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Materiali martedì, 3 novembre 2020

Progetto “PVC Upcycling”: da economia lineare a economia circolare

Finanziato nell'ambito del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale, il progetto “PVC Upcycling” è gestito da Redel, azienda italiana operante nella costruzione e manutenzione di impianti elettrici di media-bassa tensione, in collaborazione con l'Università della Calabria, per la gestione delle attività scientifiche, ed Enea (Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l'Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile), per la verifica delle prestazioni dei materiali riciclati.

 

Il progetto riguarda cavi elettrici costituiti principalmente da metalli (rame e alluminio) e PVC, con l'obiettivo di riciclare le frazioni di plastica in potenziali materie prime seconde, macinato e granuli di PVC, e in nuove applicazioni di ingegneria civile.

 

Due sono le applicazioni studiate: pavimentazioni urbane e malte cementizie rinforzate con compound di PVC proveniente da guaine protettive di cavi elettrici. Per entrambe le sono state condotte ricerche sperimentali per verificarne le proprietà di resistenza meccanica, igrotermiche e di durabilità.

 

La produzione di pavimentazioni urbane in PVC è stata realizzata con una formulazione mista standard composta per il 90% da PVC riciclato e per il 10% da resina poliuretanica. Queste percentuali sono state definite per ottenere una densità del prodotto finito il più vicino possibile a quella di riferimento (realizzata senza PVC riciclato). La preparazione del compound è avvenuta mediante la miscelazione dei componenti costituiti da una materia prima seconda (PVC riciclato macinato) e da una resina poliuretanica termoindurente. La fase di miscelazione è stata condotta in tre differenti passaggi per ottenere una miscela più omogenea e uniforme.

 

Al termine della fase di indurimento, il campione ottenuto è risultato soddisfacente sia in termini di sfaldamento superficiale e densità raggiunta, sia in termini di dimensioni (20 × 20 cm). Inoltre, il prodotto finale ha mantenuto un'adeguata resistenza meccanica e all’abrasione superficiale.

 

Le malte cementizie prodotte sono state ottenute mediante sostituzione volumetrica della sabbia con cinque differenti percentuali di rifiuti in plastica, comprese tra il 10% e il 50%.

 

I materiali di scarto utilizzati per i campioni di malta cementizia in PVC provenivano dagli impianti Redel. I cavi a fine vita in rame rivestiti di PVC sono stati macinati attraverso un procedimento che ha permesso la completa separazione del metallo conduttivo e del rivestimento protettivo polimerico, producendo miscele totalmente disaggregate ed eterogenee, successivamente separate.

 

Tutte le malte sono state preparate mediante sostituzione di inerti naturali con plastica riciclata e hanno mostrato un coefficiente di conducibilità termica inferiore alla malta di riferimento. Inoltre, le malte contenenti aggregati plastici hanno proprietà di isolamento termico migliori rispetto a quelle convenzionali, il che aiuta a controllare la perdita di calore dagli edifici durante l'inverno e l’aumento di calore durante l'estate.

 

La ridotta conducibilità termica è dovuta anche alla bassa densità, che dipende sia dalla presenza di inerti plastici che dalla maggiore porosità indotta. Si tratta di un risparmio significativo nel campo dell'ingegneria civile, dove la potenziale quantità di materiali richiesti è enorme.

 

Anche se la sostituzione dell'aggregato siliceo con residui di PVC porta a una diminuzione delle proprietà meccaniche, le opportunità di utilizzo di questi materiali non ne risentono, soprattutto per applicazioni che non richiedono una funzione strutturale.

 

Infine, la riduzione dell'assorbimento d'acqua per capillarità ha mostrato che l'incorporazione di vari tipi di aggregati plastici può migliorare il comportamento di permeabilità dei compositi cementizi, rendendoli più durevoli agli agenti chimici aggressivi e agli agenti atmosferici.

 

Il progetto “PVC Upcycling” dimostra che un riciclo di cavi in PVC innovativo può generare ulteriori vantaggi in termini scientifici, ambientali ed economici, trasformando un modello di economia lineare in uno di economia circolare con più elevato valore aggiunto.