L’attuale volume di rifiuti di abbigliamento ha raggiunto 115 milioni di tonnellate nel 2021 e si prevede che aumenterà fino a circa 150 milioni di tonnellate entro il 2030. Questo aumento significativo dei rifiuti di abbigliamento ha stimolato un intenso dibattito sui metodi di riciclaggio rispettosi dell’ambiente. L’abbigliamento presenta proprietà complesse, che pongono sfide sostanziali al riciclaggio e di solito provocano inquinamento ambientale quando vengono smaltiti. In questo studio, il nostro approccio al riciclaggio sfrutta i diversi punti di fusione dei tessili. Questa trasformazione è stata ottenuta attraverso un processo fisico che includeva una procedura di apertura e compressione termica ad alta temperatura. I materiali tessili presentano proprietà termiche eccezionali. Attraverso la sperimentazione su campioni di fibra da 50 g, sono state osservate conduttività termiche simili ai materiali isolanti commerciali, registrando una media di 0,0592 W/m·K a 20 °C e 0,06053 W/m·K a 40 °C.
Questo studio esplora l’impregnazione di materiali a cambiamento di fase (PCM) in campioni basati su rifiuti di abbigliamento, dotandoli di capacità di accumulo di calore. Durante la fase sperimentale, abbiamo utilizzato tre tipi distinti di PCM per valutare le loro proprietà termiche e le capacità di accumulo del calore in relazione alle rispettive temperature di fusione. Attraverso l’analisi delle proprietà termiche, abbiamo determinato la capacità termica latente di ciascun campione, variando da un minimo di 6,63 J/g ad un massimo di 75,81 J/g. Le nostre osservazioni hanno indicato una riduzione della temperatura di picco e degli effetti temporali attribuibili all’uso di PCM per il flusso di calore superficiale. Questa ricerca sottolinea le prestazioni termiche superiori dei materiali da costruzione e da costruzione derivati dai rifiuti di abbigliamento, migliorate dall’integrazione dei PCM, rispetto ai materiali tradizionali e ad altre alternative derivate dai rifiuti.
Le emissioni di gas serra e il consumo di energia da parte di vari settori pongono sfide significative che devono essere superate per raggiungere la neutralità del carbonio. Tra i vari settori, quello dell’abbigliamento si trova ad affrontare gravi problemi di inquinamento ambientale. Le emissioni di carbonio legate all’industria dell’abbigliamento rappresentano una parte significativa dell’inquinamento ambientale, classificandosi al secondo posto tra le industrie a livello mondiale e superando quelle dei settori globali del trasporto marittimo e dell’aviazione . L’inquinamento ambientale derivante da questi indumenti avviene durante tutto il loro ciclo di vita, dalla produzione allo smaltimento. Dopo che gli indumenti generali sono stati smaltiti, il 70% viene messo in discarica, il 15% viene incenerito e solo il 15% circa viene riciclato. Quando i rifiuti di abbigliamento vengono smaltiti in discarica, emettono gas serra e sostanze inquinanti che contaminano i corpi idrici, i fiumi e l’aria.
Accra, la capitale del Ghana, in Africa, funge da discarica che smaltisce i rifiuti di abbigliamento in cambio di denaro proveniente da paesi stranieri. Ad Accra esiste una discarica per rifiuti di abbigliamento, dove ogni anno vengono scartate o incenerite più di 70 tonnellate di rifiuti, causando gravi danni ambientali. Dopo l’industrializzazione, è stata prodotta una grande quantità di capi di abbigliamento in tutto il mondo, illustrando la realtà delle persone interessate solo a indossarli e indifferenti a ciò che viene buttato via. Con il progredire dell’industrializzazione nel 20° secolo, l’industria dell’abbigliamento ha registrato un rapido aumento della produzione di massa, comunemente definita fast fashion. Inoltre, sono stati utilizzati diversi ingredienti per l’abbigliamento e materiali artificiali (ad esempio plastica e nylon). Poiché si prevede che i rifiuti tessili raggiungeranno i 17,5 kg pro capite entro il 2030, il loro utilizzo come materia prima secondaria dovrebbe diventare un compito essenziale piuttosto che un’opzione.
