Il futuro del riciclo delle materie plastiche potrebbe cambiare grazie all’impiego di magneti e nanoparticelle magnetiche. A breve, infatti, questi strumenti potrebbero rivoluzionare il modo di selezionare la plastica destinata al riciclo, migliorando sensibilmente lo smistamento automatizzato dei rifiuti in plastica, con un conseguente risparmio di miliardi di euro in importazioni di materie prime e a una consistente riduzione dei materiali plastici inviati alle discariche e agli inceneritori.

Il progetto W2Plastics, attraverso un consorzio finanziato dall’Unione Europea e costituito da 12 istituti di ricerca e partner industriali, si propone appunto di sviluppare una processo commercialmente valido per la cernita delle plastiche riciclate, attraverso l’impiego di una innovativa tecnologia di separazione a densità magnetica (Magnetic Density Separator - MDS).

La nuova tecnologia consente di ridurre drasticamente i costi di cernita degli imballaggi in plastica, in particolare di rifiuti domestici quali contenitori e flaconi per prodotti alimentari, detergenti e cosmetici, realizzati prevalentemente in poliolefine. Il termine generico poliolefine sta ad indicare un gruppo di materie plastiche che comprende il polietilene – nelle forme a bassa densità (LDPE), lineare a bassa densità (LLDPE) e ad alta densità (HDPE) – e il polipropilene (PP). Le poliolefine incidono per oltre il 47% (11,2 milioni di tonnellate) del consumo totale in Europa occidentale, pari a 24,1 milioni di tonnellate di plastica l’anno. Questi polimeri sono tutti riciclabili, ma uno degli ostacoli maggiori che possono compromettere il buon esito e l’economicità del processo di riciclo è rappresentato dalla difficoltà di ottenere rifiuti omogenei per ciascun tipo di polimero. È chiaro quindi che un processo in grado di separare efficacemente la plastica riciclata selezionando i diversi polimeri poliolefinici, può offrire le migliori garanzie per ottenere materiali di alto valore aggiunto per l’industria del riciclo.

Il processo sviluppato dal consorzio W2Plastic si fonda sul principio secondo il quale è possibile creare un separatore di densità utilizzando un magnete e un fluido ferromagnetico. W2Plastics ha dimostrato la fattibilità della separazione delle plastiche attraverso un separatore a densità magnetica; in questo caso un mix di scaglie triturate di rifiuti plastici di varia natura viene opportunamente introdotta in un fluido magnetico composto da acqua e nanoparticelle di ossido di ferro, e grazie alla tecnologia MDF le scaglie vengono separate in base alla loro densità.

La tecnologia MDS consiste in un processo che sfrutta le caratteristiche di galleggiamento dei materiali utilizzando la differenza di densità tra i diversi polimeri. Dal momento che ciascuna scaglia di polimero ha la capacità di galleggiare solo su un fluido di densità superiore ad esso, la presenza di un fluido a diversi gradi di densità permette di separare i diversi tipi di polimero. Un layout semplificato del prototipo sviluppato da W2Plastic comprende un liquido ferroso contenente una miscela di materie plastiche aventi densità inferiore a quella dell'acqua, e un magnete posto sopra di esso. In condizioni di esercizio, il liquido posto sotto il magnete è influenzato sia dal campo magnetico che dal campo gravitazionale, quindi la sua densità diminuisce e diventa più leggero dell’acqua. In pratica all’interno del fluido si stabilisce un gradiente di densità, come effetto del campo magnetico, per cui al diminuire della distanza dal magnete, la densità effettiva del liquido aumenta. Poiché i diversi materiali hanno densità diverse, essi possono essere separati tra loro in quanto si troveranno a galleggiare in corrispondenza di flussi di fluido caratterizzati da differente densità magnetica, cioè posti a diverse altezze. Nei punti in cui la densità del fluido ferromagnetico è uguale alla densità delle scaglie di polietilene a bassa densità, queste rimarranno sospese, e lo stesso accadrà in un punto più lontano per le scaglie in polipropilene PP. L' effetto netto di questo fenomeno è produrre una rigida separazione verticale delle particelle di diversa densità, ideale per suddividere un flusso miscelato nelle sue componenti materiali.Il consorzio W2Plastics ha dimostrato la redditività del processo. Il costo è di circa 2 milioni di euro per l'unità di smistamento, mentre il costo del processo di separazione è inferiore a 100 euro per tonnellata, ben al di sotto del prezzo di mercato di una tonnellata di polimero recuperato, che è di circa 800 euro.

Uno dei partner, la rumena Urban SA, sta già sperimentando la tecnologia, mentre altri potenziali utenti stanno valutando la sua efficienza e la redditività economica.

Attualmente la ricerca sta cercando di mettere a punto il processo anche per le plastiche pesanti, come il polistirolo e miscele di PET, e addirittura per i metalli triturati dai rifiuti elettronici.

Fonti: EU Horizon Magazine, Resource&Recycling