Gli articoli sanitari monouso, dai guanti alle sacche per il sangue fino alle attrezzature chirurgiche, sono diventati un problema ambientale crescente in tutto il mondo. Il loro utilizzo è aumentato notevolmente negli ultimi anni e attualmente non esistono metodi per riciclare tali rifiuti medici in plastica. I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, hanno ora dimostrato come i rifiuti misti provenienti dall’assistenza sanitaria possono essere riciclati in modo sicuro ed efficiente, utilizzando una tecnica in cui il materiale viene riscaldato e convertito in elementi chimici di base, che possono quindi essere utilizzati nella produzione di nuova plastica.
Gli articoli sanitari monouso oggi creano enormi quantità di rifiuti. Nel migliore dei casi questi rifiuti vengono inceneriti, ma in molti paesi finiscono nelle discariche e possono anche essere rilasciati nell’ambiente. La pandemia di COVID ha contribuito a un aumento a valanga degli articoli monouso utilizzati. In tutto il mondo, si stima che le sole mascherine usate pesino circa 2.641 tonnellate al giorno nel 2022.
Nelle politiche di economia circolare, i rifiuti medici vengono spesso trascurati. Gli articoli sanitari monouso di solito sono costituiti da diversi tipi di plastica che non possono essere riciclati con la tecnologia odierna. Inoltre, gli articoli devono essere considerati contaminati dopo l’uso e, quindi, devono essere maneggiati in modo da evitare rischi di diffusione di potenziali infezioni. Quando si tratta di produzione di articoli sanitari monouso, non è possibile utilizzare plastica riciclata, poiché i requisiti di purezza e qualità sono molto elevati per i materiali destinati all’uso medico.
Tutti questi problemi possono essere risolti con il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori Chalmers. La tecnologia si chiama “riciclaggio termochimico” e si basa su un processo chiamato “cracking a vapore”. Scompone i rifiuti mescolandoli con sabbia a temperature fino a 800 gradi Celsius. Le molecole di plastica vengono quindi scomposte e convertite in un gas, che contiene elementi costitutivi per la nuova plastica.
“Può essere paragonato a una mazza termica che frantuma le molecole e allo stesso tempo distrugge batteri e altri microrganismi”, afferma Martin Seemann, professore associato presso la Divisione di tecnologia energetica di Chalmers. “Ciò che resta sono diversi tipi di composti di carbonio e idrocarburi. Questi possono quindi essere separati e utilizzati nell’industria petrolchimica, per sostituire i materiali fossili attualmente utilizzati nella produzione”.
Per testare la tecnologia nella vita reale, i ricercatori hanno portato avanti due diversi progetti in parallelo in una struttura di prova presso Chalmers Power Central. Nel primo progetto, alcuni diversi tipi di prodotti, come maschere facciali e guanti di plastica, sono stati sottoposti al processo. Nel secondo, è stata creata una miscela che rappresenta la composizione media dei rifiuti ospedalieri degli ospedali della regione. La miscela conteneva circa dieci diversi materiali plastici, oltre alla cellulosa. I risultati sono stati costantemente positivi in entrambi i progetti, il che dimostra il grande potenziale che esiste nella tecnologia.
Uno dei progetti è stato guidato da Judith González-Arias, ora all’Università di Siviglia in Spagna. “Ciò che rende questa tecnologia così entusiasmante è la sua capacità di gestire le sfide ambientali che associamo ai prodotti monouso medici. Il riciclaggio termochimico non solo affronta il problema che i rifiuti medici non vengono riciclati oggi, ma facilita anche il recupero di preziosi atomi di carbonio. Ciò è pienamente in linea con i principi dell’economia circolare e fornisce una soluzione sostenibile all’urgente problema della gestione dei rifiuti medici”, afferma Judith González-Arias.
