Da cosa sono causati i difetti di iniezione e come è possibile risolverli quando si utilizzano dei polimeri riciclati? di Marco ArezioCi sono dei difetti estetici che potrebbero formarsi durante il lavoro di iniezione utilizzando dei granuli rigenerati, che siano da provenienza post consumo o post industriali. Il granulo post consumo si presta maggiormente, in ogni caso, alla possibile creazione di difetti estetici in quanto la composizione polimerica del granulo stesso può comprendere frazioni di materiali non del tutto omogenei (PP/PE per esempio). Le carenze estetiche espresse in striature superficiali, dette anche marmoree, normalmente non causano un difetto tecnico del prodotto stampato, ma solitamente un difetto estetico che, in ogni caso, può comportare il rifiuto del prodotto da parte del cliente finale. Abbiamo già affrontato l’argomento che riguarda la riconsiderazione degli aspetti estetici dei manufatti realizzati con un granulo riciclato, in presenza di piccoli difetti, in un’ottica di incremento della circolarità dei rifiuti plastici, proprio per avere un giudizio corretto sulle aspettative estetiche di prodotti che impiegano la plastica riciclata. Nella fase di stampaggio, la plastica utilizzata come materia prima, raggiunge temperature tra i 175° e i 400°, in base al materiale utilizzato, creando vari processi di trasformazione all’interno della massa fusa. L’acqua viene vaporizzata, e alcuni additivi e polimeri a basso peso molecolare si potrebbero degradare producendo sostanze volatili che accompagneranno la massa fusa all’interno dello stampo. Inoltre la velocità di stampaggio potrebbe agire sulle molecole polimeriche creando una certa percentuale di degradazione plastica. A causa della differenza di densità tra la massa fusa, le sostanze volatili e quelle degradate, ci sarà all’interno dello stampo una separazione tra le parti più pesanti e quelle più leggere, dove queste ultime arriveranno per prime verso le pareti dello stampo stesso, seguite poi dalla massa fusa, di cui si sporcheranno. Quindi, qualsiasi parte volatile e/o degradata che verrà spinta verso la parete dello stampo dal polimero riciclato fuso, creerà sulle pareti del prodotto finito, striature o parti marmorizzate che possono essere antiestetiche. Le cause di questi difetti si possono riassumere in: • Umidità del materiale • Degrado delle parti in plastica a causa dell’alta temperatura • Tempi di stampaggio eccessivi con degradazione dei polimeri • Contropressione troppo bassa • Punti di iniezione troppo piccoli che potrebbero degradare la materia prima • Eccessiva usura del mandrino • Sporco vicino ai punti di espulsione del gas nello stampo o numero insufficiente di punti In considerazione di quanto sopra esposto, per evitare o ridurre questi fenomeni antiestetici, bisognerebbe prendere tutti gli accorgimenti necessari per la regolazione dei parametri macchina e stampo, oltre a verificare, attraverso lo studio del DSC del polimero riciclato da usare, il peso delle componenti che potrebbero degradare.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - iniezione - stampi - produzione
SCOPRI DI PIU'Anche l’edilizia punta sull’economia circolare. Pareti e pavimenti isolati con pneumatici riciclatidi Marco ArezioL’isolamento acustico, insieme a quello termico, sono due pilasti fondamentali nella metodologia edilizia moderna, dopo decenni di compensazioni termiche (caldo e freddo) nelle nostre case, attraverso lo spreco di molta energia, con la generazione di inquinamento e dopo l’impossibilità di raggiungere una privacy acustica confortevole, si sono finalmente realizzati presidi corretti in linea con l’economia circolare. Le tecnologie costruttive a nostra disposizione, coniugate con lo studio di modelli progettuali collaudati e da normative precise, ci ha posto nelle condizioni di poter abitare in case