Proteggere il territorio: l’alleanza plastiche – acciaio

E’ convinzione ampiamente condivisa che sia necessario dare un taglio all’inerzia che fino ad oggi ha guidato l’attività di proteggere il territorio e porre in atto una seria politica di opere preventive per mettere in sicurezza l’alveo dei corsi d’acqua (ed anche i piloni dei ponti), come pure i bacini d’acqua artificiali, i tratti di costa più a rischio, come pure opere di sostegno e rinforzo del terreno. In particolare, si tratta di:

• Domare i fiumi – Sono indispensabili interventi per meglio gestire i corsi d’acqua. E’ necessaria la realizzazione di strutture trasversali (briglie e strutture di contenimento), come anche la protezione della stabilità della scarpata di un fiume e il rinforzo strutturale degli argini fluviali per ridurre il più possibile l’erosione provocata dal flusso delle acque.
• Limitare gli effetti dell’erosione sui pilastri dei ponti – Occorre costruire strutture protettive apposite attorno ai pilastri dei ponti.
• Tenere sotto controllo i bacini d’acqua artificiali – E’ necessario creare opere di contenimento per qualunque tipo di bacino; dai grandi laghi artificiali creati per la produzione di energia idroelettrica, ai bacini di calma delle miniere, alle riserve d’acqua utilizzate nel settore agricolo, finanche per i laghetti artificiali presenti su moltissimi campi da golf. Tale discorso va anche esteso a tutti i canali artificiali.
• Proteggere le coste – Sono necessarie anche opere per le coste. Si tratta soprattutto di soluzioni che proteggano la costa e le strutture a ridosso del mare o di corsi d’acqua di ogni tipo. Operazioni di riparazione e ripristino della costa, in seguito a danni quali la rottura di frangiflutti o degli argini di protezione, per la ricostruzione delle dune e la riabilitazione della barriera protettiva.
• Proteggere le scarpate e stabilizzare gli strati di riporto – Quest’area di applicazione riguarda la tutela dei suoli vulnerabili, riducendo l’erosione attraverso la stabilizzazione. Infatti, le superfici di alcuni terreni sono esposte ad occasionali forze erosive da vento, pioggia e forza di gravità. con perdita di vegetazione, di substrato e di terreno. Una delle soluzioni migliori per realizzare questi obiettivi è stato l’uso di gabbioni e reti costituiti da fili di acciaio ritorti rivestiti da un materiale polimerico, tipicamente PVC. Il progetto Inno.Pro.Wire è nato con l’intento di migliorare tale prodotto come anche la tecnologia di produzione.

Background del progetto: il programma Life

Il progetto si inserisce all’interno del programma Life, lo strumento di finanziamento dell’Unione europea per proteggere il territorio. L’obiettivo generale di Life è contribuire all’attuazione, all’aggiornamento e allo sviluppo della politica ambientale e della legislazione comunitaria tramite il cofinanziamento di progetti pilota o dimostrativi che abbiano un valore aggiunto europeo.
I progetti finanziati dal programma Life devono soddisfare i seguenti criteri:

• chiara individuazione di un problema ambientale
• la soluzione proposta deve avere un significativo impatto a livello europeo e consentire di raggiungere risultati concreti e quantificabili dal punto di vista quantitativo e qualitativo
• la natura innovativa del progetto deve essere effettivamente dimostrata raffrontando la soluzione proposta con lo stato dell’arte a livello mondiale
• non deve prevedere attività di ricerca (Horizon 2020)
• deve scegliere una scala che consenta di valutare la fattibilità tecnica ed economica dell’introduzione su larga scala dell’idea progettuale.

Life ha avuto inizio nel 1992 e ad oggi si sono completate 5 fasi. E’ nell’attuale sesta fase approvata per il periodo 2014-2017 con un budget di € 3.456 miliardi, (la cui base legale è il Regolamento (CE) n. 1293/2013), che si inserisce il progetto LIFE-Inno.pro.wire.
Life+2014-2017 ha tre aspetti:

• Natura e biodiversità;
• Politica e governance ambientali;
• Informazione e comunicazione.

