Produzione vetro

RICICLO E RIUSO DEL VETRO: NUOVI PRODOTTI E NUOVI PROGETTI
Anna Faresin

In un impianto di produzione di vetro piano è prassi che una percentuale del cavato venga destinata alla rottamazione_1 e poi reimmessa nella miscela vetrificabile per ottenere lastre di qualità. Il rottame di vetro diviene, infatti, un vero e proprio prodotto da commercializzare o riutilizzare_2 all’interno dell’impianto di produzione, con il vantaggio di consentire anche un risparmio di materia prima e di energia: 1 tonnellata di sfridi di vetro sostituisce circa 1,2 tonnellate di materie prime e l’introduzione di rottame nel forno in quantità pari a 10% consente un risparmio di energia del 2-3%_3. Tale riduzione è da imputarsi al fatto che le reazioni chimiche endotermiche, connesse alla fusione, sono già avvenute, comportando, pure, minori temperature del forno e dunque diminuzioni delle quantità di emissioni in atmosfera. L’impossibilità di verificare, invece, l’omogeneità del vetro proveniente da scarti di lavorazione in vetreria o da operazioni di demolizione selettiva di edifici ne implica l’avvio ai centri di raccolta specializzati, previa eliminazione delle impurezze. Una verifica prestazionale preliminare con pulitura ed eventuale trattamento può consentire il reimpiego dei componenti edilizi vetrosi. La mancanza dei requisiti minimi prestazionali comporta, invece, una selezione per tipologia e colore, finalizzata alla differenziazione dei rottami che vengono destinati alla produzione di oggetti in vetro cavo, come ad esempio contenitori, bottiglie, o anche materiali isolanti_4, materiali di filtraggio ed abrasivi, piastrelle, pavimenti, infissi. Il controllo delle impurità organiche e del tasso di umidità dei rottami di vetro viene effettuato mediante l’impiego di macchine di cernita e frantumazione, nonché attraverso le più avanzate tecnologie di purificazione che prevedono analisi dettagliate dei campioni per garantire la qualità ed evitare problemi di lavorazione legati alla presenza di componenti ceramici o di altri contaminanti. Dati relativi alla raccolta differenziata del vetro, pubblicati da Assovetro_5, permettono di asserire che nel 2005 il riciclo in vetreria di rifiuti di imballaggio di provenienza nazionale è stato pari al 57,3% della quantità immessa al consumo. E le previsioni per il 2008 stimano un ulteriore aumento della quantità che dovrebbe aggirarsi attorno al 60%, corrispondente a 1.302.000 tonnellate di vetro riciclato.
L’incremento di vetro recuperabile per altri impieghi è stato agevolato dalla raccolta differenziata monomateriale di imballaggi, bottiglie, flacconi, barattoli e vasetti di vetro a mezzo di “campane stradali”. La raccolta del vetro in Italia è stata avviata in via sperimentale nel 1976, anticipando tutti gli altri materiali che attualmente sono interessati da raccolta differenziata_6. Dal 1997 l’avvio a riciclo dei rifiuti in vetro è organizzato da Co.Re.Ve - Consorzio per il recupero del vetro, costituito dai principali gruppi vetrari nazionali al fine di risolvere lo smaltimento dei rifiuti vetrosi_7, convertendoli in risorsa. Il Consorzio opera all’interno del sistema CONAI – Consorzio Nazionale imballaggi_8 - ed è stato istituito in ottemperanza agli articoli 38 e 40 del Decreto Legislativo Ronchi 22/97. Grazie all’impegno del Consorzio ma soprattutto alla sensibilizzazione dei cittadini, l’Italia si colloca al terzo posto in Europa, dopo Germania e Francia, per quantità assolute di vetro riciclato e ai primi posti nella classifica relativa al tasso di riciclo_9. Tali dati fanno ulteriormente riflettere se si pensa ai vantaggi in termini energetici che si ottengono impiegando vetro di riciclo: si è stimato che l’impiego di una bottiglia per venti cicli commerciali comporti un risparmio del 20% di energia rispetto alla plastica, una riduzione delle emissioni in atmosfera del 92%, un risparmio idrico di oltre il 96%. Naturalmente anche i benefici relativi alla riduzione del volume dei rifiuti e dei costi di smaltimento fanno del riciclaggio del vetro la migliore strada da intraprendere per favorire la salvaguardia del territorio.
Scoperte datate qualche decennio permettono di asserire che il riciclo di vetro era attuato già nel passato: la testimonianza dell’utilizzo di vetro per ottenere altro vetro risale al ritrovamento dell’imbarcazione romana Julia Felix, di circa 18 secoli fa. Si tratta di una nave, inabissatasi a 6 miglia dalla costa, proveniente da Chioggia e diretta al mercato aquileiese. Scoperta nel 1986 grazie ad un pescatore che ne intravide il profilo a 15 metri di profondità, ha consentito di rinvenire moltissimi oggetti, oggi conservati presso il Museo Nazionale di Cividale del Friuli ma destinati a Grado_10. Il ritrovamento archeologico più significativo è rappresentato dai resti di una botte lignea alta 140 cm e contenente frammenti di vetro di calici, coppe, bottiglie, bicchieri, balsamari, da riciclare e rifondere. L’ipotesi più accreditata è, infatti, che tali rottami di vetro venissero acquistati per poi essere rivenduti, visto l’indubbio vantaggio di diminuzione della temperatura di fusione del vetro rispetto ai componenti di partenza, che consentiva il rifacimento degli oggetti in modo più rapido ed economico.
Risale al 1832 uno dei primi documenti ufficiali che invitavano i cittadini a raccogliere separatamente il vetro dagli altri rifiuti. Si tratta dell’Editto di Napoli che riporta: “Tutti i possessori, o fittuarj di case, di botteghe, di giardini, di cortili, e di posti fissi, o volanti, avranno l’obbligo di far ispazzare la estensione di strada corrispondente al davanti della rispettiva abitazione, bottega... Questo spazzamento dovrà essere eseguito in ciascuna mattina prima dello spuntar del sole, usando l’avvertenza di ammonticchiare le immondizie al lato delle rispettive abitazioni e di separarne tutt’i frantumi di cristallo, o di vetro che si troveranno, riponendoli in un cumulo a parte”. Questo documento, pur risalendo ad oltre un secolo fa, risulta oggi di grande attualità, visto il preoccupante aumento della massa dei rifiuti urbani. E certamente il ridimensionamento degli sprechi, la raccolta e il riciclo degli scarti, nonché il reimpiego dei materiali, rappresentano obiettivi imprescindibili da raggiungere.

