La produzione globale di plastica continua a crescere a ritmi vertiginosi, superando la quota record di 413,8 megatonnellate nel 2024, a fronte di una percentuale di riciclo effettivo che si attesta ancora globalmente al di sotto del misero 9%. In questo scenario critico, l’ottimizzazione dei sistemi di raccolta e selezione rappresenta uno dei principali colli di bottiglia verso una vera transizione circolare. Una risposta scientifica e dettagliata a questo problema arriva da uno studio pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nature, intitolato “Analysis of trade-offs of post-sorting plastic packaging” e condotto da un team di ricercatori guidato da Steven De Meester dell’Università di Gand, in collaborazione con l’Università di Maastricht e altri istituti europei. La ricerca ha analizzato i campioni prelevati da un moderno impianto industriale di recupero situato nei Paesi Bassi per valutare l’efficacia di due diverse strategie: la separazione alla fonte effettuata dai cittadini a livello domestico e il post-smistamento industriale dei rifiuti urbani residui indifferenziati. I risultati mettono in luce un drastico e preoccupante compromesso tra la quantità di materiale plastico che è possibile intercettare e la qualità finale del prodotto riciclato, evidenziando rischi concreti non solo per i processi industriali ma anche per la salute umana.
Il compromesso tra quantità e qualità nei flussi di riciclo
La motivazione alla base dei sistemi di post-smistamento risiede nel fatto che, nonostante i sistemi di raccolta differenziata intercettino volumi sostanziali di rifiuti, enormi quantità di imballaggi riciclabili finiscono ancora nei flussi indifferenziati residui a causa di errori dei consumatori o di una mancata partecipazione della popolazione. Fino al 65% dei rifiuti di imballaggio in plastica europei viene infatti deviato verso i flussi indifferenziati residui. Per capire se l’automazione industriale possa rappresentare una soluzione alternativa a “un solo cassonetto“, gli scienziati hanno testato un impianto che tratta entrambi i flussi sulla stessa linea di selezione in tempi diversi, garantendo un confronto in condizioni controllate e costanti. Sorprendentemente, se si valuta unicamente la purezza della balla in base alla percentuale del polimero target su base secca, le frazioni separate dai cittadini e quelle estratte meccanicamente dall’indifferenziato mostrano valori paragonabili. Ad esempio, le balle di polietilene a bassa densità contengono circa il 67% di polimero nella raccolta differenziata e il 71,1% nel post-smistamento, mentre il polipropilene rigido si attesta rispettivamente all’85,9% e all’80,3%. Tuttavia, questa apparente somiglianza nasconde una realtà molto più complessa e problematica, poiché la natura dei contaminanti presenti nei due flussi diverge in modo drammatico, penalizzando qualitativamente la plastica estratta dal sacco nero.
L’allarme contaminazione: metalli pesanti e sostanze tossiche
Il vero tallone d’Achille della plastica recuperata dai rifiuti indifferenziati è l’altissimo livello di contaminanti incorporati, tra cui spiccano metalli pesanti tossici e proibiti dalle normative come il cadmio e il piombo. Le analisi chimiche hanno rivelato che il cadmio è fortemente arricchito nei campioni di polietilene rigido da post-smistamento, mostrando concentrazioni oltre dieci volte superiori rispetto a quelle riscontrate nella raccolta differenziata alla fonte. Il piombo è risultato ubiquitario e ha raggiunto i livelli più critici nelle plastiche miste e nei film, avvicinandosi pericolosamente alle soglie legali complessive consentite per gli imballaggi. La ragione di questa massiccia presenza di metalli tossici e alogeni non è intrinseca alla plastica da imballaggio stessa, ma deriva dall’eterogeneità del rifiuto indifferenziato. All’interno delle balle post-smistate, infatti, finiscono inevitabilmente oggetti non legati al packaging come giocattoli, tessuti e rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche. L’ispezione visiva ha dimostrato che le balle di plastica mista indifferenziata contengono il 15,7% di questi articoli speciali e il 26,1% di materiali non target come carta e metalli. I tessuti costituiscono la frazione non target più ampia, mentre i rifiuti elettronici introducono un mix pericoloso di metalli e persino batterie al litio, che aumentano drasticamente il rischio di incendi all’interno degli impianti di riciclo che non dispongono di adeguate misure di mitigazione. I singoli test sui materiali hanno svelato che le scarpe presentano livelli di piombo fino a cinquantadue volte superiori rispetto alle balle di imballaggio indifferenziate pulite, mentre i vasi di fiori e i blister medici in PVC iniettano nel flusso quantità massicce di piombo, cadmio e cloro.
