Recupero di materia

I pneumatici sono da considerare un ottima risorsa, nell'ottica dello sviluppo sostenibile, poiché hanno una vita media superiore ai 50 anni e delle proprietà intrinseche da non sottovalutare, tra cui lo sviluppo batterico rallentato, la resistenza alla muffa, al caldo e all'umidità, alla luce del sole o ai raggi ultravioletti come pure agli olii, agli acidi e ad altri prodotti chimici; hanno inoltre proprietà elastiche e resistono bene agli urti.

A seconda della pezzatura ottenuta dai PFU variano le materie prime secondarie derivate e di conseguenza il loro nuovo utilizzo. Quantità di materiali di granulometria maggiore, cioè pneumatici interi, triturati e chip, ben si prestano per applicazioni tipiche dell'ingegneria civile. Quantità di materiali più piccoli, cioè granulato e polverino, trovano applicazione nel mercato dell'autoricambio, nelle mescole per bitumi o vernici.

Il polverino ed il granulato di gomma sono due consolidati prodotti industriali e più precisamente due materie prime secondarie derivanti dall attività di recupero di pneumatici fuori uso. La produzione di polverino e granulato di gomma nasce storicamente dallo stesso settore di lavorazione di manufatti in gomma, cui fornisce una vera e propria materia prima secondaria. Negli ultimi anni si è assistito ad un espansione dei suoi impieghi in molteplici e svariati settori. Pneumatici interi

I pneumatici interi sono utilizzati in una varietà di applicazioni ingegneristiche grazie alle loro caratteristiche fisiche. Confrontati con i materiali tradizionali, i pneumatici hanno un peso minore, elevata capacità di drenaggio, sono relativamente comprimibili ed hanno una bassa conducibilità termica. Sono particolarmente adatti per installazioni su suoli umidi o instabili i quali richiedono il minor carico possibile, sono riciclabili senza trasformazione fisica o chimica, e possono essere tagliati a metà o in quarti. Alcuni esempi di applicazione del pneumatico intero sono:

Barriere antirumore: attualmente dislocate su circa 3.000.000 km di strade dell UE. Si rileva che il livello sonoro che viene raggiunto, nelle zone limitrofe alle autostrade ed a quelle altamente trafficate, è di circa 70 - 85 dB(A); l utilizzo di barriere permette di abbattere questo valore di 10 dB(A) permettendo così di ottenere livelli sonori tali da non provocare fastidio e

______________________________________________________________________________ disturbo alla popolazione. Le barriere vengono spesso costruite su terreni morbidi, paludosi o altrimenti instabili sui quali non sarebbe possibile costruire barriere tradizionali ma bisogna ricorrere a materiali alternativi. Queste applicazioni sono state istallate con successo nell UE, in particolar modo in Scandinavia e Finlandia.

Barriere Artificiali: comprendono barriere marine, sistemi di protezione della costa, frangiflutti. Usate fin dal 1960 particolarmente nel Pacifico del Sud e Asia. Alcune installazioni richiedono che i pneumatici debbano essere riempiti con cemento marino e tra loro ancorati (Foto 2.3). Data la loro struttura inerte, i pneumatici sono facilmente colonizzati dalle alghe, coralli e crostacei. Studi hanno confermato una piccola quantità di lisciviazione da metalli pesanti e composti organici.

Foto 2.3 Applicazioni del PFU come barriere artificiali

Balle: utilizzate in USA negli anni ottanta hanno ottenuto consensi positivi grazie alla loro leggerezza in confronto con i materiali tradizionali e perchè possono essere utilizzati per il ripristino di aree sensibili come pendii erosi, corsi d acqua e dighe. Tali manufatti pesano circa 1/5 del peso del cemento, 1/7 rispetto alla ghiaia e 1/3 del terreno, costituendo un alternativa efficace per queste aree. Sono infatti prodotti non biodegradabili, il che ne permette una durata di vita a lungo termine. Recentemente sono stati testati come surrogati della ghiaia e nelle fondazioni di pietrame nella costruzione di strade.

