Il vetro e le sue applicazioni

Recupero e sostenibilità di un antico materiale

Sono più di 5000 anni, secondo le notizie storiche, che il vetro è stato scoperto e ne è iniziato l'uso da parte dell'uomo.
Il vetro trova da secoli applicazione in svariati settori per le molteplici caratteristiche peculiari di base in particolare per il suo comportamento nei confronti delle onde ottiche, della luce, per aspetti come controllo della luce solare, protezione dal fuoco, isolamento termico, isolamento acustico, sicurezza, decorazioni. Applicazioni speciali, ultime ma non ultime, per importanza nell'ottica fine di precisione consentendo progressi ed applicazioni nei campi più tecnologicamente avanzati come avionica, spazio, biomedicale, industria. I componenti ottici hanno un ruolo determinante nelle scoperte in ambito di ricerca medica, nella diagnostica e nelle cure mediche.
Rimanendo all'ambito medico un utilizzo storico, in quanto materiale inerte e sicuro, è nell'utilizzo per contenitori di medicinali: recentemente in India la Drug Technical Advisory Board (India) ha bandito l'uso di contenitori in PET per medicinali liquidi, dando vita ad una "collaborazione tra vetro e la comunità".
Le tipologie di materia prima sono numerosissime differenziandosi per caratteristiche chimiche, fisiche e di forma.
Un settore storicamente rilevante per l'utilizzo del vetro sono i contenitori cavi, in particolare per il settore alimentare come imballaggio primario grazie alla elevata inerzia chimica, la capacità interagendo con altri agenti, di mantenere inalterate le sue caratteristiche chimiche. Questa proprietà lo rende particolarmente di valore ne settore degli imballi alimentari, che si traduce in eccellenza nei confronti di un parametro fondamentale per questi usi, che è la migrazione da e verso il contenitore. Se questa avviene verso l'alimento, cioè la cosiddetta migrazione positiva, può essere pericolosa potendo trasferire sostanze estranee, anche tossiche, verso l'alimento contenuto; a differenza della migrazione negativa, cioè dall'alimento verso il contenitore, che si traduce nell'impoverimento delle proprietà organolettiche, sempre però che questa non inneschi la migrazione contraria per effetto di reazioni chimiche.
Per queste caratteristiche, oltre che per le sue ottime capacità di riciclo e comodità d'uso, il vetro cavo ha un peso di gran lunga prevalente tra le tipologie di vetro riciclato.
Risulta, come evidenziano i dati più recenti di COREVE, una produzione nazionale di vetro da imballaggio di circa 3,5 Mt. Considerando che il consumo sul mercato italiano è di circa 2,3 di vetro cavo, comprensivo anche dei cosiddetti "imballaggi di lusso" cioè ad uso profumi e cosmesi, consegue che l'industria del vetro italiana può riciclare la totalità del vetro recuperato dalla raccolta come materia piena seconda, anzi ricorre in quantità importanti all'importazione. Quindi quantità enormi di vetro che per la sua riciclabilità, come detto ottima, è un materiale ben inserito nell'ottica dell'economia circolare supposto che venga recuperato per il suo riuso o riciclo, considerando che non è naturalmente bio-degradabile.
Il riciclo consente importanti risparmi energetici, difatti la sostituzione della materia prima vergine (miscela di sabbia, soda ed ossidi) con rottame di vetro (materia prima seconda) permette di risparmiare il 25% dell'energia necessaria nel forno fusorio.
Per conseguire questi risultati un ruolo fondamentale è nella filiera e nel processo di recupero che è attualmente assestata sul 70% dei quantitativi immessi al consumo, naturalmente si deve considerare che una percentuale di questa rimane in uso presso gli utilizzatori.