I prodotti
I numerosi materiali per l'edilizia costituiti da rottami di vetro si possono distinguere in: prodotti vetrosi riciclati pre-consumo (che utilizzano sfridi e scarti di produzione) e post-consumo (che impiegano il vetro di elementi giunti a "fine vita"). Molteplici sono le loro possibilità di impiego: come pannelli isolanti, materiali inerti, piastrelle per pavimentazioni, lastre di rivestimento per superfici orizzontali e verticali.
Un esempio di isolante di origine minerale con una proporzione di vetro riciclato pari a 45-50% è il vetro cellulare. Si tratta di un materiale composto da sabbia di quarzo e vetro proveniente da lampade al neon e da vetri di automobili. E’ caratterizzato da una struttura a celle chiuse che permette un’assoluta impermeabilità all’acqua, sia allo stato liquido che di vapore. Pertanto viene impiegato in tutte le situazioni di contatto con il terreno, in copertura e in tetti giardino. Il processo produttivo prevede l’estrusione, macinazione e addizione del vetro con agenti schiumogeni_11 che ne causano l’espansione se sottoposto ad elevate temperature. Si ottiene una struttura alveolare che costituisce una rigida schiuma isolante. L’accoppiamento con gesso permette di ottenere pannelli prefabbricati per pavimenti a secco, che possono essere riutilizzati più volte. Il vetro cellulare può essere riciclato ed impiegato per realizzare sottofondi stradali, riporti o per sostituire la sabbia nei forni. Particolarmente interessante è la ricerca finalizzata alla realizzazione di vetroschiume mediante l’impiego di vetri provenienti dalla dismissione di tubi catodici, schiumati utilizzando carbonato di calcio. I tubi catodici di televisori e computer derivano dalla giunzione di tre vetri ad alto contenuto in ossidi di metalli pesanti che ne impediscono un significativo riciclo per la produzione di altri tubi catodici. Pertanto tale insolito loro impiego costituisce una significativa opportunità.
L’isolante in fibra di vetro è composto dall’80% di lunghi filamenti di vetro riciclato. Il processo di produzione prevede l’impiego di una resina stabile termoindurente in grado di legare le fibre con orientamento casuale. Vista l’elevata resistenza e la capacità di riassumere la forma iniziale dopo essere stato compresso, il materiale viene impiegato per una vasta gamma di applicazioni e per isolare elementi costruttivi in metallo.
Recenti studi avviati all’interno di un’azienda ungherese hanno portato alla messa a punto di un materiale da costruzione ad alto contenuto di rifiuti vetrosi: Geofil-Bubbles. Si tratta di un prodotto, impiegato per l’isolamento termico e acustico, che sfrutta la capacità dei granuli di vetro riciclato di aderire saldamente alle matrici di gesso e cemento. Un prodotto analogo è commercializzato dall’azienda tedesca Dennert Poraver che ne propone svariati campi di impiego: Poraver – materiale derivante da vetro riciclato pre-consumo - è utilizzato come filler per malta, intonaci, adesivi e pannelli da costruzione, per realizzare pareti separatorie, pavimentazioni e come materiale fonoassorbente. Tra gli altri materiali realizzati per applicazioni architettoniche e costituiti da materiali riciclati al 100% si annoverano: Profile, prodotto dall’azienda canadese Joe Berman Glass Studios con vetro riciclato, disponibile in diversi spessori, colori e strutture di superficie e modellato nella forma desiderata; Aquarius, prodotto dall’azienda canadese Interstyle Ceramic and Glass con materiali riciclati provenienti da rifiuti post-industriali. Uno strato superiore in vetro trasparente ed uno inferiore in vetro colorato racchiudono a sandwich i cristalli, formando piastrelle utilizzabili per pareti, pavimenti, superfici di cucine e bagni. E ancora, Bio Glass, prodotto dall’azienda americana Coverings Etc. con vetro riciclato, è impiegato per realizzare superfici di banconi ed elementi decorativi per pareti e pavimenti, caratterizzate da effetto traslucido delle lastre disponibili in vari colori. Un impiego puramente decorativo di pietrisco ottenuto dal riciclaggio di bottiglie è proposto dall’azienda americana Enviroglas Products Inc: Enviroscape infatti è composto da frammenti di vetro con bordi non taglienti, disponibili in vari colori ed impiegabili nel settore del design per esterni per la progettazione di acquari, stagni, campi da golf, zone sabbiose e spiagge.
Il mercato propone numerosi altri prodotti che integrano percentuali di materiale vitreo riciclato in miscele di varia natura che offrono elevate prestazioni e si pongono come valide alternative ai materiali tradizionali.
Infine, ricerche condotte dalla Stazione sperimentale del Vetro in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Padova hanno portato alla possibilità di vetrificare i rifiuti pericolosi. La vetrificazione è una tecnologia che consente di inertizzare i rifiuti tossici nocivi, permettendone lo smaltimento in discarica o la valorizzazione, grazie alla realizzazione di prodotti quali ad esempio vetroceramiche, polveri per impasti ceramici, fibre di vetro. Oppure, attraverso la fusione del materiale vetrificato, è possibile ottenere un materiale di basso costo impiegabile per sottofondi stradali, aggregati di drenaggio, riempitivo per costruzioni, opere di contenimento, pavimentazioni industriali. Si possono impiegare varie tipologie di rifiuti anche non pretattati_12 che, assieme al rottame di vetro, costituiscono la miscela vetrificabile che viene macinata e sottoposta ad un trattamento termico di vetrificazione-inertizzazione. Il rifiuto inertizzato può, poi, seguire tre differenti processi: la macinazione e poi il trattamento termico di nucleazione e accrescimento, per ottenere vetroceramica; la filatura, per ottenere fibre di vetro; la macinazione e poi il trattamento termico con agente schiumante, per ottenere vetroschiuma.

