Separazione riuscita: riciclaggio del vetro stratificato di sicurezza

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La sostenibilità è ormai anche un vantaggio competitivo economico. Marc Everling ha studiato ciò su cui sta lavorando la ricerca nel settore del vetro di sicurezza e del suo riciclaggio.

Nachhaltigkeit ist inzwischen auch wirtschaftlich ein Wettbewerbsvorteil. Woran die Forschung im Bereich Sicherheitsglas und dessen Recycling arbeitet, hat Marc Everling recherchiert.
I frammenti fanno risparmiare materie prime, energia ed emissioni di CO2. ©AGC Vetro Europa

Separazione riuscita: riciclaggio del vetro stratificato di sicurezza

Da 20 anni la B+L Marktdaten GmbH esamina regolarmente per conto dell'Associazione tedesca del vetro piano (BF) i mercati delle finestre e delle facciate in tutti i mercati globali rilevanti per le aziende tedesche. Ciò include anche il monitoraggio dei volumi di produzione e delle vendite delle diverse “varietà”: vetro float, vetro rivestito, vetro di sicurezza temperato, vetro di sicurezza laminato e vetro isolante. Non sorprende che il persistente basso livello dell'attività edilizia influisca negativamente anche sul fatturato dell'industria del vetro.
L'indebolimento del settore edile non sembra essere un problema isolato, ma piuttosto il risultato di una crisi economica, politica e sociale: aumento dei tassi di interesse e aumento dei costi del credito, costi di costruzione elevati a causa dell'aumento dei prezzi dell'energia, dei materiali da costruzione, dei trasporti e dei servizi artigianali - prima a causa delle difficoltà di consegna dovute alla pandemia, poi a causa dell'inflazione. Allo stesso tempo, manca manodopera qualificata, il che significa che i tempi di costruzione si allungano, i costi aumentano e la pianificazione ne risente.
A ciò si aggiunge l’aumento dell’incertezza a causa degli sviluppi politici e geopolitici difficili da valutare, dei finanziamenti statali insufficienti e del tanto descritto problema di fondo delle rigide norme edilizie e dei relativi lunghi processi di approvazione. E infine c’è il cambiamento demografico e sociale, con un calo dell’attività edilizia nelle regioni in contrazione e una domanda crescente nelle aree metropolitane in crescita.

Vetro stratificato di sicurezza di alto livello

L'Associazione tedesca del vetro piano fornisce un quadro degli attuali dati di B+L sui dati di mercato di finestre e facciate: "Mentre tutti i tipi di vetro sono stati colpiti da un calo delle vendite dal 2022, il tipo di vetro stratificato di sicurezza è stagnante a un livello relativamente elevato e per il 2025 è addirittura previsto un leggero aumento delle vendite rispetto all'anno precedente. Ciò è il risultato, tra l'altro, di un crescente interesse per le applicazioni del vetro di sicurezza e del lavoro molto attivo sulla norma DIN 18008 negli ultimi anni. "È piacevole che i prodotti LSG siano preferiti sul mercato, soprattutto rispetto al vetro di base", spiega Steffen Schäfer, direttore tecnico di BF.
Una delle maggiori sfide che l’industria del vetro piano deve affrontare – ma allo stesso tempo una delle sue opportunità – è la crescente richiesta di maggiore efficienza e sostenibilità nel vetro di sicurezza: “Molto sta già accadendo nell’industria del vetro: i produttori utilizzano sempre più energie rinnovabili, risparmiando risorse, sviluppando prodotti con minori emissioni di CO2-Impronta e modi efficaci per chiudere i tuoi circuiti. Sanno che se investono qui, in futuro creeranno una buona posizione competitiva nella competizione globale”.

La separazione tra vetro e strato intermedio ha rappresentato finora il più grande ostacolo ad un vero ciclo di riciclo o riutilizzo.

