L’incapacità di riutilizzo e riciclo dei materiali compositi (solitamente una matrice polimerica in cui sono disperse fibre e particelle) in applicazioni ad alto valore aggiunto è una questione critica per l’Europa. Gestire il fine vita di questi prodotti in conformità con i principi dell’economia circolare rappresenta una sfida significativa e la mancanza di soluzioni efficaci potrebbe frenare la crescita in settori chiave dell’economia.
Della ricerca di soluzioni sostenibili per il riciclo dei materiali compositi si sta occupando DeremCo (G.A. I3-101084037), acronimo di ‘De&Remanufacturing for Circular Economy Investments in the Composite Industry’. Si tratta di un progetto triennale finanziato attraverso lo strumento Interregional Innovation Investments (I3) nell’ambito del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR) dell’Unione Europea.
L’obiettivo è creare una soluzione sistemica, intersettoriale e orientata alla domanda (demand-driven) che abiliti un riutilizzo economicamente vantaggioso di materiali compositi e componenti nella fase successiva all’utilizzo in nuovi prodotti ad alto valore aggiunto, mediante azioni ispirate a due grandi linee guida: Sustainable Manufacturing e Digitalizzazione.
Tra i partner del progetto c’è anche Holonix, azienda lombarda specializzata in soluzioni ICT per il settore manifatturiero, che da diversi anni si dedica allo sviluppo di piattaforme IoT, incentrate sulla creazione di valore dai dati provenienti da macchinari e prodotti e sul coinvolgimento di diverse aziende della catena del valore, per promuovere la sostenibilità e l’economia circolare.
La sfida del riciclo dei materiali compositi
La migliore leggerezza e resistenza alla corrosione rispetto ai metalli, fa sì che le materie plastiche fibro-rinforzate (Fiber-Reinforced Plastics, FRP) siano sempre più utilizzate come componenti strutturali di un’ampia gamma di beni di consumo e di beni industriali nei settori dell’elettronica, delle apparecchiature mediche, dell’automotive, delle costruzioni, dell’energia eolica, e tanti altri.
Negli ultimi anni con l’incremento della produzione di materiali plastici rinforzati con fibre di vetro (Glass Fibers Reinforced Plastics, GFRP) e di materiali plastici rinforzati con fibre di carbonio (Carbon Fibers Reinforced Plastics, CFRP), è parimenti aumentato il flusso dei rifiuti a fine vita, sia per quanto riguarda i prodotti a basso consumo (prodotti sportivi o di design) che per le infrastrutture su larga scala (come pale eoliche o rifiuti edilizi).
Inoltre, la produzione di fibre di carbonio vergini è ad alta intensità energetica e possiedono un’energia incorporata molto più alta (circa 10 volte) rispetto ad altre fibre sintetiche come il vetro. Recuperarle in modo efficiente può quindi ridurne significativamente il potenziale impatto ambientale.
Come liberare il potenziale dei materiali compositi a fine vita con DeremCo
Attualmente la maggior parte dei rifiuti GFRP e CFRP non è separata in modo sistematico e appropriato. Lo smaltimento in discarica è già vietato in alcuni paesi dell’UE e i costi di discarica sono destinati ad aumentare. Un’altra opzione riguarda l’incenerimento e l’incorporazione delle ceneri nel ciclo del cemento, ma non è redditizia e il valore aggiunto del materiale viene perso.
Avviare processi meccanici, termici o chimici potrebbe essere un approccio vincente poiché permette di separare il materiale della matrice dalle fibre di rinforzo e scomponendolo nelle sue parti costitutive può essere riutilizzato in nuovi prodotti o come materia prima per altri settori.
DeremCo si propone di individuare soluzioni per gestire questi processi in ottica circolare facendo leva sull’interrelazione tra gli ecosistemi tecnici e sociali a livello locale e interregionale per apportare benefici all’ambiente, all’industria, ai consumatori e alla società europea.
Il De&Remanufacturing consiste infatti “nelle tecnologie, negli strumenti e nei metodi basati sulla conoscenza che consentono di recuperare e riutilizzare, migliorandone le funzioni, gli scarti industriali e i prodotti high-tech post-consumo” si legge sul sito ufficiale del progetto curato da AFIL (Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia).