Il progetto Life-Inno.Pro.Wire si inserisce in «Politica e governance ambientali». Esso è nato per interpretare al meglio l’obiettivo dell’UE di trasformare questa importante area produttiva in un’economia a basse emissioni di carbonio, efficiente nell’impiego delle risorse, verde e competitiva. Il progetto rappresenta una valida opportunità per un miglioramento tecnologico del settore produttivo di riferimento e al contempo per la riduzione del consumo di risorse, di energia e di materiali.

Il progetto Inno.Pro.Wire in dettaglio

Life+ Inno.Pro.Wire (LIFE13/ENV/IT/000614) – www.lifeinnoprowire.eu – è un progetto tutto italiano finanziato dall’Unione Europea. La Commissione europea ha stanziato 282,6 milioni di euro su 589,3 milioni di euro di investimento complessivo. Esso è nato dalla collaborazione tra il Gruppo Industriale Maccaferri (attraverso le società SAMP S.p.A. e Officine Maccaferri S.p.A.) e RadiciGroup (attraverso Radici Novacips S.p.A.). Lo scopo era di elaborare un processo innovativo per la produzione di fili di acciaio rivestiti, impiegati per la realizzazione di strutture protettive e di contenimento con prodotti in rete metallica a doppia torsione per argini, opere di sostegno e per il contenimento di scarpate instabili, riducendo l’impatto ambientale rispetto al processo convenzionale. L’aspetto di innovazione sostenibile del progetto è legato all’utilizzo di polimeri su base poliammidica come alternativa migliorativa rispetto al PVC per il rivestimento dei fili di acciaio. In aggiunta alla tradizionale PA6 – e con finalità di aumentare la sostenibilità ambientale dei prodotti offerti al mercato – è stato sperimentato l’utilizzo di tecnopolimeri su base PA6-10, realizzati mediante l’utilizzo di un polimero “bio”, prodotto a partire da acido sebacico da fonte vegetale (in una percentuale pari al 64%). Il migliore successo della sperimentazione è però stato acquisito quando è stato coinvolto anche il tecnopolimero PA6-PIR: poliammide 6 da Post Industrial Recycling, che ha rappresentato la miglior soluzione a livello tecnologico, prestazionale e come sostenibilità ambientale. Infatti, proprio i mercati EU e i relativi Regolamenti Europei in corso di studio e di successiva implementazione (come ad esempio il GPP, Green Public Procurement) tendono a valorizzare la scelta di prodotti che rappresentano il miglior compromesso tra le prestazioni tecniche e il minimo impatto ambientale. La prima fase del progetto ha coinvolto l’analisi dei materiali polimerici utilizzati nei processi di estrusione dei fili e dei cavi. Radici Novacips S.p.A. ha contribuito in modo determinante alla formulazione delle proposte dei materiali in matrice poliammidica prodotti parzialmente da fonte vegetale e da processi di recupero di scarti industriali di prima scelta. La seconda fase è stata dedicata allo sviluppo di un modulo dimostrativo industriale per la pulizia del filo e soprattutto per il preriscaldo in continuo di un filo/cavo d’acciaio, per garantire il miglior stato superficiale del filo e l’ottimizzazione dell’adesione del polimero disponibile nella testa d’estrusione. Samp S.p.A. grazie alle competenze aziendali relative alle tecnologie di estrusione ha progettato, sviluppato e realizzato il modulo industriale determinante per lo sviluppo del progetto. La fase conclusiva è stata orientata alla produzione di reti a doppia torsione tramite il filo d’acciaio estruso con materiale polimerico da recupero non convenzionale sviluppato sul progetto.
Officine Maccaferri S.p.A. ha finalizzato i benefici dimostrati nelle fasi precedenti del progetto, ottimizzando la sostenibilità ambientale delle proprie soluzioni ingegneristiche. Il progetto si è concluso a metà 2017, con pieno successo.