che hanno un confort termico elevato, proteggendoci dal caldo estivo e dai rigori dell’inverno e consumando la minor quantità di energia possibile. Inoltre il perfezionamento dello studio sull’acustica, ci ha permesso di vivere in città all’interno di abitazioni in cui il potere di attenuare o cancellare il rumore esterno, veicolare o aereo, sia significativo per un confort elevato all’interno delle nostre vite. Si può sottolineare come la progettazione e l’utilizzo di barriere fono assorbenti o fono isolanti tra unità abitative all’interno dei condomini, abbia creato una privacy acustica che migliora la vivibilità comunitaria. Oggi, si è fatto un’ulteriore passo avanti, attraverso la progettazione e l’istallazione di isolanti acustici che sposino le indicazioni dell’economia circolare, impiegando quindi prodotti che provengono dal riciclo di materiali a fine vita. E’ il caso degli pneumatici riciclati, che vengono trasformati in materia prima da impiegare nella produzione di materassini, granulati e altri prodotti utilizzabili nel campo edile, per migliorare l’isolamento acustico delle case. Come già descritto in un articolo precedente, gli pneumatici vengono raccolti e sottoposti al riciclo scegliendo tra tre tipologie di intervento differenti: Triturazione Meccanica Il processo prevede la triturazione grossolana degli pneumatici con pezzature intorno a 70 o 100 mm. per lato, passando poi attraverso il processo di asportazioni delle parti metalliche, la granulazione, con un’ulteriore pulizia e il processo finale di micronizzazione in cui il prodotto risulterà, pulito e diviso in differenti granulometrie. Processo Criogenico Il processo prevede una prima fase di triturazione grossolana degli pneumatici con relativa asportazione delle parti metalliche. Successivamente il macinato viene sottoposto ad un raffreddamento con azoto liquido, in modo da ricreare una struttura cristallina e fragile che permette facilmente una nuova triturazione fine. Il materiale di risulta viene poi trattato attraverso il processo di polverizzazione con mulini a martelli o dischi. Processo Elettrotermico Il processo prevede la prima riduzione meccanica dimensionale del prodotto per poi essere inseriti in forni verticali ad induzione magnetica. In questi forni avviene il distaccamento delle parti metalliche dalla gomma sotto l’effetto di una temperatura di circa 700 gradi. Alla fine di questa operazione, la parte di gomma viene raccolta ed avviata alla de-vulcanizzazione che consiste nel riportare, l’elemento recuperato, ad una forma chimica simile all’elastomero originale, attraverso processi termochimici in autoclavi. Tra le tre tipologie di riciclo, la triturazione meccanica è quella largamente più usata per la creazione di una materia prima idonea alla produzione dei manufatti per l’isolamento acustico. La scelta tecnica nell’uso di un materassino fono isolante, composto da gomma riciclata, comporta molti vantaggi, intrinsechi nelle sue proprietà: Elevata elasticità Buona resistenza agli urti Resistenza alla muffa Resistenza alle temperature Resistenza all’umidità Resistenza ai raggi U.V. Resistenza agli acidi Mantenimento delle prestazioni nel tempo La materia prima riciclata, in base alla granulometria scelta, viene normalmente miscelata con resine poliuretaniche e, successivamente, estruse in diversi spessori e densità a seconda della tipologia di intervento da eseguire. Le superfici dei rotoli o delle lastre possono presentare facce lisce, ruvide o goffrate in base al tipo di fono assorbenza o fono impedenza richiesta. I più comuni prodotti di isolamento composti con la gomma riciclata sono: Rotoli o lastre per l’isolamento da calpestio tra i solai, da inglobare nei massetti dei pavimenti. Rotoli o lastre da inserire nelle pareti divisorie come mono o multistrato. Impasti in granuli adatti alla copertura