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Degli 8,3 miliardi di tonnellate di rifiuti di plastica prodotti a partire dagli anni ’50, solo il 9% è stato riutilizzato1.

Il problema dei rifiuti di plastica ha ripetutamente fatto notizia negli ultimi anni, con segnalazioni di plastica che disturba gli ecosistemi in alcuni degli ambienti più remoti del nostro pianeta, compreso l’Artico.

I governi di tutto il mondo stanno riconoscendo la necessità di cambiare questa situazione e stanno introducendo leggi per migliorare i tassi di riciclaggio. La proposta di legislazione UE, ad esempio, fissa obiettivi minimi per il contenuto riciclato negli imballaggi in plastica, come il 30% per le bottiglie di bevande entro il 2030 e il 65% entro il 2040.

I rifiuti stanno quindi diventando un’importante materia prima mentre le aziende lottano per raggiungere questi obiettivi critici. E, con il prezzo del petrolio greggio – e quindi della plastica vergine – in aumento a causa dell’aumento dei costi del petrolio greggio, il materiale riciclato sta diventando ancora più attraente.

Ma c’è una ragione per cui la plastica non viene riciclata alla stessa velocità della carta, del vetro o dei metalli: l’enorme quantità di diversi prodotti di imballaggio sul mercato rende difficile identificarli, separarli e ordinarli.

Le tecnologie di imaging come le telecamere a infrarossi, iperspettrali e CCD sono state fondamentali per consentire il rilevamento e lo smistamento affidabili dei rifiuti di plastica, ma l’industria del riciclaggio deve affrontare sfide uniche con la plastica che l’industria dell’imaging potrebbe continuare ad aiutarla a superare.

Riciclaggio della plastica nera

Sesotec è un OEM che sviluppa sistemi di selezione per il riciclaggio e conta oggi più di 2.300 strumenti installati in tutto il mondo.

Le macchine dell'azienda sono dotate di una gamma di telecamere e sensori adattati a seconda del tipo di materiale da smistare, ma un materiale che spinge i limiti tecnologici – e che secondo Sesotec l'industria della fotonica potrebbe aiutare a supportare – è la plastica nera.

"La plastica nera è uno dei maggiori problemi nel riciclaggio", ha affermato Tobias Eder, responsabile dell'ingegneria e della tecnologia applicativa di Sesotec, durante un recente incontro tecnologico online EPIC sulla selezione, il riciclaggio e la gestione dei rifiuti della plastica.

La maggior parte degli imballaggi in plastica nera – ampiamente utilizzati nell’elettronica, nei contenitori per alimenti, nei sacchetti di plastica e nell’industria automobilistica – viene colorata utilizzando pigmenti di nerofumo che impediscono alle tecnologie tipiche impiegate negli strumenti di selezione, come i sensori nel vicino infrarosso (NIR) o le telecamere in linea CCD, di rilevandolo in modo affidabile.

L'azienda è alla ricerca di una tecnologia affidabile in grado di rilevare i polimeri neri, con una precisione di rilevamento paragonabile al vicino infrarosso, ha affermato Eder. "Al momento, disponiamo solo di alcune capacità utilizzando sensori nel medio infrarosso, ma non è allo stesso livello del NIR, e devono essere utilizzati in combinazione con altri sensori." Ha aggiunto che, sebbene ci siano stati progetti di ricerca/industria focalizzati su questa applicazione, “non ci sono risultati reali possibili su scala industriale con la purezza di cui i nostri clienti hanno bisogno”.

Oltre ai sensori, l'azienda è alla ricerca di LED ad alta potenza nella lunghezza d'onda di 1.300-1.900 nm per consentire il rilevamento di plastiche più scure, ma per consentire anche di sostituire le lampadine alogene e ridurre il consumo energetico delle sue macchine.

Nelle sue macchine Sesotec utilizza sia telecamere CCD line scan che sensori NIR. Le telecamere CCD possono rilevare per forma, colore e separare i materiali colorati da una frazione trasparente. Hanno una risoluzione fino a 0,075 mm e possono leggere circa 17 milioni di colori in combinazione con diverse ottiche di illuminazione. A seconda dell'applicazione è possibile utilizzare diverse opzioni di illuminazione: ad esempio, la luce trasmessa rileva la trasmissione in un materiale trasparente oppure una luce superiore rileva il riflesso di un materiale opaco.

Per il rilevamento NIR, l'azienda utilizza una telecamera sviluppata internamente. Il NIR può essere utilizzato per rilevare ritardanti di fiamma e vassoi in PET; può differenziare LDPE e HDPE; rilevare varie "combinazioni bottiglia/etichetta" o distinguere tra PET e PETG (bottiglie e scaglie). Una "libreria delle materie plastiche" può essere adattata ad applicazioni e tipi di plastica specifici.