SISTEMA AUTOMATICO PER

LA SEPARAZIONE DELLE

MATERIE PLASTICHE

M. F. J.

L’impatto ambientale

Con il riciclo si risolve il problema dello smaltimento in

discarica di grandi volumi di plastiche, oltreché

consentire di risparmiare materie prime

(specialmente petrolio) ed energia necessarie per

la sintesi delle molecole.

Tipi di riciclo

Riciclo omogeneo: si tratta di tecniche di riciclo che coinvolgono durante la lavorazione un singolo tipo di plastica, permettendone quindi un trattamento adeguato a mantenerne buone caratteristiche fisiche.

Riciclo eterogeneo: si tratta di tecniche di riciclo che coinvolgono molti tipi di plastiche contemporaneamente, ma che ottengono plastiche con caratteristiche fisiche scadenti.

Mercato occupazionale

Il riciclo consente di creare nuovi posti di lavoro

grazie ad aziende che si aprono a queste

lavorazioni, riportando competitivo il settore chimico

locale in crisi.

Nuovi materiali

È possibile produrre nuovi materiali plastici dalla

separazione di una singola plastica (come nel caso

del pile, prodotto dal PET riciclato) come da miscele

di più plastiche, o ancora usando plastiche come

additivi durante la produzione

La separazione automatica

Vista quindi la necessità di separare le plastiche considerando i vantaggi del riciclo omogeneo abbiamo quindi pensato di realizzare un sistema automatico per la separazione di cinque delle sei plastiche più diffuse (identificate a livello di Unione Europea) in quanto una di queste, il PVC, si sta mettendo al bando a causa della presenza di cloro.

Le plastiche utilizzate quotidianamente

Sigla Densità kg/dm3 Utilizzo solito:

PET 1 1,38 - 1,39 Bottiglie, contenitori

HDPE 2 0,95 - 0,96 Contenitori, bottiglie di latte,

detergenti e succhi

PVC 3 1,16 - 1,35 Tubazioni

LDPE 4 0,92 - 0,94 Pellicole in plastica, bustine

PP 5 0,90 - 0,91 Contenitori yogurt

PS / PS espanso 6 1,05 / ≈ 0,03 Contenitori cibo

La progettazione

La progettazione ha riguardato quindi due settori tecnico-scientifici differenti: chimica e automazione.

La parte chimica ha riguardato:

Studi sulla densità delle plastiche e ricerca di soluzioni idonee alla separazione.

La parte di automazione ha riguardato:

Definizione del ciclo di separazione (con chimica)

Realizzazione dell’attuatore di potenza

Interfaccia ottica computer/attuatore

Software di controllo dell’attuatore e dell’impianto

Il principio di funzionamento

Il sistema funziona grazie al cambio di densità della soluzione nelle due vasche. Nella prima vasca viene effettuata una prima separazione con acqua, e la separazione delle plastiche più dense dell’acqua (utilizzando acqua salata), mentre nella seconda vasca vengono separate le plastiche meno dense dell’acqua (con soluzioni alcool-acqua).

Materiali necessari

I materiali utilizzati per la costruzione del prototipo sono:

Parte idraulica/struttura:

Tubi, profilati per scaffali metallici, 3 pompe sommerse, pompa antideflagrante per liquidi infiammabili,3 contenitori per le soluzioni, 5 vasche per la lavorazione, valvola a sfera a tre vie, valvola di non-ritorno

Parte elettrica:

Attuatore di potenza (autocostruito), software di controllo

Il prototipo

Il prototipo

mostrato a

Milano

Il prototipo

mostrato a

Milano

Descrizione prototipo

Vasca 1

Vasca 2

Attuatore di potenza

Valvola a tre vie

Vasca 1

Vasca 2

Attuatore di potenza

Valvola a tre vie

Attuatore di potenza e software

Attuatore: possibilità di pilotare in modalità ON/OFF 4 carichi a 220V c.a. e in modalità proporzionale o ON/OFF 1 carico a 12V c.c. (ON/OFF), interfaccia tramite USB verso il PC operatore

Software: driver dell’attuatore, quadro sinottico per il controllo manuale ed il controllo di stato, possibilità di funzionamento a LOOP APERTO (predeterminando i tempi) o a LOOP CHIUSO (elaborazione del valore di densità alcool in tempo reale con diluizione alcool gestita in modo totalmente automatico)

Il software

Il software di

controllo del

prototipo (quadro

sinottico e

impostazioni delle

retroazioni/ciclo)

Il software di

controllo del

prototipo (quadro

sinottico e

impostazioni delle

retroazioni/ciclo)

Le soluzioni utilizzate

L’utilizzo dell’alcool pone chiaramente problemi di sicurezza, ma è possibile sostituirlo con tecniche di flottazione in caso di impianti di grandi dimensioni

Soluzione Densità kg/dm3

Acqua 1

Acqua salata 1,19

Alcool 90° 0,79