Dalle tabelle e dal grafico si evidenzia che il peso più rilevante nel processo di recupero è appunto quello del vetro cavo per imballaggio, che secondo le previsioni nel triennio 2015-2017 dovrebbe avere un incremento dell'immesso al consumo pari del 3%, arrivando nel 2017 a 2.410.000 t. Contemporaneamente l'avvio a riciclo dei rifiuti d'imballaggio nello stesso periodo prevede un tasso medio di crescita annuo pari al 3%, fino raggiungere così 1.780.000 t nel 2017.
L'utilizzo del vetro cavo per imballaggio è soprattutto nell'ambito del consumo alimentare e quindi un ruolo fondamentale per l'economia circolare del settore del vetro è svolto dal processo di raccolta post uso del consumatore. Questo processo ha fatto importanti progressi, con la raccolta differenziata, ed ha obiettivi di ulteriori miglioramenti a livello locale, ma anche nazionale: bisogna considerare che il vetro riciclato, nel suo utilizzo come materia prima seconda, è comunque un materiale povero sul quale quindi la logistica può avere effetti determinanti ai fini dell'economicità dell'intero processo di recupero e riciclo. Si stima difatti che l'incidenza del trasporto, sul valore del materia prima seconda, può arrivare fino al 40%.
È quindi fondamentale minimizzare i trasporti durante e diverse fasi dell'intero processo, vediamone le macrofasi.
Si tratta di un processo articolato che coinvolge diversi attori, dal consumatore finale alle industrie di processo del vetro, come sintetizzato in figura 4.
In tutte le fasi, a cominciare dalla raccolta, più si riesce a selezionare e più l'intero processo è efficiente, in proposito va considerato che mediamente nei centri di trattamento le presenze metalliche e simili, non intercettate nella selezione, rappresentano circa il 3% e sono trattati come rifiuti, con i costi di conferimento relativi. In proposito una segnalazione particolare va fatta per i cosiddetti falsi amici: sono tipicamente le ceramiche ed i cristalli, come bicchieri, specchi e vetro di televisori, altamente inquinanti la materia prima seconda. La normativa europea, sui contenuti massimi di piombo nel vetro cavo per alimenti, è particolarmente restrittiva, per cui è necessario per utilizzarlo nella produzione tipica delle bottiglie intercettare le presenze di cristallo, in genere l'operazione viene fatta utilizzando tecnologie a raggi X.
Oltre alla separazione dai falsi amici, nelle prime fasi si possono selezionare le tipologie di vetro come piano, cavo e sabbie perché vengono poi inviate a centri diversi specializzati per tipologia di materiali da trattare. Inoltre ci sono sistemi e tecnologie in grado di separare e trattare separatamente il vetro per colore, in certi casi fin dalla raccolta. Le diverse tipologie di cernita, preselezione e trattamenti per la fonderia sono nelle figure successive.
Come detto si tratta di un processo articolato su un materiale "povero" da fare con la massima efficienza con i minori trasporti possibili.
Un esempio virtuoso in tal senso è la Toscana, in quanto il processo si chiude praticamente interamente nella stessa regione, attraverso la Revet ha avviato a riciclo quasi 50.000 t di rottami di vetro. Va considerato anche che gli spostamenti del vetro fanno aumentare la percentuale di "sabbia di vetro" che è la frazione fine riciclabile in vetreria solo in minima parte, con processi comunque particolarmente onerosi, e viceversa da dirottare su utilizzi più poveri, quando possibile, come fondi stradali, altrimenti da inviare a smaltimento. In tal senso è da segnalare che il principale utilizzatore di MPS di vetro trattata da Revet in Toscana dista soltanto 800 metri dal centro di raccolta e trattamento e ritira circa il 30% del totale.
È evidente che in tal senso pesano anche la dislocazione geografica su tutto il territorio nazionale dei centri specializzati per tipologia di trattamento, ci sono in tutta Italia capacità produttive non dislocate in proporzione alle esigenze locali, c'è esubero di capacità di trattamento al nord e solo tre centri che trattano le sabbie di vetro.