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di Debora Pape

La plastica nera è onnipresente. Ma per le attuali macchine per il riciclaggio è quasi impossibile selezionarla. I ricercatori sono riusciti a risolvere questo problema.
La plastica nera è ovunque: nelle custodie elettroniche, nei prodotti per la casa, nei giocattoli, nelle attrezzature sportive e negli imballaggi. Tutti questi prodotti finiscono nel sacco giallo o nel bidone del riciclaggio. È qui che inizia il problema: la plastica nera è in gran parte invisibile alle tecnologie di differenziazione convenzionali. Il problema principale risiede nella fisica.
Il problema principale risiede nella fisica. La spettroscopia convenzionale nel vicino infrarosso (NIR) funziona analizzando la luce riflessa da un materiale. Ogni tipo di plastica - che sia polietilene, polipropilene o PET - ha un modello di riflessione caratteristico, una sorta di impronta digitale molecolare. Nel caso del nero, la spettroscopia NIR è un'analisi che non ha nulla a che fare con la luce.
Nel caso della plastica nera, tuttavia, la fuliggine in essa contenuta assorbe gran parte della luce incidente prima che questa possa essere riflessa. L'impronta digitale rimane invisibile. Di conseguenza, gran parte della plastica nera finisce nell'utilizzo termico piuttosto che nel ciclo di riciclaggio.
I ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per i controlli non distruttivi IZFP hanno ora adottato un approccio radicalmente diverso a questo problema. Invece di ricorrere a metodi spettrali, si sono affidati a un sistema basato sulla termografia che sfrutta le diverse reazioni termiche dei vari tipi di plastica. Il metodo combina un breve riscaldamento con l'uso di un'altra sostanza.
Il metodo combina un breve riscaldamento degli oggetti con l'acquisizione di immagini termiche, che vengono poi analizzate da un modello di intelligenza artificiale, consentendo di identificare le plastiche nere che rimangono invisibili agli scanner NIR convenzionali.
Un risultato chiave della ricerca: il dimostratore è attualmente in grado di distinguere in modo affidabile tra poliammide (PA) e polipropilene (PP) in particolare. Questa differenziazione è considerata un importante passo avanti perché queste due plastiche nere non sono solitamente rilevabili negli attuali sistemi di selezione NIR.
Nelle fasi successive del progetto seguiranno altri tipi di plastica. Tuttavia, l'espansione a una gamma più ampia di materiali è attualmente ancora in fase di sviluppo.
Per far sì che una tecnologia di differenziazione esca dal laboratorio per entrare nella pratica industriale, deve essere robusta, veloce ed economica. Il dimostratore sviluppato presso il Fraunhofer IZFP mostra già come potrebbe essere un processo di questo tipo in linea di principio:
Le parti in plastica nera vengono riscaldate brevemente su un nastro trasportatore, poi vengono catturate da una termocamera e analizzate da un'intelligenza artificiale in tempo reale. Un braccio di smistamento separa automaticamente i materiali in base al tipo riconosciuto.

Quando il processo verrà utilizzato in veri e propri impianti di smistamento è ancora da definire. I ricercatori stanno lavorando per incorporare altri tipi di plastica, aumentare la velocità di lavorazione e ottimizzare il sistema complessivo per un funzionamento industriale continuo. Le basi tecnologiche per uno smistamento affidabile della plastica nera sono state gettate, ma devono ancora maturare.
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