End of life process

Già da tempo il settore nautico è a conoscenza del crescente problema relativo all’ingente numero di imbarcazioni che si accingono a terminare il loro ciclo di vita e del loro impatto sia sull’ambiente che sul mercato nautico in generale

Con l’avvento dei compositi nei primi anni ‘60 e in particolar modo della VTR, seguita poi dall’ ABS, il settore nautico scoprì improvvisamente quello che fu per molto tempo “il materiale delle meraviglie”,

una soluzione che trovò applicazione per più di 50 anni. La longevità del prodotto però nel tempo si è rivelò un’arma a doppio taglio rendendolo difficile da smaltire, quasi eterno. Mediamente un’unità da diporto può avere una vita di circa 30 anni o più, infatti ci si aspetta che un ingente numero di imbarcazioni raggiunga il termine del proprio life cycle proprio in questi anni. Nonostante le imbarcazioni non rilascino sostanze inquinanti, rimane ancora irrisolto il problema del loro smaltimento. Spesso infatti succede che vere e proprie carcasse vengano abbandonate in porti, cantieri navali o addirittura smaltite illegalmente. Non è raro venire a conoscenza di vecchie imbarcazioni affondate in acque più o meno profonde al fine di potersene sbarazzare in modo rapido e poco costoso. Di fronte alla realtà di tali rischi, l’industria nautica ha recentemente avviato diversi studi e progetti pilota portati avanti in Europa, nel Nord America e in Giappone per poter fronteggiare il problema della dismissione dei vecchi natanti e della FRP (Fibre Reinforced Platic) in genere.

FRP e Automotive

Nonostante l’ampia diffusione dei materiali compositi non esiste ancora a livello internazionale una politica ben delineata che definisca un iter specifico da seguire per la dismissione degli yacht e la gestione della FRP con cui sono realizzati. Bisogna ricordare che le barche sono solo una parte del problema legato ai compositi, basti pensare agli innumerevoli sanitari in vtr come lavandini e piatti doccia, alle gigantesche pale eoliche, ai prodotti dell’industria aeronautica e delle modellerie, al materiale rotabile e agli innumerevoli componenti degli autoveicoli. Proprio nel settore automotive negli ultimi anni si è assistito a un notevole incremento dell’uso dei compositi al fine di alleggerire e irrobustire la vetture migliorandone così i consumi e la sicurezza. Differentemente da uno yacht un veicolo ha una vita media di 14 anni e si stima che solo negli Stati Uniti vengano dismessi fino a 15 milioni di veicoli all’anno attraverso un vasto network di cantieri specializzati nella demolizione. Questo apparato consente di riciclare circa il 75% delle vetture statunitensi consentendo il recupero dei componenti ancora utili e di circa 14 milioni di tonnellate di acciaio portando a un risparmio di 85 milioni di barili di petrolio destinati ad alimentare la produzione di nuovo materiale. Inoltre, secondo la Direttiva 2000/53/EC dell’UE relativa agli ELV (End of Life Vehicle), l’85% del peso complessivo di un veicolo dovrebbe essere recuperato e riutilizzato, compreso un recupero energetico del 5%. Entro il 2015, è previsto che queste percentuali aumentino arrivando al 95% per quel che concerne le parti da riciclare, e al 10% per il recupero e la valorizzazione dell’energia.  Alla luce di questi dati può quindi il settore nautico apprendere qualcosa da quello automobilistico? È possibile applicare ai mezzi da diporto un modello simile a quello adottato per le vetture stradali?

