumo miste e di difficile riutilizzo, suddividendole tra tecnologie di riciclo non convenzionali e come feedstock.
Per approfondimenti su queste nuove tecnologie si rimanda al documento dal titolo “PVC recycling technologies” emesso da VinylPlus nel 2013:

1) Tecnologie di riciclo meccanico non convenzionali – il processo Vinyloop
Il processo Vinyloop® (www.vinyloop.com) si basa sul principio della dissoluzione selettiva, mediante l’utilizzo di un apposito solvente chimico che porta in soluzione solo la frazione PVC dal resto del composito che viene trattato separatamente, di scarti  provenienti da manufatti compositi in PVC a fine ciclo di vita, al fine di ottenere un compound di PVC con i componenti originali della formulazione utilizzata per la produzione dei manufatti che vengono riciclati. Da sottolineare il processo Texyloop®, che è un’estensione di Vinyloop®, che permette alle fibre di poliestere, separate durante la fase di dissoluzione in solvente dal PVC,  di essere riutilizzate (www.texyloop.com).

2) Tecnologie emergenti di riciclo come feedstock
Permettono di recuperare il carbonio che è nel PVC in forma di sostanze o composti organici a basso peso molecolare che possono essere utilizzati come alimentazione ad altri processi chimici. In alcuni casi si può anche recuperare HCl e/o Sali neutralizzati.
Ci sono tre tipologie di processi considerati “feedstock”: gasificazione, pirolisi, deidroclorurazione.

a) Gasificazione: Reazione ad alta temperatura con bassa quantità di aria, ossigeno o vapore. Parte del polimero è convertito a CO2 e parte a “syngas” che è usato come alimentazione a processi chimici di produzione di metanolo, ammoniaca, oxo-aldeidi o come combustibile. Il vantaggio di questo processo è che il cloro è quasi completamente liberato in soluzione acquosa, facilmente abbattuo tramite scrubber a purificato. Il processo necessita di alte pressioni e alte temperature; quindi richiede investimenti significativi e su larga scala per poter operare in modo economicamente vantaggioso. I processi disponibili più interessanti per il PVC sono: il processo Sumimoto Metals, il processo Ecoloop ed il processo Ebara).

b) Pirolisi. È un processo di decomposizione ad alta temperatura che avviene normalmente in assenza di aria o ossigeno. Produce residuo di carbone o idrocarburi pesanti. Il processo è utilizzato normalmente per convertire plastiche non alogenate, anche se la presenza di cloro crea delle opportunità. La tecnologia più promettente per il PVC è quella del processo di pirolisi Dow/BSL.

c) Deidroclorurazione.  Questo metodo prevede una prima fase di blanda degradazione che rimuove il cloro e che può essere successivamente seguito da un processo di pirolisi o gassificazione.
Il processo di de-idroclorurazione può avvenire in acqua sotto pressione, in un liquido ionico ad alta temperatura di ebollizione. Sono possibili anche altri processi “a secco” come il processo di fusione e di idrogenazione. Per il PVC sono in sperimentazione due processi: il processo di deidroclorurazione in acqua Alzchem e quello a liquido ionico KU Leuven.

A cura di PVC Forum Italia

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