Di conseguenza, sono state condotte ricerche preliminari su vari tipi di rifiuti di abbigliamento. Hanno condotto uno studio sui rifiuti tessili e di abbigliamento nelle aree urbane in Australia. Per riciclare gli indumenti di scarto, hanno ridefinito e rivalutato i rifiuti tessili di ciascuna regione per classificarli come riciclabili o non riciclabili e hanno proposto un nuovo metodo per riciclare gli indumenti di scarto convertendo la lana attraverso purificazione meccanica e trattamento chimico, studiandone il riciclo in elementi costitutivi di origine biologica. Inoltre hanno studiato la possibilità di riciclare gli indumenti acrilici dagli indumenti usati e li hanno confrontati con i materiali isolanti degli edifici esistenti. La ricerca sul riciclo dei rifiuti tessili è in corso dagli anni 2000 e rimane un’area inesplorata con un grande potenziale di sviluppo. Le precedenti ricerche sui tessili includono molti articoli che trattano delle caratteristiche delle fibre stesse e studiano i modi per utilizzarle. Tra le varie proprietà delle fibre, la porosità è vantaggiosa per il riciclaggio in vari campi e applicazioni. La porosità è la presenza di pori all’interno del materiale, che lo rendono resistente all’assorbimento acustico, all’isolamento e agli urti. Vantaggi dei materiali porosi li rendono ideali per l’uso come materiali da costruzione e, se utilizzati correttamente, gli indumenti di scarto possono essere riciclati in materiali di alto valore.
Infatti, il settore delle costruzioni svolge un ruolo significativo nella riduzione delle emissioni di carbonio a livello mondiale, rappresentando il 20% dell’intero settore. Per queste soluzioni si stanno sviluppando vari metodi, come il riciclaggio, la riduzione dei rifiuti edili e l’uso di materiali riciclabili . Vari studi su pannelli isolanti o campioni realizzati con vari materiali di scarto, si sono soffermati sulle loro proprietà termiche. Tuttavia, i materiali da costruzione realizzati con rifiuti riciclati attualmente allo studio tendono ad avere prestazioni complessive inferiori rispetto ai materiali esistenti. In studi precedenti, la conduttività termica dei materiali compositi riciclati a base di fibra di legno e rifiuti tessili come isolamento degli edifici variava da circa 0,078 W/m·K a 0,089 W/m·K. Un modo per migliorare la conduttività termica e le prestazioni termiche a basse prestazioni è utilizzare materiali a cambiamento di fase (PCM). Un PCM fonde o solidifica ad una certa temperatura e subisce un cambiamento di fase. In questo momento, l’energia termica generata durante il processo di cambiamento viene immagazzinata come calore latente, consentendo al materiale di funzionare come accumulo termico attraverso il calore sensibile e latente. Le proprietà fisiche e termiche dei PCM dipendono dalle loro temperature di cambiamento di fase. L’applicazione di PCM con un’elevata capacità termica latente ai materiali da costruzione può migliorare le prestazioni termiche. Diversi studi hanno studiato l’uso dei PCM impregnandoli o incorporandoli in vari materiali esistenti.Tuttavia, i PCM liquidi possono incontrare problemi come perdite, fusione limitata e solidificazione limitata durante i cambiamenti di fase. Per risolvere questi problemi, sono stati sviluppati vari tipi di PCM, come il PCM microimballato (MPPCM), il PCM stabilizzato nella forma (SSPCM) e il PCM microincapsulato (MPCM), per prevenire perdite e fornire flessibilità di progettazione.
In questo studio, tre tipi di PCM sono stati impregnati in campioni realizzati con indumenti di scarto e sono state confrontate le loro microstrutture e prestazioni termiche. Durante l’esperimento, sono stati utilizzati tre materiali a cambiamento di fase con diverse temperature di cambiamento di fase, vale a dire n -esadecano, n -ottadecano e n -docosano. I campioni prodotti sono stati impregnati sotto vuoto ed è stata eseguita la stabilizzazione di fase per ottenere uno stato liquido e ridurre la possibilità di perdite. I campioni fabbricati hanno mostrato un trasferimento di calore ritardato a causa dei cambiamenti di temperatura, rendendo gli indumenti di scarto un materiale da costruzione efficace. In questo studio, non abbiamo classificato gli indumenti di scarto e abbiamo condotto una ricerca sulla riabilitazione dei materiali originali senza additivi aggiuntivi. In definitiva, lo scopo di questa ricerca era studiare l’efficacia degli indumenti di scarto nel contribuire al miglioramento ambientale e all’aumento dell’efficienza termica negli edifici utilizzando indumenti di scarto.
Conclusioni:
Industrializzazione e aumento dei rifiuti sono fenomeni simultanei. La gestione e il riciclaggio dei rifiuti possono ridurre l’inquinamento ambientale. I settori dell’abbigliamento e dell’edilizia, che generano la maggior parte dei rifiuti e consumano più risorse, devono ridurre i rifiuti e garantire che i rifiuti possano essere utilizzati a lungo e riciclati per il bene delle persone e della natura. Studi precedenti hanno dimostrato che gli indumenti usati hanno una porosità superiore all’80%, un valore simile a quello dei materiali isolanti attualmente utilizzati.