e l’isolamento di elementi di difficile copertura con i materiali preformati. Fasce antivibranti per smorzare i fenomeni di vibrazione dei macchinari in movimento o di impianti idraulici. I prodotti isolanti in gomma riciclata sono elementi estremamente malleabili in base alla tipologia costruttiva richiesta, quindi non sono solo impiegabili nelle abitazioni nuove, ma sono facilmente utilizzabili anche in fase di ristrutturazione. Infatti, si sposano perfettamente anche con le lastre in cartongesso per interventi non invasivi di separazione acustica. Come altri prodotti sul mercato, il grado di fono assorbenza o fono impedenza, viene calcolato all’interno del pacchetto costruttivo realizzato, infatti, il potere isolante non si calcola sul singolo elemento ma sulla somma delle prestazioni, in caso di una parete, degli intonaci, degli elementi portanti, dell’eventuale intercapedine e dell’elemento isolante. Così vale anche per il valore di isolamento da calpestio in cui le prestazioni acustiche vengono calcolate considerando la struttura portante del solaio, del massetto, dell’elemento isolante e del pavimento finale. Dal punto di vista economico, i prodotti acustici realizzati in gomma riciclata sono generalmente più costosi, per esempio, rispetto ai materassini in polietilene espanso, ma in un’ottica di economia circolare si dovrebbe sempre preferire, nei capitolati costruttivi, elementi che derivano dal riciclo dei rifiuti, considerando inoltre che i prodotti in gomma riciclata, rispetto ad altri prodotti in commercio, mantengono inalterate nel tempo le loro caratteristiche senza un decadimento prestazionale.Categoria: notizie - tecnica - pneumatici - riciclo - isolamento acustico - edilizia
SCOPRI DI PIU'Atmosphere Explosive (ATEX) è una miscela pericolosa ed esplosiva che si forma all’interno delle discarichedi Marco ArezioLe discariche, che ospitano prodotti non riciclabili e biodegradabili, non sono degli impianti semplici da gestire a causa di fattori interni ed esterni che è bene conoscere, in modo da capire e valutare il rischio presente nell’area del sito di conferimento e quello per gli insediamenti urbani limitrofi. Nel passato, prima che prendesse piede in modo strutturato il riciclo meccanico dei rifiuti, la discarica era il luogo dell’oblio dei prodotti scartati, la soluzione allo smaltimento di ogni rifiuto che veniva prodotto dall’uomo. Un ammasso indecifrabile di materiali eterogenei che venivano accatastati e ricoperti quando la discarica era piena, senza troppo preoccuparsi dell’azione chimica che i rifiuti continuavano a produrre nel corso degli anni. Anche le tecnologie di protezione del suolo e del sottosuolo, al fine di evitare l’inquinamento dei terreni e delle falde acquifere, lasciavano abbastanza a desiderare, con situazioni di inquinamento scoperte molti anni dopo. Oggi, la tecnologia di costruzione e di gestione di una discarica ha sicuramente fatto molti passi avanti, tenendo inoltre conto del positivo apporto a monte del sistema di riciclo dei rifiuti, che ha un po' ridotto e diversificato la pressione del materiale che entra in discarica. Inoltre, le tecnologie di rivestimento e contenimento degli agenti inquinanti del suolo, hanno permesso un approccio al problema discariche più professionale e più ecologico. Nonostante ciò, il rifiuto che viene depositato continua ad avere una vita propria all’interno dell’ammasso stratificato, in virtù dei processi organici che lo scarto produce per molti anni, innescando problematiche da conoscere e tener presente. Una di queste è il cosiddetto fenomeno ATEX (Atmosphere Explosive) che rappresenta il pericolo di esplosione che si genera a causa della formazione di biogas negli strati interni dei rifiuti. Il biogas che scaturisce è composto principalmente da Metano (CH4), e può raggiungere anche il 65% in base alla composizione