Chimica applicata al riciclo dei materiali. Prof. Marcello Romagnoli a.a

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1 Chimica applicata al riciclo dei materiali Prof. Marcello Romagnoli a.a

2 Il problema Si assiste a un sempre più crescente quantità di materiali prodotti. A fine vita questi costituiscono un problema ambientale. Le azioni che possono essere intraprese sono diverse: tra queste un posto di rilievo lo ha il riciclaggio.

3 Il problema I materiali non costituiscono solo un problema nel momento in cui si trasformano in rifiuto. Essi producono rifiuti già al momento della loro fabbricazione Estrazione delle materie prime Energia per la loro produzione e trasporto L approvvigionamento delle materie prime e dell energia provoca conflitti mondiali

4 Il problema Il riciclaggio permette di ridurre parzialmente questi problemi. L evoluzione tecnologica ha aumentato il numero di elementi chimici utilizzati. Ciò introduce problemi evidenti nel riciclare. Oggi si utilizzano praticamente tutti gli elementi naturali conosciuti (92), contro circa 20 utilizzati nel resto della vita dell umanità Le economie si sono sviluppate attraverso un modello che non prevede il riciclo

5 Il problema Product Plastics in Cars Bottles and Cans Lead Batteries Radial Tires Mobile Phones Efficiency Gains Use of plastics in U.S. cars increased by 26 percent between 1980 and 1994, replacing steel in many uses, and reducing car weight by 6 percent. Aluminum cans weigh 30 % less today than they did 20 years ago. A typical automobile battery used 30 pounds of lead in 1974, but only 20 pounds in 1994 with improved performance. Radial tires are 25 percent lighter and last twice as bias-ply tires. Weight of mobile phones was reduced 10-fold between 1991 and Factors That Undercut Efficiency Gains Cars contain 25 chemically incompatible plastics that, unlike steel, cannot be easily recycled. Thus most plastic in cars winds up in landfills. Cans replaced an environand mentally superior product refillable bottles; 95 percent of soda containers were refillable in the United States in U.S. domestic battery shipments increased by 76 percent in the same period, more than offsetting the efficiency gains. Radial tires are more difficult to retread. Sales of passenlger car retreads fell by 52percent in the United States between 1977 and Subscribers to cellular tele phone service jumped more than eightfold in the same period, nearly offsetting the gains from lightweighting. Moreover, the mobile phones did not typically replace older phones, but were additions to a household s phone inventory.

6 Le dimensioni del problema Tempo 1 giorno 1 mese 1anno Kg rifiuto prodotto* GARY GARDNERAND PAYA L S A M PAT Mind Over Matter:Recasting the Role of Materials in Our Lives WORLDWAT C H PA P E R 1 4 4December 1998

7 Le dimensioni del problema * Rifiuti giornalieri (escluso cibo e carburante) Rifiuti prodotti per produrre i rifiuti giornalieri Frazione giornaliera di metallo, asfalto, legno, fertilizzante ecc GARY GARDNERAND PAYALSAMPAT Mind Over Matter:Recasting the Role of

8 Le dimensioni del problema La richiesta di metallo, vetro, legno, cemento e prodotti chimici è cresciuto nel secolo scorso come mai in tutta la storia dell umanità. Nei soli USA la richiesta è aumentata di 18 volte. U.S. consumption from United States Geological Survey (USGS), Mineral Yearbook and Mineral Commodity Summaries (Reston, VA: various years), and from data supplied by Grecia Matos, Minerals and Materials Analysis Section, USGS, Reston, VA, 27 July 1998.

9 Le dimensioni del problema GARY GARDNERAND PAYA L S A M PAT Mind Over Matter:Recasting the Role of Materials in Our Lives WORLDWATCH PAPER 14 4December 1998

10 Le dimensioni del problema GARY GARDNERAND PAYA L S A M PAT Mind Over Matter:Recasting the Role of Materials in Our Lives WORLDWATCH PAPER 14 4December 1998

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12 Le dimensioni del problema Per sostenere un livello di vita per tutta la popolazione uguale a quello delle nazioni più ricche occorrerebbero le risorse e le capacità di assorbimento dei rifiuti di tre Terre GARY GARDNERAND PAYA L S A M PAT Mind Over Matter:Recasting the Role of Materials in Our Lives WORLDWATCH PAPER 14 4December 1998

13 Programma del corso I Classificazione dei dei materiali Caratteristiche dei dei materiali Struttura atomica Legami Composizione chimica Microstruttura

14 Programma del corso II Caratteristiche macroscopiche dei dei materiali Ceramici Metalli Organici Compositi