Ricerca e sviluppo come infrastruttura tecnica per la transizione industriale
Nel quadro della transizione verso modelli produttivi circolari, Ricerca e Sviluppo (R&S) costituisce un’infrastruttura abilitante per l’evoluzione tecnologica delle filiere energy-intensive e resource-intensive.
L’innovazione non è più confinata alla fase di prodotto, ma interessa le architetture di processo, la progettazione impiantistica, l’ottimizzazione dei flussi e la definizione di nuove curve economiche di recupero dei materiali.
Nel settore della gestione dei rifiuti plastici post-consumo, la R&S consente di superare l’attuale polarizzazione tra riciclo meccanico convenzionale e recupero energetico, aprendo a soluzioni di valorizzazione che integrano caratterizzazione merceologica avanzata, pre-trattamenti modulari, modelli previsionali di resa e simulazioni di impiego in settori hard-to-abate. L’obiettivo non è più soltanto separare materiali, ma estrarre funzioni industriali da matrici eterogenee, ridefinendone proprietà, performance tecniche e sbocchi applicativi.
In questa prospettiva, la ricerca sperimentale assume un ruolo sistemico: genera dati comparabili, parametri standardizzabili, indicatori di efficienza ambientale, e supporta la scalabilità industriale delle soluzioni. Si tratta di una condizione necessaria per sviluppare modelli replicabili, ridurre il rischio tecnologico e incrementare l’attivazione di investimenti downstream.
È in questo dominio tecnico–strategico che si colloca il progetto condotto da Selectika Srl, che ha
completato la ricerca sperimentale sul riciclo avanzato del Plasmix nel PIA Regione Puglia, focalizzato sulla valorizzazione della frazione Plasmix tramite innovazione tecnologica di processo, caratterizzazione avanzata e modellazione impiantistica applicata ai cicli siderurgici. L’iniziativa si configura come studio di frontiera sul potenziale impiego di polimeri misti come agenti sostitutivi in processi metallurgici ad alta intensità energetica, con ricadute sia in termini di riduzione delle fonti fossili sia di incremento del tasso di circolarità materiale.
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Sviluppo sperimentale per innovazione di processo per recuperare plastiche eterogenee residuali dalla selezione dei flussi da raccolta differenziata (Plasmix)
La Fase 1 ha definito il quadro tecnico-scientifico per la gestione e la valorizzazione del Plasmix, la frazione plastica eterogenea non riciclabile meccanicamente generata dagli impianti di selezione della raccolta differenziata. L’analisi ha evidenziato l’aumento dei quantitativi di Plasmix dovuto alla crescita della RD e la conseguente necessità di soluzioni alternative alle opzioni tradizionali (termovalorizzazione, CSS, discarica).
Sono state valutate diverse tecnologie: recupero energetico, produzione di CSS, riciclo chimico (pirolisi, gassificazione) e utilizzo metallurgico come agente riducente (SRA). Le opzioni che sfruttano impianti esistenti risultano più rapidamente implementabili rispetto a quelle che richiedono nuovi impianti. Dal punto di vista tecnico, le poliolefine (PE, PP) sono le frazioni più idonee ai processi siderurgici, mentre cloro, metalli e inerti rappresentano vincoli che richiedono pretrattamenti.
La Fase 1 ha analizzato sia l’impiego in cokeria sia l’iniezione in altoforno, evidenziando che quest’ultima è la soluzione più promettente per maturità tecnologica, capacità di assorbire grandi volumi di Plasmix e potenziali benefici ambientali, incluse significative riduzioni di CO2 rispetto ai combustibili fossili. Le valutazioni ambientali (LCA) confermano che l’utilizzo del Plasmix selezionato in altoforno rappresenta lo scenario complessivamente più vantaggioso.
La Fase 2 del progetto ha analizzato le caratteristiche del Plasmix prodotto dall’impianto Selectika di Modugno, operativo dal 2024 e tra i principali hub nazionali per la selezione degli imballaggi. L’impianto tratta fino a 320.000 t/anno di rifiuti plastici e vetrosi e genera quattro tipologie di Plasmix: Fine, 2D, 3D e Ingombrante.