I progetti
Molto interessanti e numerosi sono i progetti che sperimentano l’impiego di bottiglie che, una volta svuotate, possono essere reimpiegate come mattone da costruzione.
Il primo esempio di tale insolita forma di riciclo dei contenitori in vetro risale al 1902, anno in cui venne costruita la casa di William F. Peck a Tonopah nel Nevada. Caratterizzata da forma quadrata, era composta da 10000 bottiglie di birra recuperate per costruire un economico riparo dalle intemperie. Venne demolita negli ’80 del ‘900. Nella stessa città vennero costruite anche un’abitazione con contenitori d’olio per motori ed un’altra fatta di barili. Verso la metà del secolo a Buena Park, in California, venne realizzata un’ulteriore sperimentazione di impiego di oltre 5000 bottiglie di whisky: la casa di bottiglie di Walter Knott, miniatura della Rhyolite Bottle House che il costruttore ebbe la possibilità di visitare. Quest’ultimo edificio venne eretto da Tom Kelly nel 1905, in un anno e mezzo, con circa 51000 bottiglie di birra e di medicinali. Nel 1925 la Paramount Pictures provvide al suo restauro per la realizzazione del film “The Air Mail”. Successivamente venne adibita a museo e, dal 1954 al 1969, venne abitata da Tommy Thompson. Il suo tentativo di riparare le pareti esterne con il calcestruzzo ha provocato, però, la rottura di molte bottiglie, a causa dell’elevata temperatura del luogo, costringendo ad una successiva ristrutturazione nel 2005. Tra le realizzazioni significative di impiego di tali materiali si annoverano anche la Washington Court Bottle House, con 9963 bottiglie di diversi colori e dimensioni, e la Bottle House Gift Shop di Alessandria, composta da circa 3000 flaconi di medicinali e bottiglie di vino. Nel 1940 a Kaleva John Machinen costruì la Kaleva Bottle House caratterizzata dall’impiego di oltre 60000 bottiglie e oggi adibita a museo. Vent’anni più tardi, nel 1960, venne realizzata la Wimberley Bottle House, su modello della Knott House, come attrazione turistica. L’edificio è stato costruito impiegando 9000 bottiglie di soda, disposte in modo tale da comporre delle scritte e dei motivi decorativi.
Nel 1965 fu effettuato un tentativo di reimpiego di contenitori vetrosi di birra prodotti industrialmente e creati appositamente per promuoverne l’uso secondario per realizzare chiusure verticali esterne: l’architetto John Habraken, in collaborazione con l’industria produttrice di bottiglie di vetro per il marchio Heineken, ha progettato la casa sperimentale WoBo (World Bottle Project) sita a Noordwjk in Olanda. La costruzione è caratterizzata da struttura in acciaio e pareti esterne composte da bottiglie disposte in orizzontale a corsi sfalsati. Ogni bottiglia, caratterizzata da facce appiattite, è dotata di incavi semisferici di ridotto diametro per favorire l’aderenza della malta e di un sistema ad incastro del collo entro la cavità presente sul fondo della bottiglia posta davanti. Il fissaggio tra i “mattoni” avviene mediante l’impiego di malta di cemento e sabbia con l’aggiunta di silicone. La soluzione d’angolo rispecchia quella adottata per le tradizionali costruzioni in tronchi di legno, con elementi fuoriuscenti dal filo del muro. L’elevata resistenza a rottura, la discreta massa termica e l’alto potere isolante derivante dalla presenza d’aria all’interno delle bottiglie, fanno dell’edificio olandese un significativo tentativo di impiego di materia prima – seconda, non sottoposta ad ulteriori processi di lavorazione.
