Dalla selezione intelligente alla decomposizione dei monomeri, il riciclaggio della plastica sta entrando in una nuova era: la ricerca e l’innovazione stanno ideando e implementando modi per creare un’economia circolare più audace e sostenibile.
Nonostante lo sviluppo di alternative più sostenibili e la crescente consapevolezza delle problematiche legate alla plastica, la realtà rimane ben lontana dalle nostre ambizioni. Su scala globale, i negoziati sotto l’egida del Programma delle Nazioni Unite per l’Ambiente faticano a raggiungere un accordo globale, mentre la produzione di polimeri continua a crescere molto più velocemente della capacità di smaltirli. La Svizzera non fa eccezione: delle 790.000 tonnellate di plastica utilizzate ogni anno, solo il 9% viene riciclato, secondo l’Ufficio Federale dell’Ambiente - un tasso appena superiore a quello di 10 anni fa.
Tuttavia, il Paese si è posto obiettivi ambiziosi con la "mozione Dobler", che prevede la raccolta differenziata e il riciclaggio sistematico delle frazioni recuperabili in tutta la Svizzera. A partire da gennaio 2027, dovranno essere distribuiti in tutto il Paese sacchetti e punti di raccolta standardizzati. Se i tassi di riciclaggio stentano ad aumentare, è sia una questione di logistica che una sfida intrinseca al materiale stesso: le plastiche sono multiformi, spesso mescolate, colorate, sporche o rinforzate con additivi che complicano la loro trasformazione in materiale riutilizzabile. Per alcune materie plastiche, i vantaggi ambientali del riciclaggio sono limitati rispetto all’incenerimento, perché i processi coinvolti richiedono molta energia e degradano i materiali. Stanno emergendo nuove strade, con l’imperativo di ridurre al minimo l’input energetico e di produrre riciclati di alta qualità in grado di sostituire la plastica vergine.
Decomporre per ricostruire
Il riciclaggio meccanico (frantumazione, fusione, rimodellamento) è ancora oggi il metodo più diffuso, perché relativamente semplice e poco costoso. Collaudato per plastiche come il PET e l’HDPE, presenta tuttavia dei limiti quando i materiali sono mescolati, colorati o contaminati. Questi fattori degradano la qualità della plastica, alterandone le proprietà e producendo un riciclato di qualità insufficiente per alcune applicazioni.
A partire dagli anni ’70, alcuni gruppi di ricerca hanno lavorato a una soluzione più efficace, utilizzando la decomposizione chimica. Questo tipo di processo permette di recuperare i componenti di base: gas come l’etilene, una miscela di idrocarburi sotto forma di petrolio, o direttamente i monomeri, le molecole che compongono un polimero. Il vantaggio è che si può produrre un materiale "nuovo", senza perdita di qualità. Sebbene i processi stiano emergendo, sono ancora relativamente marginali perché sono costosi, complessi e poco redditizi. Ma i ricercatori stanno perseverando. Lo spin-off DePoly, eletto miglior start-up della Svizzera nel 2024, sta sviluppando una tecnologia in grado di scomporre il PET e il poliestere, anche se mescolati, sporchi e non selezionati, nei loro monomeri originali, l’acido tereftalico e il glicole monoetilenico. Questi "mattoni" possono poi essere riutilizzati per produrre PET identico al materiale vergine, ma con un’impronta di carbonio ridotta grazie a un processo che opera quasi a temperatura ambiente. Un impianto pilota con una capacità di 500 tonnellate all’anno è attualmente in costruzione a Monthey. Per il trattamento delle plastiche complesse, Plastogaz, un’altra start-up dell’EPFL, punta sull’idrocracking catalitico. In presenza di idrogeno e catalizzatori specifici, le plastiche miste o sporche vengono trasformate in idrocarburi liquidi o metano. "Questo processo offre un controllo preciso sulle reazioni e consuma circa il 40% di energia in meno rispetto alla pirolisi tradizionale", spiega Felix Bobbink, cofondatore e CEO. Fino al 90% del materiale originale può essere reintegrato nella catena di produzione della plastica.
Ispirarsi alla natura per cambiare scala
Alcuni scienziati stanno esplorando strade più radicali, utilizzando la natura o esplorando modi per riciclare la plastica in altri materiali. Un’équipe dell’Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) ha recentemente scoperto nelle Alpi grigionesi e nell’Artico microbi in grado di degradare a basse temperature alcune materie plastiche, come il poliuretano di origine biologica, presente in spugne, materassi e scarpe da ginnastica, e il PBAT/PLA (butilene adipato-co-tereftalato/polilattide) di origine fossile, utilizzato nei sacchetti compostabili. Questa ricerca fondamentale pone le basi per l’uso di enzimi per degradare e riciclare alcune plastiche.