L’analisi delle prime 20 settimane del 2025 mostra una riduzione del Plasmix complessivo dal 55% al 40% grazie a ottimizzazioni impiantistiche e all’introduzione di nuovi flussi recuperati (FLEX.S, RPO.M, VPET). Le correlazioni statistiche confermano che il miglioramento della selettività consente di sottrarre al Plasmix frazioni valorizzabili.
La caratterizzazione merceologica ed energetica del Plasmix evidenzia: contenuto medio di frazioni estranee <20%, poliolefine elevate soprattutto in Plasmix 3D e Ingombrante, PCI generalmente idoneo tranne nel Plasmix 2D, cloro sotto i limiti UNI 10667-17, metalli pesanti entro soglia. Il Plasmix 3D emerge come flusso più significativo per potenziale di recupero.
Le miscele più promettenti per la Fase 3 riguardano Plasmix 3D combinato con Ingombrante o Fine, con contenuto di poliolefine tra 30% e 50%. L’obiettivo successivo è testarli per la produzione di agenti riducenti secondari destinati ai processi siderurgici, contribuendo alla riduzione dell’uso di combustibili fossili e al miglioramento della circolarità.
La Fase 3 ha sviluppato e testato, sia su impianto Selectika sia tramite simulazioni, le possibili configurazioni di un futuro impianto di trattamento del Plasmix finalizzato alla produzione di poliolefine (PE+PP) idonee all’impiego in altoforno come agente riducente alternativo al carbone.
Sono stati analizzati i quattro flussi principali di Plasmix prodotti da Selectika (Fine, Ingombrante, 2D e 3D), identificando le miscele più idonee ai test: Mix 1 (3D + Ingombrante) e Mix 2 (3D + Fine). Il Mix 1, con un tenore MPO del 61%, è risultato il più adatto alle sperimentazioni.
Le prove su impianto hanno riguardato le operazioni unitarie tipiche di un processo di raffinazione meccanica (macinazione, vagliatura, separazione balistica, selezione ottica NIR). Sono stati eseguiti test specifici sui selettori ottici, ricavando curve grade-recovery: con due stadi di selezione in serie (PE+PP) è stato possibile aumentare la purezza MPO fino a livelli del 75–82% con rese variabili tra 80% e 69%, performance in linea o superiori alla letteratura.
Sulla base dei dati sperimentali sono stati definiti i requisiti tecnologici per l’utilizzo del prodotto in altoforno: elevata presenza di poliolefine, riduzione di PET, rimozione del cloro (PVC <2% o estrusione oltre 250 °C) e produzione finale in pellet o granuli.
È stato infine sviluppato un modello di simulazione dell’impianto in ambiente Matlab/Python, basato su matrici di separazione e bilanci di massa, che rappresenta in modo modulare le principali fasi (vagliatura, balistico, NIR, pellettizzazione). Il modello consente di valutare configurazioni di processo e prestazioni del futuro impianto per la produzione di polimeri adatti all’alimentazione dell’altoforno.
Protocollo 671/IN/2025 del 19/12/2025
Sviluppo di un modello di simulazione per un impianto raffinazione plasmix per la produzione di polimeri da alimentare in altoforno.
Questo repository contiene il codice Python relativo a un modello che simula il funzionamento complessivo di un impianto (in forma semplificata e complessa) di selezione meccanica avanzata.
Il codice consente di eseguire simulazioni e salvare in ambiente di esecuzione:
- una serie di grafici (plot.png) per l’analisi dei risultati, con particolare riferimento alla qualità degli stream positivi (polimeri da utilizzare per alimentazione di altoforno), nonché alla qualità degli scarti;
- diagrammi a blocchi relativi allo schema concettuale del modello di trattamento, sia nella versione semplificata sia in quella complessa.
Per eseguire il modello direttamente online, senza installare software aggiuntivo, aprire il notebook tramite Binder al seguente link: