La vetroresina, essendo un materiale composito (fibra di vetro rinforzata con resina polimerica), non è facilmente riciclabile nei tradizionali impianti di riciclo. Tuttavia, esistono tecnologie innovative che permettono di recuperare le fibre di vetro da prodotti a fine vita, separandole dalla resina per riutilizzarle in nuovi processi produttivi. Queste tecnologie sono disponibili a diversi livelli di maturità tecnologica e non tutte sono disponibili su scala industriale.
Ad oggi, la tecnologia principale per il riciclo dei materiali compositi è attraverso i forni per la produzione del cemento (nota anche come co-processing) in cui il rifiuto in parte entra nella composizione del cemento stesso e in parte funge da combustibile.
I materiali compositi possono anche essere riciclati attraverso riciclo meccanico ed elettromeccanico (frammentazione a impulsi ad alta tensione) oppure attraverso riciclo con processi termici (pirolisi, letto fluido e depolimerizzazione) o termochimici (solvolisi).
Il co-processing è una tecnologia innovativa utilizzata nei cementifici che consente di valorizzare i rifiuti a base di vetroresina all’interno del processo di produzione del cemento. Questo metodo è specifico per i materiali contenenti fibre di vetro e non adatto al trattamento di compositi rinforzati con fibre di carbonio.
Nel co-processing, le fibre di vetro e i riempitivi inorganici presenti nei materiali compositi sostituiscono in parte le materie prime (come il carbonato di calcio) normalmente utilizzate per la produzione del clinker. Contemporaneamente, la componente resinosa viene impiegata come combustibile alternativo ai combustibili fossili tradizionali, come il pet-coke.
Questa doppia funzione rende il co-processing un processo:
- efficiente (materiali e combustibili vengono valorizzati simultaneamente),
- scalabile,
- rapido.
Inoltre, consente di ridurre circa del 16% l’impronta di carbonio della produzione di cemento.
La riduzione delle emissioni deriva da:
- l’impiego di materie prime già decarbonizzate, come l’ossido di calcio presente nelle fibre di vetro, che evita la liberazione di CO₂ legata alla decomposizione del carbonato di calcio minerale;
- l’ottimale dispersione tra resina e carica minerale, che migliora l’efficienza della combustione e ottimizza il rendimento energetico del forno.
Grazie al co-processing, è possibile integrare materiali di scarto in un ciclo industriale virtuoso, riducendo l’uso di risorse naturali ed evitando il conferimento in discarica.
La macinazione meccanica controllata è un metodo di riciclo dei materiali compositi che si basa sulla frantumazione controllata del materiale a fine vita. È un processo efficace, a basso costo e con un ridotto fabbisogno energetico, rendendolo una soluzione sostenibile per numerosi flussi di rifiuti compositi.
Attraverso questo procedimento, si ottengono:
- fibre corte, che possono essere riutilizzate come elementi di rinforzo;
- polvere di matrice polimerica, impiegabile come riempitivo.
Sebbene la macinazione riduca le prestazioni originarie del materiale — con una perdita parziale delle proprietà fisico-meccaniche — il materiale riciclato conserva comunque caratteristiche utili che lo rendono adatto a numerose applicazioni, tra cui:
- prodotti di arredo,
- componenti industriali,
- soluzioni dove il materiale riciclato svolge una funzione strutturale secondaria.
Questo processo consente un buon recupero energetico complessivo, è flessibile rispetto alle diverse tipologie di compositi trattati e offre benefici in termini di riduzione dei costi e dell’impatto ambientale.
La pirolisi è un processo di recupero termico che consente di separare e recuperare sia le fibre sia i prodotti idrocarburici generati dalla decomposizione della matrice polimerica. Gli idrocarburi ottenuti possono essere reimpiegati per ridurre il consumo energetico complessivo del processo.
Rispetto ad altre tecnologie di riciclo, la pirolisi consente di ottenere materiali riciclati di valore superiore, in particolare per quanto riguarda le fibre. Tuttavia:
- le fibre di vetro subiscono comunque una perdita di qualità, a causa della rimozione dell’appretto superficiale (essenziale per l’adesione con la matrice originale);
- l’esposizione alle alte temperature può danneggiare ulteriormente le fibre, riducendone la resistenza meccanica.
Dal punto di vista economico, la pirolisi:
- richiede investimenti iniziali elevati,
- presenta costi di gestione più alti rispetto ad altri metodi di riciclo.