Triturato e chips

Sono prodotti leggeri, relativamente comprimibili e addensabili, utilizzati sotto pressioni laterali basse, presentano bassa conducibilità termica ed assicurano elevato drenaggio rispetto ad altri materiali. Il triturato (Foto 2.4) è costituito da pneumatici frammentati meccanicamente, strappati o lacerati in pezzi di circa 50-300 mm; è di fatto non biodegradabile, anche se i fili di acciaio, sommersi da acqua in modo continuo e funzione delle condizioni specifiche di pH, possono dissolversi. Studi indicano che sotto queste condizioni la lisciviazione dello zinco genera livelli di concentrazione non significativi.

Foto 2.4 -Triturato di pneumatici (circa 50-300 mm)

I chip sono invece pneumatici frammentati meccanicamente, lacerati o strappati, irregolarmente modellati in dimensioni di circa 10-50 mm (Foto 2.5). I principali utilizzi includono: riempimenti leggeri per costruzioni comuni, riempimenti, drenaggi, sottofondi di pavimentazione stradale, costruzione e manutenzione di discariche, piedritti dei ponti e prodotti agricoli.

Foto 2.5 Chip di pneumatico frammentato meccanicamente (circa 10-50 mm)

Il triturato viene utilizzato in numerosi progetti negli USA, Canada, Asia (particolarmente in Corea), Australia e Sud Africa. Mentre il mercato nell UE è ancora piccolo, ma in crescita costante.

I principali utilizzi includono: riempimenti leggeri per la costruzione di strade, dighe, scarichi, isolamento termico in strade/edifici, barriere acustiche, costruzione di discariche.

Alcune delle principali applicazioni sono:

Materiale di riempimento leggero: è il segmento di mercato maggiore per il triturato. E largamente utilizzato per sottofondi stradali e tranviari, piani anti-shock, per superfici sportive e più recentemente per sottofondi di condotte. Il triturato è utilizzato per stabilizzare il terrapieno delle spalle dei ponti, particolarmente su suoli facilmente comprimibili o di argilla. E l alternativa principale a materiali tradizionali come l argilla espansa, LECA e aggregati di cava, argillite, suoli o ghiaia quando il peso eccessivo potrebbe generare instabilità. Utilizzato come materiale di riempimento per muri di sostegno e per le testate dei ponti, il triturato riduce la pressione sul muro diminuendo il rischio di cedimenti e rotture. Utilizzato anche come materiale anti-shock sulle superfici di parchi gioco e come antivibrante. Il mercato durante gli ultimi sette anni è aumentato del 25% con segnali di crescita continua anche per i prossimi anni.

______________________________________________________________________________ Materiale per Drenaggio: questa tipologia possiede molteplici proprietà che favoriscono queste applicazioni, tra le quali: drenaggio eccellente, elevata resistenza chimica, durevolezza nel tempo. E di importanza strategica nelle vicinanze di autostrade, raccordi ed ingressi stradali ed in curve piane o inclinate. Quasi tutte le superfici fisse, inclusi i campi da gioco, campi sportivi, ecc, richiedono appropriate qualità di drenaggio per conservare integra, nel tempo, la superficie. L utilizzo di questo materiale permette un ottimo drenaggio e, quindi, facilita l espulsione dell acqua.

Isolanti: generalmente utilizzati per ottenere isolamento da stress termici (per strade e superfici sportive), vibrazioni (indotto da treni e metropolitane, applicazioni fatte in Italia) e rumore. Rappresenta un segmento di mercato in continua crescita.