Lo smaltimento dei compositi

Uno studio condotto nel 2010 in Italia da UCINA ha dimostrato che il costo della mano d’opera a oggi rappresenta il maggior ostacolo all’attuazione di una strategia di riciclaggio in stile automotive, questo per via delle molte ore di lavoro necessarie a disassemblare un natante senza contare la necessità di dover dare successivamente una collocazione ai componenti in vetroresina. Il rapporto redatto da Stefano Pagani Isnardi, stima una obsolescenza annuale di 17.000 imbarcazioni solo in Italia, pari a 23.000 tonnellate di FRP che ovviamente necessitano di essere smaltite. Egli ha anche sottolineato che queste cifre rappresentano solo una parte dei prodotti da dismettere visto che altrettanto materiale composito proviene dagli stampi e dagli scarti prodotti dalla cantieristica nazionale. Inoltre, la mancanza di business plan dedicati e l’assenza di incentivi finanziari atti a promuovere le varie iniziative in atto in Italia e nel resto del mondo fa si che la quantità di imbarcazioni raccolte sia ancora molto ridotta. Al contrario, spesso i singoli armatori per poter smaltire correttamente la propria imbarcazione sono chiamati a sostenere degli oneri che variano in base al peso e alla lunghezza della stessa. Al fine di invertire il trend appena descritto negli ultimi anni sono nati diversi progetti che mirano alla creazione di vere e proprie joint venture finalizzate a risolvere il problema delle unità da diporto giunte al termine del loro ciclo di vita. Tra i più importanti e organizzati troviamo i piani attuati nei paesi scandinavi.

In Norvegia per esempio, dove si contano oltre un milione di imbarcazioni da diporto alle quali se ne aggiungono circa 35.000 ogni anno il gigante del riciclaggio Veolia ha unito le forze con l’associazione compositi locale SINTEF, assieme al produttore di resina Reichold e l’associazione nautica Norboat per studiare e promuovere nuove soluzioni in tema di dismissione e il riciclaggio. Allo stesso modo in Finlandia la società di riciclaggio Kuukoski ha attuato una raccolta pilota nell’arcipelago finladese in collaborazione con Finnboat. Diversamente da altri stati europei la Finlandia non ha voluto affidare il riciclaggio dei natanti a centri specializzati dedicati al solo settore nautico, ma ha preferito promuovere una politica più allargata che prevede un sistema di raccolta e riciclaggio a livello europeo con un canone pagato dagli stessi operatori del settore per finanziare le infrastrutture necessarie. Dati i volumi ancora contenuti tali fondi verranno inizialmente destinati ai principali centri di smaltimento automobilistici al fine di apportare le dovute modifiche per poter accogliere anche le imbarcazioni da diporto e altri materiali compositi. Sulla falsa riga anche la Svezia è in procinto di pubblicare proposte di legge riguardanti lo smantellamento delle vecchie imbarcazioni, prevedendo una possibile service tax e la creazione di imprese specializzate che renderebbero il sistema finanziariamente sostenibile. Anche in Italia associazioni come la Assocompositi sono attive sulle tematiche in oggetto, inoltre già da qualche anno si registrano iniziative di particolare interesse come il progetto ELB (End Life Boat) promosso da UCINA, finalizzato ad affrontare in chiave green l’intero ciclo di vita dei prodotti, implementando la dismissione sostenibile dei prodotti in disuso e prevedendo, per le unità nautiche di prossima progettazione, la possibilità di individuare processi realizzativi in grado di favorire il riciclo attraverso l’adozione di criteri di design for re-cycling, analogamente a quanto già praticato in altri settori, come per esempio quello automobilistico. Ad oggi, tutte le ricerche svolte nei vari paesi sono state effettuate principalmente in ambito universitario e per lo più commissionate e finanziate da aziende del settore automobilistico ed edile, motivate da una serie di leggi già vigenti in materia.  Dal punto vi sta legislativo le uniche iniziative presenti si riducono alla proposta di norma UNI U81041480 relativa al trattamento a fine vita delle unità navali e nautiche e la revisione della norma UNI 10667-13 sulle materie prime e secondarie ottenute dal riciclo dei compositi.  Purtroppo infatti non vi è ancora alcuna spinta da parte delle autorità statali per promuovere studi e iniziative legate al riciclo di questi materiali, con il rischio che il problema diventi l’ennesimo stato di emergenza costringendo i vari stati a ricorrere, per necessità, a strumenti legislativi magari sotto la spinta dell’UE.