Motivo del successo

L’elemento chiave del successo è stato lo studio finalizzato all’utilizzo di materiali alternativi rispetto al PVC, tra cui la PA6-PIR come poliammide da Post Industrial Recycling. Infatti, il tradizionale processo produttivo di fili di acciaio rivestiti prevede che il filo d’acciaio venga protetto dalla corrosione, con un rivestimento ad alta copertura in lega di zinco e successivamente ricoperto in estrusione con materiale polimerico termoplastico, generalmente il PVC.
Tale tecnologia di lavorazione – estrusione di fili – coinvolge principalmente materiali convenzionali (es. PVC) derivanti da fonti vergini primarie e non da fonti vegetali (es. PA6-10) o da fonti di recupero (tra cui il PA6-PIR), quest’ultime due fonti proprio a vantaggio della sostenibilità ambientale del prodotto finale, richiesto dal programma LIFE. Grazie a questo progetto industriale dimostrativo, la metodologia sviluppata e potenzialmente replicabile su linee industriali consentirà di proporre sul mercato, in un prossimo futuro, fili d’acciaio ottenuti da una produzione con un basso impatto ambientale.
Segue poi una serie di ulteriori vantaggi:

• è possibile fare uso di minore quantità di polimero, tramite spessori inferiori dei rivestimenti, poiché la PA6 è anche più performante rispetto al tradizionale PVC, per quanto riguarda resistenza meccanica, termica e durata;
• la PA6-PIR ha una derivazione “green”, poiché utilizza scarti nobili selezionati di matrici in PA6, limitando l’uso di polimero vergine;
• la poliammide rispetto al PVC ha anche il vantaggio di un peso specifico inferiore, pertanto a parità di volume del rivestimento polimerico prodotto sul filo, ne deriva un inferiore acquisto complessivo di materia prima.

Qualche considerazione addizionale sui lavori

Le difficoltà incontrate nel corso del progetto hanno riguardato principalmente il modulo sperimentale da inserire nel lay-out di una linea di estrusione standard. Esso non avrebbe dovuto variare, ovvero limitare, la velocità di produzione della linea di estrusione, impostata in modalità standard a 250-300 m/min per cavi di diametri di 3.00 mm su una linea SAMP 80/25 installata presso uno stabilimento italiano del Gruppo Officine Maccaferri (Bellizzi – SA). La scelta finale per il materiale polimerico più consono è caduta sulla poliammide PA6 PIR (Post Industrial Recycling); ciò garantisce una particolare attenzione alla sostenibilità ambientale, visto che la sua natura deriva dal Post Industrial Recycling. I risultati raggiunti nella prima fase sperimentale e prototipale sono stati confermati, consolidati e migliorati durante una produzione estesa, a tutela della replicabilità e stabilità del processo industriale. In particolare, l’impiego della poliammide PA6 insieme alla tecnologia sviluppata che ha coinvolto il demo-kit progettato e realizzato da SAMP, consente di estrudere a spessori inferiori (inferiori di almeno il 10% rispetto ai prodotti standard). Ciò ha consentito, di raggiungere un risparmio di polimero utilizzato nell’estrusione. Si può dunque affermare che, grazie a questo progetto industriale dimostrativo, si è arrivati molto vicini allo sviluppo di una metodologia replicabile per la produzione a basso impatto ambientale di fili d’acciaio rivestiti per estrusione con polimeri eco-sostenibili. L’implementazione di una linea “demo” di produzione, sviluppata e realizzata da SAMP, atta a dimostrare il risparmio di materiale ed energia, documenta il rendimento del processo e le prestazioni del prodotto. Il progetto si è concluso nello scorso giugno. Il passo successivo è certamente quello di concretizzare il risultato positivo raggiunto, tramite azioni mirate di promozione tecnica dei prodotti. Il nuovo processo produttivo potrà essere considerato come Best Available Technique (BAT) e andare ad aggiornare i documenti di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per il settore industriale di pertinenza (Bref, BAT Reference document). L’UE è infatti attiva nella preparazione di documenti che descrivono lo stato dell’arte nei vari settori industriali e gli standard ambientali collegati alle migliori tecniche disponibili.
Le tre Aziende beneficiarie del progetto hanno lavorato insieme a un team di consulenti di rilievo nazionale per la specificità delle loro competenze: l’Università di Bologna (Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali — CIRI Edilizia e Costruzioni — Prof. Fiorini) per il coordinamento del settore materiali polimerici, l’azienda EURIS S.r.l. (società di consulenza) per l’attività di “euro-progettazione”, la struttura del Prof. G.A. Canalini (Superlab S.r.l.) per le caratterizzazioni dei polimeri e dei prodotti finiti e l’azienda Ecoinnovazione S.r.l. (spin-off ENEA) per lo sviluppo del percorso LCA (Life Cycle Assessment).

Estrusione di filo d’acciaio rivestito con poliammide