La fabbrica verso un’economia circolare: dal recupero della plastica all’end of life dei veicoli

Il progetto, finanziato dal bando MISE Horizon 2020 - PON 2014/2020 - D.M. 1 giugno 2016, ha come capofila il Centro Ricerche Fiat (CRF) del Gruppo FCA e come co-proponente l'ISM. Il principale obiettivo è lo studio, lo sviluppo ed utilizzo di materiali avanzati ottenuti dal recupero di materiali plastici di riciclo come scarti industriali e veicoli di fine vita (End-Life Vehicles, ELV). Tale progetto si inserisce nell’ambito dell’economia circolare ed ha la finalità di ricercare nuove soluzioni per sviluppare e rinobilitare i materiali termoplastici riciclati nel settore automotive. La realizzazione del progetto permetterà la razionalizzazione dell’uso delle risorse ed il miglioramento dell’efficienza energetica e della sostenibilità ambientale del ciclo produttivo di uno stabilimento della società FCA Italy (Melfi) con particolare riferimento ai materiali dei componenti non metallici dell’autoveicolo.

Ad oggi solo una piccola percentuale di materiale plastico all’interno dello stabilimento viene recuperata. L’obiettivo è quello del riciclo del 100% degli scarti interni e l’uso di plastiche nobilitate fino al 100% su componenti per interni non estetici (quali condotti aria) e fino al 20% su componenti esterni (quali paraurti e skid plate).

Per la nobilitazione delle plastiche saranno verificate strategie basate sull’impiego di nanocariche, nanominerali naturali e/o innovativi nanominerali sintetici oltre che sull’utilizzo combinato di fibre naturali e cariche minerali per garantire le performances richieste in termini di proprietà chimico-fisiche. Le diverse cariche saranno funzionalizzate e/o trattate in superficie per garantire omogenea distribuzione e adesione ottimale alla matrice stessa.

I nuovi materiali plastici verranno caratterizzati per determinare le proprietà termo-meccaniche e confrontarle con quelle dei materiali convenzionali.

Ruolo del CNR – ISM:

Analisi dei materiali plastici e loro valorizzazione ai fini del processo di riuso

Il contributo di CNR-ISM consiste nella caratterizzazione chimico-fisica degli sfridi e scarti di produzione di materiali plastici e la loro valorizzazione per il processo di riuso attraverso lo sviluppo di nuovi materiali compositi che combinino i componenti polimerici degli scarti con additivi di altri materiali (cariche) che migliorino le proprietà della matrice di partenza al fine del riuso.

Esso si svilupperà secondo tre linee di attività in connessione con gli obiettivi di ricerca industriale e di sviluppo sperimentale.

• Messa a punto di procedure diagnostiche per la caratterizzazione dei materiali polimerici di riferimento (benchmark), degli sfridi e scarti plastici nonché dei materiali valorizzati

Le procedure di diagnostica comprenderanno una caratterizzazione chimico-fisica con tecniche spettroscopiche e termogravimetriche oltre che caratterizzazioni morfologiche, mineralogiche e composizionali. Alle tecniche spettroscopiche standard quali FT-IR e Raman, saranno affiancate tecniche laser di nuova generazione come la Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) che può essere utilizzata in situ, con opportuni accorgimenti tecnici per la verifica sia della qualità della separazione delle plastiche nella fase di riciclo da end-of-life vehicles (ELV) che della composizione dei materiali di scarto.

• Trattamenti superficiali laser o di sorgenti al plasma e sviluppo di approcci-modelli per l’ottimizzazione delle proprietà all’interfaccia polimero-polimero e polimero-additivo

L’attività prevede l’ottimizzazione di tecniche relative a specifici trattamenti superficiali tramite laser da utilizzare nelle fasi di lavorazione dei materiali che costituiscono la componentistica automotive (es. trattamenti superficiali di paraurti per il miglioramento della successiva fase di verniciatura).

• Definizione di nuovi tecnopolimeri ai fini del processo di riuso

Lo scopo è quello di realizzare nuovi materiali che riutilizzino i prodotti di scarto/fine vita veicolo (ELV) garantendone proprietà meccaniche-chimico-fisiche comparabili con quelle dei materiali iniziali se non migliorate.