Componenti per lavastoviglie in plastica riciclata

Fondo cassa lavastoviglie. Attestazione: Fraunhofer LBF / Ursula Raapke

Le bottiglie dei detersivi sono spesso prodotte utilizzando plastica riciclata; tuttavia, per quanto riguarda le applicazioni a più alto valore aggiunto, questi riciclati devono ancora essere distribuiti su larga scala. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF, in collaborazione con aziende partner, hanno dimostrato che la plastica riciclata si comporta in modo simile alla plastica vergine: non solo, è anche un materiale adatto per i fondi delle lavastoviglie.

Il riciclaggio della plastica svolge un ruolo chiave nella protezione del clima e dell’ambiente. Sebbene una parte degli imballaggi sia spesso prodotta con plastica riciclata, gli esperti e le aziende sono ancora riluttanti a fare lo stesso con prodotti di fascia alta. In definitiva, le variazioni in lotti di ciò che un tempo erano rifiuti significa che proprietà come resistenza, odore e aspetto differiscono dalle proprietà della plastica appena prodotta. Tuttavia, se il riciclato viene lavorato in modo efficiente, le sue proprietà possono essere adattate per corrispondere a quelle della plastica vergine. “C’è ancora una mancanza di fiducia nei materiali riciclati”, afferma Dominik Spancken, scienziato presso Fraunhofer LBF a Darmstadt.

I ricercatori di Fraunhofer vogliono cambiare lo status quo e dimostrare che ci si può fidare dei materiali riciclati. “Abbiamo quindi collaborato con Bosch GmbH e Bosch-Siemens-Hausgeräte GmbH (BSH) per studiare cosa può effettivamente ottenere la plastica riciclata”, afferma Spancken. A tal fine, Bosch ha innanzitutto ottimizzato il materiale riciclato dall’alloggiamento delle batterie di avviamento per autoveicoli: sono stati utilizzati additivi, ad esempio, per aumentare la resistenza e migliorare le proprietà visive. Successivamente, abbiamo dovuto identificare se il materiale ottimizzato sarebbe stato adatto per la produzione di fondi per lavastoviglie. Questo componente, del peso di circa due chilogrammi, costituisce la struttura di base di una lavastoviglie, sostenendo le pareti laterali e ospitando componenti ausiliari come la pompa, i sensori di stato e il serbatoio del sale. Se questi fondi della cassa potessero essere prodotti da riciclato, questo sarebbe un contributo significativo per rendere gli elettrodomestici più sostenibili: Sulla base di una produzione di tre milioni di lavastoviglie all’anno, l’utilizzo del riciclato (e quindi meno risorse) farebbe risparmiare circa 2500 tonnellate di petrolio greggio all’anno — equivalente alla quantità di petrolio trasportata su una chiatta lunga 110 metri.

Cosa può ottenere il materiale riciclato?

“Al Fraunhofer LBF, abbiamo inizialmente studiato come si comportava il riciclato ottimizzato sotto sollecitazioni meccaniche”, spiega Spancken. I ricercatori hanno quindi prodotto un campione di prova e lo hanno sottoposto a una forza prestabilita circa 100.000 volte, ovviamente in un processo automatizzato. Questo numero riflette l’uso tipico e l’intervallo di carico per elettrodomestici di grandi dimensioni. Questo stabilisce il limite per quanto stress il materiale deve essere in grado di sopportare senza danneggiarsi. In base a queste specifiche, gli esperti di Fraunhofer LBF, Bosch e BSH hanno stabilito i parametri per la progettazione.

Per quanto riguarda i 100.000 cicli, questa cifra si basa principalmente su un perno spesso un dito sul fondo della lavastoviglie. Questa è soggetta a sollecitazioni meccaniche ogni volta che si apre e chiude la porta della lavastoviglie, e rappresenta la zona di maggior carico sul fondo della lavastoviglie. Se assumiamo che la porta della lavastoviglie venga aperta 15 volte al giorno e che l’elettrodomestico abbia una durata di circa 18 anni, la porta verrà aperta circa 100.000 volte durante l’intero ciclo di vita della lavastoviglie. Può un perno fatto di riciclato resistere a tutto questo? “Mentre il riciclato è meno resistente, il 15% più debole, ha proprietà di rigidità simili a quelle della plastica vergine. Tuttavia, cosa più importante, entrambi i materiali si comportano esattamente allo stesso modo in termini di deformabilità plastica. In sintesi, è giusto diciamo che il riciclato può sopportare le stesse sollecitazioni del materiale vergine”, afferma Spancken.

Componenti per lavastoviglie in plastica riciclata

Granulato di plastica da plastica riciclata. Attestazione: Fraunhofer LBF / Ursula Raapke

Quanto è robusto il componente in materiale riciclato?

Per confermare questo risultato, i ricercatori hanno anche condotto test sul componente stesso, oltre al test del materiale puro. “Abbiamo calcolato le caratteristiche del materiale dai test sui materiali. Utilizzando questi valori caratteristici, abbiamo quindi sviluppato una metodologia di valutazione per verificare se il perno è durevole”, spiega lo scienziato.

In altre parole: il team di ricerca ha bloccato i perni dei fondi delle casse realizzati con materiale vergine in un banco di prova e ha applicato i carichi per simulare quelli derivanti dall’uso della lavastoviglie, in particolare quando la porta della macchina viene aperta e chiusa. Dato che il riscaldamento a pavimento e il calore radiante della lavastoviglie potrebbero riscaldare il perno fino a 50 gradi, Spancken e il team hanno regolato la sua temperatura a 50 gradi per riflettere questo. Quanta forza è stata necessaria per rompere il perno? Quante volte potrebbe resistere al processo di apertura? Utilizzando i dati sperimentali, i ricercatori hanno creato una metodologia di calcolo e progettazione convalidata e quindi hanno “alimentato” questa metodologia con le caratteristiche del materiale riciclato.

“Siamo stati in grado di estrapolare il comportamento di un perno realizzato con materiale riciclato utilizzando i test sul materiale vergine e la metodologia di calcolo”, afferma Spancken. Il risultato è incoraggiante: i valori di resilienza registrati per i perni realizzati con materiale riciclato differiscono solo leggermente da quelli realizzati con materiale vergine. Dallo studio di fattibilità si può concludere che un fondo per lavastoviglie realizzato con materiale riciclato è effettivamente possibile e il passaggio dalla plastica vergine al materiale riciclato darebbe un contributo significativo a un apparecchio completo sostenibile.


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