E se smettessimo di cercare di riciclare la plastica per produrre di nuovo... plastica? Francesco Stellacci, direttore del Laboratorio Nanomateriali e Interfacce Supramolecolari dell’EPFL, sta pensando proprio a questo. La sua idea si ispira al funzionamento naturale delle proteine, che di fatto sono plastiche naturali. Sono composte da aminoacidi e assemblate in un ordine preciso per formare una varietà di materiali. Lui e i suoi colleghi hanno quindi dimostrato che è possibile copiare la natura e scomporre le proteine in aminoacidi, per poi riassemblarle in materiali completamente nuovi e potenzialmente più resistenti. "Sarà necessario un vero e proprio cambio di paradigma: sarebbe possibile farlo con i polimeri?", si chiede. L’équipe vede in questo un percorso verso l’upcycling definitivo, in cui un insieme eterogeneo di oggetti potrebbe essere trasformato ogni giorno in un nuovo materiale. Questa visione è ancora lontana, ma apre una prospettiva audace: andare oltre la semplice circolarità per inventare un materiale più virtuoso di quello originale.
L’intelligenza artificiale rivoluzionerà lo smistamento
Negli ultimi dieci anni circa, l’intelligenza artificiale sta gradualmente trasformando la raccolta differenziata, ad esempio ottimizzando i giri di raccolta per limitare i viaggi inutili, evitando che i contenitori trabocchino e analizzando automaticamente gli errori di differenziazione per aumentare la consapevolezza. Nei centri di raccolta, le telecamere ad alta risoluzione, la visione computerizzata e i robot di apprendimento possono ora riconoscere e separare materiali che prima erano "invisibili", come la plastica nera o gli imballaggi multistrato. Lo spin-off WasteFlow del Laboratorio di Visione Computerizzata dell’EPFL sta facendo un ulteriore passo avanti. I suoi algoritmi non si limitano a identificare i tipi di plastica: analizzano continuamente tutti i flussi, rilevando oggetti pericolosi e misurando la purezza e la massa dei materiali. "I nostri sistemi forniscono una visione in tempo reale di ciò che entra ed esce dalle linee di smistamento", spiega il cofondatore Valentin Ibars. Tutti questi dati vengono visualizzati su un cruscotto intuitivo, che consente agli operatori di regolare istantaneamente le impostazioni, evitare i guasti e ridurre le perdite di materiale.
Il riciclaggio applicato ai filamenti delle stampanti 3D all’EPFL
Nel seminterrato di SPOT, il makerspace per gli studenti dell’EPFL, c’è un’orchestra di 30 stampanti 3D. I filamenti colorati si dispiegano man mano che vengono scritte le partiture per i progetti semestrali, i concorsi studenteschi e le esigenze didattiche. Ogni anno, più di 40.000 parti in polimero PETG escono dalla sala, mentre rimangono dai 20 ai 30 chili di scarti dovuti a cadute, fallimenti e errori di orientamento. E nei due anni in cui ha suonato gli strumenti, Sébastien Martinière ha custodito con cura questi rifiuti.
"Usiamo filamenti riciclati e stampanti che possiamo riparare e migliorare da soli, quindi aveva senso avere un progetto per riciclare i nostri rifiuti e trasformarli in filamenti", spiega il proprietario. Tuttavia, il compito è tutt’altro che semplice e illustra le esigenze del processo di riciclaggio della plastica.
Tutto inizia con lo smistamento. "All’inizio volevamo tenere tutto, ma poi abbiamo dovuto essere molto più selettivi", dice Sébastien Martinière, indicando un magnifico pezzo circolare in cui si nasconde un discreto ma fastidioso cuscinetto a sfera: farebbe digrignare i denti del trituratore, cigolare la vite dell’estrusore e stallare l’ugello della stampante. Lo stesso varrebbe se il PLA - l’altro polimero ampiamente utilizzato per la stampa 3D - o un qualsiasi pezzo di nastro o di carta inquinassero il processo. ogni fase è una sfida: selezione, macinazione, asciugatura e produzione del filamento, che ha un diametro di 1,75 mm e non tollera più di 5 centesimi di deviazione", spiega il manager. Negli ultimi due anni abbiamo imparato molto e fatto molti progressi
Siamo persino arrivati ad accettare circa il 10-20% di imperfezioni nel filamento riciclato internamente, risolvendo i problemi a valle". Sonny, uno studente di master in robotica, sta lavorando a un sistema automatico per rilevare ed eliminare le deformazioni del filamento. Un piccolo dispositivo arresta il processo di stampa, estrae il pezzo di filamento errato, lo taglia, sostituisce il filo e continua a stampare.
L’anno prossimo, il team spera di iniziare a produrre le proprie bobine. C’è un potenziale di 40-50 kg di filamento all’anno, che rappresenta circa il 10% del consumo di SPOT. Si tratterà poi di studiare il nuovo ciclo di vita di questo filamento riciclato internamente, che si distingue per il suo colore grigio. il nostro obiettivo non è la redditività", insiste Sébastien Martinière. Ma questo progetto ci permette anche di svolgere un lavoro di sensibilizzazione nei confronti degli studenti. Perché prima del riciclo, è il consumo a produrre rifiuti"
Riferimenti
Questo articolo è stato pubblicato nel numero di dicembre 2025 della rivista Dimensions, che mette in luce l’eccellenza dell’EPFL attraverso approfondimenti, interviste, ritratti e notizie. La rivista è distribuita gratuitamente nei campus dell’EPFL.