Ancora frutto di ricerche è la casa realizzata recentemente in Australia da Peter Little. Le pareti esterne dell’edificio sono composte da 13500 bottiglie di vino, dotate di etichetta e disposte in verticale entro una griglia metallica. Si tratta di un nuova corrente artistica denominata “The poverty design”, che prevede un riutilizzo del materiale di scarto attraverso metodi di costruzione rispettosi dell’ambiente. Tale appellativo è stato attribuito anche alla casa costruita da due ragazzi di origine slovacca nel quartiere Nomentano a Roma. Si tratta, in questo caso, non più di sperimentazione volta alla ricerca, ma del tentativo di realizzazione di un riparo economico. Il rifugio in cui abitano in povertà ma dignitosamente da circa otto anni, è stato infatti realizzato grazie all’aiuto di amici che hanno fornito loro le moltissime bottiglie di birra che compongono le pareti della casa. Due strati di contenitori vetrosi disposti orizzontalmente, con interposto del cemento, costituiscono le chiusure verticali dell’edificio alto due metri. Il disagio principale che si riscontra è da imputarsi al permeare dell’acqua dal terreno e all’assenza di una stufa che d’inverno possa consentire alla famiglia di proteggersi dal freddo.
Frutto di una ricerca, che a breve potrebbe concretizzarsi, è il tentativo, proveniente dall’azienda tedesca Rexam Glass_13, di realizzare bottiglie di vetro impilabili, che potrebbero certamente dare seguito alle sperimentazioni costruttive illustrate. Si tratta di contenitori studiati per ottenere una disposizione che consenta di ottimizzare lo spazio sia per il produttore che per il consumatore: lateralmente il vetro viene schiacciato, creando una superficie concava che consente di poggiare un contenitore sull’altro, e il collo viene accorciato a fronte dell’innalzamento della spalla della bottiglia.
Infine, un ulteriore significativo impiego di materia prima-seconda è rappresentato dal Mason's Bend Community Center, progetto di tesi del 1999-2000 condotta all’interno del Rural Studio in Alabama nel 1999-2000. L’edificio utilizza parabrezza di automobili montati a scaglie su una struttura in metallo per realizzare la chiusura perimetrale. Tale costruzione rappresenta una delle molte sperimentazioni effettuate dallo studio americano fondato da Samuel Mockbee, condotte con l’obiettivo di impiegare materiale di scarto per realizzare fabbricati economici abitabili.
Ma sempre maggiore interesse stanno riscuotendo in architettura anche i materiali la cui composizione chimica presenta percentuali consistenti di vetro riciclato. Si tratta di prodotti che, sottoposti ad ulteriore lavorazione dopo aver assolto alla funzione per la quale sono stati progettati, si pongono come interessanti alternative ai materiali tradizionali. Un applicazione del prodotto Structuran Glaskeramik – pannello realizzato al 100% con vetro riciclato, in 25 colori, con finitura opaca, lucida o texturizzata – è visibile a Berlino, sulla Erberstasse, la strada che collega l'ottagono della Leipziger Plaz, di fronte a Potsdammerplaz, con la porta di Brandeburgo. L'involucro di tale edificio multipiano, realizzato in pannelli riciclati color verde acqua, è una delle testimonianze tangibili della sempre maggior attenzione che si sta riponendo nei confronti della riduzione del volume dei rifiuti e dei costi di smaltimento del vetro, per favorire la salvaguardia del territorio.

