Come ottenere una corretta parete interna di un tubo corrugato con un granulo rigenerato in LDPE. Producendo tubi corrugati in HDPE rigenerato flessibili in rotoli o rigidi di piccolo diametro a doppia parete, la problematica di realizzare lo strato interno di buona qualità ha spinto i produttori ad utilizzare, frequentemente, polimeri vergini a causa della difficoltà di generare una parete corretta e duratura con il materiale rigenerato. In realtà lo strato interno del tubo, per le sue caratteristiche, ha bisogno di un’attenzione particolare a causa dell’esiguo spessore della parete, delle tensioni che si creano in fase di co-estrusione e dei movimenti termici differenti con la parete esterna. La scelta della materia prima normalmente ricade sull’LDPE la cui caratteristica principale richiesta è l’elasticità e la buona adesione allo strato esterno in HDPE. Se si vuole utilizzare un granulo LDPE rigenerato bisogna tenere presente e analizzare alcuni fattori produttivi importanti per poter scegliere un granulo di LDPE di qualità adatta allo scopo. Quando si parla di granulo rigenerato non è sufficiente verificare se il prodotto che ci viene proposto ha un grado “da tubo” come erroneamente a volte viene venduto in quanto la parete interna di un tubo corrugato necessità un granulo dalle caratteristiche ben definite. Come prima cosa dobbiamo accertarci della provenienza dell’input del materiale che costituisce il granulo, iniziando a capire se proviene da una filiera post industriale e dal post consumo. Queste due famiglie, vedremo più avanti, hanno caratteristiche molto diverse tra loro che andranno ad influenzare in modo differente la produzione del tubo. Come seconda cosa dobbiamo verificare da che prodotto è costituito l’input per capire la storia del materiale che viene riciclato e i possibili problemi che ha incontrato nella sua vita di riciclo. Come terza cosa è verificarne i valori tecnici, quindi il melt index, il DSC e la densità del materiale che ci farà capire esattamente come è fatto il granulo che useremo per la parete interna del tubo corrugato. Come quarta cosa è sapere il processo produttivo del granulo proposto in particolare come viene fatta la selezione del rifiuto, il lavaggio e l’estrusione per avere dati in più che ci aiutino a scegliere il prodotto più adatto. L’ultima cosa, molto importante per il granulo che proviene dal post consumo è capire il grado di umidità presente nel prodotto al momento dell’acquisto in quanto un valore alto andrà ad inficiare la qualità della parete se non si prendono opportuni provvedimenti. È ovvio che i punti sopra elencati non siano totalmente esaustivi in fase di analisi tecnica di un granulo, ma posso dire che per l’applicazione di cui parliamo oggi, sono una buona base di partenza considerando che sono dei dati di non difficile reperibilità. Se vogliamo approfondire i punti sopra esposti inizieremo a parlare delle famiglie di input che si possono usare per la produzione della parete interna del tubo corrugato. Abbiamo visto che si può produrre un granulo con materiale proveniente dalla raccolta differenziata o dagli scarti industriali. La filiera del post consumo permette di avere una fonte quantitativa di gran lunga maggiore rispetto a quella proveniente dagli scarti industriali e quindi sembrerebbe la via maestra per soddisfare le esigenze produttive, ma le caratteristiche tecniche che richiede la produzione della parete interna in LDPE di un tubo corrugato mette dei paletti al suo utilizzo. Per sua natura l’LDPE che proviene dalla raccolta differenziata, nonostante una buona selezione e lavaggio, presenta una percentuale di materiali estranei (pvc, poli-accoppiati,pp, ecc..) che hanno comportamenti in contrasto rispetto a quanto ci aspettiamo dal punto di vista qualitativo. Gli scarti che provengono invece dalla produzione di articoli in LDPE sono, normalmente, materiali vergini o Off grade, che per loro natura sono composti da mono-plastiche e quindi non contengono impurità. Di solito non c’è bisogno di lavarli e hanno caratteristiche tecniche ben precise. Esistono in commercio anche Compounds in LDPE realizzati utilizzando porzioni di post consumo e di post industriale, combinando tra