La solvolisi è un processo di decomposizione chimica dei materiali compositi che utilizza solventi (come acqua, alcol o altre sostanze chimiche) per separare le fibre dalla matrice polimerica. Il trattamento avviene a temperature e pressioni controllate, generalmente inferiori rispetto a quelle richieste dalla pirolisi.
Grazie alle temperature più basse, la solvolisi:
- riduce il rischio di danneggiamento delle fibre,
- preserva meglio le proprietà meccaniche originarie.
Tra le tecnologie più promettenti vi è la solvolisi con acqua subcritica, che consente non solo il recupero delle fibre con caratteristiche quasi intatte, ma anche il recupero di sostanze chimiche liquide dalla matrice degradata. Questi composti possono essere riutilizzati per produrre nuove resine per materiali compositi, migliorando ulteriormente la circolarità del processo.
La solvolisi offre inoltre:
- buona scalabilità industriale, ma comporta anche:
- investimenti iniziali elevati,
- costi operativi importanti,
- un potenziale impatto ambientale da gestire con attenzione, soprattutto legato alla gestione dei solventi utilizzati.
Attualmente, il processo è economicamente sostenibile principalmente per le fibre di carbonio, grazie al loro alto valore di mercato. Tuttavia, la pirolisi non è ancora ampiamente diffusa su scala industriale, principalmente a causa dei volumi limitati di materiali da riciclare.
La gassificazione a letto fluido è un processo di decomposizione termica simile alla pirolisi, ma con modalità operative diverse e una differente tipologia di prodotti finali.
Durante la gassificazione:
- la matrice polimerica dei materiali compositi viene decomposta principalmente in prodotti gassosi,
- questi gas vengono recuperati e utilizzati per la produzione di energia all’interno dello stesso processo.
A differenza della solvolisi, la gassificazione non consente un recupero diretto di sostanze chimiche riutilizzabili per la formulazione di nuove matrici polimeriche, in quanto la maggior parte della materia organica viene completamente trasformata in gas.
Un grande vantaggio del processo è la sua capacità di trattare materiali compositi complessi e misti, come:
- laminati verniciati,
- materiali accoppiati con schiume o altri substrati.
Questa caratteristica rende la gassificazione particolarmente adatta per il recupero di componenti strutturali complessi, difficilmente riciclabili con altre tecnologie.
La frammentazione con impulsi ad alta tensione è una tecnologia di separazione elettromeccanica che consente di dividere in modo efficace la matrice polimerica dalle fibre dei materiali compositi, utilizzando scariche elettriche anziché calore o solventi.
Questo metodo si distingue per la capacità di:
- preservare l’integrità delle fibre, che risultano più lunghe e più pulite rispetto a quelle ottenute con tecniche meccaniche tradizionali (come la macinazione),
- minimizzare la contaminazione tra matrice e rinforzo durante la separazione.
Tuttavia, la tecnologia richiede:
- livelli elevati di energia elettrica,
- investimenti significativi sia per l’impianto sia per l’operatività.
Per questi motivi, è una soluzione interessante per applicazioni ad alto valore aggiunto, dove la qualità del materiale riciclato giustifica i costi del processo.
La depolimerizzazione termochimica è un processo innovativo che consente di recuperare sia le fibre di rinforzo sia la matrice polimerica dei materiali compositi, attraverso un trattamento termico condotto in atmosfera di anidride carbonica (CO₂).
A differenza di altri metodi termici, questa tecnica:
- non richiede l’uso di reagenti chimici aggressivi,
- produce una frazione liquida organica riutilizzabile,
- è in grado di trattare compositi complessi, anche contenenti materiali d’anima (come PS, PU, PET), inserti metallici o legno (es. balsa).
Come funziona il processo
- Depolimerizzazione della matrice — In presenza di CO₂, il polimero si decompone a livello molecolare producendo vapori condensabili che, una volta purificati, generano un liquido organico compatibile con le resine vergini (poliestere insatura, vinilestere o epossidica). Questo liquido può essere miscelato e ripolimerizzato, contribuendo alla produzione di nuovi materiali compositi. In alcuni casi, è anche possibile recuperare composti chimici pregiati, come l’anidride ftalica.
- Calcinazione del residuo solido — In questa fase si eliminano i residui organici rimanenti e si recuperano le fibre di rinforzo e le eventuali cariche inorganiche.
Vantaggi principali
- Recupero di entrambe le componenti del composito (fibre + matrice)
- Compatibilità diretta con le resine vergini
- Trattamento sostenibile, grazie al riutilizzo della CO₂ e all’assenza di reagenti tossici
- Economicamente più conveniente rispetto ad altri processi termici, grazie alla resa elevata in prodotto riutilizzabile