Il riciclo dei materiali compositi inserito in un ecosistema orientato alla domanda
La catena del valore sostenibile e circolare sarà trasformata in un sistema ‘pull’, nel senso che le richieste e le specifiche sui materiali e i componenti da riutilizzare sono trasferite dal lato della domanda in termini di funzionalità e flussi, il che permette di adattare la strategia e i processi di riuso al fine di soddisfare, in modo certificato e tracciabile, i requisiti di prodotti ad alto valore aggiunto in altri settori.
Oltre a ciò, per il riciclo dei materiali compositi, il progetto promuove l’eco-design circolare per intervenire già nella fase di progettazione del prodotto con indicazioni di circolarità come riutilizzabilità, riparabilità e riciclabilità. Un impegno che si riversa anche lungo la filiera: DeremCo punta sulla collaborazione industriale per assicurare la condivisione, leggibilità e formalizzazione dei dati e sbloccare nuovi modelli di business circolari.
“Una delle due strategie pilota per il riciclo dei materiali compositi a fine vita si serve delle pale delle turbine eoliche a fine vita come input, per trasformarle tramite demanufacturing meccanico e riprocessamento ibrido in prodotti per vari settori come automobilistico, energetico, imballaggio, sportivo. L’obiettivo è ridurre il contenuto di fibre vergini e aumentare fino al 90% il materiale riciclato e poiché attualmente non esiste una soluzione unica per promuovere questo processo, la nostra piattaforma – spiega Silvia Ghidini, Project Manager Holonix a ESG360 -facilita l’individuazione di nuove applicazioni per le ‘entità circolari’ attraverso il matchmaking tra aziende, ma anche la condivisione di conoscenze tecniche e pratiche, creando un ecosistema collaborativo che supporta l’economia circolare”.
Inoltre, aggiunge Ghidini “La piattaforma permette agli utenti di tracciare il ciclo di vita di un prodotto finito, fornendo informazioni su ogni processo a cui è stato sottoposto e sulle aziende che hanno contribuito alla sua trasformazione, sin dal momento in cui il materiale è stato inserito nella piattaforma”.
DeremCo, Holonix sblocca l’accesso all’economia circolare demand-driven
L’obiettivo di Holonix è supportare le aziende a partecipare all’approccio dell’economia circolare, condividendo conoscenze e competenze e creando connessioni tra diverse realtà. “Attraverso rEUse (Circular Economy Ecosystem) – racconta Dena Arabsolgar, Innovation Project Manager Holonix – abbiamo implementato un modello di gestione delle informazioni che rispecchia la visione per cui non esiste il concetto di rifiuto o scarto, ma ogni cosa diventa un’entità circolare e quindi parte di un ciclo di vita continuo”.
All’interno della piattaforma le aziende possono raccontare le loro attività, i prodotti che trattano, i processi che possono mettere a disposizione, gli scarti che producono e come possono essere riutilizzati, come sono costruiti i prodotti finali, qual è il loro ciclo di vita, come si possono smontare e rilavorare, dove si trovano, quali normative seguono, qual è il loro impatto economico e ambientale, ecc. “Così – prosegue Arabsolgar – ogni azienda può vedere cosa offrono gli altri e viceversa. Questo scambio di informazioni permette di trovare partner, clienti, fornitori o servizi, creando un network di opportunità per il riciclo dei materiali compositi”.
In economia circolare, “ciò di cui abbiamo bisogno e che è al centro dei nostri progetti, incluso DeremCo è l’apertura verso diversi settori – osserva Arabsolgar – Settori tecnicamente diversi possono condividere risorse come materiali comuni o scarti di produzione che diventano input per l’altro. Creare relazioni tra aziende è il valore aggiunto che dobbiamo offrire tramite soluzioni come rEUse. Solo così possiamo realmente abilitare il passaggio all’economia circolare”.
Il lavoro di matchmaking verrà svolto all’interno del progetto in collaborazione con i partner. Tuttavia, ci saranno anche delle open call che apriranno il progetto alle aziende interessate a collaborare o a scoprire come funziona la piattaforma.
Contenuto in partnership con Holonix