loro una selezione di materiali adatti alla produzione della parete interna. Se la verifica della provenienza dell’input post industriale non comporta grande impegno, per le altre due categorie bisogna prestare più attenzione. Per il post consumo si consiglia di privilegiare materiale come il film ma che non sia venuto a contatto con la raccolta differenziata domestica, per esempio i sacchi della pattumiera o gli imballi alimentari, che si portano con se inquinanti difficili da eliminare completamente. Un’altra fonte consigliabile sono i tubi da irrigazione che però hanno bisogno di cicli di lavaggio molto accurati in quanto contengono una frazione di sabbia che ne pregiudica le qualità se non tolta integralmente. Per la realizzazione di compound misti post consumo/post industriali si utilizzano normalmente film provenienti da imballi industriali che hanno una filiera di raccolta separata dai rifiuti domestici, mantenendo caratteristiche qualitative più alte. Per quanto riguarda il controllo qualitativo del granulo prodotto ci sono alcuni tests direi irrinunciabili. Il calcolo dell’MFI ci dice se il materiale è adatto all’operazione di estrusione della nostra parete, questo valore dovrebbe stare tra lo 0,5 e l’1 a 190’/ 2,16 Kg. Il secondo test è il DSC che ci da’ la radiografia del nostro granulo, test indispensabile soprattutto se si vuole utilizzare una fonte da post consumo. Questa prova ci dice quanto LDPE in % è contenuto nella ricetta e quanti e quali altri componenti sono presenti. Il DSC, in particolar modo ci dice se un granulo può essere idoneo a creare pareti sottili, omogenee e lisce. Fatto il test del DSC è più facile intuire il risultato del valore della densità che è influenzata, rispetto al valore standard dell’LDPE, da materiali inclusi diversi da quello primario. Una buona regola per la valutazione della qualità del granulo da scegliere sarebbe conoscere la storia del riciclo che ha portato alla nascita dello stesso. Dopo avere parlato della scelta dell’input è buona regola conoscere il metodo di riciclo che il fornitore adotta. In particolare il tipo di lavaggio influenza in maniera importante la presenza di inquinanti con densità alta nello scarto, quindi, se l’operazione viene svolta in vasche corte o/e con una velocità di transito dello stesso alta, o con una concentrazione elevata di inquinanti nell’acqua di lavaggio a causa del suo basso ricambio, la probabilità di avere un elevato accumulo di gas o parti rigide all’interno del granulo è molto probabile. La seconda cosa da verificare è la qualità di filtrazione che è molto influenzata dalla qualità del lavaggio. Potremmo dire che ad un incremento dell’attenzione durante il lavaggio può corrispondere una minor esigenza di performance degli impianti di filtraggio. In realtà un corretto lavaggio in termini di dimensioni di vasche, velocità di transito dell’input e qualità dell’acqua non sono argomenti che destano una grande popolarità tra i riciclatori in quanto tutto si traduce in maggiori costi produttivi e a volte i prezzi dei granuli da post consumo sono decisamente compressi a causa anche della presenza sul mercato di un’offerta qualitativamente bassa a prezzi bassi. In ogni caso se si vuole realizzare un buon granulo per la parete interna del tubo corrugato flessibile queste attenzioni bisognerebbe rispettarle compresa l’operazione di filtraggio corretta che prevederebbe l’impiego di impianti in continuo o raschianti con filtri progressivi fino a 50 micron. Come ultima segnalazione in termini di materia prima suggerisco un’attenzione al grado di umidità presente nel big bag di LDPE che si acquista in quanto la presenza di questa comporta una micro deformazione della pellicola superficiale che compone la parete del nostro tubo e una difficoltà maggiore in termini di velocità dell’estrusore. L’umidità eccessiva crea quell’effetto buccia d’arancio sulle pareti che è una sorta di rugosità antiestetica e non funzionale. Tuttavia le conseguenze dell’umidità, per altro normalmente risolvibili durante l’estrusione del tubo, non è da confondere con il risultato negativo prodotto da un accumulo di gas all’interno del granulo, per il quale si hanno poche armi a disposizione.