L’impatto di sporco, umidità e cattivi odori sulla plastica riciclata
Oltre alla minaccia chimica dei metalli pesanti, i rifiuti plastici che viaggiano insieme alla frazione organica e ai residui urbani subiscono un forte deterioramento fisico dovuto alla commistione. Lo studio ha dimostrato che il livello massimo di umidità e sporco attaccato al polimero registrato nella raccolta differenziata domestica è comunque inferiore al valore minimo riscontrato nel post-smistamento industriale. Nei flussi differenziati domestici lo sporco oscilla tra l’8% e il 12,1%, mentre nell’indifferenziato post-smistato schizza dal 14,9% del polietilene rigido fino al 26% delle plastiche miste. Questa contaminazione biologica ed ecologica favorisce un’intensa attività microbica che genera composti organici volatili complessi e diversificati, responsabili di odori estremamente sgradevoli e persistenti nei materiali riciclati. In particolare, nei polimeri flessibili estratti dall’indifferenziato, le emissioni di composti organici volatili triplicano e si arricchiscono di specie azotate come ammine e ammidi, totalmente assenti nella raccolta differenziata tradizionale. Tutto ciò impone alle aziende di riciclo cicli di lavaggio industriali molto più intensi, lunghi e complessi, che aumentano la complessità operativa e i costi di gestione legati al consumo energetico e al trattamento delle acque reflue, senza comunque riuscire a eliminare del tutto i contaminanti chimici inglobati nella matrice polimerica.
L’eccezione delle bottiglie in plastica rigida
Nel quadro generale di un netto peggioramento qualitativo della plastica da post-smistamento, il team di Steven De Meester ha individuato un’interessante eccezione meccanica riguardante gli imballaggi rigidi in polietilene, come i flaconi di sapone o i contenitori di detersivi. Dai dati emerge che questi specifici oggetti presentano livelli di sporco superficiale e di composti organici volatili aromatici inferiori quando estratti dal rifiuto indifferenziato rispetto a quando vengono raccolti tramite la classica differenziata domestica. Gli osservatori hanno spiegato questo fenomeno analizzando lo stato fisico dei contenitori: nella raccolta differenziata dei cittadini, le bottiglie rimangono per lo più intatte e sigillate, conservando al loro interno residui di prodotto che degradano nel tempo e impregnano la plastica di fragranze e odori. Al contrario, i flaconi che finiscono nel sacco dell’indifferenziato subiscono forti pressioni meccaniche durante la raccolta e la compattazione nei camion della spazzatura; questo processo ne provoca la rottura o lo schiacciamento, determinando la totale fuoriuscita dei residui interni prima dei trattamenti. Se da un lato questo rende il singolo flacone rigido parzialmente più libero da odori interni, dall’altro provoca la dispersione dei liquidi residui su tutti i materiali flessibili circostanti, amplificando a dismisura la contaminazione incrociata del resto della balla.
I costi astronomici delle infrastrutture di post-smistamento
Per valutare l’applicabilità su larga scala del post-smistamento, i ricercatori hanno sviluppato sofisticati modelli di flussi di materiali applicati all’Europa e agli Stati Uniti. I modelli simulano scenari progressivi in cui quote crescenti di rifiuti indifferenziati residui vengono inviate a impianti di selezione automatica. Incrementare il post-smistamento fino a coprire il 75% dei rifiuti residui consentirebbe effettivamente di sbloccare un enorme potenziale di materia, aumentando la disponibilità di materia prima per il riciclo di oltre il 120-140% rispetto ai livelli attuali. Nell’Unione Europea si potrebbero recuperare fino a 2,5 megatonnellate di plastica all’anno, mentre negli Stati Uniti, dove i sistemi di raccolta differenziata sono strutturalmente meno diffusi, il volume di materia prima disponibile passerebbe da 1,3 a ben 5,4 megatonnellate annuali. Tuttavia, questo massiccio incremento quantitativo richiede investimenti finanziari colossali per la costruzione e l’adeguamento delle infrastrutture tecnologiche dei centri di recupero. Secondo le stime economiche dello studio, raggiungere l’ambizioso scenario del 75% richiederebbe una spesa di capitale pari a circa 18 miliardi di euro in Europa e a ben 50 miliardi di dollari negli Stati Uniti, calcolando esclusivamente i costi degli impianti di selezione e senza considerare i costi successivi di logistica e trasformazione.
Strategie future per un’economia circolare della plastica
L’evidenza scientifica emersa da questa ricerca lancia un messaggio chiaro ai decisori politici e ai pianificatori industriali: il post-smistamento meccanico dei rifiuti indifferenziati deve essere considerato esclusivamente come una strategia complementare e di sicurezza, e non potrà mai sostituire la raccolta differenziata effettuata dai cittadini alla fonte. L’indiscriminato aumento dei volumi raccolti rischia infatti di saturare le filiere con polimeri degradati e tossici, del tutto inadatti ai mercati ad alto valore aggiunto come il packaging alimentare. Dal punto di vista industriale, la plastica pulita proveniente dalle famiglie deve continuare ad alimentare il riciclo meccanico di alta qualità. Al contrario, gli scarti pesantemente contaminati da metalli e cloro estratti dal post-smistamento industriale potrebbero trovare una collocazione più idonea nel riciclo chimico, in particolare nei processi di pirolisi delle frazioni rigide per la produzione di oli petrolchimici. Anche in questo caso, però, l’alto contenuto di cloro e metalli post-smistati richiede costosi passaggi preventivi di purificazione, deadditivazione e idrotrattamento per evitare la corrosione dei macchinari e l’avvelenamento dei catalizzatori, sfidando la sostenibilità economica dell’intero ciclo circolare. La vera sfida del futuro non sarà quindi raccogliere di più a qualunque costo, ma bilanciare la quantità della materia intercettata con il controllo rigoroso della contaminazione all’inizio della filiera.