Note:
1_ Si tratta normalmente della parte di lastra soggetta a deformazioni perché sottoposta a tiraggio all’interno dei forni.
2_ Naturalmente è necessario conoscere la composizione chimica di questi vetri di riciclo, che non deve essere contaminata, pena l’insorgere di problemi durante la fase di fusione.
3_ Giuffrè Ernesto Maria, “Aspetti ambientali ed energetici della produzione e dei prodotti in vetro piano”, pp. 27-35, in Adriano Paolella, Rita Minucci (a cura di), L’efficienza energetica degli edifici. L’uso del vetro per la riduzione degli effetti negativi derivanti dai mutamenti climatici, Novatiporom, Roma 2005.
4_ Ad esempio lana di vetro.
5_ Assovetro – Associazione nazionale degli industriali del vetro; www.assovetro.it.
6_ Plastica, carta e cartone, legno, vetro, alluminio, inerti, batterie, oli esausti, ingombranti, farmaci, indumenti.
7_ Si stima che il tempo di degradazione naturale dei rifiuti vetrosi sia pari a 4000 anni.
8_ Il CONAI dispone di un tributo obbligatoriamente versato da chi commercializza prodotti impiegando imballaggi. Tale somma permette di coprire tutte le spese di raccolta, trasporto e fornitura dei rottami di vetro alle vetrerie.
9_ Ovvero la percentuale di vetro riciclato sul totale immesso al consumo.
10_ A Grado sta per essere ultimato un museo adibito alla Julia Felix, portata a riva nel 1999 e successivamente restaurata. L’imbarcazione è lunga 18 metri e larga 6 metri.
11_ Ad esempio: polvere di carbone, carburo di silicio, polimetilmetacrilato (PMMA). Gli agenti schiumanti liberano una sostanza gassosa quando il vetro si trova in uno stato di rammollimento.
12_ Ad esempio: fanghi, ceneri volanti, rifiuti solidi.
13_ Azienda produttrice di recipienti in vetro per il settore alimentare, l’industria farmaceutica e la cosmesi. www.rexam.com

Campana per la raccolta differenziata.

Poraver: materiale - derivante da vetro riciclato pre-consumo - impiegato nel campo edile come isolante o inerte. Azienda produttrice: Dennert Poraver GmbH.

Aquarius: piastrelle di rivestimento con cristalli riciclati interposti tra una lastra di vetro trasparente ed una colorata. Azienda produttrice: Interstyle Ceramic and Glass. Fonte: www.interstyle.ca.

Bio Glass: piastrelle per rivestimento realizzate con vetro riciclato. Azienda produttrice: Coverings Etc. Fonte: www.coveringsetc.com.

Enviroscape: frammenti di vetro colorato. Azienda produttrice: Enviroglas Products Inc. Fonte: www.environglasproduct.com.

Wimberley Bottle House. Fonte: www.RoadsideArchitecture.com

11. Kaleva Bottle House. Fonte: www.RoadsideArchitecture.com

Kaleva Bottle House. Fonte: www.RoadsideArchitecture.com

Casa WoBo. Fonte: Heineken Collection Amsterdam.

Bottiglia-mattone Heineken. Fonte: Heineken Collection Amsterdam.

Soluzione d'angolo realizzata con bottiglie-mattone Heineken. Fonte: Heineken Collection Amsterdam.

Bottiglie-mattone Heineken. Fonte: Heineken Collection Amsterdam

Bottiglie-mattone Heineken. Fonte: arch. John Habraken.

Assemblaggio bottiglie-mattone Heineken. Fonte: arch. John Habraken.

Elaborati originali Casa WoBo. Fonte: arch. John Habraken.

Casa di bottiglie costruita nel quartiere Nomentano a Roma. Fonte: http://www.corriere.it/Primo_Piano/Cronache/2007/02_Febbraio/18/casa_bottiglie.shtml.

Bottiglie sovrapponibili. Fonte: Rexam Glass.

Mason's Bend Community Centre, Rural Studio. Fonte: www.ruralstudio.com.

Edificio caratterizzato dall'impiego del prodotto Structuran Glaskeramilk, riciclato al 100%. Fonte: L'industria delle costruzioni n.384, 2005, p.110.