Granulato

Il granulato è il risultato del processo di riduzione degli pneumatici in particelle finemente disperse di circa 1-10 mm (Foto 2.6). In questa gamma di pezzatura sono compresi diversi intervalli granulometrici, a seconda dell'applicazione finale. I principali utilizzi includono: ruote solide, materassi per bestiame, piastrelle per pavimenti, materiali per la copertura dei tetti, antivibranti, articoli per segnaletica stradale, superfici e sottostrati per la sicurezza e per impianti sportivi, conglomerati, pavimentazioni sportive, asfalti di gomma, cordoli stradali, barriere stradali, attenuatori d'urto.

Foto 2.6 Granulato di PFU (circa 1-10 mm)

Il granulato è utilizzato in diverse industrie e anch esso ha numerose applicazioni tra cui:

Superfici sportive e da gioco: include: campi da hockey e calcio, piste di atletica, campi da tennis, manti erbosi artificiali, campi equestri e parchi gioco per bambini. I requisiti richiesti per tali applicazioni sono: colore, comprimibilità, durabilità, elasticità, drenaggio, attenuazione degli impatti, basso contenuto di umidità. L utilizzo del granulato migliora: la sicurezza, l assorbimento agli urti, l affaticamento del giocatore e della probabilità di generare infortuni migliorando il rendimento del gioco. E stimato che nell UE vengono costruiti annualmente superfici sportive per un equivalente metratura di 2 milioni di metri quadri, ciascuno dei quali

potrebbe utilizzare approssimativamente 50-80 kg/m2 di granulato come materiale da riempimento o per coperture. In alcuni Stati, viene previsto dalla legislazione che le zone dedicate al gioco nelle scuole obbligatorie e nei parchi gioco comunali, siano costruite utilizzando materiale anti-shock. Nelle istallazioni di campi sportivi, ad esempio per superfici solide, il granulato è comunemente legato con la vulcanizzazione ad umido di materiale poliuretanico o bitumi di polimero modificati.

Campi da calcio di terza generazione: di progettazione statunitense, l'erba sintetica arriva in Italia verso la fine degli anni settanta con la realizzazione dei primi impianti. Sostanzialmente si trattava di un tappeto realizzato con fibre sintetiche di altezza variabile dai 17 ai 40 mm, tessute su un supporto in poliestere e successivamente saldate sul dorso con una spalmatura di lattice. Successivamente, ci fu la sperimentazione di nuove soluzioni tecniche e l'utilizzo di filati diversi: dal polipropilene al poliammide dalle fibre ibride di poleolefine al polietilene. Successivamente a questi anni di sperimentazione, l'uso delle superfici in erba sintetica per la realizzazione di impianti adibiti al gioco del tennis e del calcetto, è diventato una consuetudine. L'erba sintetica, durante la sua evoluzione, è arrivata ad essere considerata anche in realtà più grandi con la messa a punto dei cosiddetti tappeti di " terza generazione" tanto simili all'erba vera da essere presi in considerazione dalla FIFA che, con il protocollo FIFA Quality Concept ha sancito ufficialmente la possibilità di utilizzare le superfici sintetiche anche per le competizioni ufficiali.

Prodotti Industriali e Applicazioni: in questo settore vengono compresi: mattonelle per pavimentazioni, prodotti per assorbimento rumori, prodotti per il trattamento di suoli, materassi per l allevamento bovino, pannelli antivibranti per macchinari industriali, manufatti per l arredo urbano.

Polverino

Il polverino è il risultato del trattamento della gomma per ottenere particelle finemente disperse al di sotto di 1 mm (Foto 2.7). I principali utilizzi includono: suole di scarpe, impianti sportivi, rivestimenti per cavi elettrici, ricambi per automobili, coloranti, inchiostri, leganti per bitume poroso, rivestimenti e sigillanti, pavimentazioni. Questo segmento raggruppa: rigenerazione, materiale con superficie modificata o attivato, elastomeri termoplastici, materiali pirolitici ed altri materiali raggruppati nella categoria altro .