del mix dei materiali depositati, all’età e alle condizioni della discarica. Un altro fattore da tenere presente, nel calcolo del rischio esplosivo ATEX, è la possibile presenza di rifiuti infiammabili, come materie plastiche non riciclabili o residui chimici solidi o liquidi, che possono, in caso di esplosione, amplificare la forza dirompente del metano rilasciato. Si sono quindi sviluppati impianti di captazione dei gas prodotti internamente ad una discarica che, in base alle tecnologie applicate e al grado di ingegnerizzazione degli impianti, hanno la possibilità di estrarre dal 50 al 90% dei gas esplosivi contenuti. Ma quando si può verificare un’esplosione in una discarica? Ci sono dei fenomeni scatenanti diretti, ed alcuni indiretti, che bisogna monitore per ridurre al minimo il problema. Tra quelli diretti possiamo citare l’autocombustione dei materiali in presenza di condizioni particolari, come un’elevata temperatura interna del depositato, una presenza elevata di metano e una combinazione di rifiuti adatti al fenomeno auto combustivo. Tra i fenomeni indiretti possiamo annoverare le operazioni di lavoro nell’area della discarica, come l’uso di attrezzature che potrebbero provocare scintille, come mole, flessibili rotanti, le azioni di saldatura, i motori termici accesi, la presenza di linee elettrice e i fenomeni di vandalismo. Come si forma il rischio ATEX Per schematizzare, possiamo dire che i principali fattori che influenzano la migrazione dei gas dai rifiuti sono la diffusione, la pressione e la permeabilità Partiamo quindi dal presupposto che il biogas, che si forma all’interno delle discariche, ha un peso specifico simile al quello dell’aria e, per questo motivo, si crea una migrazione dagli strati interni verso l’esterno della superficie della discarica. La componente principale del biogas, come abbiamo visto, è formata da metano, gas altamente infiammabile ed esplosivo se compresso in ambiente chiuso, che nelle discariche mediamente si può trovare in una concentrazione intorno al 50%. Di per sé non è un valore alto in assoluto ma non si può escludere che non generi esplosioni. Altri due componenti da tenere presente per il calcolo del rischio ATEX sono l’ossigeno e l’idrogeno solforato, che potrebbero concorrere ad amplificare il fenomeno. Per quanto riguarda l’ossigeno, questo è necessario per i fenomeni anaerobici della produzione di metano, quindi, pur potendo essere intercettato in superficie, il metano libero non ha, normalmente, concentrazioni sufficienti da creare esplosioni a contatto con l’ossigeno. Per quanto riguarda l’idrogeno solforato, composto che si forma nei processi iniziali della biodegradazione dei rifiuti, per quanto normalmente di bassa quantità, non essendo captato in modo strumentale, è necessario considerarlo nella valutazione di un ipotetico rischio di esplosione. Come eliminare i gas potenzialmente esplosivi per ridurre il rischio ATEX Le discariche, in cui è previsto lo smaltimento anche dei rifiuti organici, devono essere dotate di impianti per la captazione e l’estrazione dei gas esplosivi che vengono formati all’interno della massa dei rifiuti, e la loro permanenza in piena efficienza deve durare per tutto il tempo che esisterà la discarica, anche se non più operativa. Il gas raccolto può essere utilizzato come fonte energetica, ma, in caso non esistessero impianti per il suo riciclo, dovrà essere smaltito in apposite camere di combustione. In ultimo dobbiamo considerare la CO2, gas più pesante dell’aria, che viene prodotto anch’esso nella biodegradazione dei rifiuti e che va a depositarsi negli strati più bassi del cumulo. Pur non essendo in diretta relazione con il rischio ATEX, lo segnaliamo in quanto gas asfissiante, che può provocare la morte di uomini ed animali, quindi sarà necessario prevedere la sua captazione ed eliminazione.
