Scienziati migliorano il processo per trasformare in carburante i rifiuti di plastica difficili da riciclare

Trasformare i rifiuti di plastica in prodotti utili attraverso il riciclaggio chimico è una strategia per affrontare il crescente problema dell’inquinamento da plastica della Terra. Gli scienziati hanno affermato che il nuovo studio potrebbe migliorare la capacità di un metodo, chiamato pirolisi, di elaborare plastiche miste difficili da riciclare, come gli imballaggi alimentari multistrato, e generare carburante come sottoprodotto.
La pirolisi comporta il riscaldamento della plastica in un ambiente privo di ossigeno, provocando nel processo la rottura dei materiali e la creazione di nuovi combustibili liquidi o gassosi. Le attuali applicazioni commerciali, tuttavia, operano al di sotto della scala necessaria o possono gestire solo determinati tipi di plastica.
Hilal Ezgi Toraman, assistente professoressa di ingegneria energetica e ingegneria chimica alla Penn State, ha affermato:
«Abbiamo una conoscenza molto limitata della pirolisi plastica mista, capire gli effetti di interazione tra diversi polimeri durante il riciclaggio avanzato è molto importante mentre stiamo cercando di sviluppare tecnologie in grado di riciclare i veri rifiuti di plastica».
Gli scienziati per studiare gli effetti di interazione tra le materie plastiche, insieme a diversi catalizzatori, hanno condotto la pirolisi di due dei tipi più comuni di plastica, polietilene a bassa densità (LDPE) e polietilene tereftalato (PET). Hanno scoperto che un catalizzatore potrebbe essere un buon candidato per convertire i rifiuti misti di LDPE e PET in preziosi combustibili liquidi. I catalizzatori sono materiali aggiunti alla pirolisi, possono aiutare il processo, come indurre la plastica a rompersi in modo selettivo e a temperature più basse.
Hilal Ezgi Toraman ha affermato:
«Questo tipo di lavoro può permetterci di fornire linee guida o suggerimenti all’industria. È importante scoprire che tipo di sinergie esistono tra questi materiali durante il riciclaggio avanzato e per quali tipi di applicazioni possono essere adatti prima di passare alla fase di produzione in serie su larga scala».
Le materie plastiche, LDPE e PET, si trovano comunemente negli imballaggi alimentari, spesso sono costituiti da strati di materiale plastico diverso, sono ingegnerizzati per mantenere i prodotti freschi e sicuri, ma sono anche difficili da riciclare con i processi tradizionali, un lavoro costoso perché gli strati devono essere separati.
Hilal Ezgi Toraman ha detto:
«Se vuoi riciclarli, devi sostanzialmente separare quegli strati e magari fare qualcosa con i singoli flussi, ma la pirolisi può gestirlo, quindi è un’opzione molto importante. Non è facile trovare una tecnica del genere che possa accettare quella disordinata complessità di questi diversi materiali plastici».
Gli scienziati hanno affermato che il primo passo per lo sviluppo di nuovi processi di pirolisi commerciale dipende da una migliore comprensione meccanicistica di come le miscele dinamiche di rifiuti di plastica si decompongono e interagiscono.
Gli scienziati hanno condotto la pirolisi su LDPE e PET separatamente e insieme, hanno osservato gli effetti di interazione tra i due polimeri durante i test con ciascuno dei tre catalizzatori utilizzati. Gli scienziati hanno pubblicato i risultati nella rivista Reaction Chemistry & Engineering.
Hilal Ezgi Toraman ha affermato: «Abbiamo visto prodotti che possono essere ottimi candidati per l’applicazione della benzina».
Il team di ricercatori ha anche sviluppato un modello cinetico in grado di modellare accuratamente gli effetti di interazione osservati durante la copirolisi di LDPE e PET con ciascuno dei catalizzatori. I modelli cinetici tentano di prevedere il comportamento di un sistema, sono importanti per comprendere meglio il motivo per cui si verificano le reazioni.
Il team di ricercatori di Hilal Ezgi Toraman per comprendere gli effetti di interazione durante il riciclaggio avanzato di plastiche miste e i corrispondenti meccanismi di reazione, è concentrato sull’esecuzione di esperimenti in condizioni ben definite e ben controllate.
Hilal Ezgi Toraman ha affermato:
«Studi sistematici e fondamentali sulla comprensione dei percorsi di reazione e sullo sviluppo di modelli cinetici sono i primi passi verso l’ottimizzazione dei trattamenti. Se non disponiamo di modelli cinetici corretti e di meccanismi di reazione accurati, i risultati non saranno precisi se si passa a impianti pilota o a operazioni su larga scala. Spero che la ricerca porti a una migliore responsabilità ambientale nel recupero, nell’elaborazione e nell’utilizzo delle risorse della Terra».
L’analisi globale di tutte le materie plastiche prodotte in serie ha rilevato che, secondo le stime, ad oggi sono stati generati in tutto il mondo 8,3 miliardi di tonnellate di nuove materie plastiche. Il 79% dei rifiuti plastici, che contengono numerose sostanze chimiche pericolose, nel 2015 è stato lasciato accumulare nelle discariche o negli ambienti naturali, mentre circa il 12% è stato incenerito e solo il 9% riciclato.
Hilal Ezgi Toraman in conclusione ha detto:
«Qualsiasi cosa facciamo è meglio che non fare nulla, dobbiamo reinserire queste materie plastiche nell’economia, per avere un’economia circolare, altrimenti finiranno solo nelle discariche, lisciviando sostanze potenzialmente tossiche nel suolo e nell’acqua o contaminando gli oceani, quindi fare qualcosa, trovare un valore, è meglio di niente. Attualmente la plastica è considerata un rifiuto perché trattiamo queste risorse preziose come rifiuti».

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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