Miriam Schuster, responsabile del gruppo di ricerca su vetro e polimeri presso l'Istituto di statica e costruzione dell'Università tecnica di Darmstadt (D)

In corso: riciclo del vetro stratificato di sicurezza

La sostenibilità è ora anche un vantaggio competitivo economico - ma finora il vetro stratificato di sicurezza ha avuto una posizione difficile perché è difficile da riciclare a causa del collegamento della pellicola. Le soluzioni sono in vista, come riferisce Miriam Schuster, responsabile del gruppo di ricerca Vetro e polimeri presso l'Istituto di statica e costruzione dell'Università tecnica di Darmstadt (D): "Stiamo ricercando nuovi modi per classificare e riciclare il vetro stratificato di sicurezza, perché questi sono ormai parte integrante dell'architettura moderna, negli interni e nelle facciate. Mentre il vetro è teoricamente completamente riciclabile e il PVB può in linea di principio essere riciclato come un materiale termoplastico, la realtà fa riflettere: la maggior parte dei vecchi elementi LSG vengono triturati e i frammenti di vetro vengono trasferiti ad altri settori, ad esempio per la produzione di lana di vetro o vetro cavo. La maggior parte dei residui di PVB vengono messi in discarica o inceneriti. La separazione tra vetro e strato intermedio è stata finora il più grande ostacolo a un vero e proprio ciclo di riciclaggio o riutilizzo.”

Il loro processo di separazione si basa su un processo in quattro fasi:

  1. Erwärmen: Die Glasproben werden auf ca. 170–220 °C erhitzt, bis sich der sogenannte „Daisy-Effekt“ (Bläschenbildung in der Folie) vollständig ausgebildet hat.
  2. Mechanisches Trennen: Die Verbunde werden in einer händisch geführten Vorrichtung scherbelastet und auseinandergezogen. Entscheidend: Es kommt zu einer kohäsiven Trennung der Zwischenschicht, ohne das Glas zu beschädigen.
  3. Wasserbehandlung: Eine Wärmebehandlung in Wasser führt zu einer verbesserten Abtrennung.
  4. Peeling: Abschließend wird die verbleibende Zwischenschicht mechanisch abgezogen.

Sono stati esaminati campioni appena prodotti di diversi tipi di strutture, diversi livelli di adesione del PVB (alto, medio), diverso contenuto di umidità dello strato intermedio (0,32-0,66%), diversi processi di laminazione e, naturalmente, campioni invecchiati. Inoltre, sono state esaminate diverse temperature per la fase 1. Il risultato: man mano che la temperatura scende, aumenta il tempo necessario affinché l'effetto margherita si sviluppi completamente. L'adesione del PVB influenza in modo significativo il processo di separazione durante la pelatura nella fase quattro, ma non influenza in modo significativo la separazione meccanica nella seconda fase.

Der sogenannte "Daisy-Effekt" tritt beim Erhitzen von Verbundsicherheitsglas auf und zeigt die beginnende Bläschenbildung im PVB an. Er ist ein Schlüsselindikator für den optimalen Trennzeitpunkt. In Bild 1d und Bild 1e (untere Reihe) sieht man zudem, dass die Foliendicke durch den Daisy-Effekt größer wurde.
Der sogenannte „Daisy-Effekt“ tritt beim Erhitzen von Verbundsicherheitsglas auf und zeigt die beginnende Bläschenbildung im PVB an. Er ist ein Schlüsselindikator für den optimalen Trennzeitpunkt. In Bild 1d und Bild 1e (untere Reihe) sieht man zudem, dass die Foliendicke durch den Daisy-Effekt größer wurde. © Maximilian Düwel, Master Thesis „Kreislaufwirtschaft von Verbundglas – Untersuchungen zum sortenreinen Trennen von Glas und Zwischenschicht“ (2024)
Nach dem Trennverfahren erhält man intakte Glasscheiben und große, von Glasstaub freie, Folienstücke. © Miriam Schuster / TU Darmstadt
Nach dem Trennverfahren erhält man intakte Glasscheiben und große, von Glasstaub freie, Folienstücke. © Miriam Schuster / TU Darmstadt

La riuscita separazione del VSG consente il riciclaggio a circuito chiuso come rottami di vetro negli impianti di vetro float e persino il riutilizzo, ad esempio come lastre di vetro in applicazioni secondarie. Per un'implementazione pratica e industriale di successo, Schuster vede necessari ulteriori passaggi, come un'analisi approfondita dell'effetto daisy durante il riscaldamento dell'LSG, il ridimensionamento industriale del processo di riscaldamento o la pelatura automatizzata, l'ottimizzazione dei parametri di processo e una valutazione della qualità del materiale dopo la separazione. È già stata presentata una proposta di ricerca corrispondente per un ulteriore sviluppo.


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(bt)