Molti produttori di materiali sanitari oggi sono molto interessati a creare un modello circolare in cui i prodotti possono essere riciclati e riutilizzati più volte in un ciclo chiuso. Ma i materiali che devono essere utilizzati in articoli sterili in ambito sanitario hanno requisiti rigorosi di purezza e qualità, che sono sostanzialmente impossibili da soddisfare con la selezione e il riciclaggio meccanico della plastica. Tuttavia, sarebbe possibile con il riciclaggio termochimico.
“È davvero l’unica opzione per questo tipo di rifiuti di diventare davvero circolari”, afferma Martin Seemann. “È così elegante che una volta che il materiale è stato scomposto a livello molecolare, l’industria chimica può trasformarlo di nuovo in materiale vergine”. “Gli stessi rigorosi requisiti di purezza e qualità si applicano effettivamente anche agli imballaggi alimentari. Ecco perché la stragrande maggioranza della plastica raccolta dagli imballaggi viene incenerita oggi o riciclata in articoli in cui è consentita una qualità inferiore.
I due progetti si basano su precedenti ricerche Chalmers, che hanno dimostrato come i rifiuti di plastica mista possono essere convertiti in materia prima per nuovi prodotti in plastica della massima qualità possibile.
Per ampliare il metodo, è necessario stabilire nuovi flussi di materiali e modelli aziendali funzionanti, in collaborazione tra i settori sanitario e del riciclaggio. Potrebbe anche essere necessario modificare leggi e normative a diversi livelli affinché il riciclaggio termochimico venga ampiamente implementato nella società.
“Alcune decisioni politiche aumenterebbero il valore dei rifiuti di plastica come materia prima per l’industria e aumenterebbero le possibilità di creare modelli aziendali circolari funzionanti attorno a questo tipo di riciclaggio. Ad esempio, un requisito per la cattura dell’anidride carbonica, quando si incenerisce la plastica, creerebbe incentivi per investire invece in tecnologie alternative più efficienti dal punto di vista energetico come la nostra”, afferma Martin Seemann.
Molti Paesi hanno i prerequisiti tecnici per il riciclaggio di rifiuti medici e altri rifiuti di plastica misti tramite steam cracking. Tuttavia, le normative e le condizioni strutturali variano, il che determina come gli attori nella gestione dei rifiuti, nell’industria chimica e nella produzione di prodotti dovrebbero lavorare insieme per creare catene del valore funzionanti in diverse parti del mondo.
In Svezia, c’è molto interesse per il riciclaggio nell’industria, ma gli articoli monouso dell’assistenza sanitaria non creano di per sé volumi di rifiuti sufficientemente grandi per un modello aziendale circolare funzionante. Circa 4.000 tonnellate di tale plastica sono state immesse sul mercato nel Paese nel 2019.
“Per costruire un impianto delle dimensioni richieste per un riciclaggio termochimico redditizio, dovresti garantire un flusso di materiali di circa 100.000 tonnellate all’anno prima dell’avvio”, afferma Judith González-Arias. Tali quantità di rifiuti esistono in totale in Svezia, ma non si tratta solo di reindirizzarli da un tipo di riciclaggio a un altro.
Afferma che sarebbero quindi necessarie nuove collaborazioni tra diversi attori per il riciclaggio termochimico commerciale, in cui i rifiuti sanitari potrebbero far parte del flusso di materiali. Il processo sarebbe ottimizzato se un impianto svedese fosse costruito in un cluster chimico esistente, come quello di Stenungsund. I ricercatori Chalmers hanno quindi collaborato con l’azienda Borealis durante lo sviluppo della tecnologia.
In Svezia, esiste una quota di riciclaggio per la plastica che oggi non viene raggiunta. La quota maggiore va invece all’incenerimento.
“Il riciclaggio termochimico diventerebbe più vantaggioso con nuovi quadri politici che creano una soluzione di riciclaggio per i nostri rifiuti ricchi di plastica”, afferma Martin Seemann. “La tecnologia è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ad altri metodi per il riciclaggio dei componenti nella plastica, come la cattura dell’anidride carbonica durante l’incenerimento per utilizzare l’anidride carbonica come elemento costitutivo per nuovi materiali”.
