La circolarità dei materiali compositi

Un “position paper” sulla sostenibilità è stato redatto da Assocompositi, l’associazione italiana della filiera dei materiali compositi, per illustrare le linee guida di una gestione circolare dei prodotti realizzati in materiali compositi. Tutti i componenti in materiale composito presentano di fatto caratteristiche già sostanzialmente in linea con un approccio tecnico-economico di tipo circolare.

I compositi si differenziano dagli altri materiali strutturali per la loro straordinaria combinazione di rigidezza, resistenza e leggerezza che permette di ridurre la massa facilitando le operazioni di trasporto e movimentazione, il montaggio, l’installazione e - nel caso di componenti in movimento come turbine eoliche o parti di veicoli - anche la richiesta di energia legata al funzionamento. Tutti questi vantaggi, uniti alla superiore durabilità del materiale nelle condizioni operative più comuni, individuano univocamente i vantaggi ambientali legati all’uso dei compositi: minor consumo energetico e minori emissioni di gas serra, maggiore durata dei componenti anche in assenza di manutenzione, migliori prestazioni e maggiore sicurezza.

I materiali compositi, oltre a offrire tali vantaggi in termini di durabilità ed efficienza dei prodotti nella loro fase d’uso, dispongono anche di numerose possibilità per una gestione circolare della fase di dismissione a fine vita. La gerarchia promossa dall’Unione Europea per il trattamento del fine vita dei prodotti promuove infatti - prima di arrivare al riciclo vero e proprio - strategie di prevenzione, riparazione e riutilizzo che sono ideali per questi materiali: essi sono infatti riparabili, durevoli e mantengono a lungo le loro proprietà anche in presenza di ambienti aggressivi.

Qualora queste strategie non siano giudicate praticabili o convenienti, il mercato offre comunque numerose possibilità di riciclo per i materiali compositi. A oggi, le tecnologie principali per il trattamento dei rifiuti in materiali compositi che posseggono il grado più elevato di maturità tecnologica sono la pirolisi, la macinazione meccanica e il co-processing nei cementifici, mentre altri processi sono attualmente in fase di sviluppo.

La pirolisi, infine, presenta un impatto ambientale maggiore degli altri due tipi di processo ma consente di recuperare le fibre di rinforzo e in alcuni casi anche alcuni componenti chimici organici derivati dalla decomposizione termica della resina che possono trovare applicazione nella produzione di nuovi compositi.

La frammentazione con macinazione controllata è un processo efficiente dal punto di vista energetico e molto flessibile per flussi di materiale e per tipologie diverse. Si può ottenere in questo caso anche un parziale recupero delle proprietà intrinseche dei compositi: le applicazioni sono già molto numerose e vanno dai prodotti di arredo alle applicazioni industriali nelle quali il materiale riciclato può svolgere anche una funzione di rinforzo con benefici in termini di costi e impatto ambientale.

Il co-processing nei cementifici, che utilizza gli scarti in composito rinforzato con fibre di vetro per la produzione del cemento, consente un utilizzo efficiente del materiale riducendo il consumo energetico del processo e abbattendo considerevolmente le emissioni di CO2, con indubbi vantaggi in termini di protezione dell’ambiente.

Esistono altri processi in fase di sviluppo che, pur avendo un grado di maturità tecnologica più basso, potranno aprire nuove frontiere per il recupero ad alto valore aggiunto (upcycling) dei materiali compositi, come per esempio i processi termici a letto fluido, quelli termochimici (solvolisi) o quelli elettromeccanici (frammentazione a impulsi ad alta tensione). Sotto la spinta della ricerca e dell’innovazione si stanno inoltre rendendo disponibili sul mercato nuovi materiali compositi appositamente progettati per essere più facilmente riciclati a fine vita, come per esempio i compositi con matrici termoindurenti “cleavage” e/o a base di “vitrimeri” o i compositi a matrice termoplastica ottenuti per stampaggio reattivo.