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Piccoli suggerimenti per migliorare lo stampaggio a iniezione.Abbiamo già affrontato negli articoli presenti sul sito, alcuni argomenti riguardanti i difetti che si creano in fase di stampaggio e le soluzioni che si suggeriscono sia per quanto riguarda la gestione degli stampi che per quanto riguarda i difetti che si possono riscontrare sul prodotto finito. Come sapete lo stampaggio delle materie plastiche è una scienza imperfetta in quanto il buon esito del lavoro di stampaggio è influenzato da una quantità davvero importante di fattori. Possiamo partire dalla tipologia della macchina, dai suoi componenti e dal loro stato di usura, dalla progettazione dello stampo e dal suo mantenimento in buone condizioni, dalle materie prime utilizzate, con particolare attenzione a quelle rigenerate, alla regolazione dei parametri macchina e stampo. Tutte queste cose messe insieme vanno, alla fine, ad influire sul buon esito del lavoro e, con esso, sul buon esito finanziario del vostro lavoro. Infatti, anche questo aspetto, che forse i tecnici puri trascurano, è da tenere in considerazione tanto quanto la qualità e la tecnica in produzione. Vediamo brevemente alcuni difetti che possono capitare frequentemente: Striature sulle pareti dei prodotti Sono dette anche linee di flusso che comprendono strisciate, macchie e colorazioni differenti che possono essere causate dal profilo di raffreddamento e del percorso che compie la plastica per raggiungere le parti dello stampo. Ci sono alcuni modi per ovviare a questo inconveniente che riguardano l'aumento della velocità di iniezione per migliorare il riempimento delle cavità, oppure lo smorzamento di alcune angolature dello stampo in cui passa il flusso. Piccole cavità sulle superfici dei prodotti Si formano normalmente sulle pareti dei prodotti delle piccole depressioni o avvallamenti specialmente nelle aree dove lo spessore è maggiore o dove il flusso subisce dei restringimenti. In questi casi si consiglia di ridurre la temperatura dello stampo, aumentare la pressione di iniezione e il tempo di stampaggio per migliorare la polimerizzazione e il raffreddamento. Se fosse possibile, al fine di migliorare il raffreddamento, si consiglia di ridurre lo spessore delle pareti ove il manufatto lo consenta. Vuoti Se precedentemente abbiamo parlato di piccole cavità o piccoli avvallamenti che si possono riscontrare sulle superfici qui possiamo parlare di veri e propri vuoti caratterizzati da un'incompleta finitura della parete. Il motivo per cui si creano questi vuoti possono essere molteplici. Normalmente sono originati da sacche d'aria che si oppongono al buon deflusso dell'impasto nello stampo, le cui cause si possono riscontrare in un'eccessiva presenza di gas all'interno, formato per esempio dalla degradazione del polimero nella vite della macchina, che non viene correttamente sfogato. Cosa che può capitare facilmente se si utilizzano polimeri composti, come il PP/PE e non si tiene in giusta considerazione il rapporto tra temperatura di estrusione e composizione del materiale. Un'altra causa potrebbe essere l'eccessiva viscosità della materia prima utilizzata su cui si può intervenire con una idonea scelta della fluidità del prodotto. Anche il mantenimento del corretto allineamento dello stampo in fase di iniezione può aiutare a ridurre queste problematiche. Delaminazione delle superfici Può capitare che le pareti del prodotto stampato presentino piccoli strati che si possono sfogliare. Le cause sono da attribuire, tra gli altri, ad alcuni fattori quali l'eccessiva presenza di umidità o l'utilizzo di polimeri rigenerati nei quali sono presenti polimeri con gradi di fusione diversi dal principale. E' sempre consigliabile, specialmente se si usano granuli rigenerati, asciugarli in silos prima di metterli in macchina. Inoltre la corretta scelta dei granuli riciclati passa dalla conoscenza del DSC dei polimeri che si usano, in quanto, maggiore è la percentuale di polimeri con gradi di fusione diversa, maggiore è la possibilità di creare stress termici nei polimeri. Un altro consiglio è quello di aumentare la temperatura dello stampo. Linee di saldatura In prossimità delle linee di saldatura si possono creare imperfezioni estetiche a causa delle diverse direzioni di movimento della plastica liquida. In primo luogo la corretta chiusura di uno stampo permette una buona performace non solo del polimero all'interno ma anche una migliore finitura dei prodotti. Inoltre la corretta scelta della fluidità del prodotto e del tonnellaggio della macchina, in funzione del prodotto finale che si deve produrre, permette una produzione corretta senza sforzare ne lo stampaggio che il polimero, a tutto vantaggio della qualità dell'elemento stampato. Infine il design dello stampo che tiene conto dei corretti flussi del polimero in presenza della saldatura del prodotto sono da tener presente quando si dovessero verificare problemi estetici sulla saldatura e, in questo caso, valutare un intervento sullo stampo che possa essere risolutivo al problema.