Design for re-cycle

Uno efficacie strumento per ridurre e gestire al meglio l’uso di fibra e matrice nei processi di produzione delle imbarcazioni da diporto è quello della progettazione. Data la possibilità di aggiornare e modificare gli yacht in vtr attraverso opere di refitting e tramite l’installazione di nuove apparecchiature dedite al miglioramento delle condizioni di navigazione e di sicurezza. I cantieri e gli studi di progettazione più lungimiranti hanno pensato di dar spazio a soluzioni di progettazione e produzione modulari che possano permettere di effettuare la sostituzione o la modifica di alcune parti senza dover attuare opere invasive e senza sostenere costi ingenti evitando quindi un ulteriore spreco di materiali. L’intento di produrre meno rifiuti durante la fabbricazione, si traduce principalmente in una gestione ben pianificata della produzione e in un impiego razionalizzato delle risorse in concomitanza a un attento controllo dei flussi di rifiuti. Ciò richiede l’applicazione di tecnologie di produzione moderne e un buon livello di specializzazione delle maestranze al fine di gestire al meglio le fasi di lavoro. L’utilizzo di sistemi di stampaggio come l’ RTM (Resin Transfer Molding) consente di ottenere prodotti caratterizzati da una qualità costante e una riduzione degli sprechi ben pianificata. Inoltre un buon processo di ideazione, progettazione e calcolo strutturale del prodotto stesso, può portare a una migliore gestione delle fasi di lavoro sia in termini di spreco di materiale che in termini di tempo e organizzazione delle maestranze.

 

Come riciclare i materiali

A seguito dei metodi di smaltimento sviluppati dalla francese FIN e dalla finlandese Finnboat Federations, il riciclaggio dei materiali compositi è una tematica attualmente molto discussa. Al momento esistono due direzioni principali verso le quali si sta muovendo la ricerca, ossia: il riciclaggio meccanico e l’impiego di queste materie per la realizzazione di “nuovi” prodotti termoindurenti / termoplastici. Il riciclaggio meccanico avviene mediante processi di frantumazione meccanica o macinazione (pounding) al fine di ridurre il composito in una miscela polimerica sotto forma di polveri o pellet. Un certo numero di società sono attualmente coinvolte nel tentativo di riciclare il materiale prodotto dalla frantumazione del composito, ma fino a oggi con con risultati limitati. I principali sforzi si sono concentrati soprattutto sul riutilizzo dei materiali all’interno dei processi di bulk e sheet moulding dove queste polveri vengono utilizzate come riempitivo al posto del carbonato di calcio. In queste applicazioni il materiale riutilizzato però non può superare il 10% per non compromettere le caratteristiche meccaniche del prodotto finale. Altri studi stanno esplorando le proprietà della natura porosa di questi materiali di riciclo al fine di utilizzarli miscelandoli a resine per l’impregnazione di nuovi compositi in sistemi di stampaggio sottovuoto e come isolanti acustici. Nel Regno Unito il Building Research Establishment BRE ha indagato sull’utilizzo dell’utilizzo di tali materiali per la realizzazione di pannelli in materiale plastico solitamente ottenuti con le più comuni chips di legno. Un altro studio dello stesso istituto ha teorizzato invece l’utilizzo dei granuli come carica di rinforzo nella produzione di asfalto stradale. Tutti questi metodi alternativi di riutilizzo però, sono difficili da attuare quando il composito è contaminato con altri materiali, come vernici, anime, ecc., come nel caso dei compositi derivati da imbarcazioni. 

Trattamenti Termici

Quando i compositi sono contaminati da altri materiali, come il core nei sandwich (balsa o altri materie plastiche) o sono presenti inserti metallici, è necessario ricorrere a trattamenti termici, che possono essere:

