2 Luglio 2019

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

La ricerca del Politecnico di Milano conferma prestazioni ambientali superiori ad alluminio, cartone e PET


È l’acciaio il re delle prestazioni ambientali tra gli imballaggi alimentari. Ad affermarlo una recente ricerca condotta dal Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano ha stimato l’impatto ambientale degli imballi in funzione del materiale con cui sono costruiti.

I vantaggi emersi per l’utilizzo di questa tipologia di imballaggi sono molteplici, e di seguito proponiamo una breve sintesi in grado di rimarcare i principali vantaggi emersi nel corso dello studio realizzato da Carlo Mapelli, Silvia Barella, Andrea Gruttadauria, Davide Mombelli.

La misurazione dell’impatto ambientale degli imballi alimentari è un tema critico, poiché si tratta di manufatti di largo consumo, ingombranti rispetto alla propria massa e costruiti in materiali che possono presentare problemi di degrado e di smaltimento. Infatti, l’imballo alimentare è una barriera che deve proteggere l’alimento in esso contenuto senza che sia contaminato dagli agenti esterni o dal materiale stesso costituente l’imballo.

Un processo di valutazione completa dell’impatto ambientale di un prodotto costruito in un certo tipo di materiale deve prendere in considerazione:

  • l’impatto ambientale del processo di produzione del materiale;
  • il consumo delle risorse naturali;
  • il consumo di energia per il trasporto;
  • il recupero del materiale dismesso;
  • l’impatto ambientale dell’azione di riciclo (es. emissione di polveri, emissione di CO2, consumo di acqua, ecc.) che è indispensabile nell’ottica dell’economia circolare volta a limitare lo sfruttamento delle risorse naturali.

La ricerca ha preso in considerazione quattro macro-categorie di materiali per la produzione di imballi:

  1. materiali polimerici con particolare attenzione al polietilene a bassa densità (LDPE) e al polietilenteraftato (PET);
  2. le leghe di alluminio 4.3104 o 4.3004;
  3. l’acciaio (banda stagnata);
  4. il poliaccoppiato a base carta (che è costituito dal 75% in peso di carta/cartone, dal 5% in peso di alluminio, dal 20% in peso di polietilene).

In prima battuta l’analisi della prestazione ambientale è stata determinata in termini di emissione di CO2 e consumo di acqua, necessari sia alla produzione del materiale che al suo riciclo. Dato che i materiali sono caratterizzati da differenti proprietà meccaniche e carichi di rottura, la determinazione dell’impatto ambientale ed il confronto tra le diverse soluzioni deve tener conto che per la produzione di un imballo sono necessarie masse e volumi diversi in funzione del tipo di materiale che viene utilizzato. Se si prende in considerazione la produzione di un imballo alimentare in acciaio con spessore di 0.25mm realizzato in banda stagnata TS200 (con carico di rottura di 320MPa) o TS550 (con carico di rottura di 575MPa) si può calcolare lo spessore necessario per raggiungere le stesse prestazioni meccaniche con gli altri tipi di materiali (tabella 1).

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

A queste variazioni di spessore corrispondono masse e volumi diversi per unità di superficie dell’imballo (tabella 2).

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

Nonostante l’acciaio e le leghe di alluminio siano caratterizzati da un peso specifico superiore a quello dei polimeri e del poliaccoppiato a base carta i volumi occupati dagli imballi realizzati in lega metallica risultano inferiori e questo è un aspetto da non sottovalutare dal punto di vista logistico, poiché a parità di volume trasportato è più elevato il volume utile reso disponibile dall’imballo per ospitare il contenuto.

Dato che la produzione di acciaio a partire dal minerale può basarsi sia sull’utilizzo del carbone (ciclo BF-BOF) sia sull’utilizzo del gas naturale (ciclo DRI-EAF), lo studio ha considerato i dati corrispondenti alle due filiere.

L’emissione equivalente di CO2 associata all’utilizzo dell’energia dei forni elettrici è stata considerata in base ai dati forniti da ISPRA (rapporto n.303-2018) che indicano l’emissione di CO2/kWh per i paesi dell’Unione Europea e nel caso specifico sono stati utilizzati i dati per l’Italia (tabella 3).

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

Per il riciclo delle leghe di alluminio lo studio ha ipotizzato che la rifusione di tali leghe avvenga mediante forni a gas naturale mentre per il riciclo del poliaccoppiato si è considerato (ottimisticamente) che la pellicola di polieteliene debba essere rinnovata solo ogni tre ricicli anche se in realtà essa risulta difficilmente recuperabile già dopo il primo abbattimento del poliaccoppiato (Figura 1, Figura 2).

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

Figura 1. Emissione specifica di CO2 per la produzione ed il riciclo di imballi

Acciaio, il materiale più ecologico per gli imballi

Figura 2. Consumo specifico di acqua per la produzione ed il riciclo di imballi

 

Le filiere dell’acciaio e dell’alluminio si presentano come quelle maggiormente competitive dal punto di vista dell’impatto ambientale in termini di emissione di CO2 e del consumo di acqua.

Il poliaccoppiato a base carta sconta un forte consumo di acqua necessario alla produzione e al riciclo della carta (o del cartone) ed una rilevante emissione di CO2 a causa della presenza della pellicola di polietiliene. Per questa ragione, oltre che per difficoltà di smaltimento, è comprensibile come i materiali polimerici (LDPE e PET) risultano non competitivi in termici di emissione della CO2 soprattutto se paragonati con i materiali metallici.

La filiera dell’acciaio è competitiva se si parte da carbone ma ancor più se si parte dal gas naturale per estrarre il metallo dal minerale.

Le leghe di alluminio sono inizialmente penalizzate dal forte impatto ambientale derivante dall’intenso consumo di energia necessario per estrarre l’alluminio dal minerale e tendono a riguadagnare terreno rispetto all’acciaio al crescere del numero dei ricicli che comportano un’inferiore consumo di acqua e di energia elettrica: l’alluminio diviene più competitivo in termini di emissione di CO2  dopo sei ricicli se paragonato all’acciaio prodotto dal ciclo a carbone, mentre sono necessari più di sedici ricicli perché diventi più competitivo dell’acciaio prodotto dalla filiera basata sul gas naturale.

 

I vantaggi per il recupero degli imballi in acciaio verranno rimarcati anche in occasione del convegno di siderweb  “Il rottame in 4D” organizzato insieme a RICREA è in programma giovedì 4 luglio a partire dalle ore 15 a Milano, al centro congressi Palazzo delle Stelline di corso Magenta 61.

 

[Fonte: siderweb.com]


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