Waste n. 29 marzo 2024

Soluzioni e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
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Economia Circolare
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RIFIUTI SOLIDI
PROCESSI ENERGIVORI
PROCESSI ENERGIVORI
RIFIUTI SOLIDI
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Quanta exergia
nel riciclo del PET!
Marco Comelli
Da più parti si afferma che il consumo energetico del riciclo
non lo renderebbe conveniente. Almeno per il PET, come
descriviamo nell’articolo, non è così. Con alcuni paletti…
Il riciclo, in qualsiasi forma, si traduce in un
ripristino di un livello superiore di un ordine
in un sistema. Come tale, secondo i principi
della termodinamica, il processo implica un’aggiunta
di energia proveniente da fuori il sistema.
Misurare quanta energia deve essere aggiunta
per raggiungere l’obiettivo di riciclo di un rifiuto,
è fondamentale per capire se il suo riciclo sia
conveniente rispetto alla produzione di un prodotto
da materie prime vergini, fatte pari le
quantità di materia in gioco.
Exergia!
Per introdurre il tema, che sempre più interessa
gestori e decisori, facciamo un esempio prendendo
il PET riciclato meccanicamente con
l’obiettivo di produrre altre bottiglie (bottle-tobottle).
Useremo il metodo “Cumulative Exergy
Consumption”, ossia il consumo exergetico totale
di tutte le fasi di produzione, dalle risorse
primarie al prodotto finale, tenendo conto dei
contributi dovuti al trasporto e della produzione
di prodotti semifiniti. Dal momento che sitiamo
parlando di riciclo, aggiungeremo anche i consumi
exergetici relativi alle singole fasi dello
stesso, raccolta, trasporto, selezione, trattamento,
recupero materico e produzione. Per il
concetto di exergia rimandiamo al box. Il polietilene
tereftalato (PET) può esistere in forma
amorfa o cristallina. La produzione del polimero
grezzo può avvenire con diverse tecniche. La più
diffusa per il PET utilizzato, e quindi riciclato, in
Italia, è la polimerizzazione tra PTA (acido tereftalico)
e GE (glicole etilenico).
A sua volta il PTA si produce con una reazione
di ossidazione in presenza di catalizzatore del
p-xilene, separato dal mix di diversi isomeri dello
xilene ricavati da petrolio greggio.Il glicole etilenico
si ottiene dall’etilene, da petrolio o gas,
attraverso un processo di ossidazione dopo
averlo fatto reagire con acqua.
Facciamo due conti
Da un punto di vista exergetico, misurato in
MegaJoule per chilo di PET amorfo, la produzione
di PTA è quella più dispendiosa, con un
Marzo 2024
valore di 65,9 comprensivi di combustibile, elettricità
e calore (vapore). Il glicole assorbe 7,04,
mentre la polimerizzazione 3,5. Traducendo
inoltre la materia prima (petrolio e gas) utilizzata
in energia equivalente, vanno aggiunti al processo
altri 25,2 MJoule/kg. Il PET amorfo per
essere lavorato deve però essere cristallizzato,
essiccato e raffreddato e ridotto in grani. Questo
perché diversamente non potrebbe essere
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estruso con una qualità sufficiente. I tre processi
complessivamente comportano il consumo di
1,58 MJ/kp. Il granulo di PET cristallino prima
di essere lavorato e trasformato, in bottiglia nel
caso considerato, ha incorporata una exergia
di 103,23 MJ/kg. Per ottenere le bottiglie, il PET
in grani viene inserito in un estrusore che tramite
una vite senza fine lo forza in un cilindro
dove sono presenti delle termocoppie che scaldano
il materiale e lo riducono a una pasta malleabile
cui può essere aggiunto del colorante.
La pasta di PET viene passata a una macchina
che la inietta in appositi stampi da cui, previo
raffreddamento, esce un prodotto denominato
preforme, nelle forme più diverse.
Le preforme sono la base della bottiglia e costituiscono
il prodotto che viene venduto alle
aziende di imbottigliamento, dove avviene la
fase successiva, il soffiaggio a stampo, (i vantaggi
logistici sono evidenti). Questi processi aggiungono
altri 13,2 MJ/kg all’exergia accumulata.
Totale: 116, 43 per ogni kg, ossia tra le 26 e le
27 bottiglie.
Contributi energetici
Passiamo ora a capire quanta exergia entra
nei processi di riciclo, La prima fase da considerare
è quella del trasporto della frazione
differenziata dalle abitazioni al centro di sele-