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Intervista al consulente della plastica riciclata e dell’economia circolare L’argomento di interesse durante l’intervista riguarda la gestione del rifiuto plastico che diventa un bene nell’ottica dell’economia circolare e non un problema, come lo si vede normalmente La plastica oggi, oggettivamente, fa parte della nostra vita e, se volessimo di colpo rinunciarvi faremmo un salto indietro di 100 anni, bloccando completamente la nostra vita e la nostra economia. Non più cellulari, computer, macchine, elettrodomestici, presidi sanitari sterili, componenti d’arredo, imballi e molte altre cose. Certo, non si può dire che non si possa trovare un’alternativa, ma ci vuole tempo, risorse e la verifica che queste alternative trovate siano ad impatto zero, altrimenti non ne vale la pena. La plastica è economica, leggera, resistente, duttile, resistente, durevole, estetica, isolante, riciclabile e.. molte altre cose. Sicuramente dobbiamo impegnarci di più per assicurarci che il rifiuto, a fine vita, non venga buttato stupidamente nell’ambiente anziché nei centri di raccolta e selezione, per potergli dare una nuova vita senza dipendere dalla natura. Perché è questo il problema: è l’uomo incivile, non la plastica che inquina. Nell’intervista, di cui potrete sentire uno stralcio, si parla proprio dell’economia circolare della plastica, definendo il percorso dei prodotti realizzati “dalla culla alla culla” in quanto una volta realizzato un elemento in plastica di uso comune, se ne segue il percorso fino alla fine del suo utilizzo. Quando diventa rifiuto il compito del prodotto non è finito, in quanto attraverso il riciclo, meccanico o chimico, diventa ancora materia prima per la sua rinascita, infinite volte. E’ questa l’importanza e la bellezza dell’economia circolare, riutilizzare i prodotti che diventano spazzatura per non attingere alle risorse naturali limitate del nostro pianeta.
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Il mercato del riciclo della plastica, e le sue imprese, stanno soffrendo sotto il fuoco incrociato di amici, veri o presunti e di nemici dichiarati, con la conseguenza che un intero comparto dell’economia circolare rischia di sparire o ridursi notevolmente con tutte le implicazioni ambientali che possiamo immaginare. I riciclatori sono gente un po' controcorrente, hanno iniziato la loro attività raccogliendo la plastica che veniva gettata come rifiuto dalla società, visti un po' come un comparto sporco, povero e senza importanza. Hanno trasformato questo business da poveri in un mercato maturo economicamente, tecnologicamente ed ecologicamente virtuoso, molto prima che i nomi altisonanti della filiera produttiva se ne attribuisse i meriti. Hanno sopportato gli sterili attacchi dell’opinione pubblica, invaghita dei messaggi sull’abolizione della plastica che cavalcava la crociata contro il mare inquinato, come se fosse colpa della plastica e non di chi la disperde nell’ambiente. Hanno continuato a riciclare, dare lavoro, pagare le tasse e ripulire il pianeta, in silenzio, con ostinata convinzione che fossero sulla strada giusta, nonostante tutto. Ma quando le loro attività hanno assunto una dimensione importante nel mercato della plastica, dopo grandi investimenti, fatica, studi e progressi, si sono trovati difronte a ostacoli difficili da sormontare: • Il prezzo delle materie prime vergini è crollato ad un punto per cui alcune materie prime riciclate costano di più di quelle vergini, con la conseguenza del crollo della domanda. • A causa della riduzione di redditività del comparto del riciclo gli investimenti rimangono limitati e il rifiuto plastico sul mercato non trova sempre la giusta collocazione. • I costi per il ciclo del riciclo rimangono