Da ENEA e Università di Brescia nuove soluzioni per il riciclo di PFU e scorie di acciaieria

Lo smaltimento degli pneumatici rappresenta da tempo una sfida significativa per l'industria e l'ambiente e nuove soluzioni continuano a emergere. L’ultima novità nell’ambito dell’economia circolare degli pneumatici fuori uso arriva dai ricercatori dell'Enea in team con quelli dell'Università degli Studi di Brescia.

Il problema dello smaltimento di Pneumatici Fuori Uso e scorie di acciaieria

Gli pneumatici sono costituiti da una complessa combinazione di materiali - gomma, fibre tessili e acciaio, che rende il loro smaltimento tradizionale un compito arduo. Attualmente il recupero di energia costituisce il metodo prevalente di valorizzazione dei PFU. La sfida è quella di aumentare il recupero di materia per immettere sul mercato maggiori quantità di materia prima seconda da riutilizzare in nuovi prodotti.

«La gestione del fine vita degli pneumatici e delle scorie nere di acciaieria”, afferma Marco La Monica, economista del Laboratorio Enea di Valorizzazione delle risorse nei sistemi produttivi e territoriali, “deve orientarsi in maniera crescente verso il recupero di materia, vista anche la gerarchia europea di gestione dei rifiuti e gli obiettivi del Piano di azione per l'economia circolare della UE.

“Per entrambi i materiali esistono diverse possibili applicazioni per il recupero di materia a cui la ricerca Enea e Università di Brescia ne aggiunge un'ulteriore, mettendo a sistema due filiere distinte e tradizionalmente non collegate con l'obiettivo di sviluppare forme altamente innovative e all'avanguardia di economia circolare per la sostenibilità ambientale ed economica del nostro Paese”.

La separazione dell'acciaio dalla gomma:

Una delle sfide principali nel riciclaggio degli pneumatici è la separazione dell'acciaio, che costituisce circa il 15% del peso totale di uno pneumatico, dalla gomma. Durante il processo di separazione, si riscontra una riduzione al di sotto dei limiti di legge del rilascio da parte delle scorie di acciaio di alcuni elementi potenzialmente tossici per l'uomo come, ad esempio, il cromo, il molibdeno e il vanadio.

Un passo avanti per un settore che ogni anno registra l'utilizzo di 435 mila tonnellate di pneumatici e solo il 20% viene rigenerato per nuovi utilizzi nel settore della mobilità. Per l’acciaio, l’Italia è leader in Europa con una produzione di oltre 20 milioni di tonnellate annue, da cui derivano scorie nere per circa il 10-15 per cento della produzione.

La valorizzazione della gomma riciclata:

Dopo aver separato l'acciaio, il passo successivo consiste nel trovare modi efficaci per valorizzare la gomma riciclata (ne abbiamo parlato in questo articolo ), come l'asfalto modificato, i pavimenti in gomma, i materiali per il giardinaggio e persino i tappeti erbosi sintetici. Questi nuovi impieghi offrono opportunità sia per ridurre la dipendenza dalle materie prime vergini sia per diminuire l'impatto ambientale derivante dalla produzione di nuovi materiali.

L’opportunità per la Lombardia: combinare il riciclo di gomma e acciaio

La ricerca sfrutta al meglio le caratteristiche uniche del territorio lombardo. “Con questo lavoro gettiamo le basi per concretizzare un'azione di simbiosi industriale tra due settori tradizionalmente dissimili, ovvero l'acciaio e la gomma, in una Regione come la Lombardia, dove si trovano i maggiori produttori di acciaio da forno elettrico e, di conseguenza, ingenti quantità di scoria da valorizzare 2”, afferma Marco La Monica, economista del Laboratorio Enea di Valorizzazione delle risorse nei sistemi produttivi e territoriali. “Partendo da un'analisi del contesto territoriale e dei settori produttivi siamo stati in grado di individuare possibili flussi simbiotici tra aziende di settori diversi”.

