“Tutto è partito da questa simbolica montagna di rifiuti”, fa segno Luca Gentilini indicando scarti di laminati per esterni che compongono l’installazione di FiberEUse, progetto europeo coordinato dal Politecnico di Milano. Da quattro anni Luca, ricercatore al dipartimento di ingegneria meccanica, insieme al suo team capeggiato dal professor Marcello Colledani, ha lavorato con l’obbiettivo di trovare un modo per valorizzare, riciclare o ricondizionare scarti o rifiuti di materiali compositi.
FiberEUse, attraverso un approccio olistico che migliori la redditività del riciclaggio e del riutilizzo dei compositi, supporta diversi settori industriali nella transizione verso un modello circolare. “Trattiamo materiali in vetro-resina e in fibra di carbonio. Spesso le aziende si trovano a gestire grandi quantità di rifiuti e smaltirli a un costo significativo”, spiega Gentilini al Materials Village di SuperStudio, evento del Fuori Salone dedicato alla scoperta di nuovi materiali sostenibili e circolari.
“I macrofiloni di FiberEUse si riassumono in due parti: quello di ricerca che ha studiato nuove tecniche efficaci ed economicamente convenienti per trattare materiali di scarto fino ad arrivare a materie prime seconde appetibili per il mercato, e la parte industriale che è riuscita dimostrare l’utilizzabilità di questi materiali”. Nello stand di FiberEUse si trovano prodotti che vanno dalla componentistica per sci al settore automotive; materiali frantumati e purificati dalla vagliatura che diventano oggetti di design con un tasso di contenuto riciclato estremamente alto (80%). “È come una plastica ma rinforzata”, chiosa Luca Gentilini toccando un tavolo di CUF.

Meccanica e pirolisi per riciclare vetro-resina e fibra di carbonio

I compositi polimerici rinforzati con fibra di vetro e carbonio sono sempre più utilizzati come materiali strutturali in molti settori manifatturieri come i trasporti, costruzioni e nel settore energetico grazie alla loro leggerezza e resistenza alla corrosione rispetto ai metalli. “Non ci siamo occupati solo di scarti – continua Gentilini – ma anche di prodotti a fine vita come le pale eoliche che dopo circa 20 anni di ciclo vita si usurano in modo irreversibile”. I materiali in vetro-resina e carbonio non sono dei monomateriali e quindi sono difficili da riciclare. “Per raggiungere il materiale singolo devono essere trattati attraverso processi meccanici altamente controllati (frantumazione e vagliatura) oppure attraverso trattamenti termici come la pirolisi.
La pirolisi consiste nel fornire ai materiali compositi calore in assenza di ossigeno in modo da degradare la matrice e pulire le fibre vetrose e in carbonio. “Questa tecnologia lavora meglio con il carbonio perché ne preserva le proprietà meccaniche, - osserva Marco Diani, ricercatore del team FiberEUse - mentre il vetro tende a degradarsi di più. Il processo termico è più oneroso di quello meccanico perché richiede molta più energia. Abbiamo migliorato questo processo sviluppando una pirolisi assistita dal carbonio”. Quindi non solo in assenza di ossigeno, ma con la presenza di anidride carbonica. Questo permette di recuperare sia le fibre pulite che la stessa resina, che evapora, viene condensata e trattenuta in una boccettina. “Questi recuperi sono fondamentali per abbassare il costo del processo”, fa notare Marco Diani.

Sostenibilità economica e ambientale

L’economia circolare coniuga perfettamente sostenibilità economica e ambientale e il progetto finanziato dall’Unione europea lo ha dimostrato. “L’obiettivo di FiberEUse non era solo di dimostrare come si riciclano materiali compositi in maniera efficiente – sottolinea Luca Gentilini - ma anche come arrivare attraverso le nostre tecnologie a un bilancio positivo dei costi/benefici. Sottraendo i costi logistici e i costi di riprocessamento, facendo notare il vantaggio di non dover smaltire il prodotto e sviluppando materiali di buona qualità e di valore, siamo riusciti a dimostrare una sostenibilità economica solida, driver fondamentale per far sì che le aziende investano anche in quella ambientale”. Si tratta di un momento storico favorevole per questi materiali nel settore automotive. “L’avvento dell’elettrico appesantirà le macchine per via delle batterie al litio. I car brand sono perciò alla ricerca di materiali compositi leggeri e a basso prezzo”.