  • Con recupero di energia e materiali: I compositi termoindurenti hanno un elevato potere calorifico e possono essere bruciati per liberare energia. Diversi test hanno dimostrato che mescolando, per una percentuale pari al 10%, i rifiuti derivati della FRP con i rifiuti solidi urbani si aumenta l’efficienza del processo di incenerimento. Se si supera però questa percentuale di materiale riciclato, con un conseguente aumento delle calorie sprigionate dalla combustione e dei gas prodotti, il processo in incenerimento viene considerato dedicato esclusivamente ai materiali compositi. Spesso quindi i derivati della frantumazione vengono stoccati in attesa di essere inceneriti. La problematica alla base della scelta di incenerire o meno quantità ingenti di FRP sono uno dei temi di studio di varie ricerche condotte in territorio francese.
  • Utilizzo nella produzione del cemento: Un percorso più promettente è la combustione degli scarti di materiali compositi (pellets di dimensioni di circa 50x50mm) nei forni per la produzione di cemento, questi trovano spazio come rinforzo per via delle fibre di vetro mescolate alle cariche minerali. L’effetto di tali materiali sulle proprietà finali del cemento ottenuto è tale da prevederne un uso limitato all’interno del composto totale. Questo tipo di riutilizzo dei compositi è molto seguito all’interno dei programmi di riciclo attuati dal Gippone, inoltre tale metodologia è stata adottata pienamente nel sistema produttivo del cemento secondo le direttive dell’ ECRC – European Composites Recycling Services Company.
  • Processi a base fluida: Si tratta di un sistema di processi termici a base fluida utilizzati per recuperare il contenuto di fibre dalla dismissione dei compositi, anche nel caso di materiali contaminati. Le fibre sono recuperate sotto forma di filamenti che vanno dai 6 ai 10 millimetri di lunghezza. Queste hanno una tenacia ridotta ma possono essere comunque riutilizzate come per esempio per la produzione di asfalto stradale con un utilizzo non superiore al 10 % del peso finale del prodotto. Inoltre tutti i metalli presenti originariamente nel composito che non sono stati inceneriti possono essere raccolti ed eventualmente riciclati con metodi tradizionali.
  • Pirolisi: Tramite questo processo si riescono a recuperare le sostanze organiche che compongono la resina del composito e anche le sue fibre. Tale processo è attualmente i via di sperimentazione presso l’ Università di Leeds nel Regno Unito e presso l’Istituto di Ingegneria di Bilbao in Spagna.

 

Smaltimento in discarica

Questa opzione risulta più obsoleta e inefficace rispetto a quelle precedentemente descritte in quanto non consente di reinmettere il materiale dismesso nella filiera produttiva. Essa infatti dovrebbe essere considerata solamente quando non vi sono le condizioni per attuare i processi sopra descritti.

Un percorso comune

In generale, nonostante gli innumerevoli ostacoli che rendono i processi appena descritti lenti e macchinosi sembrerebbe che l’industria nautica mondiale abbia capito che la sostenibilità ambientale, insieme alla tecnologia, all’estetica e alla funzionalità dei prodotti, rappresenti oggi un fattore di differenziazione in grado di costruire un nuovo vantaggio competitivo sui mercati internazionali entrando a far parte di quei plus essenziali che possono ridare linfa vitale al settore della nautica da diporto a qualsiasi livello.

L’autore

Diego Amadei, product e yacht designer classe 1984, si laurea in Product Design presso il Politecnico di Milano e consegue successivamente la Laurea Magistrale in Design Navale e Nautico presso l’Università degli Studi di Genova. Frequenta quindi il Cruise Ship and Super Yacht Design Miami Module Workshop presso la Florida International University e si specializza in virtual protoyping presso presso l’Istituto Europeo del Design di Milano. Parallelamente alle attività accademiche collabora come product e yacht designer con varie aziende e studi di progettazione tra i quali, Bosch GmbH, Claudio Silvestrin Architects, Italproject di Fulvio De Simoni, Lazzarini e Pickering Archietti. Dal 2010 assume il ruolo di yacht designer per i Cantieri Navali D’Este collaborando con lo studio spagnolo Balance Arquitectura Naval.  Nel 2012 fonda DADW – Diego Amadei Design Work, studio di progettazione che spazia dal product allo yacht design con una particolare attenzione per la prototipazione 3D e la didattica. Attualmente collabora come chief designer per la startup italiana 3D Service e collabora all’interno del progetto di ricerca europeo SeaKers. Tra i riconoscimenti ricevuti si segnalano: il premio “Abitare la Barca” 2009, il “Premio per il design Aldo Gamba” 2011, la “Targa Guido Paolucci”, le menzioni d’onore al “MYDA 2012” e al “Lotus Prize 2012”.

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