Introduzione
Introduzione
Lo smaltimento dei pneumatici usati o a fine vita (ELT ovvero End-of-Life-Tyres) rientra ampiamente nella scottante problematica della gestione dello smaltimento dei rifiuti; essi presentano infatti numerosi svantaggi: la loro struttura reticolata derivante dalla vulcanizzazione li rende inadatti da fondere o dissolvere e quindi non modellabili in altre forme senza incorrere in un serio processo di degradazione; inoltre la presenza di materiali di rinforzo, come metalli e fibre tessili, int imamente legati alla gomma e la loro non biodegradabilità ne rendono pertanto il recupero o il loro riciclo estremamente difficile e oneroso economicamente.
Per dare un’idea della dimensione del problema basta ricordare che attualmente nell’Unione Europea vengono generati ogni anno circa 220 milioni di pneumatici usati (di cui 30 milioni solo in Italia) i quali, tradotti in peso, sono circa 2.5 milioni di tonnellate di carcasse da smaltire o riciclare, e almeno altrettanti nel Nord America.
Le impressionanti quantità di gomme accumulatesi nel corso degli anni nelle discariche, nonostante la gomma necessitasse di un lungo tempo per la sua degradazione proprio a causa della sua struttura reticolata e della presenza di stabilizzanti e altri additivi, costituiscono fonte di pericoli per l’ambiente, come incendi e sviluppo di malattie soprattutto nelle zone a clima caldo-umido.
In seguito al notevole incremento di questi problemi, l’Unione Europea ha finalmente optato per emettere specifici decreti in materia.
Lo smaltimento dei pneumatici oggi è infatti regolato dalla Direttiva Europea 31 CE del 26 aprile 1999, recepita dall’Italia con D. Lgs. 36 del 13 gennaio 2003 che ha bandito, a partire dal 17 luglio 2003, il conferimento in discarica dei pneumatici tal quali mentre, a partire dal 17 luglio 2006, ne esclude il conferimento anche in forma triturata decretando in questo modo la necessità di attuare concretamente forme idonee di trattamento e recupero dei pneumatici a fine vita.
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Questa situazione spinge quindi sia la comunità scientifica mondiale che il mondo industriale a cercare nuove strade, alternative alla discarica, per lo smaltimento e il trattamento dei pneumatici.
Tra le varie principali forme di trattamento e recupero dei pneumatici usate sinora esistono la rigenerazione e riscolpitura, il recupero energetico in forni per cemento o in termovalorizzatori, l’impiego come additivo in blends polimerici o nella preparazione di bitumi modificati con polverino di pneumatico (rubberized asphalts).
Il recupero di energia dai pneumatici di scarto (Tyre Derived Fuel o TDF) attraverso pirolisi, combustione o gassificazione, così come l’impiego nei forni per cemento, risultano alcune delle alternative più fattibili, nonostante che l’approssimarsi dell’entrata in vigore della Direttiva sull’incenerimento dei rifiuti (Waste Inceneration Directive 2000/76/EC) ponga l’accento sulla possibilità tecnico-economica di mantenere o aumentare le quote di impiego dei pneumatici usati in questo settore, pur riducendo sensibilmente le emissioni. Allo stato attuale sarebbero quindi necessarie nuove tecnologie di riciclo e recupero della gomma, sviluppabili industrialmente ed ambientalmente sicure.
E’ in questo contesto che la devulcanizzazione della gomma si potrebbe inserire con forza come un nuovo metodo di riciclo, potenzialmente adatto per i pneumatici a fine vita, costituendo un approccio promettente per risolvere i problemi di trattamento della gomma. Lo scopo ultimo di questo tipo di processo è infatti quello di dare un prodotto che possa servire come valido sostituto della gomma vergine sia in termini di proprietà chimiche e meccaniche che di costo; la gomma devulcanizzata (e non depolimerizzata) sarebbe una forma estremamente apprezzata di materiale riciclato in quanto tale gomma potrebbe essere rivulcanizzata con o senza l’utilizzo di altri componenti. La gomma devulcanizzata potrebbe così essere mescolata con gomma vergine, poi rivulcanizzata, per costituire così nuovi prodotti di buona qualità il cui più immediato campo d’impiego sarebbe la produzione di pneumatici, anche se numerose altre applicazioni potrebbero validamente espandersi (camere d’aria, guarnizioni, coperture, pavimentazioni speciali ecc).
Nonostante queste buone premesse occorre osservare che oggi questo processo non è ancora sviluppato in maniera estesa su scala industriale; dati e informazioni affidabili sulla devulcanizzazione, specialmente se compiuta sulla gomma costituente i pneumatici usati, sono difficili da ottenere e comunque ancora scarsi.
Il processo è tuttavia molto promettente e se in futuro si riusciranno a migliorare alcuni aspetti, essenzialmente a livello dell’economicità del processo, la devulcanizzazione
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potrebbe rivoluzionare la fabbricazione dei prodotti in gomma e migliorare notevolmente la qualità dell’ambiente.
Il presente lavoro di tesi si inserisce in una linea di ricerca finalizzata alla valorizzazione del polverino di pneumatico o GTR (Ground Tyre Rubber) nel senso più ampio della parola, con particolare attenzione al conseguimento di risultati che abbiano applicazioni di interesse industriale.
In particolare il nostro scopo è stato quello di riuscire a valutare l’entità del processo di devulcanizzazione del GTR attraverso analisi spettroscopiche all’infrarosso e prove di valutazione della frazione di gel, andando a monitorare l’azione devulcanizzante sui legami a base di zolfo e la quantità di materiale vulcanizzato insolubile ancora presente nei campioni analizzati che rappresenta in buona sostanza una misura della loro densità di reticolazione.
L’altra parte del lavoro invece, che è proceduta sostanzialmente in parallelo, ha riguardato l’analisi di una mescola “cruda” per pneumatici, la quale è stata sottoposta a vulcanizzazione controllata in pressa, seguendo vari profili di tempo e temperatura allo scopo di fornire indicazioni che andassero a validare, con i loro spettri IR e la frazione di gel, le ipotesi sostenute in merito all’efficacia del processo di devulcanizzazione da noi studiato.