La ricerca ENEA e Università di Brescia e l'innovazione nel riciclo degli pneumatici.

La ricerca portata avanti dai due enti, si è invece focalizzata sull’individuazione di nuove tecnologie per combinare gli scarti di acciaieria e pneumatici a fine vita combinandoli in un nuovo prodotto. I ricercatori hanno ottenuto una gomma riciclata, adatta per nuove produzioni industriali come tappetini per l’isolamento acustico o antivibranti. I risultati, pubblicati sulla rivista internazionale Journal of reinforced plastics and composites, sono frutto di una collaborazione per l’uso efficiente e la gestione sostenibile delle risorse attraverso il nuovo Laboratorio Tecnologie per la sostenibilità del Dipartimento ENEA di Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali, istituito presso l’Università degli Studi di Brescia (UNIBS).

Il processo di lavorazione a freddo e senza l'aggiunta di additivi ha permesso di produrre sottili fogli di gomma dello spessore di 1 millimetro che, come sottolineano gli esperti, presentano, dalle prime analisi al microscopio elettronico, caratteristiche di compattezza e coesione.

«Per valutare le proprietà di questo nuovo materiale”, racconta Anna Gobetti, assegnista post-doc dell'Università di Brescia, “abbiamo unito all'ingrediente base, la polvere di Pneumatico Fuori Uso, quantità via via crescenti di scorie di acciaio e abbiamo riscontrato una riduzione del coefficiente di attrito e un aumento della rigidezza. Inoltre, il contenuto di ossido di ferro (circa il 40% in peso) proveniente dalla scoria d'acciaio ha conferito alla gomma riciclata proprietà magnetiche e una maggiore conducibilità termica che la rende interessante per applicazioni dove serve dissipare il calore”.

“I risultati ottenuti dall’applicazione della scoria come filler in matrici polimeriche sono incoraggianti: da una parte riusciamo a superare la problematica principale del riutilizzo della scoria, ossia il rilascio di metalli pesanti, dall’altra siamo in grado di formulare diverse tipologie di gomme in funzione dell’applicazione finale”, aggiunge Anna Gobetti. “Da anni UNIBS è impegnata a recuperare la scoria nera da forno elettrico come filler nelle matrici polimeriche. Questa attività si è concentrata soprattutto su matrici termoplastiche e termoindurenti e ha portato, nel 2015, anche alla realizzazione di un brevetto di cui la professoressa Giovanna Cornacchia e il professor Giorgio Ramorino sono tra gli inventori. Da qui l’idea di sviluppare anche nuove matrici polimeriche come gli elastomeri nel progetto congiunto con ENEA”.

L'importanza dell'economia circolare:

La promettente evoluzione nel riciclo degli pneumatici evidenzia l'importanza dell'economia circolare. Riciclare e riutilizzare i materiali permette di creare un ciclo virtuoso in cui i rifiuti diventano risorse preziose. Queste nuove soluzioni per il riciclo degli pneumatici non solo contribuiscono a ridurre l'impatto ambientale, ma offrono anche opportunità economiche, creando nuovi mercati e posti di lavoro nel settore del riciclaggio.

“Lo scenario attuale è di profonda criticità per il sistema nazionale di riciclo degli pneumatici fuori uso, per la sopravvivenza delle aziende della filiera e per la pratica sportiva dilettantistica e professionistica, sia in Italia che in Europa, “afferma Federico Dossena, direttore generale di Ecopneus. “Riteniamo che il provvedimento approvato dal Comitato REACH (ne abbiamo parlato in questo articolo ), così come formulato attualmente, possa avere un impatto sproporzionato rispetto al rischio di dispersione associato, rischiando di generare un danno maggiore rispetto al problema che si intende risolvere. È fondamentale prendere in considerazione i benefici ambientali e cercare soluzioni alternative sostenibili per valorizzare i PFU e promuovere l’economia circolare.”