E c o M i c r o . i t

 

UP-CYCLING DI MICROFIBRE IN NANODIAMANTI

 

Il progetto, a valere sui Contributi per l’economia circolare del Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza energetica, Bando per il cofinanziamento di progetti di ricerca volti allo sviluppo di tecnologie per la prevenzione, il recupero, il riciclaggio ed il trattamento di rifiuti non rientranti nelle categorie già servite da consorzi di filiera, all’ecodesign dei prodotti ed alla corretta gestione dei relativi rifiuti edizione 2021 (Decreto del Ministero della transizione ecologica del 9/12/2021, n. 83) è stato approvato e cofinanziato con Decreto direttoriale EC-DEC-86 del 07/09/23. Il progetto si propone di valutare la fattibilità, il ciclo di vita e l’impatto sociale ed economico del recupero/riutilizzo del refluo delle lavatrici nelle sue componenti: fibre sintetiche, da trasformare in nanomateriale a base Carbonio, nella logica dell’up-cycling, e l’acqua reflua, trattata con un filtro biologico, nella logica della water circularity. Il progetto è stato presentato come progetto di Ateneo e include i Dipartimenti di Biologia (capofila), Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica, Management e Diritto, Scienze e Tecnologie Chimiche.

Le microfibre derivanti dai processi di lavaggio dei tessuti sintetici rappresentano una importante frazione di rifiuti attualmente non intercettata dalle filiere di gestione, tanto che sostanzialmente vengono disperse in gran parte nelle acque di scarico sia di grandi utenze industriali che delle numerosissime utenze domestiche. Da una stima fornita da Singh et al. (2019), la quantità annuale di microfibre rilasciate su scala europea è di diverse centinaia di migliaia di tonnellate, come anche confermato dalla EAA in un rapporto del 2022; esse rappresentano in questo modo la principale fonte di inquinamento primario da microplastiche negli oceani, con conseguenti rilevanti impatti sull’ambiente e gli ecosistemi. Per questo, sono state proposte alcune soluzioni di filtrazione, da aggiungere alle lavatrici domestiche e industriali, per ridurre il rilascio di microfibre nei corpi idrici recettori, Fig. 1. In Francia, con la legge del 10 febbraio 2020 concernente la lotta agli sprechi e all'economia circolare, si prevede che le nuove lavatrici siano dotate di un filtro per il contenimento delle microfibre, già a partire dal 1 gennaio 2025. Quindi, la graduale implementazione di sistemi di filtrazione, che avverrà già a partire dai prossimi anni, determinerà la produzione di un nuovo rilevante flusso di rifiuti solidi, con caratteristiche tali da richiedere l’individuazione di specifiche strategie gestionali, finalizzate a una loro valorizzazione secondo quanto previsto dalla gerarchia di gestione dei rifiuti riportata nella Waste Framework Directive e nella normativa nazionale di recepimento. 

Fig. 1 Esempi di dispositivi commerciali come filtri o sacchetti per il lavaggio dei capi in fibre artificiali

 

 

Questo progetto propone una soluzione per la gestione di flussi di rifiuto costituiti da microfibre sintetiche ottenute da sistemi di filtrazione applicati ad utenze domestiche, ma scalabile anche ad utenze industriali. Questo consente la valorizzazione, mediante up-cycling delle microfibre sintetiche e loro trasformazione in materiale ad elevato contenuto tecnologico, come il diamante micro e nano metrico. La trasformazione è possibile grazie all’uso di un processo di pirolisi termica in presenza di plasma reattivo a H. Il plasma a idrogeno frammenta molto efficacemente le microfibre in piccoli frammenti radicalici (CH₃, C₂H₂) e H₂ che alimentano la reazione di formazione del diamante mediante addizione radicalica. Questa tipologia di processo, a differenza di altre tecniche di pirolisi termica, ha il vantaggio significativo di non avere di prodotti di scarto, potenzialmente pericolosi per l’ambiente, grazie all’estrema reattività dell’H atomico.

Il tema delle microplastiche attualmente non è regolato in maniera esauriente, e non esiste un sistema di incentivi a supporto delle imprese per intraprendere misure volte a ridurre la presenza di microplastiche nell’ambiente. Ma l’European Green Deal (COM (2019) 640 final) e il Piano di azione per l’economia circolare (COM (2020) 98 final), rappresentano un driver fondamentale per l’avvio di un cambio di paradigma. Il tema risulta centrale anche sul piano internazionale, in seno alle Nazioni Unite, dove si contano numerose iniziative, come il partenariato globale delle Nazioni Unite sui rifiuti marini e i piani d'azione presentati dal G7 e dal G20. Già nel dicembre 2017 l'Assemblea delle Nazioni Unite per l'ambiente ha adottato una risoluzione sui rifiuti marini e sulle microplastiche (UNEP/EA.3/L.20).

Per la realizzazione di un’economia circolare, così come promossa dalle politiche dell’Unione Europea, vi sono, poi, altri aspetti particolarmente importanti che la presente proposta intende esplorare e promuovere, ossia la chiusura del ciclo delle fibre sintetiche, mediante operazioni che favoriscano il mantenimento del loro valore, nella logica di up-cycling, e il riuso della risorsa idrica, nella logica del water circularity.

Il progetto si basa su una serie di attività tra loro indipendenti ma interconnesse le une alle altre.