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Foto 2.7 - Polverino di pneumatico (< 1 mm)

Nella maggioranza dei casi il polverino rappresenta un ingrediente di un compound, con il quale viene miscelato e mescolato con materia vergine. Il polverino è stato successivamente utilizzato nella realizzazione di strade o come materiale di rivestimento aggiungendolo ad un solvente in modo da formare una sospensione in gomma. Tale prodotto viene utilizzato come impermeabilizzante. Il prodotto può essere utilizzato come vernice, spray o come bagno in cui immergere il manufatto affinché acquisisca proprietà impermeabilizzanti.

Rigenerato

La rigenerazione è uno dei processi capaci di ripristinare alcune delle caratteristiche della gomma vergine al materiale riciclato. Alcune di queste proprietà, che permettono al materiale riciclato di poter essere utilizzato come surrogato alla gomma vergine, sono: durezza, densità, buona viscosità, elevata resistenza alla trazione, buon allungamento a rottura e buona capacità di adesione. Durante la rigenerazione è possibile caratterizzare il materiale, alterando il contenuto dell'idrocarburo e del nero di carbonio nella gomma, la viscosità o la resistenza alla trazione. L aggiunta del rigenerato nel compound permette ad esso di essere ri-vulcanizzato. Il mercato più ampio che assorbe questo prodotto è nella produzione di pneumatici nuovi. Quantità significative (oltre il 75% del rigenerato) vengono impiegate nella produzione di suole ed altri elementi di calzature.

Superfici modificate o materiale attivato

Presentano un elevata struttura superficiale tale da favorire un alta densità di legami trasversali permettendo un uso nei nuovi prodotti in gomma. Le caratteristiche fisiche che lo distinguono sono: elevata densità, elevata resistenza alle abrasioni, elevata resistenza alla trazione ed al taglio e buon allungamento a rottura. Viene prevalentemente utilizzato come ingrediente attivo nelle suole per scarpe e nella realizzazione di alcune parti di automobili.

Elastomeri Termoplastici TPE

Sono nuovi compound che combinano le qualità del granulato con il tipico comportamento del termoplastico. Le caratteristiche sono: resistenza alla trazione ed al taglio, allungamento a rottura, durezza, resistenza agli urti, elasticità, densità di massa e modulo dinamico. I più importanti tra

questi sono l allungamento permanente sotto il 50% e con, approssimativamente, la stessa durezza shore dei tradizionali elastomeri termoplastici. Una volta processato il TPE viene aggiunto al compound al quale conferisce determinate caratteristiche. Il materiale viene utilizzato in diversi settori tra i quali: industria, commercio, ingegneria civile, costruzioni ed altri.

Devulcanizzato

Sono materiali che sono stati riattivati riducendo i legami trasversali per ripristinare alcune delle caratteristiche della gomma vergine, essi non sono totalmente devulcanizzati. I materiali provenienti dal riciclaggio dei pneumatici fuori uso possono essere parzialmente devulcanizzati attraverso diversi metodi, ciascuno dei quali influirà sulle caratteristiche del prodotto finale; ad esempio, agenti chimici di attivazione possono cambiare alcune delle proprietà chimico fisiche del materiale risultante. Queste materiali sono caratterizzati da: durezza, bassa densità, diminuzione della reattività superficiale, buone proprietà di resistenza alla fatica, miglior resistenza alla trazione ed allungamento permanente minore del 50%. Il devulcanizzato può essere rivulcanizzato attraverso i metodi tradizionali senza aggiungere ulteriori additivi. Le proprietà richieste al prodotto finale determinano la quota di materiale devulcanizzato nella formula della gomma vergine. Quando il materiale riattivato viene miscelato con grandi quantità di gomma vergine, per la produzione di una serie di prodotti, può essere efficacemente utilizzato per l estrusione e lo stampaggio ad iniezione. I prodotti risultanti presentano caratteristiche della tradizionale gomma vulcanizzata. Il processo e il prodotto più importante in cui viene utilizzato questo materiale è nella produzione di pneumatici nuovi, sostituendo il materiale vergine in quantità superiori al 10%.