elevati, anche a causa dell’alto costo dell’energia, impedendo un maggiore ampliamento delle vendite della materia prima. • La competizione di prezzo con le materie prime vergini non imprime una spinta all’economia circolare nei paesi in via di sviluppo con conseguenze ambientali negative. • Una carenza politica diffusa a supporto del riciclo delle materie plastiche che impongano l’uso della plastica riciclata sempre più ampia nei prodotti in cui è possibile usarla. • Una mancanza di sostegni economici al comparto del riciclo che gli permetta di sostenersi e di compiere quell’opera sociale e ambientale di cui i cittadini hanno diritto. Ma risolvere questi problemi non esaurisce i compiti per arrivare all’applicazione della circolarità dei rifiuti plastici, se non si spinge ulteriormente sul riciclo chimico, per quella percentuale di plastica non riciclabile, sulla creazione di imballi al 100% riciclabili e sull’energia rinnovabile che deve essere a disposizione dell’industria a costi contenuti.
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Il tallone d'Achille delle energie rinnovabili è quello della produzione in condizioni ambientali non favorevoli per produrla e quello della difficoltà di immagazzinarla quando la produzione supera il consumo. Come riportato nell'articolo della rivista Rinnovabili, esiste una tecnologia chiamata CryoBattery che ovvia a questo annoso problema di accumulo.L’energy storage britannico mette a segno un nuovo punto. A Manchester sono iniziati, infatti, i lavori per uno dei più grandi impianti di accumulo di energia elettrica in Europa. Il progetto porta il nome di CRYOBattery ™ e la firma di due società: la Highview Power e la Carlton Power. A giugno di quest’anno, Highview Power ha ricevuto una sovvenzione da 10 milioni di sterline dal Dipartimento britannico per le imprese, l’energia e la strategia industriale (BEIS) con cui finanziare la realizzare di un innovativo stoccaggio criogenico. La centrale sorgerà a Trafford Energy Park, poco distante da Manchester, e a regime vanterà una potenza di 50 MW e una capacità di 250 MWh. E come spiega Javier Cavada, CEO e presidente della società “fornirà alla rete nazionale un accumulo a lunga durata pulito, affidabile ed efficiente in termini di costi. La CRYOBattery™ aiuterà il Regno Unito a integrare l’energia rinnovabile e stabilizzare la rete elettrica regionale per garantire la sicurezza energetica futura durante i blackout e altre interruzioni”. Al di là delle dimensioni, l’elemento più rappresentativo dell’impianto è la tecnologia impiegata. CRYOBattery si basa su un processo chiamato liquefazione dell’aria. Quando vi è un surplus di produzione, l’energia elettrica viene impiegata per aspirare, comprimere e quindi raffreddare l’aria fino a temperature di -196°C. In questo modo, dallo stato gassoso si passa a quello liquido, e la miscela può essere immagazzinata in serbatoi isolati a bassa pressione. Quando aumenta la domanda di energia in rete, l’aria liquida può essere riscaldata e rapidamente espansa in gas, per azionare una turbina elettrica. I vantaggi di questo approccio sono la scalabilità e la possibilità d’offrire uno stoccaggio energetico a lungo termine rispetto alle batterie tradizionali. Da programma, nel primo trimestre del 2021 verrà inaugurato il centro visitatori per permettere a tutti di seguire “da vicino” lo stato di avanzamento dei lavori ed effettuare tour virtuali. La CRYOBattery ™ entrerà, invece, in funzione nel 2023 e utilizzerà le sottostazioni e le infrastrutture di trasmissione esistenti. L’impianto di accumulo criogenico offrirà anche preziose funzionalità tra cui il controllo della tensione, il bilanciamento della rete e l’inerzia sincrona.
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