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Sostenibilità ai tempi del COVID-19: convertire le mascherine in carburante prezioso

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Credito: Università della Corea

Grazie alla pandemia di COVID-19, milioni di mascherine monouso vengono scartate ogni giorno, creando un’enorme ondata di inquinamento da plastica. In uno studio recente, i ricercatori hanno studiato la fattibilità e i potenziali benefici ambientali della conversione delle maschere chirurgiche scartate in combustibile bruciabile attraverso un processo chiamato pirolisi. Le loro scoperte aprono la strada a un nuovo approccio di upcycling per la termovalorizzazione, che potrebbe aiutare a raggiungere alcuni degli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite.

Le mascherine chirurgiche vengono utilizzate praticamente in tutti i paesi del mondo come prima linea di difesa contro il COVID-19. Poco dopo l’inizio della pandemia, la domanda di mascherine usa e getta è salita alle stelle a livelli senza precedenti; a giugno 2020, la sola Cina produceva circa 200 milioni di mascherine al giorno. Ma l’enorme quantità di rifiuti sfusi costituita da queste maschere, unita alla carenza di personale nei sistemi di gestione dei rifiuti a causa della pandemia, ha notevolmente esacerbato la minaccia che questi prodotti di plastica rappresentano sia per la salute umana che per l’ambiente.

Le maschere scartate possono essere trasformate in qualcosa di utile per tenerle lontane dagli inceneritori, dalle discariche e dai nostri suoli e oceani? La risposta è un sicuro sì, come dimostrato da un team di ricercatori in un recente studio pubblicato su Tecnologia delle biorisorse, che ha analizzato la possibilità di convertire le mascherine chirurgiche in sostanze chimiche a valore aggiunto attraverso un processo di decomposizione termica chiamato “pirolisi”. Questo team internazionale di scienziati è stato guidato dal Professor Yong Sik Ok e dal Dr. Xiangzhou Yuan della Korea University, Corea del Sud, che hanno ricevuto un grande sostegno dal Professor Xun Hu dell’Università di Jinan e dal Professor Xiaonan Wang dell’Università Nazionale di Singapore e dell’Università Tsinghua .

Mentre la pirolisi del polipropilene, il componente principale delle maschere chirurgiche, è già stata studiata in dettaglio, le maschere di solito contengono altri riempitivi che potrebbero influenzare il loro comportamento di pirolisi. Pertanto, il team di ricerca ha dovuto analizzare attentamente come le condizioni di pirolisi influissero sui prodotti ottenuti, che si presentavano in forma gassosa, liquida e solida. A tal fine, hanno eseguito più esperimenti a diverse temperature di pirolisi e con diverse velocità di riscaldamento, catturando tutti i risultati e sottoponendoli a un’accurata caratterizzazione.

In particolare, una serie di condizioni di pirolisi ha prodotto un olio liquido ricco di carbonio e carente di ossigeno come prodotto principale. Ulteriori analisi hanno rivelato che questo olio aveva un potere calorifico elevato di 43,5 MJ/kg, che è solo leggermente inferiore a quello del gasolio e della benzina. In altre parole, i risultati hanno mostrato che le mascherine chirurgiche possono essere convertite in un combustibile bruciabile che a sua volta può essere utilizzato, ad esempio, per generare elettricità.

La storia non finisce qui, tuttavia, riuscire a convertire i rifiuti in qualcosa di utile non la rende necessariamente una buona idea. È importante innanzitutto valutare l’impatto ambientale combinato di tutti i processi coinvolti e confrontarlo con quello delle pratiche attuali prima di pensare alla loro attuazione. Pertanto, i ricercatori hanno condotto una valutazione del ciclo di vita (LCA) della metodologia proposta per comprenderne meglio i pro ei contro. L’LCA è un approccio che consente di quantificare ampiamente gli impatti ambientali associati all’intero ciclo di vita di un prodotto; in questo caso le mascherine scartate hanno segnato l’inizio del ciclo mentre l’energia elettrica generata utilizzando il combustibile ottenuto ne ha segnato la fine.

I risultati dell’LCA sono stati promettenti, indicando che la conversione delle maschere per i rifiuti in elettricità attraverso la pirolisi ha offerto prestazioni migliori rispetto alla maggior parte degli approcci convenzionali di gestione dei rifiuti su diversi fronti, inclusa una minore CO2 emissioni, minore ecotossicità terrestre e minori emissioni di fosforo. “Abbiamo verificato che l’upcycling di maschere chirurgiche post-consumo in prodotti energetici a valore aggiunto rappresenta un percorso sostenibile e promettente con notevoli benefici ambientali”, afferma il dottor Yuan.

Nel complesso, i risultati di questo studio indicano che la pirolisi è un’opzione interessante per risolvere i problemi posti dalle mascherine chirurgiche scartate, aprendo la strada a una gestione sostenibile dei rifiuti, generando energia e riducendo il nostro impatto ambientale. “Capire nuovi modi per trasformare le mascherine chirurgiche in prodotti energetici a valore aggiunto ci aiuterà a mitigare l’inquinamento da plastica e ottenere una conversione sostenibile dei rifiuti in energia in futuro”, afferma il prof. Ok, “Il nuovo percorso di upcycling proposto nel nostro studio potrebbe aiutarci a proteggere gli ecosistemi della Terra e raggiungere molti degli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite”.


Fornito dalla Korea University

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