SCOPRI DI PIU'Vantaggi e svantaggi nell’uso delle cariche per il polipropilene rigeneratodi Marco ArezioIl polipropilene rigenerato proveniente dalla lavorazione dello scarto rigido e semirigido da post consumo, porta con sé una presenza più o meno marginale di altre plastiche, specialmente il polietilene, che non vengono intercettate completamente durante la fase di separazione degli imballi. Inoltre, a seconda della provenienza dell’input, possiamo trovare anche cariche minerali che possono essere composte da talco, carbonato di calcio, fibre di vetro e altre tipologie di cariche di minor uso. La base della ricetta, che proviene dallo scarto eterogeneo selezionato che andrà a costituire il granulo in PP da post consumo, può essere modificata additivando nella fase di realizzazione del granulo con cariche minerali per variare il comportamento delle performance del polipropilene e di conseguenza del manufatto. Il talco è una delle cariche minerali più usate nella modifica delle ricette del polipropilene rigenerato in quanto migliora la rigidità e la stabilità dimensionale, la resistenza al calore e il comportamento di scorrimento. Ci sono però alcuni svantaggi da soppesare quando si decide di additivare un polipropilene con una carica di talco, infatti dobbiamo registrare una diminuzione della resistenza agli urti alle basse temperature, la diminuzione della saldabilità e la formazione di superfici opache. Il carbonato di calcio agisce come il talco ma presenta alcuni indiscussi vantaggi: migliore capacità di dispersione, migliore scorrimento della massa fusa, maggiore stabilità ai raggi U.V., minore usura nel tempo del manufatto realizzato e minor tempo di ciclo durante la fase di stampaggio a parità di percentuale di cariche aggiunte. Le fibre di vetro possono essere mischiate nella ricetta sotto forma di macinato o fibre tagliate e si distinguono in fibre corte e lunghe. Utilizzando quelle corte aumenteremo la rigidità e la tenacità del manufatto, mentre utilizzando quelle lunghe aumentano oltremodo la resistenza del prodotto e la resistenza di scorrimento. C’è però da tenere in considerazione che le fibre molto lunghe aumentano il comportamento anisotropo dovuto all’orientamento delle fibre, con pericolo di distorsione, superfici opache e maggiore usura del manufatto. Per ovviare al problema della distorsione, si può aggiungere in miscela una certa percentuale di sfere di fibra di vetro che contribuiscono ad accrescere la resistenza a compressione e la rigidità, contrapponendosi efficacemente al fenomeno della distorsione. Il vantaggio dell’impiego delle fibre di vetro in polipropileni rigenerati è anche la tendenza a contribuire alla riduzione dell’odore tipico di questa famiglia di prodotti. Altre fibre, meno utilizzate, sono la mica, che ha il vantaggio di raggiungere la stessa rigidità di un polipropilene caricato in fibra di vetro al 30% con un utilizzo di una percentuale al 40 di mica ad un prezzo inferiore. Inoltre la farina di legno migliora l’isolamento acustico, i silicati di calcio migliorano le proprietà elettriche e termiche, mentre l’ossido di zinco protegge dai microrganismi e aumenta la resistenza ai raggi U.V.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - PP - cariche
SCOPRI DI PIU'La Plastica Riciclata e i Raggi Gamma Aumentano le Prestazioni del Calcestruzzodi Marco ArezioCi sono diverse applicazioni della plastica riciclata, o del rifiuto plastico non riciclabile, che sono state testate nel settore dell’edilizia, con lo scopo di aiutare il sistema a smaltire i rifiuti che produciamo e, nello stesso tempo, a migliorare la circolarità di un settore che ha bisogno di integrarsi nel grande obbiettivo comune di produrre e consumare la minor quantità di risorse naturali e incidere il meno possibile sull’ambiente.L’impiego della plastica riciclata è già presente in molti prodotti di uso comune in edilizia, come vedremo più avanti, ma meno numerosi sono stati i progetti di successo nell’impiego delle plastiche non riciclabili, come per