Riciclo di poliammidi da automobili a fine vita

CarE-Service è il progetto finanziato dalla Commissione Europea, e coordinato dal Consiglio nazionale delle ricerche, nell’ambito del programma Horizon 2020 che ha l’obiettivo di sviluppare modelli e servizi di mobilità innovativi per l’economia circolare dell’industria automotive. In particolare, questi nuovi modelli di business comporteranno il riutilizzo, la rigenerazione e il riciclo di componenti e materiali come le poliammidi di veicoli ibridi ed elettrici per applicazioni nel settore automobilistico e in altri settori.

I partner

Tra i partecipanti al progetto, come unico produttore di tecnopolimeri, c’è RadiciGroup, attraverso la sua business area High Performance Polymers, che ha realizzato studi di fattibilità quantitativi in merito al recupero di componenti in poliammide provenienti dalle auto a fine vita, seguito poi dal processo di re-compounding. Lo scopo è stato quello di produrre tecnopolimeri a partire da materie prime provenienti dal riciclo post-consumer, per ottenere performance paragonabili a quelle di compound realizzati con materie prime vergini.

I tecnopolimeri nell’automotive

I tecnopolimeri, e le poliammidi in particolare, hanno ormai da decenni un ruolo fondamentale nella costruzione di autoveicoli. Per esempio, i polimeri per uso ingegneristico permettono di sostituire i metalli nella realizzazione di molti componenti, consentendo inoltre una sensibile riduzione del peso dell’autovettura e, conseguentemente, dei consumi.

Nel caso delle automobili ibride o elettriche, i tecnopolimeri sono indispensabili per mitigare l’aumento di peso causato da batterie ed elettronica, senza compromettere la sicurezza e le prestazioni meccaniche. Per questo, il contenuto di tecnopolimeri negli E&HEV è superiore a quello dei veicoli a combustione interna e si prevede un aumento significativo del loro utilizzo nei prossimi anni nel campo dell’e-mobility.

Sono tanti i componenti di un’automobile prodotti con questo tipo di materiali: collettori di aspirazione dell’aria, scatola leva cambio, paraurti, coperchi valvole, coperchio motore e copriruota sono solo alcuni esempi. Nell’attuale catena del valore dei veicoli fuori uso questi componenti di alto valore non vengono smontati ma sono invece triturati e inviati insieme alla frazione non metallica per il recupero energetico o la discarica.

Il processo di recupero e riciclo

Il processo inizia con lo smontaggio delle parti dalle automobili a fine vita e termina con la trasformazione in compound adatti a ottenere materiali riciclati da usare su nuovi veicoli e in altre applicazioni, con una lieve diminuzione delle prestazioni rispetto ai materiali vergini, comunque adatte ai requisiti imposti.

La prima fase è l’identificazione dei componenti con il giusto compromesso di qualità, costo di smontaggio e facilità di separazione dalle parti in metallo.

A questo punto, le parti verranno avviate al riciclo mediante la formulazione di nuovi compound, con una concentrazione di almeno il 30% delle frazioni riutilizzate. Verrà prima effettuato un controllo di compatibilità del materiale del componente con la poliammide. Se il risultato sarà positivo, il componente verrà pulito, separato dalle sottoparti metalliche e infine macinato.

Le poliammidi

L’apporto di RadiciGroup al progetto si è concentrato soprattutto sulle poliammidi, per esempio quelle degli airbag, realizzati proprio con questo materiale. Dopo essere stati fatti esplodere, gli airbag vengono rimossi dalle automobili, puliti e separati dalle parti metalliche.

A questo punto il materiale viene sottoposto a controlli di qualità per la caratterizzazione in base a tipo, viscosità, contenuto di rinforzi e umidità. Questo permette di selezionare il giusto processo di trasformazione a cui il materiale verrà sottoposto; viene impostata la formulazione da ottenere, e determinati gli additivi da aggiungere.

La materia prima polimerica viene miscelata per ottenere un materiale omogeneo, quindi, dopo ulteriori controlli di caratterizzazione, dosata insieme agli additivi all’interno dell’estrusore in modo da ottenere granuli plastici pronti per un nuovo processo produttivo, in base alle loro caratteristiche.

Il polimero ottenuto potrà essere destinato alla trasformazione in nuove parti per autoveicoli (come strutture cruscotto, supporti batterie, ecc.), o in componenti per altri settori (come supporti per sedie da ufficio per l’industria del mobile, prodotti di design personalizzati, ecc.).

Un progetto concreto

Il progetto CarE-Service dimostra concretamente come si può arrivare a produrre tecnopolimeri da riciclo con performance paragonabili a quelle di tecnopolimeri realizzati con materie prime vergini.

«Un’operazione tutt’altro che semplice – afferma Riccardo Galeazzi, CAE Analyst, Post-consumer product manager, MKT & Tech Service, RadiciGroup High Performance Polymers – ma resa possibile grazie all’esperienza di oltre quarant’anni nel recupero. Ora siamo una realtà globale leader nella produzione di tecnopolimeri ad elevate performance, ma alle origini negli anni 80 la nostra Business Area nasce proprio con l’obiettivo di trasformare gli scarti del Gruppo provenienti dalle polimerizzazioni e dalle filature in nuove risorse per il compounding. Ora, al recupero pre-consumer, si aggiunge anche quello post-consumer che, nel caso di Car E-Service, abbiamo concretizzato anche con il coordinamento del Consiglio Nazionale delle Ricerche e in maniera sinergica con altri operatori della filiera. Perché l’economia circolare non si fa da soli».