esempio i poliaccoppiati o gli scarti degli impianti di lavaggio, un mix di plastiche eterogenee non separabili meccanicamente. Nel settore degli asfalti stradali si sono utilizzate con successo miscele tra bitume e plastica macinata non riciclabile come descritto nell’articolo che potrete leggere in calce. Un progetto interessante riguarda l’uso della plastica macinata negli impasti cementizi, frutto di vari tentativi, alcuni non riusciti, che hanno permesso di trovare la chiave per avere una miscela cementizia con prestazioni migliorative rispetto a quella tradizionale, come ci racconta Luisa Dalaro. Infatti, non si vuole parlare del cemento che tutti conosciamo, ma di un particolare cemento, “il cemento di plastica”. Si potrebbe pensare ad un cemento di prestazioni inferiori, di scarsa qualità al primo impatto, ma invece può essere un’alternativa valida al classico calcestruzzo, in un contesto di crescente interesse verso il riciclo di materiali derivanti da rifiuti solidi urbani ed industriali. Questo modus operandi rappresenta un’efficiente soluzione al depauperamento delle risorse naturali e, allo stesso tempo, un efficace metodo di smaltimento dei rifiuti. I materiali riciclati sono una valida alternativa ai tipici materiali edili, a patto che il processo di trasformazione richieda un consumo di energia e materie prime minore rispetto alla produzione ex novo. Gran parte dei rifiuti sono materiali plastici, dunque la plastica è un materiale che deve essere quanto più possibile riciclato o riusato. In edilizia, la plastica riciclata è ampiamente utilizzata per la realizzazione di pavimentazioni, pannelli isolanti, tubi, vespai, ed infissi. Sperimentazioni più estreme prevedono l’impiego di bottiglie di plastica nel getto cementizio. In particolare, la plastica riciclata delle bottiglie usate potrebbe portare alla produzione di un cemento più resistente ed ecologico. Cemento eco più resistente: la sperimentazioneEd ecco il frutto di una ricerca di alcuni studiosi del MIT (Massachusetts Institute of Technology), la cui proposta potrebbe essere la soluzione capace di ridurre l’impatto ambientale della produzione del calcestruzzo e trovare un utilizzo su larga scala alla plastica riciclata. Gli studiosi del MIT avevano ipotizzato che mischiando dei fiocchi di plastica riciclata nella miscela cementizia, si sarebbero potute migliorare le proprietà fisiche di quest’ultima, ma purtroppo il risultato fu deludente. Gli scienziati continuando la loro ricerca su questa via, trovarono che sottoponendo la plastica a raggi gamma, mediante un irradiatore cobalto-60 che emette raggi gamma (solitamente utilizzato per decontaminare il cibo), i fiocchi di plastica riciclata e poi polverizzata, cristallizzavano, divenendo perfettamente assimilabili ed “inglobati in maniera uniforme” dal calcestruzzo. La polvere così ottenuta è stata unita a vari composti cementizi, che sono stati poi versati in stampi cilindrici, per poi essere sottoposti, una volta solidificati, a test di compressione. I risultati dei test hanno confermato che il cemento di plastica è più resistente del tradizionale calcestruzzo di circa il 15%. La nuova miscela di calcestruzzo ha dimostrato proprietà incredibili: come un’aumentata resistenza e flessibilità. “Abbiamo osservato che all’interno dei parametri del nostro programma di test, maggiore è la dose irradiata, maggiore è la resistenza del calcestruzzo, quindi sono necessarie ulteriori ricerche per personalizzare la miscela e ottimizzare il processo con l’irradiazione per ottenere dei risultati ancora migliori. Il processo che abbiamo sviluppato ha delle enormi potenzialità sia sul fronte della sostenibilità sia su quello della resistenza.” – Kupwade-Patil, ricercatore del MIT.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - calcestruzzo - ediliziaVedi maggiori informazioni sulla tecnologia del calcestruzzo Articoli correlati:Vetro e Plastica non Riciclabili: c’è un’Alternativa alla Discarica?
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